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路基与桥桩沉降控制措施的试验研究报告之二路基填筑施工工艺研究

4.3.4施工所遇和所研究问题及解决方法和结果

在路堤的填筑过程中，路肩部位压路机有50cm左右的地方无法碾压，这一部位的K30值和密度难以保证，为此在填筑时均预留50～70cm（按设计预留值为20cm）的加宽，待路堤填筑完毕后，统一刷坡。表12是离填土外缘不同距离的K30值的试验结果，从中可以发现，加宽50cm可满足要求。

表12路基边缘的K30值

GB／T 37268-2018标准下载检测断面K30值（MPa/m）

②碾压时间、碾压遍数和检测时间

改良土拌和后立即铺设碾压与过两天后碾压其K30值差距不大，因此，立即碾压可以满足K30值要求，为施工方便起见宜采用立即碾压的方式。改良土的碾压遍数以静1动3为好，夯填土以静1动4为好。改良土的检测时间经对比，碾压3天后K30值有所增长。

改良土的素土挖取、运输、拌和与碾压在雨中都难以进行，同时下雨会使素土的含水率增加，甚至超过允许的范围，而不得不进行翻晒，因此改良土的施工应尽量避开雨季，同时还必须准备防雨材料和措施。夯填土由于渗水效果较好，其各项施工工序受下雨的干扰都较小。

④改良土的层间结合问题

改良土层与层之间由于填筑时间不同，土的凝结有先后，含水率也不相同，在我们施工中发现其有明显分离现象，同时在刷边坡时也证明了此现象，总之各层基本上自形成单独体，而整体结合较差，如何解决此问题有待研究。

本试验段为软土路基，在施工中及工后均会发生沉降和位移，在进入本体填筑之前我们就在坡脚打好两排观测桩，在填筑开始时埋设沉降板，随时观察其沉降位移，本试验段的施工期间其位移（允许值：5mm/d）和沉降（允许值：10mm/d）都没有超过并远小于规定值。沉降曲线如图12所示。

⑥夯填土与改良土施工比较

改良土与夯填土施工，相比之下，改良土的施工比夯填土多一道拌和工序，同时改良土素土的挖取、运输，改良土的拌和、碾压均受天气（下雨）的影响较大，常会因此造成停工或增加翻晒工作，拌和时有石灰粉扬起，污染环境；因此施工改良土，工期长，人力及机械浪费大，造价高（参见定额报告中的分析），如果不是填料不足的话，应尽量避免填筑改良土。夯填土的施工在级配符合条件下，取土时注意将大于25cm石块清除，施工时注意将大于25cm石块清除或改小，填土厚度控制在40cm以下时，可达到比较好的效果。

改良土施工工艺流程如图13所示。

图13改良土的施工流程

夯填土施工工艺流程如图14所示。

图14夯填土的施工流程

4.4基床表层级配碎石施工

由于试验仪器主要埋设在线路前进方向的左侧，决定级配碎石以左侧并加宽1米施工。清除预压土后，并对基床底层的顶面处理后，分三层填筑级配碎石，层厚依次为0.235、0.23、0.245cm，总计填筑360m3。使用装载机拌和及摊铺，人工整平，压路机压实的方式施工。

根据施工前送样试验的结果，级配碎石的级配采用45%的石粉，35%的10～20mm碎石，20%的20～40mm碎石。含水率4～6％。参见表13、表14筛分表。

A袋取土占总重量的45%,B袋35%,C袋20%。

进场的石粉和碎石，在码头都按每车过磅，根据配合比计算各材料的进场车数，以30m3左右的数量为一拌和单位堆集，然后使用装载机拌和，拌和均匀后用装载机运入路堤摊铺，人工整平；为保证每层的厚度及最终高度、平整度，在填筑的两侧间距10m打两根长桩，将每层的松铺高度刻画在桩上。以此控制松铺高度和整平。第一层按松铺系数1.33铺设，经测量计算实际平均值为1.27。第二层按1.27铺设，测得实际平均值为1.29。第三层按1.28铺设，测得平均值为1.28。

级配碎石的碾压使用18T压路机碾压，先静压1遍再动压4遍，检测K30值有的点达不到设计要求，后增加1～2遍能够达到要求。具体检测结果如表15所示。

表15级配碎石检测成果表

4.4.3施工中遇到的问题及解决办法

级配碎石的平整度要求（允许值15mm以内）是较难达到的。在松铺时，使用长桩刻点控制，然后牵线分块整平，同时铺筑过程中注意使密度均匀，碾压时使速度保持均衡，可以基本满足要求。

在级配碎石碾压时，路基边缘有50cm以上无法碾压，设计加宽20cm难以保证路肩的K30值要求，施工中以50～70cm为预留宽度，待完工后再刷至设计宽度。由于级配碎石的特殊性，边坡难以稳定，如何解决此问题有待研究。

级配碎石的K30检测，因级配碎石要求的K30值很高，应尽量避免检测误差，使承载板受力面积充分，受力均匀。否则会引起检测结果的较大离散。

4.4.4基床表层的施工流程图

基床表层采用级配碎石的施工流程如图15所示。

图15级配碎石施工流程

图16桩基位置平面示意图

桩基施工准备阶段，使用反挖斗将人工杂填土挖除，并将侵入桩基范围内的水池基础用人工凿除，对桩位使用2m长钢筋探测，确定清除干净之后，用下蜀粘土回填，并用压路机压实。

对所有的材料，进行先送检，合格后再进场，进场后再抽检的方法控制材料质量。抽查时发现Φ16的钢不合格，全部退回，重新进料。

为按设计要求（见表16）控制桩的位置、倾斜度及扩缩孔，在桩位上先埋设Φ70cm护筒，护筒埋深1.5m以上，并校正护筒使之位置准确，然后钻机就位，钻心调整在同一垂线上，允许偏差小于2cm，桩孔垂直度<1%的偏差，钻机平面固定牢实，确保施工中不发生移位，倾斜现象，开机钻孔前，将钻机进行空负荷运转，检查机械性能，确保正常后，进行钻孔施工。钻头的直径严格控制，在规定值1cm误差范围之内，误差超过时立即加焊。成孔钻孔时先低参数慢转，确保钻机和导向准确，穿越护筒后，方可正常进钻，进入含砂土层适当调整钻速，避免扩孔。

表16钻孔桩钻孔允许误差表

根据本试验段地层的特点，施工地层以粘土、淤泥质粘土为主，造浆性能好，施工中用自然造浆，同时随时检测泥浆性能，泥浆在注入口比重控制在1.05～1.15，粘度18～22秒，排出孔口比重≤1.3，粘度20～26秒，多余的泥浆防入沉浆池，待沉淀，风干后清除。

每孔孔深钻到设计深度后，通知监理人员验收孔深，并放检孔器（Ф60cm×6m）进行检孔，检查合格后，开始第一次清孔，清孔用成孔钻机直接进行，清孔时先将钻头提离孔底10～20cm，输入泥浆循环清孔，清至泥浆比重小于1.15时，待钢筋笼安装好后，下好导管后进行二次清孔，即在导管顶端安装专用清孔接头与泥浆泵连接。第二次清孔泥浆比重小于1.05。

安装钢筋笼之前，填写钻孔灌注桩预制钢筋笼验收单，待现场监理验收签字后下放，钢筋笼制作为3节，制作严格按《施工规范》要求施工，对试桩的钢筋笼制作，先绑扎焊接制好，再按埋设试验器件位置要求截断相应位置的主筋，将器件焊接上去。在钢筋笼下端、中间和顶端四周安设混凝土垫块，确保钢筋笼位置居中，为防止钢筋笼变形，每2m设一个加强箍筋，起吊点放在加强箍筋部位，钢筋笼安装入孔时保持垂直状态，对准孔位徐徐轻放，上下节笼主筋焊接位置校正准确，并使两节钢筋笼垂直状态时进行施焊，焊好后，补做接头箍筋，钢筋笼安装到位后，用Ф16钢焊接在护筒上，确保灌注混凝土时不浮起错位。二次清孔后检查填写钻孔灌注桩孔灌前隐蔽工程验收单，经监理签证后方能灌混凝土。各桩灌筑前沉碴厚度见表17。

表17钻孔桩灌筑前沉碴厚度表

水下灌注混凝土，下导管时检查密封圈性能，游轮是否到位，避免灌注时导管漏水、漏气等现象，导管离孔面5cm左右。使用商品混凝土灌注，商品混凝土的配合比单随车到检查验收后灌注。灌注时先安装好隔水塞，将车内混凝土卸入桩孔料孔斗内，达到初灌量（0.6m3）要求时进行初灌，设专人在现场计算和测出导管外面高度，导管埋入混凝土不得小于2m，拔管前测量导管外混凝土面的标高，每次不超过2节（5m），混凝土灌注时认真填写好钻孔灌注桩水下混凝土灌注记录，每根桩所有混凝土都连续灌注，中途不停止，当孔内混凝土灌到标高时，为确保桩顶混凝土达到设计强度，按50cm浮桩长度控制；在拆卸导管时来回提升降落导管借以振动混凝土，确保桩身质量，充盈系数大于1，孔径达到Ф600mm以上要求。每根桩制作试块一组，并按规定要养护，达到龄其后及时送检试压。经试验强度均合格。

桩达到设计强度后，凿除桩头，做小应变试验，小应变试验的结果是所有桩都合格。小应变试验后，做承台，承台的施工，先是按承台尺寸要求挖好尺寸（地模），用水泥砂浆抹底及四周，然后绑钢筋，检查合格后，浇注混凝土。为桩基的动静载所作的准备工作就完成了。

4.5.3桩基施工的几点认识

在桩基施工之前，应制定好安全施工措施和质量控制措施，并在施工的过程中严格执行。

软土地区的桩基施工，使用旋转钻机钻孔是比较好的配置，同时因成桩速度较快，施工时材料和相应的准备工作应超前。

由于软土地区的地层特点，钻孔时一般可以采用自然造浆。成孔后，灌注前沉碴厚度能控制在20cm内。

如遇含砂土层，应调整钻机速度，减少扩孔。

4.5.4灌注桩施工流程

钻孔灌注桩的施工流程如图17所示。

图17钻孔灌注桩施工流程

4.6.1污染材料防护措施

针对进出场的土使用有挡板的汽车运输，同时严格控制装车量，不允许超载，并用蓬布遮盖避免运输过程中的扬尘和遗漏。石灰粉购置带装的，运输时同样用蓬布遮盖。

4.6.2路基施工污染防护措施

4.6.3桩基施工污染防护措施

4.6.4燥音污染的控制措施

本试验段在校园内,为了减少施工对师生工作、学习和休息的影响，在施工中着重考虑了控制燥音。工作时间一般选在早6点至晚10点，除工程要求和环境的限制外，一般夜间不施工。对进出场的汽车禁止鸣笛；选择燥音小的机械施工，如排水板打桩机选用电动链条传动的静压机型等。

该试验段的路基填筑土源取于江苏省苏州市东渚镇阳山东侧，并对汽车运输、火车运输加汽车倒运、船舶运输加加汽车倒运三种运输方式做了调查对比：

①运距：取土场—试验场110Km（312国道）往返一次9小时（进出上海常遇堵车）；

②车型：大型自卸汽车，15T/辆；

⑴运输费：1200.00元/车，计：80.00元/T；

⑵过路费：80.00元/车，计：5.3元/T；

⑶土源及装车费：3.0元/T；

⑷市容申报费：2.00元/T。

以上合计：90.3元/T。

⑸其它：汽车运输不须倒运，可一次运输到位，但费用太高，需用车辆较多。在运输过程中，为防雨和防止漏土污染道路，必须用蓬布严密遮盖，而备有蓬布的自卸汽车较少。

4.7.2火车运输加汽车倒运

①运距：取土场—浒墅关车站7Km，浒墅关车站—上海西站91Km，上海西站—试验场5Km；

②车型：火车60T/辆，自卸汽车15T/辆；

⑴取土场—浒墅关车站：8.50元/T；

⑵浒墅关车站—上海西站：12.6元/T；

⑶上海西站—试验场：7.7元/T；

⑷火车装卸：6.0元/T；

⑸汽车装卸：2.0元/T；

⑹市容申报费：2.0元/T；

⑺火车站的场地租用费、清洁费、保管费、防雨措施费约15.00元/T。

以上合计53.8元/T。

④其它：火车的运输量较为集中，须在车站集中堆放较长时间，管理及防护困难，车皮的申请和车站有关手续较为复杂，不定因素太多，运输的时间不能保证。

4.7.3船舶运输加汽车倒运

①运输路线：取土场—苏州东渚码头（5Km），苏州东渚码头—上海葑塘码头（130Km），上海葑塘码头—试验场（10Km），船只往返需要2天。

②车型：船舶100T/艘，自卸汽车15T/辆；

⑴取土场—苏州东渚码头：6.3元/T；

⑵苏州东渚码头—上海葑塘码头：16.5元/T；

⑶海葑塘码头—试验场：8.0元/T；

⑷码头装卸费：5.0元/T；

⑸市容申报费：4.0元/T（火车、汽车运输只有进土申报费2.00元／T，般运除汽车运输申报费外，还有出土申报费2.00元/T,故市容申报费为4.00元/T。）；

以上合计：39.8元/T。

④其它：船舶的运输量较为适中，运输时间容易控制，防雨较为容易，费用合理。但苏州东渚码头的河道较为狭窄，枯水期只能航行100T以下的船只，即使涨水期也只能航行150T左右的船只，一般码头的卸船能力有限，一台抓斗式吊机的卸船能力只有30T/h，如是砂砾土就更为困难。

①根据调查对比结果，本试验段的土源运输采用船运加汽车倒运方式，运输过程中的防护容易，运输时间容易调控，运输费用（40.00元/T）是汽车运输费（90.30元/T）的44.3%，是火车运输加汽车倒运（53.8元/T）的74.3%，运输路线如图18所示。

图18运输路线示意图

②大量运输土源时，如水路运输方便，最好采用水路运输，卸船时使用挖掘机将大大提高卸船速度。以30Km运距测算如下:

A.汽车运输费用:30Km×0.7元/TKm=21.0元/T

B.水路运输费用:汽车倒运10Km×0.7元/TKM+船舶运输8元/T(小于50Km)+装船码头租用费1元/T+卸船费5.0元/T=21.00元/T。

因此运输距离大于30公里采用水路运输比汽车运输便宜。

4.8工、料、机定额（见«路基施工定额研究报告»）

5.1地基表层处理方法

通过本试验点的施工工艺研究，可以获得以下几方面的结论：

①地基表层处理，特别是回填土方，在时间安排上尽量避开在雨季施工，以免较高的含水率，如无法避开，必须做好防排水工作。

②基坑回填的碾压，如果接近地下水位，应采取静压的措施，同时控制遍数，一般第一、二层静压四遍为宜（以60cm填土厚度内），如碾压强度过大，遍数过多，极易造成翻浆，影响压实效果。

③在此种基底地质情况下，在1m以内的换填土K30值最多能达到60MPa/m。

5.2关于塑料排水板、砂垫层及土工格栅的施工

①砂垫层的施工，除第一层外，其他的用小型推土机将砂料推入场地，然后使用人工配合摊铺的方法，是比较合理和有效的方法。砂垫层的压实，使用推土机碾压结合灌水法（或雨水灌实）压实比较好。

②插塑板机采用菱形导管并加长靴唇2cm，有助于防止塑料排水板扭曲或打破。

③土工格栅施工中，为保证铺设平整和稳定，用塑料编织带装砂压边是比较好的方法。

5.3关于路堤的填筑施工

①改良土施工前应对拌和、碾压、运输方式及施工的时间作好具体安排，并编制单独的施工组织及工艺设计，最好错开雨季施工

②改良土的拌和，如大规模施工，应采取拌和站方式集中拌和，如小面积施工，使用装载机拌和是一种比较切合实际的方法。

③采用18T的压路机（本工程为W1803压路机，激振力35T）碾压，一般采取静1动3的方式能达到K30和密度要求。

表15W1803压路机技术参数表

④填筑厚度：改良土宜控制在20～40cm，夯填土控制在40cm以内是比较合理的。

⑤改良土所用的素土，如含水率控制在15%以下时，就K30值而言可满足要求。

⑥素土经掺4%的石灰粉改良之后，其含水率降低2～3%，施工中素土含水率控制在18%以下，经改良后其K30值能达到设计的要求（110MPa/m以上）。对大面积施工，此条件是比较容易达到的。

⑦经本试验段的试验：改良土填筑工期长、造价高、施工难度大。

DB22T 5128-2022 超低能耗公共建筑节能设计标准.pdf⑧级配碎石含水率3.5%左右能达到最佳密实度。

通过本试验点的施工有以下建议：

①因碾压工艺问题，施工中路肩的加宽量以50cm为宜，建议今后路基两侧的预留削坡宽各为50cm。

②改良土施工时，层与层间的结合不良对路基质量的影响有待作进一步的研究。

DB34 T 1742-2020 水闸技术管理规范.pdf③级配碎石边坡需作稳定处理。

④边坡防护采用草皮种植是一种经济、有效、及时的方法。

⑤就本试验段而言，填料运输采用以船运及两端汽车倒运最为经济。