橋與路基過渡段施工技術(shù)

張帆

摘 要：介紹了新建大同至西安客運專線金溝子鐵路特大橋與路基過渡段的施工方法，而在典型的濕陷性黃土地質(zhì)情況下，臺后填土需清除換填，填土地段地基需處理。同時，還總結(jié)了填筑施工中的施工方法，施工過程中的級配碎石拌和檢查、檢驗、沉降觀測和施工過程中容易出現(xiàn)的質(zhì)量問題。

關(guān)鍵詞：臺后過渡段；填筑控制；施工技術(shù)；臺后填土

中圖分類號：U415.6 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.04.133

1 工程概況

新建鐵路——大同至西安客運專線，北起山西大同，南至陜西西安，是貫穿山西南北、連接陜西的一條交通動脈。該線通車后，會大大節(jié)省旅客的出行時間，它與既有的鄭西高鐵和西寶高鐵共同構(gòu)成旅客進(jìn)出山西的主要通道之一。

在該項目中，我公司承擔(dān)了7標(biāo)段施工，范圍為DK458+383.48～改DK477+352.46線下和無砟軌道工程。工程質(zhì)量直接決定了客運專線鐵路的安全性、舒適性和耐久性，所以，其施工技術(shù)復(fù)雜，對其的精度要求也較高。線下工程長20.2 km，其中，特大橋4座、大橋5座、中橋3座、涵17座、隧道1座。該段為低中山區(qū)，地勢高，地形起伏大，是典型的黃土高原地貌，而且該地沖溝很深，春季風(fēng)大，干旱缺水，交通不便。

2 路堤與橋臺過渡段

2.1 原地面處理

在路堤填筑前，要清除基底表層的植被，將腐殖土運出填筑范圍外，平整基底，同時，在基底兩側(cè)挖排水溝作臨時排水使用，以保證雨季降水后能及時排出，不影響正常的施工進(jìn)度。

在地面平整工作完成后，要進(jìn)行水泥土擠密樁施工。基底處理完后，路基填筑自下而上分層填筑，并且接茬地段要留有臺階，臺階的寬度、厚度要滿足設(shè)計和規(guī)范的要求。根據(jù)施工現(xiàn)場的實際情況，采用推土機(jī)、振動壓路機(jī)等大型機(jī)械輔以小型震動壓路機(jī)和人工配合施工。

2.2 水泥土擠密樁

2.2.1 施工準(zhǔn)備

清除地基處理范圍的地表耕植土，壓實地基表層，其壓實系數(shù)K≥0.92.在平整場地后，要按照設(shè)計要求，準(zhǔn)確放出樁位，并用白灰或小木樁標(biāo)出樁位。另外，要按照測設(shè)樁位對位，調(diào)整樁機(jī)平臺，保證樁的垂直度。

2.2.2 成樁施工

在施工之前，在現(xiàn)場進(jìn)行地基處理試驗性施工，確定施工參數(shù)和工藝，同時，檢驗設(shè)計參數(shù)和地基處理效果，并做好路基兩側(cè)臨時排水的工作。

采用沉管法成孔，鉆孔直徑為40 cm，樁間距一般為1.0～1.2 m。每次鉆孔要間隔開，分批進(jìn)行，成孔后，要及時夯填水泥土成樁。

鉆孔就位后，要校正好錘桿的位置和垂直度，沉管按先慢后快的節(jié)奏進(jìn)行。在成孔過程中，如果發(fā)現(xiàn)錘頭彈跳過高、進(jìn)尺速度放慢，無法貫入時，可以停止沉管。

采用夯擴(kuò)法向孔內(nèi)填料。在向孔內(nèi)填料前，要夯實孔底，水泥土采用集中場拌，分層向孔內(nèi)回填夯實，其壓實系數(shù)不小于0.97（輕型壓實）。

在施工過程中，要隨時檢查水泥土的拌和質(zhì)量，做好成孔和夯實施工記錄。在施工過程中，如果發(fā)現(xiàn)異常情況，在對其處理時，要準(zhǔn)確記錄其處理方法和采取的措施。

成樁成片后，要及時填筑灰土墊層并碾壓至設(shè)計要求。同時，在路堤地段樁頂鋪設(shè)厚度為0.8 m的水泥土墊層，墊層間夾層土工格柵。

在此過程中，水泥土擠密樁地基質(zhì)量檢驗標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。

注：樁徑允許偏差負(fù)值是指個別斷面。

2.3 臺后填筑施工

在金溝子特大橋臺后，路基與填方橋臺采用倒梯形過渡段連接，分層填筑摻入5%（質(zhì)量比）42.5級普通硅酸鹽水泥的級配碎石。在過渡段與橋臺結(jié)合部位設(shè)滲水板、橫向排水溝（管）等排水設(shè)施，在橋臺基坑范圍內(nèi)，以混凝土回填。在與橋臺連接的20 m范圍內(nèi)，路基基床表層級配碎石中摻入5%（質(zhì)量比）的42.5級普通硅酸鹽水泥。過渡段橋臺的基坑以混凝土回填填筑。回填工作必須在隱蔽工程驗收合格后才能進(jìn)行。

臺后過渡段級配碎石填筑施工要分多層壓實，分層厚度要符合相關(guān)規(guī)范的規(guī)定——每一層的厚度不能超過30 cm，每一層的厚度最薄不能小于15 cm的攤鋪厚度。在施工現(xiàn)場，壓實遍數(shù)按工藝試驗確定的相關(guān)工藝參數(shù)控制。按照設(shè)計要求，每層壓實層都應(yīng)有路拱坡面且應(yīng)符合規(guī)定，表面排水都應(yīng)順暢，且無積水現(xiàn)象。

臺后過渡段級配碎石與臺后的路堤和錐體要同時施工，并將臺后過渡段與路基相連接的部分按照相同的水平分層厚度填筑，并且按照規(guī)定的壓實系數(shù)壓實。在分層填筑壓實的過程中，要保證橋臺穩(wěn)定、無損傷。

大型壓路機(jī)碾壓不到的部位和在臺后2.0 m范圍內(nèi)，用小型振動壓實設(shè)備碾壓，填料的松鋪厚度不大于20 cm，碾壓遍數(shù)要在現(xiàn)場試驗，并按照試驗確定施工工藝。加入水泥的級配碎石混合料宜在2 h內(nèi)使用完畢。具體的施工工藝流程如圖1所示。

2.4 排水施工

橋臺基礎(chǔ)上部和橋臺接觸處采用厚度為10 cm的無砂混凝土滲水板砌筑滲水墻，并在滲水墻底部設(shè)直徑為100 mm的軟式排水管，將滲流水排出路基以外。滲水墻與過渡段加水泥的級配碎石同步施工。后臺填土斷面如圖2所示。

3 填筑質(zhì)量檢測

3.1 過渡段基底處理

在臺后過渡段基底處理時，要按照設(shè)計要求與橋臺相鄰路堤的基底處理同時進(jìn)行。

3.1.1 檢驗數(shù)量

臺后過渡段分段抽樣每段檢驗壓實系數(shù)3點。其中，距路基頂面邊線1 m處左、右各1點，在路基頂面中間處1點。抽樣檢驗地基系數(shù)2點。其中，距路基邊線2 m處1點，路基中間1點。

3.1.2 檢驗方法

按《鐵路工程土工試驗規(guī)程》（TB 10102—2010）規(guī)定的試驗方法檢測。

3.2 級配料

級配料采用廠拌拌和，自卸汽車運輸，推土機(jī)整平，振動壓路機(jī)碾壓。在填筑前，先按設(shè)計要求放出線路中線和路基邊線樁，每10 m放1個樁控制，并且樁要比設(shè)計寬出30 cm。這樣做，不僅是出于對路基邊緣的考慮，同時，還能保證壓實合格。

3.3 級配碎石的質(zhì)量

過渡段級配碎石的質(zhì)量要符合設(shè)計要求——碎石顆粒中針狀、片狀碎石含量不大于20%，質(zhì)軟、易破碎的碎石含量不超過10%，黏土團(tuán)和有機(jī)物含量不超過2%. 過渡段用碎石的級配范圍要符合表2中的規(guī)定。

3.3.1 檢驗數(shù)量

每2 000 m3抽樣檢驗顆粒級配1次，顆粒密度、黏土團(tuán)和其他雜質(zhì)含量、級配碎石中大于16 mm的粗顆粒中帶有破碎面的顆粒含量，其他項目每一料場抽樣檢驗2次。

3.3.2 檢驗方法

將料場大堆料采樣帶回試驗室內(nèi)做試驗，并要求現(xiàn)場領(lǐng)工員和試驗人員在每層施工填筑過程中，監(jiān)督、檢查級配有材料有無明顯的變化。如果發(fā)生變化，要及時通知實驗室和拌和站進(jìn)行調(diào)整，保證過渡段的施工質(zhì)量。

3.4 水泥

在過渡段級配碎石中，要摻加品種、規(guī)格和質(zhì)量符合設(shè)計要求的水泥。

3.4.1 檢驗數(shù)量

同一產(chǎn)地、品種、規(guī)格、批號的水泥，每500 t為一批，如果不足500 t時，也按一批計。每批抽樣檢驗1組，進(jìn)行強度、凝結(jié)時間、安定性試驗。

3.4.2 檢驗方法

檢查產(chǎn)品合格證、出廠檢驗報告，并進(jìn)行有關(guān)項目的試驗。

3.5 臺后級配碎石填筑

在臺后級配碎石填筑時，要保證橋臺穩(wěn)定無損傷。其壓實質(zhì)量采用雙指標(biāo)控制，地基系數(shù)≥150 MPa/m，孔隙率小于28%.

3.5.1 檢驗數(shù)量

要檢查臺后填筑完整性，每壓實層抽檢孔隙率各3點。其中，距路基兩側(cè)填筑級配碎石邊線1 m左、右各1點，路基中部1點。每填高90 cm抽檢地基系數(shù)2點。其中，距路基兩側(cè)填筑級配碎石邊線2 m處1點，路基中部1點。

3.5.2 檢驗方法

經(jīng)過觀察，按照《鐵路工程土工試驗規(guī)程》規(guī)定的試驗方法檢測。

4 沉降觀測

在臺后過渡段填筑完成至上鋪設(shè)無碴軌道前，應(yīng)系統(tǒng)地評估路基變形情況，確認(rèn)臺后路基的工后沉降和變形是否符合設(shè)計要求。

路基填筑完成后，應(yīng)有不少于6個月的觀測和調(diào)整期。當(dāng)觀測數(shù)據(jù)不足以評估時，要繼續(xù)觀測；當(dāng)工后沉降評估不能滿足設(shè)計要求時，應(yīng)采取必要的加速或控制沉降措施。在此過程中，要計算和實測沉降情況、推導(dǎo)被觀測斷面沉降變形擬合曲線、各觀測斷面工后沉降的預(yù)測三項內(nèi)容。

對于每個路基工點，應(yīng)以三個月為周期，根據(jù)最新推導(dǎo)的沉降擬合曲線進(jìn)行工后沉降預(yù)測（至少2次以上），并檢查所有觀測斷面的預(yù)測工后沉降是否滿足相關(guān)要求：

SR=S（T3-T0）+Sst≤15 mm （1）

式（1）中：SR為沉降量；S為土的承載力；T3、T0為不同土的壓力系數(shù)；Sst為土的含水量。

對于路基和剛性結(jié)構(gòu)過渡段，應(yīng)同時審核其預(yù)測工后沉降差異是否≤5 mm，折角≤1/1 000. 此外，還應(yīng)檢查同一個觀測斷面前后2次工后沉降預(yù)測值的差異情況，如果其差值≤8 mm，可以認(rèn)為預(yù)測的工后沉降具有足夠的可信度。設(shè)計預(yù)計總沉降量與通過實測資料的總沉降量的差值不宜大于10 mm。

如果一個路基工點所有的觀測斷面都滿足以上要求，該路基工點就可以鋪設(shè)無砟軌道。

5 結(jié)束語

因為大西線對客運專線質(zhì)量的要求很高，所以，在施工過程中，必須要嚴(yán)格按設(shè)計和規(guī)范施工，保證工程質(zhì)量。在基底處理時，要事先做好基底清理工作，移除腐殖土，平整基底，做好地面排水，確保雨季降水和地表徑流不會對施工造成不利的影響，其要與臺后相鄰路堤的基底處理同時進(jìn)行。級配碎石填層與相鄰的路堤和錐體要同時施工，并且過渡段與連接路堤的碾壓面要按照大致相同的水平分層高度同步填筑并均勻壓實。同時，要配足小型振動壓實設(shè)備，而且還要同步充分壓實大型機(jī)械碾壓不到的部位，其填料虛鋪厚度不超過20 cm。另外，在施工現(xiàn)場，要安排人員嚴(yán)格監(jiān)控級配碎石的質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。

樁成孔后要保護(hù)好樁口，不得讓泥土、雜物、施工垃圾、地表雨水和施工用水流入孔內(nèi)。在填料前，要先檢查孔內(nèi)，如果有雜物、施工垃圾、泥土和淤泥等，必須要清除掉，并用夯錘夯實孔底，致密實后再分層下料，進(jìn)而分層夯實樁體。對已浸泡的樁底土層，需填入碎石或灰土，將被浸泡過的土層夯實擠密后再進(jìn)行樁體施工。

填料含水量應(yīng)經(jīng)測試符合試樁時確定的最優(yōu)含水量要求。在現(xiàn)場，將手握成團(tuán)，2指輕捏填料既散為宜，現(xiàn)場確定土的最優(yōu)含水量為12%，水泥土為14%～18%為最優(yōu)。如果含水量過高或過低時，要稍晾干或灑水濕潤，并拌和均勻，如果填料黏結(jié)成團(tuán)，需打碎土團(tuán)，要隨拌隨用，不得存放過長的時間。

加強對沉降位移的觀測，定人定責(zé)定設(shè)備，嚴(yán)格按照觀測程序操作，確保觀測精度和頻次符合要求。同時，觀測資料要齊全、詳實、規(guī)范，要及時整理，及時匯總分析。另外，觀測時間和總沉降量的差值必須滿足規(guī)范要求，否則不能進(jìn)行無砟軌道施工。

控制和防止質(zhì)量通病產(chǎn)生，嚴(yán)格按照技術(shù)規(guī)范和設(shè)計要求處理基底，并進(jìn)行填前碾壓。要嚴(yán)格進(jìn)行臺后過渡段碾壓試驗檢測，不使用不合格的填料。同時，要配置重型壓實機(jī)具，技術(shù)、試驗人員跟班作業(yè)，嚴(yán)格控制填料、層厚和壓實度，要碾壓到邊。對于重型機(jī)械碾壓不到的地方，要輔以小型夯實機(jī)械和人工配合夯實，不留死角。護(hù)錐和邊坡掛線整修，一次成型，路肩掛線要順直，確保其密實、美觀。

參考文獻(xiàn)

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〔編輯：白潔〕