客運(yùn)專線試驗(yàn)段路基填筑施工技術(shù)

張寶起

(中鐵物資集團(tuán)東北有限公司，遼寧 沈陽(yáng) 110044)

0 引言

由于填土高度增加，路基本體發(fā)生過(guò)大的和不均勻沉降變形的可能性增大，而客運(yùn)專線對(duì)路基的變形控制非常嚴(yán)格，因此必須對(duì)填料的性質(zhì)、含水量、壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)等指標(biāo)的要求相應(yīng)提高，這也就要求路基工程施工前，應(yīng)選擇一定長(zhǎng)度的試驗(yàn)區(qū)段進(jìn)行試驗(yàn)，確定機(jī)械設(shè)備組合，施工工藝，攤鋪厚度，壓實(shí)遍數(shù)，基底處理等施工參數(shù)及試驗(yàn)檢測(cè)方法。如圖1。

圖1 路基橫斷面示意圖

1 基床以下路基填筑試驗(yàn)段施工

1．1 施工目的

根據(jù)《客運(yùn)專線路基工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》的要求，在路基正式填筑施工前進(jìn)行工藝性試驗(yàn)。通過(guò)工藝性試驗(yàn)確定合適的壓實(shí)機(jī)械，同種填料的松鋪厚度和碾壓工藝、填料最佳含水量的控制范圍、最佳的機(jī)械配套和施工組織，確定合理的工藝流程和施工方法，以指導(dǎo)下步路基全面填筑施工。

1．2 施工方案及參數(shù)

1．2．1 試驗(yàn)方案

采用20 t 振動(dòng)壓路機(jī)及配套挖、裝、運(yùn)、攤鋪平整、灑水等設(shè)備進(jìn)行路堤填筑試驗(yàn)段施工。

(1)層厚控制。采用按橫斷面全寬縱向水平分區(qū)段填筑壓實(shí)方法。填筑按松鋪厚度30 cm、35 cm 試驗(yàn)方案進(jìn)行。填前測(cè)量路基各斷面底標(biāo)高，根據(jù)填筑層寬度畫(huà)好5 m×5．5 m 的十字網(wǎng)格，運(yùn)輸車每車車容量27 m3，松鋪厚度30 cm 平均每3 格卸兩車、松鋪厚度35 cm 平均每7 格卸三車。填筑整平后測(cè)量填土對(duì)應(yīng)斷面頂標(biāo)高，碾壓合格后再次測(cè)量填土頂標(biāo)高，通過(guò)計(jì)算取得實(shí)際松鋪系數(shù)。

(2)攤鋪平整。攤鋪前先在路基兩側(cè)邊樁及中樁上標(biāo)示出攤鋪厚度，先用推土機(jī)由兩側(cè)往中間依次進(jìn)行初平，然后利用平地機(jī)進(jìn)一步進(jìn)行平整，確保松鋪厚度滿足要求。攤鋪時(shí)將路基面做成雙向4%的排水坡，以利排水。

(3)灑水晾曬。采用A、B 組土填料，施工時(shí)挖取取土場(chǎng)合格的填料直接進(jìn)行路基填筑施工，填料運(yùn)到施工現(xiàn)場(chǎng)取樣測(cè)定其含水量，含水量在Wopt-3% ～Wopt+2%時(shí)，進(jìn)行碾壓。當(dāng)填料含水量較低時(shí)，采用灑水措施;當(dāng)填料含水量過(guò)大時(shí)，將填料在路堤上攤鋪晾曬進(jìn)行處理。

(4)碾壓夯實(shí)。現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)填料含水量滿足要求后，采用20 t 壓路機(jī)進(jìn)行碾壓。壓實(shí)順序按先兩側(cè)后中間，碾壓方法為:靜壓一遍，弱振碾壓一遍，強(qiáng)振碾壓2 ～6 遍(同步檢測(cè)結(jié)果定)，弱振碾壓一遍，最后再靜壓一遍消除輪跡。即:靜壓→弱振→強(qiáng)振→弱振→靜壓。碾壓行駛速度開(kāi)始時(shí)用慢速(宜為2 ～3 km/h)，最大速度不超過(guò)4 km/h 。區(qū)段交接處，應(yīng)互相重疊壓實(shí)，縱向搭接長(zhǎng)度不小于2 m，沿線路縱向行與行之間壓實(shí)重疊不小于0．4 m。確保無(wú)漏壓，無(wú)死角，碾壓均勻。

(5)試驗(yàn)檢測(cè)。通過(guò)3 層填筑試驗(yàn)完成數(shù)據(jù)采集。每層從第3 遍碾壓結(jié)束后即開(kāi)始檢測(cè)K30、EV2、n值，并且每增壓一遍檢測(cè)及采集數(shù)據(jù)一次。直到各項(xiàng)檢測(cè)指標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。地基系數(shù)K30是表示土體表面在平面壓力作用下產(chǎn)生的可壓縮性的大小。它是用直徑為300 mm 的剛性承載板進(jìn)行靜壓平板載荷試驗(yàn)，取第一次加載測(cè)得的應(yīng)力-位移(σ-s)曲線上s 為1．25 mm 所對(duì)應(yīng)的荷載σs，按K30= σs/1．25 計(jì)算得出。平板載荷試驗(yàn)的目的在于測(cè)出應(yīng)力-位移曲線，并對(duì)地面的變形量與承載力的關(guān)系進(jìn)行分析計(jì)算，通過(guò)應(yīng)力-位移曲線得出變形模量Ev。在試驗(yàn)過(guò)程中，通過(guò)一圓形承載板和加載裝置對(duì)地面進(jìn)行反復(fù)依次地加載和卸載，將測(cè)得的承載板下的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)力σ0跟與之相應(yīng)的逐個(gè)位移s 以應(yīng)力-位移曲線的形式顯示在圖表上。一次加載的變形模量值為一次變形模量，用EV1表示;二次加載的變形模量值為二次變形模量，用EV2表示。每填筑層的計(jì)劃?rùn)C(jī)械組合方式、松鋪厚度、試驗(yàn)檢測(cè)項(xiàng)目及獲取數(shù)據(jù)的方法如下所示。20 t 壓路機(jī)，松鋪厚度35 cm，測(cè)量、檢測(cè)項(xiàng)目及方法:①松鋪系數(shù)檢測(cè)數(shù)據(jù)采集。采用精密水準(zhǔn)儀，逐層測(cè)量攤鋪前后標(biāo)高、測(cè)量達(dá)到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)時(shí)的填層壓實(shí)面高程，計(jì)算每層松鋪系數(shù)。②試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集。碾壓前填料含水量測(cè)量，第三遍壓實(shí)后即開(kāi)始檢測(cè)K30、EV2、n 值，每增壓一遍3 項(xiàng)指標(biāo)各測(cè)一次。

(6)檢測(cè)點(diǎn)布置。如圖2、圖3。測(cè)定松鋪系數(shù)橫斷面高程測(cè)量為每層每15 m 一個(gè)斷面，每斷面測(cè)設(shè)中樁、邊樁位置，強(qiáng)振第三遍后測(cè)得松鋪系數(shù)。K30沿路線縱向每100 m 每填高90 cm 抽樣檢驗(yàn)4 點(diǎn)，距路基邊線2 m 處左、右各一點(diǎn)，路基中部2 點(diǎn)。壓實(shí)系數(shù)K 及孔隙率n 沿路線縱向每100 m 每壓實(shí)層抽樣檢驗(yàn)6 點(diǎn)，左、右距路肩邊線1 m 處各2 點(diǎn)，路基中部2 點(diǎn)，有反壓護(hù)道地段每100 m 增加1 個(gè)檢測(cè)點(diǎn)。

圖2 K30、Ev2、檢測(cè)點(diǎn)位布設(shè)

圖3 孔隙率n 檢測(cè)點(diǎn)位布設(shè)

1．2．2 施工工藝及參數(shù)

(1)施工前對(duì)地基進(jìn)行復(fù)查，按設(shè)計(jì)進(jìn)行地基加固處理。試驗(yàn)段填筑前進(jìn)行測(cè)量放樣，試驗(yàn)室進(jìn)行填料試驗(yàn)。填筑前預(yù)先規(guī)劃好作業(yè)流程和各種機(jī)械作業(yè)路線，配齊相應(yīng)的人員、機(jī)械及檢測(cè)設(shè)備。填筑按縱向水平填筑，并按擬定的松鋪厚度進(jìn)行填層厚度控制施工。

(2)埋設(shè)沉降樁:基底經(jīng)碾壓檢測(cè)合格后，按20 m 間距在線路上埋設(shè)沉降觀測(cè)樁。沉降觀測(cè)樁由沉降底板、測(cè)桿、套管、套管接頭、套管蓋板、測(cè)桿頭組成。沉降板由鋼筋混凝土制成，尺寸為500 mm ×500 mm×30 mm，用C15 混凝土預(yù)制。測(cè)桿采用Ф40 mm 鋼管制成，一端為外絲，另一端為內(nèi)絲，每根長(zhǎng)為50 cm，套管采用塑料管。工作原理:埋在地表的沉降底板隨地基沉降而下沉，通過(guò)連接在上面的測(cè)桿的傳遞測(cè)量其高程，測(cè)桿高程減去桿長(zhǎng)即為沉降板高程，每次沉降差就是地表沉降值。

(3)其它注意事項(xiàng)。嚴(yán)格控制路基填料必須滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，填料中碎石最大粒徑不得超過(guò)15 cm，對(duì)超徑的填料，采取人工全部予以清除?；惨韵侣返烫钪囼?yàn)段施工過(guò)程中，還應(yīng)注意按設(shè)計(jì)要求自填筑底面至基床表層以下每填筑0．6 m 高，于路堤邊坡3 m 范圍內(nèi)鋪設(shè)一層塑料土工格柵。格柵外邊緣與邊坡的水平距離不小于1．1 m，以防止格柵外露或開(kāi)挖骨架時(shí)切斷格柵。鋪設(shè)土工格柵時(shí)，先將碾壓達(dá)到規(guī)定壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)要求的填土表層整平，然后縱向鋪設(shè)格柵，格柵每幅縱向搭接長(zhǎng)0．30 m，搭接接頭與相鄰接頭間距應(yīng)不小于3 m。鋪設(shè)土工格柵時(shí)不容許有褶皺，盡量拉緊，用木樁等措施固定;土層表面平整，不得有堅(jiān)硬凸出物，嚴(yán)禁碾壓機(jī)械直接在土工格柵表面上進(jìn)行碾壓;土工材料在運(yùn)輸、存放期間嚴(yán)密遮蓋，防止長(zhǎng)期暴露在陽(yáng)光下，鋪開(kāi)后及時(shí)填筑填料。路基填筑試驗(yàn)中，由現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員作好原始記錄，詳細(xì)記錄每層壓實(shí)厚度、機(jī)械設(shè)備作業(yè)情況、碾壓前填料含水量、碾壓方式、檢測(cè)數(shù)據(jù)等各項(xiàng)參數(shù)。

1．3 基床表層以下路堤填筑試驗(yàn)程序流程和路基填筑施工工藝流程

試驗(yàn)程序流程見(jiàn)圖4，路基填筑施工工藝流程見(jiàn)圖5。

圖4 試驗(yàn)程序流程圖

圖5 路基填筑施工工藝流程圖

2 成果整理

試驗(yàn)總結(jié)成果主要項(xiàng)目應(yīng)包括:試驗(yàn)段填筑過(guò)程中勞動(dòng)力、材料、機(jī)械的數(shù)量和組織情況，施工工藝及參數(shù)，質(zhì)量控制措施，檢驗(yàn)試驗(yàn)結(jié)果等。

3 結(jié)論

鐵路路基大面積填筑前，試驗(yàn)路段先行，試驗(yàn)位置應(yīng)該在地質(zhì)條件，斷面形式上都具有代表性，根據(jù)試驗(yàn)成果分析判斷試驗(yàn)段每層填筑質(zhì)量是否合格，主要施工設(shè)備、施工工藝、施工順序是否合適，填料松鋪厚度、壓實(shí)層厚度、碾壓前含水量、壓路機(jī)碾壓工藝、碾壓方式、碾壓遍數(shù)等施工工藝參數(shù)是否合理。試驗(yàn)段不合格應(yīng)在調(diào)整施工工藝參數(shù)后重新進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)段合格后應(yīng)根據(jù)工地實(shí)際情況對(duì)施工工藝參數(shù)不斷進(jìn)行優(yōu)化，確保工程施工質(zhì)量。