一种软质岩地基或坚土地基快速整平施工方法与流程

1.本发明涉及建筑行业地基处理技术领域，具体为各类软质岩地基和坚土地基的开挖及整平施工方法。


背景技术：

2.软质岩是指按照坚硬程度划分，其单轴饱和抗压强度(fr)位于30mpa～5mpa区间的岩石，包含较软岩(30mpa≥fr＞15mpa)和软岩(15mpa≥fr＞5mpa)；坚土指三类土，是中等密实的粘性土或黄土，含有碎石、卵石或者有建筑材料碎屑潮湿的粘性土、黄土，其需要机械或小型机具辅助刨松方能开挖。软质岩地基或坚土地基其地基捡底整平一般采取人工用风镐、配合小型液压反铲的方式进行，其标高和平整度难以控制，规范规定对于岩石地基的标高验收标准为(-200mm，0)，平整度验收标准为
±
100mm，实际施工过程中，因岩石超挖和平整度控制难等原因，导致基础混凝土垫层存在大量的超耗现象。


技术实现要素：

3.本发明目的是提供一种软质岩地基或坚土地基快速整平施工方法。本发明采用路面铣刨机分层铣刨地基保护层，有效解决了软质岩地基和坚土类地基超挖和平整度差的问题。
4.本发明通过以下技术方案实现：
5.一种软质岩地基或坚土地基快速整平施工方法，其特征在于，采用预留高于设计基面的保护层，通过铣刨机械铣刨方式捡底整平；包括以下工艺步骤：
6.s1、预留保护层，软质岩地基或坚土地基施工中，在设计基面高程以上预留保护层，保护层厚度依据规范及设计图纸要求，控制为20～30cm；
7.s2、铣刨施工参数获取，在地基范围内，选择100～200
㎡
的作业面，根据地基的坚硬程度、铣刨设备的规格，选择至少3组不同的铣刨层数、单层铣刨厚度组合，进行铣刨试验，记录铣刨层数、单层铣刨厚度、铣刨速度、成型面平整度各参数，形成试验成果；
8.s3、根据步骤s2试验成果，采用综合指数法进行对比，对比指标包含单价、效率、平整度，选择综合指数值最低的铣刨参数组合作为施工参数；
9.s4、铣刨机铣刨，选用履带式路面铣刨机，铣刨分2～3次成型，前1～2次为捡底粗平，第3次为捡底精平；
10.s5、路面清扫和扫除杂物，采用轮胎式路面清扫车，清扫车带除尘喷雾系统，清扫铣刨作业残留的渣土，完成捡底整平施工。
11.所述步骤s2中，铣刨施工参数获取具体为：在铣刨试验作业面划分至少3个条带，分别按照拟定的铣刨层数、单层铣刨厚度组合，由上至下分层进行铣刨试验；每一层铣刨过程中，由快到慢调整铣刨速度，观察铣刨效果，以铣刨机不卡齿、行走无顿挫或上下跳动、铣刨质量连续稳定的最大速度作为该层铣刨速度。
12.进一步所述步骤s2中，单层铣刨厚度不超过铣刨机最大铣刨厚度的2/3，最小铣刨
厚度不低于5cm。
13.步骤s2中，试验铣刨速度控制在5～20m/min，若速度低于5m/min，减小铣刨厚度，若速度高于20m/min，增大铣刨厚度。
14.进一步所述s3中，综合指数ki：
15.式中：k
1i
代表单价指数，n1为单价指数权重，n1＝0.2，k
2i
代表效率指数，n2为单价指数权重，n2＝0.4，k
3i
代表平整度指数，n3为单价指数权重，n3＝0.4，k
1i
为第i组铣刨综合单价(元/
㎡
)，为铣刨综合单价的平均值，k
2i
为第i组铣刨综合耗时(s/
㎡
)，为铣刨综合耗时的平均值，k
3i
为第i组铣刨完成面平整度(mm/3m)，为铣刨完成面平整度的平均值。
16.进一步所述步骤s4中，捡底粗平铣刨鼓采用普通铣刨鼓，铣刨次数1～2次，铣刨厚度选择综合指数值最小的试验成果对应的铣刨厚度，铣刨速度10～20m/min，搭接宽度10cm以上。
17.进一步所述步骤s4中，捡底精平铣刨鼓采用精铣刨鼓，铣刨次数1次，铣刨厚度选择综合指数值最小的试验成果对应的铣刨厚度，铣刨速度5～10m/min，搭接宽度10cm以上。
18.进一步所述步骤s4中，每行铣刨宽度2m以上。
19.进一步所述步骤s4铣刨作业时，安排自卸汽车在铣刨机侧面同步移动，渣土通过铣刨机排料口排至自卸汽车内。
20.本发明路面铣刨机铣刨，其设备选用履带式路面铣刨机，设备性能满足《道路施工与养护设备路面铣刨机术语和商业规格》(gb/t 20315-2006)相关要求。大型路面铣刨机铣刨宽度2m以上，最大行走速度按照20m/min，1个工日(8h)可铣刨面积为19200
㎡
，效率远高于液压反铲配合人工捡底的效率。大型路面铣刨机可通过调平与铣刨深度控制装置，控制铣刨厚度与平整度，能够解决常规工艺岩基超挖严重、平整度差的问题。路面铣刨机可自动集料和卸料，配合自卸汽车同步作业，渣土装车方便快捷。路面清扫车前进后退均可清扫，可360度旋转、自带除尘喷雾系统，可实现快速无尘作业。
21.与现有技术相比，本发明具有的有益效果是：
22.1、本发明施工方法采用铣刨法捡底整平，通过多层铣刨的方式，可以逐层减小成型面的平整度偏差，使最终地基面的平整度偏差控制在mm级，与风镐、小型反铲、爆破法等开挖方法相比，基底超挖得到有效控制。
23.2、本发明铣刨施工方法法采用多刀头铣刨鼓快速切削，捡底对建基面的扰动较小，有利于保护建基面，减少了超挖和回填，减少了土石方外弃量和混凝土超耗量。
24.3、本发明施工方法机械化程度高、捡底速度快，在减少大量人力的投入的同时，还可以避免软质岩捡底过程中建基面长时间暴露造成的崩解软化等问题。
25.4、本发明施工方法铣刨法捡底整平时，施工效率和建基面成型质量成反比，通过多组铣刨试验，并采用综合指数法对铣刨单价、效率、平整度等指标分析，可以有效平衡施工效率和建基面成型的关系，在提高建基面平整度的基础上，又避免了盲目追求平整度造成的铣刨效率降低、造价增加等问题。
具体实施方式
26.下面结合具体实施方式对本发明进一步说明，具体实施方式是对本发明原理的进一步说明，不以任何方式限制本发明，与本发明相同或类似技术均没有超出本发明保护的范围。
27.实施例1
28.一种软质岩及坚土类地基快速捡底施工方法，包括以下步骤：
29.1.软质岩或坚土地基整体开挖至设计建基面高程以上20cm处，复核高程，用于指导下一步施工。
30.2.根据地基的坚硬程度，选择铣刨机、铣刨鼓的规格，铣刨机铣刨宽度控制在1.5m宽以上，在地基范围内，选择100
㎡
～200
㎡
的作业面，划分3个试验分区，各分区选用不同的铣刨层数、单层铣刨厚度组合，进行铣刨试验，根据铣刨效果(铣刨机不卡齿、行走无顿挫或上下跳动、铣刨质量连续稳定)确定最佳铣刨速度，记录铣刨层数、单层铣刨厚度、铣刨速度、成型面平整度等参数，然后采用综合指数法，对铣刨的单价、效率、平整度等指标进行对比分析，选择综合指数值最低的铣刨参数组合，作为最佳施工参数。
31.3.根据选定的施工参数组合，分2次进行预留保护层的铣刨作业。第1次铣刨为地基捡底粗平，铣刨鼓采用普通铣刨鼓，铣刨厚度15～17cm，铣刨速度10～20m/min；第2次铣刨为地基捡底精平，铣刨鼓采用精铣刨鼓，铣刨厚度3～5cm，铣刨速度5～10m/min。
32.4.铣刨作业时，首先铣刨一条基准面，测量复核，然后以基准面作为铣刨基准，分幅铣刨，铣刨搭接宽度10cm以上；铣刨过程中，安排全密闭自卸汽车在铣刨机侧面同步移动，渣土通过铣刨机排料口排至自卸汽车内。
33.5.铣刨至地基设计标高后，检查高程、平整度，然后采用路面清扫车扫除遗漏的渣土，清扫遍数1～2遍。
34.实施例2
35.一种软质岩及坚土类地基快速捡底施工方法，包括以下步骤：
36.1.软质岩或坚土地基整体开挖至设计建基面高程以上30cm处，复核高程，用于指导下一步施工。
37.2.根据地基的坚硬程度，选择铣刨机、铣刨鼓的规格，铣刨机铣刨宽度控制在2m宽以上，在地基范围内，选择100
㎡
～200
㎡
的作业面，划分3个试验分区，各分区选用不同的铣刨层数、单层铣刨厚度组合，进行铣刨试验，根据铣刨效果(铣刨机不卡齿、行走无顿挫或上下跳动、铣刨质量连续稳定)确定最佳铣刨速度，记录铣刨层数、单层铣刨厚度、铣刨速度、成型面平整度等参数，然后采用综合指数法，对铣刨的单价、效率、平整度等指标进行对比分析，选择综合指数值最低的铣刨参数组合，作为最佳施工参数。
38.3.根据选定的施工参数组合，分2次进行预留保护层的铣刨作业。第1次铣刨为地基捡底粗平，铣刨鼓采用普通铣刨鼓，铣刨厚度20～25cm，铣刨速度10～20m/min；第2次铣刨为地基捡底精平，铣刨鼓采用精铣刨鼓，铣刨厚度5～10cm，铣刨速度5～10m/min。
39.4.铣刨作业时，首先铣刨一条基准面，测量复核，然后以基准面作为铣刨基准，分幅铣刨，铣刨搭接宽度10cm以上；铣刨过程中，安排全密闭自卸汽车在铣刨机侧面同步移动，渣土通过铣刨机排料口排至自卸汽车内。
40.5.铣刨至地基设计标高后，检查高程、平整度，然后采用路面清扫车扫除遗漏的渣
土，清扫遍数1～2遍。
41.实施例3
42.一种软质岩及坚土类地基快速捡底施工方法，包括以下步骤：
43.1.软质岩或坚土地基整体开挖至设计建基面高程以上30cm处，复核高程，用于指导下一步施工。
44.2.根据地基的坚硬程度，选择铣刨机、铣刨鼓的规格，铣刨机铣刨宽度控制在1.5m宽以上，在地基范围内，选择100
㎡
～200
㎡
的作业面，划分3个试验分区，各分区选用不同的铣刨层数、单层铣刨厚度组合，进行铣刨试验，根据铣刨效果(铣刨机不卡齿、行走无顿挫或上下跳动、铣刨质量连续稳定)确定最佳铣刨速度，记录铣刨层数、单层铣刨厚度、铣刨速度、成型面平整度等参数，然后采用综合指数法，对铣刨的单价、效率、平整度等指标进行对比分析，选择综合指数值最低的铣刨参数组合，作为最佳施工参数。
45.3.根据选定的施工参数组合，分3次进行预留保护层的铣刨作业。第1次、第2次铣刨为地基捡底粗平，铣刨鼓采用普通铣刨鼓，铣刨厚度10～15cm，铣刨速度10～20m/min；第3次铣刨为地基捡底精平，铣刨鼓采用精铣刨鼓，铣刨厚度3～5cm，铣刨速度5～10m/min。
46.4.铣刨作业时，首先铣刨一条基准面，测量复核，然后以基准面作为铣刨基准，分幅铣刨，铣刨搭接宽度10cm以上；铣刨过程中，安排全密闭自卸汽车在铣刨机侧面同步移动，渣土通过铣刨机排料口排至自卸汽车内。
47.5.铣刨至地基设计标高后，检查高程、平整度，然后采用路面清扫车扫除遗漏的渣土，清扫遍数1～2遍。

技术特征：
1.一种软质岩地基或坚土地基快速整平施工方法，其特征在于，采用预留高于设计基面的保护层，通过铣刨机械铣刨方式捡底整平；包括以下工艺步骤：s1、预留保护层，软质岩地基或坚土地基施工中，在设计基面高程以上预留保护层，保护层厚度依据规范及设计图纸要求，控制为20～30cm；s2、铣刨施工参数获取，在地基范围内，选择100～200
㎡
的作业面，根据地基的坚硬程度、铣刨设备的规格，选择至少3组不同的铣刨层数、单层铣刨厚度组合，进行铣刨试验，记录铣刨层数、单层铣刨厚度、铣刨速度、成型面平整度各参数，形成试验成果；s3、根据步骤s2试验成果，采用综合指数法进行对比，对比指标包含单价、效率、平整度，选择综合指数值最低的铣刨参数组合作为施工参数；s4、铣刨机铣刨，选用履带式路面铣刨机，铣刨分2～3次成型，前1～2次为捡底粗平，第3次为捡底精平；s5、路面清扫和扫除杂物，采用轮胎式路面清扫车，清扫车带除尘喷雾系统，清扫铣刨作业残留的渣土，完成捡底整平施工。2.根据权利要求1所述的软质岩地基或坚土地基快速整平施工方法，其特征在于：所述步骤s2中，铣刨施工参数获取具体为：在铣刨试验作业面划分至少3个条带，分别按照拟定的铣刨层数、单层铣刨厚度组合，由上至下分层进行铣刨试验；每一层铣刨过程中，由快到慢调整铣刨速度，观察铣刨效果，以铣刨机不卡齿、行走无顿挫或上下跳动、铣刨质量连续稳定的最大速度作为该层铣刨速度。3.根据权利要求2所述的软质岩地基或坚土地基快速整平施工方法，其特征在于：所述步骤s2中，单层铣刨厚度不超过铣刨机最大铣刨厚度的2/3，最小铣刨厚度不低于5cm。4.根据权利要求3所述的软质岩地基或坚土地基快速整平施工方法，其特征在于：所述步骤s2中，试验铣刨速度控制在5～20m/min，若速度低于5m/min，减小铣刨厚度，若速度高于20m/min，增大铣刨厚度。5.根据权利要求1至4任一项所述的软质岩地基或坚土地基快速整平施工方法，其特征在于：所述s3中综合指数k
i
是：式中：k
1i
代表单价指数，n1为单价指数权重，n1＝0.2，k
2i
代表效率指数，n2为单价指数权重，n2＝0.4，k
3i
代表平整度指数，n3为单价指数权重，n3＝0.4，k
1i
为第i组铣刨综合单价(元/
㎡
)，为铣刨综合单价的平均值，k
2i
为第i组铣刨综合耗时(s/
㎡
)，为铣刨综合耗时的平均值，k
3i
为第i组铣刨完成面平整度(mm/3m)，为铣刨完成面平整度的平均值。6.根据权利要求5所述的软质岩地基或坚土地基快速整平施工方法，其特征在于：所述步骤s4中，捡底粗平铣刨鼓采用普通铣刨鼓，铣刨次数1～2次，铣刨厚度选择综合指数值最小的试验成果对应的铣刨厚度，铣刨速度10～20m/min，搭接宽度10cm以上。7.根据权利要求5所述的软质岩地基或坚土地基快速整平施工方法，其特征在于：所述步骤s4中，捡底精平铣刨鼓采用精铣刨鼓，铣刨次数1次，铣刨厚度选择综合指数值最小的试验成果对应的铣刨厚度，铣刨速度5～10m/min，搭接宽度10cm以上。8.根据权利要求5所述的软质岩地基或坚土地基快速整平施工方法，其特征在于：所述
步骤s4中，每行铣刨宽度2m以上。9.根据权利要求5所述的软质岩地基或坚土地基快速整平施工方法，其特征在于：所述步骤s4铣刨作业时，自卸汽车在铣刨机侧面同步移动，渣土通过铣刨机排料口排至自卸汽车内。

技术总结
本发明公开了一种软质岩地基或坚土地基快速整平施工方法。采用预留高于设计基面的保护层，通过铣刨机械铣刨方式捡底整平；包括以下工艺步骤：预留保护层，铣刨施工参数获取，选择综合指数值最低的铣刨参数组合作为施工参数，铣刨机铣刨，路面清扫和扫除杂物。本发明施工方法采用铣刨法捡底整平，通过多层铣刨可逐层减小成型面的平整度偏差，整度偏差控制在mm级，基底超挖得到有效控制；对建基面的扰动较小，有利于保护建基面，减少了超挖和回填，本发明施工方法机械化程度高、整平速度快，减少投入的同时，有效平衡施工效率和建基面成型的关系，避免软质岩捡底过程中建基面长时间暴露造成的崩解软化等问题。成的崩解软化等问题。


技术研发人员：李云川 张铎 邵保国 刘思静 田野
受保护的技术使用者：中国水利水电第七工程局有限公司
技术研发日：2023.04.25
技术公布日：2023/8/14