淺談路基改良土施工工藝

袁 春 林

(中國水利水電第七工程局有限公司 第一分局，四川 彭山 620860)

1 概 述

東南某客貨共線鐵路設(shè)計(jì)時(shí)速為200 km/h，路基全長23.53 km，路基平均填土高度達(dá)4 m。該路基填筑缺乏優(yōu)質(zhì)填料，同時(shí)線路附近城鎮(zhèn)經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)，征地協(xié)調(diào)難度大、取土困難。而該鐵路線路所處位置多為丘間谷地區(qū),谷地縱坡較平緩,水塘較多,絕大部分谷地為第四系地層覆蓋，軟土、松軟土分布廣泛，上部為淤泥、淤泥質(zhì)黏性土，下部為粉土、砂礫、各級(jí)砂、砂土混合物等。由于該工程線路開挖土體含水率較高，土體性能達(dá)不到填筑填料要求，采用常規(guī)土體翻挖晾曬處理方式花費(fèi)的時(shí)間長，且因南方雨水天氣較多而降低處理效率，影響施工進(jìn)度。因此，需要采取有效措施對(duì)土體性能進(jìn)行處理，從而解決填料質(zhì)量問題。

2 處理方式的選擇

常用的土體改良方式包括摻入水泥或石灰兩種。國內(nèi)研究數(shù)據(jù)表明：經(jīng)水泥改良處理后，顆粒組成和土體強(qiáng)度的改善效果十分明顯，但塑性指數(shù)的改善效果不甚明顯，脹縮性的改良效果較理想；而經(jīng)石灰改良處理后，顆粒組成有一定改善，塑性指數(shù)的改良效果較好，脹縮性的改良效果十分明顯，土體承載力也有一定程度的提高。

該線路路基土體改良方式根據(jù)土體含水率高、塑性指數(shù)大的特點(diǎn)，最終選擇了摻加石灰進(jìn)行改良的方式。

3 石灰摻入量試驗(yàn)

在該工程中，分別采用摻入量為3%、5%、7%的石灰改良土進(jìn)行試驗(yàn)，檢測(cè)其7 d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，發(fā)現(xiàn)3%的摻入量達(dá)不到規(guī)范要求，5%、7%的摻入量能夠達(dá)到規(guī)范要求。在最經(jīng)濟(jì)且能滿足要求的情況下，最終選用石灰摻入量為5%，石灰采用Ⅲ級(jí)以上塊灰。

4 石灰改良土施工工藝

(1)測(cè)量放樣。

用全站儀放出中樁，按照每10 m一個(gè)斷面標(biāo)出路基路肩、線路左線中心線、線路中心線、線路右線中心線設(shè)計(jì)標(biāo)高。

(2)石灰的消解。

進(jìn)場(chǎng)的石灰經(jīng)驗(yàn)收合格后，在指定地點(diǎn)統(tǒng)一進(jìn)行消解、過篩后備用。石灰消解時(shí)要求控制其用水量，做到水量既不能過多，又無生石灰塊并注意防止污染。

首先，將進(jìn)場(chǎng)的塊灰碼放在拌和站規(guī)劃區(qū)域，而且要堆放在下風(fēng)頭處或背風(fēng)地帶，塊灰碼放高度以50～100 cm為宜，緊鄰塊灰區(qū)周圍用裝載機(jī)圍好超過塊灰堆100 cm的土圍堰，可以防范消解時(shí)水和灰粉外流，然后使用水車和高壓水泵給塊灰澆水，一般結(jié)合天氣情況和消解時(shí)的放熱情況，澆水量比塊灰重量多10%～20%即可。澆水后悶灰1～2 d后，用裝載機(jī)將消解過的石灰過篩，篩子是用鋼筋和鋼管焊制成的斜坡形狀，篩網(wǎng)長寬均為4～5 m，篩子四腳設(shè)置有3～4 m長的支腿。根據(jù)需要，邊過篩、邊移動(dòng)篩子，將過完篩的灰堆在一起，用塑料布覆蓋好、防水備用；篩余的塊灰繼續(xù)加水消解，對(duì)于無法消解的塊灰或石塊集中堆放到指定位置后集中深埋。

(3)石灰改良土的施工。

路基填筑用石灰改良土的拌和采用場(chǎng)拌方法進(jìn)行施工。首先，按照事先計(jì)算好的摻灰量和翻拌深度用人工配合裝載機(jī)、平地機(jī)鋪平白灰，然后用挖掘機(jī)、推土機(jī)、裝載機(jī)翻拌均勻石灰改良土，并堆起悶灰土4～6 d；然后裝運(yùn)石灰改良土到場(chǎng)，按施工放樣劃出方格卸車，推土機(jī)和平地機(jī)整平石灰改良土、檢測(cè)石灰劑量，若合格，初平穩(wěn)壓石灰土后即可用路拌機(jī)攪拌均勻石灰土，調(diào)整含水量至合格，平地機(jī)整平石灰土，壓路機(jī)碾壓達(dá)到壓實(shí)度合格要求，完成本段石灰土層的施工。

若石灰劑量不足，則需詳細(xì)計(jì)算后在平整好的石灰土頂面用裝載機(jī)補(bǔ)充石灰，用平地機(jī)整平、人工配合拌勻石灰，用路拌機(jī)攪拌均勻石灰土、調(diào)整含水量至合格，平地機(jī)整平石灰土，壓路機(jī)碾壓達(dá)到壓實(shí)度合格要求，完成本段石灰土層的施工。

(4)上 土。

按照控制點(diǎn)標(biāo)高，計(jì)算出每一車土所攤鋪的面積，根據(jù)壓路機(jī)的壓實(shí)效果確定松鋪厚度。沿路基縱橫方向用白灰劃出方格網(wǎng)，卸土由專人指揮，控制上土位置與車數(shù)。

(5)平整石灰改良土。

根據(jù)控制點(diǎn)標(biāo)高，用推土機(jī)對(duì)填土進(jìn)行粗平。粗平后，恢復(fù)中樁，重新布設(shè)控制點(diǎn)(考慮松鋪系數(shù)、石灰與素土的標(biāo)準(zhǔn)干容重及最佳含水量，可以計(jì)算出實(shí)測(cè)控制點(diǎn)標(biāo)高比理論控制標(biāo)高高2～3 cm比較適合)，在控制點(diǎn)頂灑上石灰、做出明顯標(biāo)記，用平地機(jī)進(jìn)行精平；局部不平處由人工拉線用細(xì)料找平并保證平整度，然后用振動(dòng)壓路機(jī)靜壓一遍。

(6)復(fù) 測(cè)。

拌和好的石灰土用壓路機(jī)穩(wěn)壓，用平地機(jī)精平，多次恢復(fù)中樁及邊樁，多次精平石灰土表面，測(cè)量控制點(diǎn)標(biāo)高并將石灰土實(shí)際頂面標(biāo)高與理論頂面的設(shè)計(jì)標(biāo)高之差控制在規(guī)范允許的范圍內(nèi)后，即可進(jìn)行下一道工序；如實(shí)測(cè)控制點(diǎn)標(biāo)高超出誤差范圍，則需重復(fù)精平，直到標(biāo)高合格為止。

(7)碾 壓。

①對(duì)松鋪厚度為25 cm、30 cm、35 cm、40 cm的碾壓遍數(shù)為：先靜壓1遍，弱振2遍，強(qiáng)振2～4遍，再靜壓1遍，并對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析；

②不同松鋪厚度的壓實(shí)系數(shù)K、地基系數(shù)K30隨碾壓遍數(shù)變化的關(guān)系：松鋪厚度為25 cm時(shí)，壓實(shí)系數(shù)K較高；松鋪厚度為40 cm、強(qiáng)振4遍時(shí)的壓實(shí)系數(shù)K接近驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)要求；松鋪厚度為30 cm時(shí)，壓實(shí)系數(shù)K的試驗(yàn)數(shù)據(jù)與松鋪厚度35 cm時(shí)的結(jié)果接近。松鋪厚度為40 cm時(shí)，地基系數(shù)K30較低；松鋪厚度為35 cm時(shí)，在強(qiáng)振3遍時(shí)地基系數(shù)K30適宜；松鋪厚度為30 cm時(shí)，地基系數(shù)K30的試驗(yàn)數(shù)據(jù)與松鋪厚度35 cm時(shí)的結(jié)果接近。

(8)含水率的控制。

在松鋪厚度一定的條件下，壓實(shí)系數(shù)K、地基系數(shù)K30與含水率的關(guān)系為：含水率在15%～17%范圍時(shí)，壓實(shí)系數(shù)K、地基系數(shù)K30的檢測(cè)值均滿足驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)要求；含水率在16%左右時(shí)，壓實(shí)系數(shù)K、地基系數(shù)K30的檢測(cè)值最優(yōu)。

在最佳含水量下平整、碾壓好路基后，需要等待其至不粘輪后再壓，以保證路基面成光面，否則將形成麻面起皮而無法消除。

(9)養(yǎng) 護(hù)。

1 d以養(yǎng)護(hù)兩次為宜，保持灰土表面濕潤。

(10)注意事項(xiàng)。

上土?xí)r應(yīng)盡量集中車輛在最短的時(shí)間內(nèi)完成；粗平時(shí)應(yīng)盡可能不使用平地機(jī)，并盡量少使用機(jī)械；精平時(shí)應(yīng)在較短的時(shí)間內(nèi)完成，而且精平時(shí)應(yīng)伴隨碾壓，以防止精平后的表面松土水份散失過快而出現(xiàn)松散現(xiàn)象；盡可能地將機(jī)械集中在同一施工段施工，各工序連續(xù)不斷。

5 結(jié) 語

鐵路路基是承受并傳遞軌道重力及列車動(dòng)態(tài)作用的結(jié)構(gòu)、是軌道的基礎(chǔ)、是保證列車運(yùn)行的重要建筑物，土質(zhì)改良則是解決該問題的一種非常有效的方法。筆者通過鐵路路基5%石灰改良土路基填筑施工作業(yè)，總結(jié)出一套完整的施工工藝流程，積累了文中可靠的施工數(shù)據(jù)，可為其它類似工程參考。