淺析長(zhǎng)沙霞凝新建貨場(chǎng)路基填筑質(zhì)量控制技術(shù)

李 好

(華南鐵路建設(shè)監(jiān)理公司，長(zhǎng)沙 410000)

1 工程概況

本工程將既有京廣線霞凝站改建成貨運(yùn)站，設(shè)計(jì)貨物總到發(fā)量2025年為2 540萬(wàn)t，其中貨場(chǎng)1 241萬(wàn)t。站場(chǎng)新建到發(fā)線2股、調(diào)車線4股、牽出線1條、貨物線5股等，均為貫通式布置。

本工程的路基工程土石方2 101 526 m3，基底采用多種加固形式，包括拋填片石，換填以及采用塑料排水板的排水固結(jié)法進(jìn)行相關(guān)地基處理。站線路基基床表層采用A、B組填料填筑，并于底面鋪設(shè)兩布一膜土工布加以封閉，基床底層與本體部分采用移挖作填和就近集中取土填筑的方式;貨場(chǎng)貨物線和其他專用線基床表層僅換填0.3 m的中粗砂，場(chǎng)坪直接采用普通土填筑。

2 工程地質(zhì)條件

新建站場(chǎng)沿線的地貌類型較為簡(jiǎn)單，主要為構(gòu)造剝蝕丘陵、河谷堆積地貌和丘間凹地等類型，地形起伏較大，區(qū)內(nèi)丘陵最高點(diǎn)高程為80.0 m，最低點(diǎn)位于北部沙河兩側(cè)的霞凝垸與翻身垸內(nèi)，地面高程為26.9 m。工程區(qū)內(nèi)無(wú)主要的斷裂帶，第四系覆蓋層厚度普遍大于25.0 m，地下水發(fā)育，主要賦存于第四系各地層孔隙中，埋深在0.8 m左右。

3 工程特點(diǎn)

1)本工程軟弱地基處理較多，如何確保軟基施工處理質(zhì)量、滿足設(shè)計(jì)沉降要求是本工程施工重點(diǎn)。

2)工期緊，尤其是施工期間雨季長(zhǎng)，需要科學(xué)安排工序，合理組織，精心施工，確保路基填筑質(zhì)量。

3)路基土石方等施工，均需與地方政府密切配合，協(xié)調(diào)工作量較大。

4)路基幫寬施工范圍大，存在大量既有電力、通訊、信號(hào)等地下管線，施工難度較大。

4 主要控制技術(shù)

4.1 合理的地基處理方式

根據(jù)本工程所處區(qū)域地下水豐富的特點(diǎn)，主要有針對(duì)性地采用排水固結(jié)法加固軟弱土地基，輔以換填、清淤拋填片石等常規(guī)方法進(jìn)行軟弱地基處理施工。軟土地基處理的效果將直接影響工后沉降值的控制，因此，本工程在集裝箱貨場(chǎng)及四周道路段的地基處理方式為塑料排水板加固，塑料排水板施工完畢后，鋪設(shè)中粗砂墊層及土工格柵，然后按設(shè)計(jì)要求填筑路基土方，填筑時(shí)注意控制填土速率，觀測(cè)路基沉降。站場(chǎng)新建路基地段基底處理采用換填軟弱土及清淤拋填片石，在基底處理完后立即進(jìn)行路基填筑施工。路堤填筑采用推土機(jī)配合平地機(jī)整平，振動(dòng)壓路機(jī)碾壓，嚴(yán)格按“三階段、四區(qū)段、八流程”進(jìn)行施工。

在站場(chǎng)路基土方填筑至設(shè)計(jì)路基面高程后，立即進(jìn)行排水溝的施工，及時(shí)形成排水能力，確保成型后的路基面排水通暢，滿足設(shè)計(jì)要求。

4.2 科學(xué)安排施工組織

通過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)文件、資料的分析和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地踏勘，充分認(rèn)識(shí)本工程工期的緊迫性，確定整個(gè)工程的重點(diǎn)工程是地基處理施工和路基土方施工。路基土石方的施工直接影響到后續(xù)工程的展開。

1)施工前先熟悉相關(guān)圖紙、工程地質(zhì)報(bào)告、土工試驗(yàn)報(bào)告和收集地下管線、構(gòu)造物等資料。

2)做好施工前所有測(cè)量準(zhǔn)備工作，測(cè)量中應(yīng)嚴(yán)格把關(guān)。

3)施工前核查地質(zhì)資料，并進(jìn)行地基處理的各項(xiàng)工藝性試驗(yàn)。

4)工程材料必須按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，合格材料方可用于施工。所有運(yùn)至工地的材料必須分類堆放，妥善保管。

5)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地情況做好施工場(chǎng)地的平面布置，組織勞力、機(jī)械設(shè)備進(jìn)場(chǎng)。

6)路基填筑前須對(duì)取土場(chǎng)的土樣進(jìn)行土工試驗(yàn)，確定填料的種類、含水量等指標(biāo)。

7)在不同路基結(jié)構(gòu)或填料類型施工前，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)填筑壓實(shí)試驗(yàn)，以選定合理的填筑層厚度、壓實(shí)機(jī)械的組合方式、壓實(shí)遍數(shù)等壓實(shí)工藝參數(shù)，以此作為路基填筑依據(jù)。

4.3 精心填筑路基

4.3.1 試驗(yàn)段壓實(shí)工藝試驗(yàn)

在進(jìn)行路基填筑前，先在標(biāo)段內(nèi)選擇大于100 m長(zhǎng)的一段路基作為試驗(yàn)段，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)填筑壓實(shí)試驗(yàn)，以選定合理的壓實(shí)工藝參數(shù)、填筑層厚度，壓實(shí)機(jī)械的組合方式，壓實(shí)遍數(shù)等數(shù)據(jù)，以此作為路基填筑工藝的依據(jù)。

1)壓實(shí)試驗(yàn)?zāi)康?。?確定最佳鋪土厚度;② 選定最優(yōu)化組合的碾壓機(jī)械及壓實(shí)遍數(shù);③ 確定不同類型填料的最佳壓實(shí)工藝參數(shù);④ 確定不同類型碾壓機(jī)械的最佳碾壓遍數(shù);⑤ 確定最佳含水量的控制范圍及方法;⑥ 核定經(jīng)濟(jì)合理的工藝流程和方法。

2)檢測(cè)方法和設(shè)備。① 重型動(dòng)力觸探儀檢測(cè)地基承載力;② K30荷載儀檢測(cè)地基系數(shù);③ 灌砂、灌水法檢測(cè)壓實(shí)系數(shù)、含水量，作為驗(yàn)證補(bǔ)充。

3)施工機(jī)械選擇。大型振動(dòng)碾壓機(jī)、平地機(jī)、推土機(jī)等進(jìn)行組合施工。

4)試驗(yàn)程序和方法。①在取土場(chǎng)中提取土樣進(jìn)行土質(zhì)試驗(yàn)，測(cè)試其液、塑限，最大干密度，最優(yōu)含水量等。②確定在標(biāo)準(zhǔn)含水量情況下，最少壓實(shí)遍數(shù)的最大鋪填厚度，壓實(shí)厚度按每層30 cm控制，分次壓實(shí)后檢測(cè)其壓實(shí)度，詳細(xì)記錄在現(xiàn)場(chǎng)壓實(shí)機(jī)具試驗(yàn)記錄表上。③根據(jù)已有的壓實(shí)機(jī)械分別進(jìn)行壓實(shí)，以確定各種機(jī)械的壓實(shí)參數(shù)。分次壓實(shí)按2，4，……，12遍依次進(jìn)行，測(cè)定每次的密實(shí)度，并認(rèn)真填寫現(xiàn)場(chǎng)壓實(shí)機(jī)具試驗(yàn)記錄表。④根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)壓實(shí)機(jī)具試驗(yàn)記錄表和壓實(shí)曲線確定填筑厚度和壓實(shí)遍數(shù)。

4.3.2 路基填筑施工

根據(jù)試驗(yàn)段取得的可靠攤鋪壓實(shí)參數(shù)，指導(dǎo)路堤施工。填料運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)→推土機(jī)分層初平→檢查填料含水率合格→平地機(jī)精平→重型振動(dòng)壓路機(jī)碾壓→平地機(jī)精平填筑面→形成路拱→現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，達(dá)到設(shè)計(jì)和施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)后，進(jìn)行下一層填筑。路堤邊坡兩側(cè)超寬填筑0.5 m，以保證邊坡壓實(shí)密度，每層填筑厚0.2 m。

4.3.3 加強(qiáng)施工過(guò)程控制

1)基床表層填筑前要驗(yàn)收基床底層，檢驗(yàn)幾何尺寸，核對(duì)壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)。不符合標(biāo)準(zhǔn)的基床底層要進(jìn)行修整，使其達(dá)到基床底層驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)后方可進(jìn)行基床表層填筑。

2)碾壓要遵循先輕后重、先慢后快的原則。各區(qū)段交接處要相互重疊壓實(shí)，縱向搭接長(zhǎng)度不小于2.0 m，縱向行與行之間的輪跡重疊不小于40 cm，上下兩層填筑接頭應(yīng)錯(cuò)開不小于3.0 m。

3)填筑碾壓要全斷面分層填筑壓實(shí)，不得出現(xiàn)縱向接縫。碾壓后壓實(shí)層面不能有明顯輪跡，且不能有漏壓、松散、起皮現(xiàn)象。壓實(shí)面層應(yīng)平整。。

4)路堤各層填筑施工均按“三階段、四區(qū)段、八流程”工藝作業(yè)，嚴(yán)格填料選擇、層厚、含水量、攤鋪壓實(shí)、質(zhì)量檢測(cè)、路基排水、路容路貌各環(huán)節(jié)的控制。

在路基填筑過(guò)程中，確保做到五保證、五不壓，即:

五保證:保證壓實(shí)遍數(shù);保證不漏壓;保證壓到邊;保證壓到結(jié)合部;保證及時(shí)碾壓。

五不壓:攤鋪超厚不壓;含水量過(guò)大過(guò)小不壓;土料有雜質(zhì)不壓;層面不平整不壓;土質(zhì)不均勻不壓。

4.3.4 嚴(yán)把施工質(zhì)量檢測(cè)關(guān)

檢測(cè)方法:路堤填土壓實(shí)的質(zhì)量檢驗(yàn)應(yīng)隨分層填筑碾壓施工分層檢測(cè)。用核子密度儀進(jìn)行密實(shí)度檢測(cè)，同時(shí)檢驗(yàn)路基寬度、曲線地段加寬值、路拱情況、平整度、排水坡、邊坡坡度等。

檢測(cè)頻次:填料土工試驗(yàn)，每10 000 m3抽檢一次;基床表層填料土工試驗(yàn)，每1 000 m3抽檢一次;壓實(shí)密度測(cè)定，每一填筑層，每100 m長(zhǎng)度抽檢6個(gè)點(diǎn)。

基床表層厚度、壓實(shí)度、頂面中線高程、路肩高程、中線至路肩邊緣距離、寬度、橫坡允許偏差檢驗(yàn)應(yīng)符合檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。本工程路基表層填料要求為A、B組料，壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)要求為:地基系數(shù) K30≥1.5 MPa/cm、孔隙率 n＜28%?；驳讓犹盍喜捎肅組填料，壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)要求為:壓實(shí)系數(shù) Kh≥0.91、地基系數(shù) K30≥0.9 MPa/cm?；惨韵侣坊盍蠟镃組料，壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)要求為:壓實(shí)系數(shù) Kh≥0.89、K30≥0.8 MPa/cm。

4.4 路基工后沉降控制與措施

施工過(guò)程中路基沉降觀測(cè)及預(yù)測(cè)是控制填土速度和取得軟基施工各項(xiàng)參數(shù)的關(guān)鍵所在，因此，在施工中要有專人負(fù)責(zé)此項(xiàng)工作，對(duì)每次的觀測(cè)資料都要及時(shí)加以分析、總結(jié)，為后續(xù)的動(dòng)態(tài)施工提供可靠的數(shù)據(jù)支撐。

同時(shí)，施工中應(yīng)充分考慮軟土路基的時(shí)效性，不能盲目追求工期和進(jìn)度，應(yīng)該有針對(duì)性地合理制訂工程計(jì)劃，做好充分預(yù)壓，對(duì)減少后期沉降十分有益。

4.4.1 觀測(cè)內(nèi)容與觀測(cè)方法(表1)

路基填筑時(shí)，在邊坡外設(shè)置邊樁及路基中心線地面上設(shè)置地基沉降觀測(cè)裝置，路基填筑過(guò)程中進(jìn)行位移和沉降觀測(cè)，以便控制沉降速度，保證填筑路堤的穩(wěn)定性，并根據(jù)觀測(cè)數(shù)據(jù)，推算地基的最終沉降量。路基填筑完成后沿線路方向在路肩上設(shè)置觀測(cè)樁，進(jìn)行沉降觀測(cè)并根據(jù)觀測(cè)資料進(jìn)行沉降分析及預(yù)測(cè)，以合理確定鋪軌時(shí)間。

表1 路基沉降觀測(cè)項(xiàng)目

沉降觀測(cè)斷面沿路基縱向每100 m設(shè)置一個(gè)，各沉降路肩觀測(cè)樁及沉降板在同一斷面上(見圖1)。

圖1 觀測(cè)斷面設(shè)置示意

4.4.2 觀測(cè)頻度

路基正式填筑前，對(duì)所有埋設(shè)元件設(shè)備進(jìn)行復(fù)測(cè)，作為初始讀數(shù)。

路基填筑期間一般情況每天觀測(cè)一次，暫停施工期間，前兩天1 d觀測(cè)一次，以后3 d觀測(cè)一次。

路基填筑完成后，前15 d內(nèi)每3 d觀測(cè)一次，第15～30 d每星期觀測(cè)一次，第30～90 d每15 d觀測(cè)一次，以后每個(gè)月觀測(cè)一次。

4.4.3 觀測(cè)精度

沉降觀測(cè)按Ⅱ等水準(zhǔn)要求，觀測(cè)精度不低于1.0 mm。

4.4.4 觀測(cè)控制標(biāo)準(zhǔn)

路堤中線地面沉降速率每晝夜不得大于1.0 cm，坡腳水平位移速率每晝夜不大于0.5 cm，如果超出此限應(yīng)立即停止填筑，待觀測(cè)值恢復(fù)到限界值以下再進(jìn)行填筑，填筑速率以水平位移控制為主。

4.4.5 工點(diǎn)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)分析

對(duì)于沉降觀測(cè)的測(cè)量結(jié)果，按要求及時(shí)整理，并繪出P—T—S(荷載—時(shí)間—沉降量)曲線，同時(shí)詳細(xì)記錄填土厚度及接管情況等，從而直觀地反映出隨填土高度變化的沉降變化規(guī)律。圖2為G1DK1+180斷面上采用排水固結(jié)法處理地基后填筑路基的沉降關(guān)系圖，其中圖2(a)中為P—T—S(荷載—時(shí)間—沉降量)曲線，圖2(b)為荷載—時(shí)間—沉降速率曲線，圖2(c)為填筑完成90 d后的沉降預(yù)測(cè)分析曲線，表2為相關(guān)預(yù)測(cè)結(jié)果。從圖表中可見該斷面路基最終沉降為47.66 mm。目前已完成沉降量為44 mm，目前已經(jīng)完成總沉降量的92.3%，可以認(rèn)為已趨于穩(wěn)定，滿足鋪軌要求。

表2 G1DK1+180斷面觀測(cè)預(yù)測(cè)結(jié)果

本工程的坡腳水平位移觀測(cè)結(jié)果表明，所有累計(jì)水平變形均在3.5～6.0 cm之間，滿足地基加固的設(shè)計(jì)要求。

5 主要結(jié)論

該路基工程填筑施工是長(zhǎng)沙霞凝港貨運(yùn)站施工進(jìn)度控制的關(guān)鍵性工程之一，由于需要與既有京廣線銜接，且又地處軟弱土地基，故其施工復(fù)雜、工期緊，同時(shí)還要解決好新老路基的銜接問(wèn)題。通過(guò)對(duì)該工程路基施工組織設(shè)計(jì)的研究，解決了在施工中存在的突出問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)縮短工期、安全優(yōu)質(zhì)、降低成本、提高效益的預(yù)期目標(biāo)。檢測(cè)結(jié)果表明，該段路基滿足工后沉降需要，目前路基整體穩(wěn)定，運(yùn)營(yíng)正常，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。本文的探討，希望能為同類型貨運(yùn)站場(chǎng)的路基建設(shè)提供參考。

圖2 觀測(cè)斷面設(shè)置示意

［1］周家成，方燾.粉細(xì)砂填筑路基結(jié)構(gòu)形式探討［J］.鐵道建筑，2010(5):71-73.

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