蛙式打夯机试验成果

蛙式打夯机试验成果 南水北调中线一期工程淅川1标工程 蛙式打夯机生产性工艺试验成果 一、施工概述 1.1 工程概况 南水北调中线一期工程总干渠陶岔渠首,沙河南淅川段淅川1标段位于河南省淅川县，主渠段起点桩号0+300，终点桩号8+400，总长8.1km，北排河渠道起点桩号0+000，终点桩号4+412，总长4.412km。本标段主要混凝土结构型式包括明渠和建筑物两类。 33本标土石方开挖约1099万m，改性土填筑约141.75万m?(北排河约48.3万m， 33主渠约93.45万m)，混凝土约18万m，钢筋约0.82万t，金结安装约350t，复合 2土工膜约70万m。 我标段抗滑桩主要布置在主渠道桩号0+300,1+800、主渠道桩号2+450,3+970、主渠道桩号4+697.3,8+010.95段为B1型支护、主渠道桩号8+046.95,8+388.95段为B2型支护、北排河桩号0+300,1+440。 1.2 改性土施工简介 我标段于2012年8月9日，按照《碾压式土石坝施工》、《堤防工程施工规范》要求，项目部组织人员、机械，对选用的蛙式打夯机进行抗滑桩50cm范围内改性土填筑进行现场夯实试验，取得合理的夯实遍数、铺土厚度、干密度及土料含水率等参数，确定达到设计填筑的压实方法，提交渠道填筑碾压试验。 二. 夯实试验 2.1夯实试验目的 1(通过现场工艺试验研究，确定施工中合适的蛙夯机型号、行走速度等施工机械，为水泥改性土能用于抗滑桩周边填筑提供依据; 2(通过试验为抗滑桩周边填筑选择满足设计要求的、合理的夯实技术参数(铺土厚度、夯实遍数等)，以达到核实土料设计填筑的合理性; 验证选用夯实机械可靠性，卸料、平整、夯实等施工方法，以指导全线抗滑桩周边改性土换填施工。 2.2试验依据 (1)《碾压式土石坝施工技术规范》; - 1 - 中国水利水电第六工程局有限公司 南水北调中线一期工程淅川1标工程 (2)《堤防工程施工规范》; (3)《土工试验规程》; (4)《南水北调中线一期工程总干渠渠道膨胀土处理施工工法》; (5)相关设计文件及图纸; (6)《膨胀土地区建筑技术规范》; (7)《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》; (8)《建筑地基与基础工程施工及验收规范》; (9)《南水北调中线一期工程总干渠渠道水泥改性土施工技术规定(试行)》。 2.3夯实试验采用机具 选用布置在三角洲渣场内的一台WBZ600型稳定土拌和机拌制土料，两台WHB-200型土料破碎机碎土，青岛重汽斯太尔自卸车(18T)运料，山推160(120kw)推土机传料，人工铺料、平料，HW-60型蛙式打夯机分层夯实，撒水车洒水。 试验场地选址用全站仪测量放线，铺土厚度用水准仪控制。 3取土样用200cm的环刀，称量用JMI0002电子天平:量程1000g、精度0.01g，测土样含水率用电热恒温鼓风干燥箱和微波炉。 2.4试验场地布置及要求 改性土蛙式打夯机夯实实验场地设在主渠道桩号6+400,6+450段渠道右岸边坡已开挖完成及9根已完成浇筑抗滑桩周边50cm范围内。为确保试验场地基础的平整和坚实，在规划的场地范围内，测量抗滑桩周边50cm范围内基础面不再下沉，试验室人员并取样检测压实度均大于0.98，场地可用于夯实试验。在压实、找平的基础上，按碾压试验场地平面布置图(见图1)的要求，用白灰线放出试验场地。 - 2 - 中国水利水电第六工程局有限公司 南水北调中线一期工程淅川1标工程 图 1 抗滑桩周边50cm范围内水泥土夯实试验区平面图(单位:m) 2.5试验组合 每块为一个夯实试验区，每个试验区为圆形、宽度50cm，对应不同的夯压遍数(共3种:N4、N6、N8、N10、N12)和不同的铺土厚度(10cm、15cm、20cm)，不同夯实遍数、同一铺土厚度、同一含水率的试验组作为一个试验组合。 2.6试验用料 试验用料为主渠道桩号4+250,8+023段开挖土，已对所用土料的自由膨胀率等指标进行了检测，开挖土运至三角洲弃土(渣)场内拌合站进行拌和，拌和前对拌和土进行破碎，土块粒径不大于10cm，5cm,10cm粒径含量不大于5,，0.5cm,5cm粒径含量不大于50,，控制拌和料自由膨胀率小于33,。部分含水率过高的土不能用于拌和，选择就地晾晒至最优含水率标准时开始拌和，土中不得含有杂草、树枝和建筑垃圾、工业废料和垃圾等有机物质。 2.7铺土夯压 - 3 - 中国水利水电第六工程局有限公司 南水北调中线一期工程淅川1标工程 2.7.1夯实试验的工艺如下图: Y—合格 场地平整压实 N—不合格 Y N 取样检测场地压实度 Y 拌合站拌和改性土 Y 、人工卸料在试验区周边 自卸汽车运输 Y 人工平料 Y N 测量松铺厚度 Y 夯实4、6、8、10、12遍 遍 Y 测量夯实后的沉降量 Y 环刀法取样、检测干密度、压实度 2.7.2试验方法 2.7.2.1碾压程序 平整压实场地 检查夯实机械的工作特性 布置高程、密度检测点 碾压 测量压实沉降值 测干密度值。 2.7.2.2在压实、找平的基础上，按夯实试验场地平面布置图(见图1)的要求，用白灰线放出试验场地。测量人员在试验场地内取样点上测量高程，并将不同夯实遍数 的取样断面引出试验场地以外进行标识。 2.7.2.3参照类似工程经验，本次试验机械松铺厚度选择10cm、15cm、20cm、三个不 同铺土厚度，如基面压实度不符合标准，先用蛙式打夯机先进行基面夯实，达到压实 度大于0.98后铺土。 - 4 - 中国水利水电第六工程局有限公司 南水北调中线一期工程淅川1标工程 2.7.2.4人工配合推土机按3个不同的铺土厚度(10cm、15cm、20cm)平土，铺料前先在基面上布置高程测量点，然后进占法卸料，由推土机配合人工进行摊铺，人工整平，并测量每层铺料的顶部高程，观测沉降点和干密度测定点位置，测量其高程，计算实际铺料厚度，每层碾压完成后在下一层铺料前应在其表面做好拉毛，拉毛我部采用人工进行拉毛。 2.7.2.5蛙式打夯机均采用全振法夯实，前进、后退一个来回按两遍计，夯压速度控制在8,13m?min范围内，夯压时检查蛙夯机的运转状况，对试验块得涌土、表面龟裂及夯实后剪切破坏现象进行，并观察压实土层底部有无虚土层，上下层面结合是否完好，作好记录。 2.7.2.6蛙夯机行走方向平行于轴线，相邻作业面的碾界必须搭接，搭接碾压宽度10,15cm。采用HW-60夯压4、6、8、10、12遍。 2.7.2.7 沉降量观测，每个试验块从中心部位开始向四周布置方格网点，采用水准仪测量每层填料松铺后、振动碾压后的沉降量。 2.7.2.8在不同夯压遍数取样点上，测量人员测高程，试验人员用环刀法检测干密度 2.7.2.9用所选定压实遍数、铺土厚度及对应含水率，再进行一次复核试验，如果夯压结果满足设计、施工要求，即可确定为施工碾压参数。 2.7.2.10现场记录:使用的运输设备、卸料方式、铺料方法及夯压机具，观察夯压工作状况;有无黏夯板、弹簧、涌土等现象。 三、机械设备配置 3.1机械组合一见下表 设备名称 单位 数量 31.3 m挖掘机 台 1 20t自卸汽车 辆 2 160推土机 台 1 碎土机 台 2 HW-60蛙式打夯机 台 2 洒水车 台 1 3200cm的环刀 个 30 电子天平:量程1000g、精度0.01g 台 1 电热恒温鼓风箱 台 1 水准仪 台 1 - 5 - 中国水利水电第六工程局有限公司 南水北调中线一期工程淅川1标工程 3.2 振动碾主要性能指标 夯板尺寸长×宽夯机能量 前进速度夯实次数电机功型号 自重 度(mm) (N.m) (m/min) (次/min) 率(KW) HW-60 80kg 550×120 600 8,13 140,150 3 四、人员配置 主要管理人员一览表 序号 姓名 职务 备注 1 赵 兵 项目副经理 2 田宝江 总质检师 3 刘克伟 项目副总工 4 毛华锋 试验室主任 5 张永贵 试验室职员 6 宫 恺 测量队长 7 张国军 安全负责人 8 吴振中 调度员 9 齐小强 质检员 10 毛新建 一工区一队经理 11 武少英 一工区二队经理 12 史东晓 二工区经理 13 岳红新 改性土拌和站负责人 五、试验成果整理 5.1试验数据分析: 采用蛙夯机进行夯实，实验数据分析如下: 松铺厚度10cm，夯11遍，压实厚度6cm，75%试验点压实度达到设计要求，夯12遍，压实厚度6cm，100%试验点压实度达到设计要求; 铺土厚度15cm，夯11遍，压实厚度11cm，62.5%试验点压实度达到设计要求，夯12遍，压实厚度11cm，100%试验点压实度达到设计要求; 铺土厚度20cm，夯11遍，压实厚度16cm，62.5%试验点压实度达到设计要求，夯12遍，压实厚度15cm，87.5%试验点压实度达到设计要求; - 6 - 中国水利水电第六工程局有限公司 南水北调中线一期工程淅川1标工程 综合考虑，铺土厚度15cm，夯12遍，可以做为现场控制指标。 5.2关系曲线 5.2.1干密度和夯实遍数关系曲线: 干密度和夯实遍数关系曲线图 1.64 1.62 1.60 1.58干密度(g/cm3) 1.56 67891011125 铺料厚度10cm夯实遍数 铺料厚度15cm 铺料厚度20cm 5.2.2夯实遍数与沉降量的关系曲线: 夯实遍数和沉降量关系曲线图 5 4 3 沉降量 cm2 1 67891011125 铺料厚度10cm夯实遍数 铺料厚度15cm 铺料厚度20cm 5.3试验结论: 铺土厚度10cm，夯12遍，浪费人工不可取;铺土厚度20cm，夯12遍，不满足 设计要求。铺土厚度15cm，HW20蛙夯机碾行进速度为8m/min，经过12遍的夯实， 土料含水率范围为20.7%,21.9%，能满足施工设计要求。 - 7 - 中国水利水电第六工程局有限公司