第六节路基工程施工工艺及方法
一、施工准备
(一)现场核对
工程开工前,结合现场进行设计文件核对。内容主要包括地形地貌、填挖方数量、取弃土场位置、土方利用等。
(二）分析土体的稳定性
路基挖方地段要做好土体稳定性分析，如土体结构和构造、土的密实度、潮湿程度等,根据既有经验复核设计边坡是否满足稳定性要求。
（三)制定施工方案
路堤填筑开工前要熟悉设计文件和技术规范,复核设计图纸,编制实施性施工组织设计，制定施工方案。
（四)测量放线
交接桩完成后,及时进行导线点和水准点的贯通复测，复测结果报监理工程师批准，依据复测合格的导线点和水准点按设计进行施工放样。
(五)施作排水系统
路堑地段开挖前,首先按设计位置做好堑顶排水系统如截水沟、天沟,待排水系统完善后再行开挖路堑部分。
二、路基试验
(一)填料试验
对不同填料分别进行土工试验和重型击实试验，得出各类填料的颗粒分析、液塑限指标、最大干密度、最佳含水量、膨胀率和膨胀量等,确定填料压实控制指标并报监理工程师审批。
(二)填料选择
路堤填料满足设计所要求的压实标准,路基本体及基床采用Ａ组、Ｂ组土填料，不落轮库线Ｄ１０5道路基为既有工程预留地段，只进行路基填筑。
(三)土工试验
施工前取代表性土样进行室内试验,充分了解填土类的性质、有关物理力学指标，提出满足要求的一种或几种试验参数。路堤填筑前,对填料的颗粒分析试验、天然含水量、天然密度和颗粒比重试验和液塑限试验试验、击实试验等各项指标进行土工试验,确保填料符合设计和规范要求，保证施工质量。满足路基工程施工质量验收标准规定。
（四)填筑试验
１．试验段选择
根据填料及压实机具的不同各选择全幅1０0~２00m的路堤段进行填筑工艺试验,通过试验确定最佳工艺参数,包括机械组合方式、松铺厚度、压实遍数、压实含水量及检验方法等，报监理工程师批准后作为控制指标,全面指导施工。
２.摊铺系数的试验确定
采用同点位测量方式，根据测出的摊铺厚度和压实厚度计算摊铺系数。
3.碾压层厚度试验
按照２0ｃｍ、25cｍ、30cm三种压实厚度进行对比试验,比较压实效果，选择有利于施工进度、能达到设计压实标准的施工厚度。
４．摊铺平整
采用推土机摊铺初平，随后用轻型振动压路机静压１遍,最后用平地机精平1～2遍,每一层做成向两侧4%横坡以利排水。
５．含水量控制
填料碾压前进行含水量检测，控制在最佳含水量±2%范围内。当填料含水量较低时，采取洒水措施；当填料含水量较高时，用铧犁等机械进行翻晒，局部含水量较大时可采用换填处理。
6．压实方法试验
选择相同厚度填筑层进行碾压工艺性试验,分别取得碾压遍数与压实系数Kｈ、K30值之间的关系,每完成1遍碾压后,在同一检测点位处进行Kh、K30值的检测，根据检测结果绘制曲线图，结合进行不同压路机碾压效果试验，选择合理的碾压工艺与机械。碾压时先静压后振压，由弱振到强振,最后静压光面。振动碾压采用重型或超重型振动压路机，速度不大于5km/h，遍数根据试验确定。静压光面选用振动或三轮压路机。直线段由两侧向中间碾压，平曲线段由内侧向外侧碾压。
７.质量检测
压实后及时进行中线、标高、宽度、压实厚度、压实度及力学指标检测。压实标准采用地基系数K30、动态变形模量Eｖd、压实系数K、孔隙率ｎ等指标控制。此外，通过填筑试验,考核灌砂法、核子密度仪及Ｋ30平板荷载仪等检测的相互关系,并得出灌砂法和核子密度仪之间的相关系数、检测方法和标准,为大面积施工提供一种快速有效的检测手段，以便更加有效地做好质量控制。
8.试验资料的分析和整理
根据测试资料，求得不同含水量下,碾压遍数与压实度的关系，确定合理的施工控制含水量范围;确定选用的碾压设备压实时,达到路堤本体、基床底层和基床表层要求压实度的碾压遍数。
三、地基处理
(一)一般地基处理
1、地面横坡、纵坡缓于1:５时，清除地表草皮、腐殖土后，路堤可直接填筑在天然地面上；地面横坡、纵坡陡于1:５时，应挖台阶,台阶水平宽度不小于２.0m。
２、种植土地段路基填筑前应先清表0.3m,杂填土地段若为生活垃圾时,必须清除干净,若为建筑弃水泥块、碎砖头等，可打碎并碾压密实后,上面分层填筑合格路基填料。路堤基底的压实度（重型)不应小于９０%；路基填土高度小于路床厚度（80ｃｍ）时，基底压实度不应小于路床的压实度标准。
３、对于低填及挖方路段,路床范围内无法满足填料及压实度要求时，应将上路床范围内（0.3m)翻挖，并掺入8%石灰，拌合均匀后碾压密实。
(二）特殊基底高压旋喷桩处理施工
本工程不良地基地段采用旋喷桩复合地基加固，桩径0．６m，桩间距1．5~１.8m，按正方形布置，桩长 4.0～18．5m，打入硬层0.５m。在旋喷桩桩顶至地面之面的引孔部分空洞用中粗砂填充。
１、施工工艺与技术要求
（1）施工工艺流程（见下图）
（2)技术要求
a、施工准备
熟悉旋喷桩加固设计以及现场有关情况和要求；根据施工作业面的具体情况布置设备安设位置,检查进场设备完好情况以及钻具配套的完整性;正式施工前必须试钻,通过试钻检查设备对地层的适应性,并核对地质资料,确定正式施工的技术参数。
ｂ、测量放线
测量组根据设计尺寸、在现场放样出需施工旋喷桩的轴线,在轴线上用竹片或筷子标出每根桩的中心位置,现场交底于作业队及生产管理人员。
c、钻机就位
根据施工放线，移动钻机至设计孔位使钻头对准旋喷桩设计中心,并作好试运转,同时挖好排浆沟和废浆池。并进行钻机调试,首先进行低压（0．5ＭPａ）射水试验，用以检查喷嘴是否畅通，压力是否正常。
d、钻孔
射水试验后，即可开钻，射水压力由0．5ＭPａ增至１.０MＰa，目的是减小摩擦阻力,防止喷嘴被堵。当第一根钻杆钻进后，停止射水。此时压力下降，接长钻杆，再继续射水、钻进,直到钻至桩底设计标高。
ｅ、浆液配制
配制浆液与钻孔同时进行。水泥为４2.５级普通硅酸盐水泥，水要清洁,酸碱度适中。浆液配比选定后，首先将水加入桶内,再将水泥倒入，开动搅拌机搅拌１０~20分钟，而后拧开搅拌桶底部阀门，放入第一道过滤筛（孔径为2ｍｍ），过滤后流入浆池,然后通过泥浆泵抽进第二道过滤筛(孔径为1mｍ)，进行第二道过滤后,流入泥浆桶备用。
泥浆桶内的浆液,通过高压泵加压到20~25MPa后,经高压管送至钻机用于旋喷。
f、旋喷
钻孔至桩底设计标高后,停止射水，钻杆开始旋转和提升，由下而上进行旋喷,旋喷过程中严格控制提升速度和旋喷速度。
g、拆卸钻杆
在旋喷过程中，当上面第一根钻杆完全提出地面后,停止压浆，待压力下降后，迅速拆卸钻杆，然后继续压浆,当压力升至设计旋喷压力时，重新开始旋喷。
ｈ、拔管及冲洗
喷到桩高后，注浆泵停机,立即拔出注浆管,用清水冲洗管路，防止凝固堵塞。移动钻机至下一桩位，重复上述作业。
i、废浆处理
废浆由导沟引向废浆池,待废浆池浆液存放2-3天，浆体硬化后，统一用车运走。
2、质量控制措施
(１）变参数喷射
由于天然地基的地质情况比较复杂,沿着深度变化大，有多种土层，其密实度、含水量、土粒组成和地下水状态等有很大差异。若采用单一的技术参数来喷射长桩，则会形成直径或长度极不均匀的固结体,导致旋喷桩直径不一，使承载力降低。为确保质量,需根据钻孔时获得的孔位处地层情况，对不同深度或不同土层采用不同的技术参数，对硬土、深部土层和土粒大的卵砾石要延长喷射时间,适当放慢提升速度和旋摆速度或提高喷射压力和泵量。
(2)重复喷射
在不改变喷射技术参数的条件下,对同一孔位作重复喷射,既能增加土体破坏的有效长度,从而加大固结体的直径或长度和提高固结体强度。有关试验资料表明,在黏性土中复喷一次直径可增大3８%，在砂性土中可增大50％。
(3)冒浆处理
在喷射注浆过程中，有一定数量的土颗粒与水、浆混合后，沿着注浆管管壁冒出地面。通过对冒浆量、冒浆比重的测量及冒浆颜色的
观察,可及时了解地层状况,判断喷射注浆的大致效果和喷射技术参数的合理性。完全不冒浆、继续冒浆或冒浆量及其比重过大或过小时为异常现象。当出现异常情况时，首先检查提升速度、旋摆喷速度、气、浆流量和压力等技术参数，及时采取措施调整。
a、压力骤然上升或压力过高流量偏低时,说明有堵嘴或管路被堵塞现象，应及时停喷,认真检查气浆软管,必要时拔出注浆管检查气浆通道及喷嘴。
b、流量不变而压力突然下降时，应检查各部位的泄漏情况,必要时拔出注浆管检查密封性能,更换过度磨损的喷嘴。
ｃ、流量压力均偏低时，应及时停喷检查修理相应发生装置。
ｄ、不冒浆、断续冒浆或冒浆量过小时，若系土质松软可适当加快注浆管提升速度，或降低高压泵压力对已喷范围适当进行二次注浆;若系附近有空洞、通道,则不提升注浆管，同时降低气压力流量，继续注浆直至冒浆为止，或拔出注浆管待浆液凝固后重新注浆直到冒浆为止，或采用速凝浆液,使浆液在注浆管附近凝固。
e、冒浆过大时,一般是有效喷射范围与注浆量不相适应，注浆量大大超过所需浆量所致。双管法施工可适当缩小喷射孔径,提高喷射压力，基本保持注浆量不变；如仍无效时,可加快提升速度和旋摆喷速度。
（４)搭接处理
在施工中会出现种种故障造成注浆间断，为防止注浆间断造成固结体内出现软弱夹层，影响固结体均匀性和整体性,必须进行搭接处理。搭接长度不小于３0ｃｍ。
(5)分序喷射
高压喷射注浆施工时,在水泥土浆液固结硬化之前,有效喷射范围内的地基土因受到扰动而强度降低。高压喷射注浆应分序隔孔施
工,防止窜孔破坏已喷射注浆固结体。相邻孔喷射作业间隔时间不得小于２～5d。如发现窜孔现象,用沙袋堵塞窜孔冒浆出口。
(6)防止凹穴
旋喷施工在终喷后由于空气的排出以及水泥土浆液渗漏、析水和沉淀作用，水泥土混合浆液在凝固过程中存在不同程度的收缩,最终固结体顶部将出现一个凹穴。采取以下措施予以消除:
a、采取超高喷射注浆方法，即喷射注浆的顶面，其超高量应大于收缩高度，可在施工中具体掌握。
b、在浆液凝固前回灌冒浆捣实。
3、施工安全保证措施
（1）喷嘴或管路被堵,表上的压力骤然上升，预防措施:
a、在高压注浆泵的吸水管进口和水泥浆储备箱中都设置过滤网，并经常清理，筛网的面积不要过小。
b、若系喷射过程中出现水泥浆供不应求时,应将注浆管上提一段距离,抽送清水将管路中的水泥浆顶出喷头后再停泵。
ｃ、喷射作业结束后,按要求做好各系统的清理工作。
（2）高压泵注浆管压力或排量达不到要求时,处理方法:
a、检查阀芯、阀座、活塞、等零件，磨损大的及时更换,有杂物影响阀芯、阀座的关启时要及时清理。
b、检查吸浆管道是否畅通,避免空气吸入，尽量减少吸浆管的流动阻力。
c、检查活塞每分钟的往复次数是否达到要求,尽量减少吸浆管的流动阻力。
ｄ、检查安全阀及高压管路，消除泄漏。
e、检查喷嘴直径是否符合要求，更换过分磨损的喷嘴。
（３）现场设专职安全员，负贡施工前安全交底及施工现场安全施工。
(４)电器系统设专人负责,配备电器保护装置,随时检查。
(5)设备定期检修，施工机具设备必须由专职人员按操作规程操作。
(6)施工人员进入现场必须戴安全帽。
(7）施工前对施工人员进行专项交底。
(８)特殊情况
a、孔口不返浆时,应查明原因,其处理措施为：停止提升喷射管，并通过停喷、静喷、或加大浆液稠度,多次反复直至返浆。
b、因停电、机械事故停喷后继续喷射时，应将喷射管下插300mm,以保证桩的连续性。
四、路堤填筑施工
基床采用Ａ、B组填料，基床以下采用A、B、C组填料。
路堤在进行完基底处理经检测达到要求后，采用全断面水平分层填筑,按照“三阶段、四区段、八流程”的方法进行施工。采用推土机配合装载机或挖掘机装料,自卸汽车运输,基床表层以下采用推土机配合平地机摊铺平整，振动压路机压实。高填方路堤地段减小路基工后沉降量，在填料分层碾压达到标准后,每填筑１.５m厚采用冲击碾压技术提高压实度。
(一)施工工艺
基床以下路基填筑施工工艺见下图。
１．施工准备
开工前认真熟悉设计文件和技术规范,复核设计图纸；交、接桩完成后,及时进行导线点和水准点的贯通复测,复测结果报监理工程师批准；依据复测合格的导线点和水准点按设计进行工点放样,定出中线、边线。对不同填料分别进行土工试验和重型击实试验，得出各类填料的颗粒分析及液塑限指标、最大干密度、最佳含水率，确定填料压实控制指标并报监理工程师审批。编制实施性施工组织设计，完成拆迁及清表等工作，修建临时排水设施,组织人员、机械上场。工程开工前与业主及有关单位联系,按照有关要求制定路堤施工安全防护措施，签订安全协议书,设立安全防护小组。
2.基底处理
首先由地质专业人员进行详细地质核查，测定天然地基密实度和承载力等参数。一般地段清除表层树木、树根、杂物、松软土及0.3m 厚种植土，做好临时排水设施。
然后用冲击式压路机对基底进行冲击碾压,使地基密实，减小工后沉降。地面横坡为1:5～1:2.５时以及半挖半填和斜坡地段还必须挖台阶处理。
3．分层填筑
每200m或两结构物之间划为一个施工区，并保证每一水平层全宽采用同一种填料，每10～１5m设一组标高点,画在两侧放样的竹杆上,挂线控制。填土虚铺厚度按工艺试验确定,自卸车卸土，应根据车容量和填筑厚度计算堆土间距,标点卸料,以便平整时控制每层厚度均匀。为保证边坡压实质量,填筑时路基外侧各加宽20～30cm。不同质填料不得混填,上下两层使用不同填料时，必须按规范要求办理。
４.摊铺平整
用推土机摊铺初平，平地机精平，每一层做成向外侧２～4％的横向坡以利排水。为有效控制每层虚铺厚度,初平时用水准仪控制每层的虚铺厚度。
5.洒水晾晒
填料碾压前应进行含水量检测并控制在最佳含水量±２%范围内,再进行碾压。当填料含水量较低时,应采取洒水措施，洒水可采用取土场内提前洒水闷湿和路基上分层洒水搅拌两种方法。当含水量较高时,采用晾晒措施，使其达到最佳含水量后碾压。
６.碾压夯实
碾压采用振动压路机进行。碾压时,先外侧后内侧,先慢后快,先静压后振压。直线进退，相邻接茬处重叠碾压40～５０ｃm，各区段纵向交接处应互相重叠压实，搭接长度不少于2m。
７．质量检测
每层填土压实后,及时进行中线、标高、宽度、压实厚度及压实指标的检测，检测合格报监理工程师审批后方可填筑上一层。对土质