鐵路路基施工質(zhì)量控制與沉降預(yù)防對(duì)策分析

文/楊植

1 前言

在鐵路工程的具體施工中，路基施工是一項(xiàng)關(guān)鍵內(nèi)容。只有保障路基的施工質(zhì)量，才可以為整個(gè)鐵路工程奠定堅(jiān)實(shí)的質(zhì)量基礎(chǔ)。所以在具體的施工過程中，施工單位一定要做好路基的施工質(zhì)量控制工作，并通過合理的策略來做好路基沉降預(yù)防，以此保障施工質(zhì)量，滿足當(dāng)今社會(huì)對(duì)于鐵路工程的實(shí)際建設(shè)與應(yīng)用需求，促進(jìn)鐵路建設(shè)行業(yè)與鐵路交通運(yùn)輸行業(yè)的良好發(fā)展。

2 工程概況

本次所研究的是新建蒙西至華中地區(qū)鐵路煤運(yùn)通道中的一個(gè)標(biāo)段，該標(biāo)段的路基總長(zhǎng)度大約是15.5km，其中區(qū)間路基土石方為331 萬(wàn)m3（包括改良土131225m3）、站場(chǎng)土石方為675 萬(wàn)m3（包括改良土32401m3）、水泥土擠密樁土石方為1383677m3。在本次工程的路基施工中，主要的施工點(diǎn)類型包括路塹坡面防護(hù)工程、路堤坡面防護(hù)工程、深路塹工程、高路堤工程；在對(duì)本次工程中的地基進(jìn)行處理的過程中，主要的方法包括墊層法、換填法、沖擊碾壓法、水泥土擠密樁法、重錘夯實(shí)法、鉆孔灌注樁法以及墩載預(yù)壓法。本文重點(diǎn)對(duì)其路基施工中的質(zhì)量控制和沉降預(yù)防措施進(jìn)行分析。

3 路基施工質(zhì)量控制

3.1 路基地基處理質(zhì)量控制

為有效保障基底處理質(zhì)量，應(yīng)盡量將基底施工安排到旱季。如果一定要在雨季施工，則需要做好充足的覆蓋物和填料準(zhǔn)備，加強(qiáng)填筑排水坡，并加快施工進(jìn)度。如果已填筑土被雨水淋濕，則應(yīng)該立即鏟除其表面，并進(jìn)行晾曬處理。另外，在低溫季節(jié)的時(shí)候，一定要嚴(yán)格檢驗(yàn)材料，在保障材料質(zhì)量與實(shí)際工程需求相滿足的基礎(chǔ)上才可以將其投入正常使用；同時(shí)，應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況做好處理技術(shù)的選擇與應(yīng)用。在本次工程中，主要的基底處理技術(shù)包括墊層法、換填法、沖擊碾壓法、水泥土擠密樁法、重錘夯實(shí)法、鉆孔灌注樁法以及墩載預(yù)壓法。具體施工中，為控制好施工質(zhì)量，一定要嚴(yán)格按照實(shí)際需求來選擇技術(shù)，并按照規(guī)范應(yīng)用技術(shù)。

3.2 路基本體填筑質(zhì)量控制

在對(duì)路基本體進(jìn)行施工之前，首先應(yīng)做好試驗(yàn)路段的施工。通過對(duì)試驗(yàn)路段進(jìn)行施工，可有效檢驗(yàn)具體施工工藝是否適用，并通過室內(nèi)的試驗(yàn)來確定最佳的路堤填筑含水量以及干密度的標(biāo)準(zhǔn)值；同時(shí)，還可以對(duì)具體的壓路機(jī)具、組合形式、碾壓方式、碾壓速度以及碾壓遍數(shù)加以確定。另外，通過試驗(yàn)路段的施工可以對(duì)路基建筑過程中的松鋪系數(shù)做到合理明確。為進(jìn)一步保障施工質(zhì)量，在分層填筑過程中，每一層厚度不應(yīng)超過30cm。施工中，需要通過裝載機(jī)來進(jìn)行裝車、通過自卸汽車來進(jìn)行運(yùn)輸、通過推土機(jī)做找平處理、通過平地機(jī)進(jìn)行鋪平處理、通過沖擊式以及重型振動(dòng)式壓力機(jī)來進(jìn)行碾壓處理[1]。為有效確保邊坡的密實(shí)度，提升施工質(zhì)量，通常需要將路基兩側(cè)的寬度各增加50cm。

3.3 路基機(jī)床地層填筑質(zhì)量控制

為確保施工質(zhì)量，具體施工前需要通過接卸以及擬采用的填料種類來進(jìn)行壓實(shí)試驗(yàn)，且試驗(yàn)段長(zhǎng)度應(yīng)該在100m 以上，或者是以構(gòu)造物作為界限劃分出一個(gè)區(qū)域，然后通過“三階段、四區(qū)段、八流程”的施工方法進(jìn)行填筑施工。在本次工程中，第一層應(yīng)用的施工方法是后退填筑法，并通過全寬橫斷面水平分層壓實(shí)技術(shù)對(duì)基床進(jìn)行填筑和壓實(shí)處理。在對(duì)每一層進(jìn)行填筑施工的過程中，都應(yīng)該確認(rèn)好填料質(zhì)量，同時(shí)保障其松鋪厚度、含水率以及表面平整度與設(shè)計(jì)要求相符。

3.4 路基機(jī)床表層填筑質(zhì)量控制

為有效控制施工質(zhì)量，在本次施工中，基床分三層填筑，并做好每一層填筑厚度的控制。借助于推土機(jī)進(jìn)行填筑土攤鋪，借助攤鋪機(jī)進(jìn)行級(jí)配碎石攤鋪，攤鋪方法皆按照試驗(yàn)段確定的施工工藝和方法來進(jìn)行。施工中，通過振動(dòng)式壓路機(jī)進(jìn)行碾壓處理。首先是靜壓，碾壓過程中注意先輕后重、先慢后快。在直線段的碾壓過程中，應(yīng)該從兩側(cè)向中心進(jìn)行碾壓，也就是先邊后中。在曲線段的碾壓過程中，應(yīng)該從內(nèi)側(cè)路肩向外側(cè)路肩進(jìn)行碾壓，沿著縱方向重疊，同時(shí)橫縫銜接位置應(yīng)做好搭接處理?；脖韺邮┕?yīng)按照試驗(yàn)過程中的參數(shù)來確定級(jí)配碎石配料，并檢測(cè)好碎石性能。級(jí)配碎石應(yīng)該在拌合站以及廠站拌合處理，然后借助自卸汽車運(yùn)送到施工現(xiàn)場(chǎng)，通過攤鋪機(jī)進(jìn)行攤鋪，通過振動(dòng)式壓路機(jī)進(jìn)行碾壓[2]。以下表1 是本次工程施工中路基機(jī)床表面填筑的主要參數(shù)：

表1 本次工程施工中路基機(jī)床表面填筑的主要參數(shù)

3.5 過渡段施工質(zhì)量控制

在路基和橋梁、路基和橫向結(jié)構(gòu)物、路基和隧道之間設(shè)置過渡段，且過渡段和正線的路基應(yīng)同時(shí)施工。

對(duì)于過渡段基床底層及以下的路基，施工中借助于推土機(jī)進(jìn)行推料處理，借助于平地機(jī)和人工配合的形式做整平處理，同時(shí)基床表層通過推土機(jī)做攤鋪處理。對(duì)于路基表層，通過推土機(jī)進(jìn)行攤鋪，通過重型振動(dòng)壓路機(jī)、小型壓路機(jī)以及沖擊夯進(jìn)相配合的方式進(jìn)行施工，曲線段采用人工與機(jī)械配合的形式進(jìn)行施工。在通過小型機(jī)械進(jìn)行施工時(shí)，填料的虛鋪厚度應(yīng)控制在20cm 以內(nèi)，并根據(jù)試驗(yàn)確定的壓實(shí)遍數(shù)做壓實(shí)處理，以此有效保障施工質(zhì)量。

3.6 路基支擋結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量控制

為確保施工質(zhì)量與安全，本次工程標(biāo)段中主要通過片石混凝土擋土墻、樁板擋土墻、錨桿擋土墻及預(yù)應(yīng)力錨索來進(jìn)行支擋。施工之前，首先需要做好排水工作，避免地表水進(jìn)入基坑內(nèi)部，同時(shí)擋土墻背部開挖方式為分段跳槽形式，通過大塊定型鋼模來進(jìn)行擋土墻的一次性澆筑施工。立模過程中，應(yīng)通過內(nèi)撐外頂?shù)姆绞絹碜龊眉庸烫幚?，以保障施工質(zhì)量與安全。

4 路基沉降控制

4.1 沉降觀測(cè)

4.1.1 路基面沉降監(jiān)測(cè)

為做好沉降控制，本次施工中，在路堤地段的路基中心和兩側(cè)路肩均設(shè)置了監(jiān)測(cè)點(diǎn)，并在每個(gè)斷面設(shè)置了監(jiān)測(cè)點(diǎn)，通過檢測(cè)樁法在路基成型之后設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)。在路塹的路基中心和兩側(cè)路肩設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)的同時(shí)，在各個(gè)監(jiān)測(cè)斷面設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)。運(yùn)通道MHTJ-14標(biāo)段采用監(jiān)測(cè)樁進(jìn)行監(jiān)測(cè)，待路基成型之后再進(jìn)行監(jiān)測(cè)樁設(shè)置。具體沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)設(shè)置數(shù)量如表2：

表2 本次工程中的沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)設(shè)置數(shù)量

4.1.2 路堤基底沉降監(jiān)測(cè)

在路基填筑施工之前，需要在其底面線路中線以及兩側(cè)路肩分別設(shè)置一個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，每一個(gè)監(jiān)測(cè)斷面設(shè)置三個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)。在具體沉降監(jiān)測(cè)中，可將沉降板或者預(yù)埋式單點(diǎn)沉降儀作為測(cè)試設(shè)備，并在試驗(yàn)段中設(shè)置加密測(cè)試設(shè)備，以保障監(jiān)測(cè)精度[3]。

4.1.3 路堤基底全斷面沉降監(jiān)測(cè)

對(duì)于試驗(yàn)段，可通過剖面沉降儀來進(jìn)行全斷面的沉降監(jiān)測(cè)。為有效保障沉降監(jiān)測(cè)精度，應(yīng)將水平測(cè)斜儀作為監(jiān)測(cè)設(shè)備。

4.1.4 地基深層沉降監(jiān)測(cè)

為保障沉降監(jiān)測(cè)效果，具體施工中，需要根據(jù)土質(zhì)和土層厚度來設(shè)置沉降監(jiān)測(cè)斷面，具體情況如表3所示：

表3 不同土質(zhì)和厚度下的沉降檢測(cè)斷面設(shè)置情況

對(duì)于過渡段，一定要進(jìn)行沉降監(jiān)測(cè)斷面設(shè)置。在測(cè)試過程中，需要用串聯(lián)式分層沉降儀進(jìn)行監(jiān)測(cè)。為保障監(jiān)測(cè)精度，每個(gè)斷面都需要設(shè)置一個(gè)沉降儀，具體位置應(yīng)設(shè)置在下路段中心地基內(nèi)。

4.2 沉降控制

為實(shí)現(xiàn)路基沉降的有效控制，具體施工中，主要應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

4.2.1 聘請(qǐng)國(guó)內(nèi)外具有豐富路基沉降和控制經(jīng)驗(yàn)的專家作為專題顧問，以為施工提供現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)。

4.2.2 加強(qiáng)施工現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)工作人員、數(shù)據(jù)整理分析人員以及計(jì)算人員的專業(yè)培訓(xùn)，并購(gòu)買或研發(fā)更具專業(yè)性的監(jiān)測(cè)軟件，在測(cè)量分析、控制方案以及觀測(cè)操作方面主動(dòng)采取沉降控制措施。

4.2.3 在施工之前，需要通過理論科學(xué)分析路基沉降量，并通過合理的計(jì)算、分析和驗(yàn)算來確保沉降評(píng)估效果。

4.2.4 對(duì)于土質(zhì)地基，原則上應(yīng)該進(jìn)行沉降驗(yàn)算以及施工之后的沉降分析，如果經(jīng)過施工之后計(jì)算發(fā)現(xiàn)沉降量無法與實(shí)際要求相符，則應(yīng)該立即向監(jiān)理匯報(bào)，并及時(shí)對(duì)其進(jìn)行處理。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上，在鐵路工程的路基施工中，施工單位不僅需要通過合理的措施做好施工質(zhì)量控制，還應(yīng)該做好沉降監(jiān)測(cè)與控制工作，以此有效提升施工質(zhì)量，滿足鐵路工程實(shí)際應(yīng)用需求，促進(jìn)鐵路工程的良好發(fā)展。