淺談AB 組料在高鐵路基填筑中的常見問題及處理方法

■王哲峰，王大帥 ■中交二航局，湖北 武漢 430012

近年來隨著我國對高速鐵路的大力發(fā)展，高速鐵路的建設(shè)步伐越來越快。而高速鐵路以其高速度、高舒適性、高安全性、輸送能力大、正點(diǎn)率高等特點(diǎn)，越來越多的人選擇高速鐵路出行，從而進(jìn)一步促進(jìn)了我國高速鐵路建設(shè)的需求。而高速鐵路的路基工程具有工程質(zhì)量要求高、工期短等特點(diǎn)，也為高速鐵路的路基工程施工提出了不小的難題。高速鐵路路基的高平順性、高穩(wěn)定性、高精度、小沉降等特點(diǎn)使AB 組料作為路基填料越來越被廣泛用于高速鐵路路基工程的施工。

1 AB 組料的定義及特點(diǎn)

硬塊石土、不易風(fēng)化的軟塊石土、細(xì)粒含量≤30%的、細(xì)粒含量≤30%的卵石土和碎石土、礫砂、粗砂、中砂、級配良好的細(xì)砂等稱為AB組料。

AB 組料的優(yōu)點(diǎn):壓實(shí)性好、工后沉降小、滲水性能好、施工過程中受天氣影響因素小。

2 AB 組料的施工要點(diǎn)

2.1 含水量

含水量是影響AB 組料壓實(shí)的最主要因素。在施工過程中要盡量控制在最佳含水量附近，含水量過大或過小都會(huì)使壓實(shí)不能達(dá)到要求。所以最佳含水量的控制對路基施工至關(guān)重要。最佳含水量采用擊實(shí)試驗(yàn)確定，通過繪制干密度與含水率的關(guān)系曲線，曲線上峰值點(diǎn)的縱、橫坐標(biāo)分別為最大干密度和最佳含水量。施工過程中的含水量最好控制在最佳含水量的±2%左右。含水量過小時(shí)可以在路基填料攤鋪完成后進(jìn)行灑水，灑水量可以通過現(xiàn)場實(shí)際含水量與最佳含水量的差值進(jìn)行大概估算，灑水過程中務(wù)必保證灑水的均勻，灑水過少位置會(huì)導(dǎo)致部分填料壓實(shí)效果不好，灑水過多位置會(huì)導(dǎo)致填料壓實(shí)過程中出現(xiàn)“彈簧”現(xiàn)象。

2.2 施工過程中的常見問題及解決方法

2.2.1 路基“彈簧”現(xiàn)象

路基“彈簧”現(xiàn)象是指路基土在壓實(shí)時(shí)產(chǎn)生受壓處下陷，四周彈起，如彈簧般上下抖動(dòng)，壓實(shí)達(dá)不到要求。“彈簧”現(xiàn)象的成因主要由兩種:一種是由于局部路基填料的含水量過大;另一種是由于填料中含有膨潤土、膠泥等不良填料引起。出現(xiàn)“彈簧”現(xiàn)象的主要處理方法主要有翻曬、換填兩種。翻曬是將出現(xiàn)“彈簧”現(xiàn)象的部分填料進(jìn)行挖出，然后進(jìn)行晾曬，降低填料中的含水量。但是翻曬過程中含水量不可能進(jìn)行時(shí)刻觀察，晾曬時(shí)間過短會(huì)導(dǎo)致壓實(shí)后仍存在“彈簧”現(xiàn)象，晾曬時(shí)間過程會(huì)導(dǎo)致填料中含水量低于最佳含水量，壓實(shí)效果不好。如翻曬的時(shí)間控制不好，回填后仍不能滿足壓實(shí)要求，仍需進(jìn)行處理，造成機(jī)械、人員、工期等的不必要浪費(fèi)。換填是將部分“彈簧”現(xiàn)象的填料挖出，然后采用含水量較好的填料進(jìn)行回填，重新進(jìn)行壓實(shí)。換填過程中換填范圍最好大于“彈簧”現(xiàn)象出現(xiàn)的范圍。此方法基本上能一次性將“彈簧”處理到位，但是可能會(huì)造成填料的部分浪費(fèi)。所以以上兩種方法均有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，在施工過程中可根據(jù)實(shí)際情況采取相應(yīng)的措施處理。如“彈簧”現(xiàn)象出現(xiàn)的面積較大時(shí)可采用翻曬的方法，但應(yīng)時(shí)刻注意翻曬過程中含水量的變化，把握好回填的時(shí)間;如“彈簧”現(xiàn)象只是個(gè)別的局部位置時(shí)可采用換填進(jìn)行處理，能保證達(dá)到較好的處理效果。

2.2.2 集料窩

集料窩是AB 組料施工過程中常見的一種病害，是在路基表面形成全部由粗骨料聚集在一起產(chǎn)生的壓實(shí)不能滿足要求的現(xiàn)象。集料窩的形成主要是因?yàn)樵谔盍蠑備佂瓿珊?，在平地機(jī)進(jìn)行精平過程中，由于平地機(jī)在填料上精平的時(shí)間較長，AB 組料中的碎石等粗骨料集中到某一位置，會(huì)產(chǎn)生某一位置粗骨料太多的集料窩。集料窩的產(chǎn)生會(huì)影響路基的孔隙率不能滿足要求。集料窩的預(yù)防措施主要是路基填料的選擇或生產(chǎn)過程中保證填料的級配滿足要求，并且在上料過程中較精準(zhǔn)的控制填料的數(shù)量及上料的密度，填料的攤鋪過程中推土機(jī)盡量做到路基面的大致平整，較少平地機(jī)精平的時(shí)間。另外在平地機(jī)精平過程中，時(shí)刻觀察是否有粗骨料集中于某一位置的現(xiàn)象，及時(shí)將集中一處的粗骨料采用人工攤開。避免粗骨料的集中。

2.2.3 路基表面網(wǎng)狀裂紋

AB 組填料路基表面出現(xiàn)網(wǎng)狀的細(xì)小裂紋的原因主要有:路基施工工程中下層土的含水率過大;路基施工完成后表面的失水速度過快。針對上述產(chǎn)生原因的預(yù)防措施主要有以下兩方面:施工過程中填料的含水率盡量接近最佳含水率，避免含水率過大。對碾壓完成的路基表面進(jìn)行一些必要的灑水或覆蓋養(yǎng)護(hù)，以防路基表面失水較快。

2.2.4 超粒徑

現(xiàn)行的《高速鐵路路基工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定，基床底層填料的粒徑應(yīng)小于60mm，基床以下路基填料的粒徑應(yīng)小于100mm。超粒徑填料會(huì)對路基的壓實(shí)產(chǎn)生不利的影響，且路基中超粒徑填料會(huì)導(dǎo)致路基的工后沉降過大，不滿足無砟軌道的施工要求。所以現(xiàn)在施工過程中對超粒徑填料的控制越來越嚴(yán)格。針對填料中超粒徑的問題現(xiàn)場施工過程中常見的處理措施為，在料場直接對超粒徑填料進(jìn)行破碎、解小，并過篩。過篩后的填料運(yùn)至現(xiàn)場作為合格填料進(jìn)行施工，對過篩后剩余的填料重新進(jìn)行二次破碎，并進(jìn)行再次過篩。

2.2.5 路基的雨季施工

由于AB 組料屬于滲水性材料，所以在雨季施工過程中路基邊坡極易被雨水沖刷。如沖刷深度超過路基加寬填筑尺寸時(shí)會(huì)對路基的整體穩(wěn)定性造成較大的影響，所以在路基施工過程中需特別注意路基邊坡的排水設(shè)置及路基邊坡的壓實(shí)。路基邊坡的排水系統(tǒng)可以根據(jù)后期的永久排水系統(tǒng)相結(jié)合，可以采用每隔20m 左右設(shè)置一道臨時(shí)排水槽，排水槽可采用砂漿、磚砌等形式設(shè)置，且隨著路基填筑的進(jìn)行將排水槽進(jìn)行加長。路基頂面在填料過程中有意在路基頂面兩側(cè)設(shè)置一個(gè)攔水壩，讓雨水經(jīng)過攔水壩的阻攔后統(tǒng)一由兩側(cè)的臨時(shí)排水槽排出，防止雨水隨意經(jīng)路基邊坡留下，沖刷路基邊坡。路基頂面施工過程中需設(shè)置橫坡。一般在路基設(shè)計(jì)過程中路基橫坡考慮為4%。但在路基填筑過程中4%的坡度較陡，在運(yùn)料車輛卸料過程中極易出現(xiàn)傾覆，尤其是后翻卸料的運(yùn)輸車輛，極易出現(xiàn)事故。所以在路基填筑施工過程中路基橫坡設(shè)置為2%左右，保證路基頂面無積水即可。在路基填筑至最后兩層時(shí)，再逐漸將路基橫坡調(diào)整至設(shè)計(jì)要求的4%。路基填筑過程中必須對路基兩側(cè)進(jìn)行加寬超填，超填寬度應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)亟邓考敖邓l率進(jìn)行確定，原則上不宜小于50cm。路基壓實(shí)過程中壓實(shí)機(jī)械盡量靠近邊坡，保證路基邊坡滿足壓實(shí)要求。

3 結(jié)束語

高速鐵路路基填筑是整個(gè)路基施工的核心部位，工程數(shù)量大，對機(jī)械、人員、材料要求都比較嚴(yán)格。AB 組料透水性好、含水量易控制，填筑速度快，返工率低，成型路基穩(wěn)定性好，剛度好，工后沉降小，受雨季施工影響小。所以適宜工期要求緊，質(zhì)量要求高的高速鐵路路基施工。

［1］高速鐵路路基工程施工技術(shù)指南(鐵建設(shè)［2010］241 號).北京:中國鐵道出版社，2011 年.

［2］高速鐵路路基工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)(TB 10751 -2010).北京:中國鐵道出版社，2010 年.