軟土地質(zhì)下鐵路橋梁路基填筑施工技術(shù)研究

摘要：為了解決由于鐵路橋梁路基填筑材料含水量過高、粒徑較大，導(dǎo)致路基填筑壓實(shí)度較低的問題，針對(duì)軟土地質(zhì)下鐵路橋梁路基填筑施工技術(shù)進(jìn)行研究。對(duì)工程概況進(jìn)行分析，對(duì)軟土地質(zhì)下鐵路橋梁路基表層進(jìn)行處理，清理軟土地質(zhì)下鐵路路基表面灌木、垃圾、農(nóng)作物等雜物，根據(jù)土質(zhì)環(huán)境完成清表施工任務(wù)。對(duì)鐵路橋梁路基填筑宕渣實(shí)施壓實(shí)，利用宕渣墊層換填處理路基，并控制填筑層的分層厚度與壓實(shí)次數(shù)，以提高路基填筑材料強(qiáng)度。實(shí)例分析結(jié)果表明，本文技術(shù)的施工效果較好，具有一定的應(yīng)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：軟土地質(zhì)；路基填筑；清表；壓實(shí)

0" "引言

軟土地質(zhì)是指湖澤、沼澤、河灘等沉積區(qū)域含水率較高、孔隙比較大的細(xì)粒土質(zhì)，其中包含淤泥、淤泥質(zhì)黏土、粉質(zhì)黏土等[1]。在軟土地質(zhì)中，天然含水率在50%～70%，土質(zhì)存在明顯的流變性。同時(shí)，該區(qū)域存在較大的壓縮性，加載壓縮之后會(huì)產(chǎn)生沉降，很難完成橋梁施工。在進(jìn)行軟土施工時(shí)，需要考慮往后幾十年的固結(jié)沉降問題，并采用必要的處理與支護(hù)措施，以確保軟土區(qū)域的施工效果[2]。

鐵路橋梁按照用途可以分為鐵路橋梁與公路鐵路兩用橋，其跨度相對(duì)較大，對(duì)縱向剛度與耐久性的要求較高。鐵路橋梁擁有實(shí)現(xiàn)立體交叉，有利于保障列車安全運(yùn)營(yíng)，提高旅客舒適度，降低土地占用率等作用，促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展[3]。橋梁路基是橋梁建設(shè)的基礎(chǔ)，只有將地質(zhì)條件、氣候條件、地形條件、荷載條件考慮在內(nèi)，設(shè)計(jì)出更加優(yōu)質(zhì)的路基填筑施工技術(shù)，才能避免路基受到侵蝕與損壞。

目前，路基填筑存在材料含水量過高、粒徑過大、工藝不規(guī)范等問題[4]。若填筑層的壓實(shí)度相對(duì)較低，分層厚度較大，很容易出現(xiàn)填筑層軟化、路基侵蝕等問題，影響路基的穩(wěn)定性與強(qiáng)度。尤其是在軟土地質(zhì)條件下，對(duì)鐵路橋梁路基的硬度、剛度、穩(wěn)定度的要求更高。一旦出現(xiàn)填筑層裂縫、形變等問題，將會(huì)影響路基的外觀與性能。為解決上述問題，本文以X鐵路橋梁工程為依托，對(duì)軟土地質(zhì)下鐵路橋梁路基填筑施工技術(shù)進(jìn)行分析。

1" "工程概況

1.1" "工程基本情況

某鐵路橋梁工程的起止里程為DK16+442.03～DK56+

950.02，全長(zhǎng)約為19.3km。該鐵路橋梁工程所處位置工程地質(zhì)較為復(fù)雜，多為深厚軟土地質(zhì)，土層含水量較大，具有蠕變性、觸變性等特質(zhì)。

本次工程將327#墩、328#墩作為目標(biāo)橋墩，對(duì)應(yīng)里程為DK42+156.25、DK42+188.36。橋梁樁端在強(qiáng)風(fēng)化凝灰質(zhì)砂巖層上，路基下層立面如圖1所示。

從圖1可以看出，路基下層土質(zhì)包括粉質(zhì)黏土、淤泥質(zhì)黏土、全風(fēng)化凝灰砂巖、強(qiáng)風(fēng)化凝灰砂巖等，符合本次施工需求。

1.2" "路基填筑方法

本次工程路基選擇分層填筑的方法，在下承層劃分出填筑區(qū)域，并在填筑區(qū)域壓實(shí)宕渣。采用推土機(jī)攤鋪平整之后，檢測(cè)路基填筑區(qū)域的壓實(shí)度與固體體積率。在施工區(qū)域埋設(shè)沉降板，分析填筑區(qū)域的沉降量。

路基施工涉及的設(shè)備包括DH370型挖掘機(jī)、SD140型推土機(jī)、PY-200型平地機(jī)、自卸汽車、振動(dòng)壓路機(jī)、灑水車。

1.3" "沉降量分析

在未包芯填筑區(qū)域，埋深在2.5～4.5m的范圍內(nèi)，沉降量在0.006m之內(nèi)。在包芯填筑區(qū)域，埋深在1.5～4.0m的范圍內(nèi)，沉降量在0.045m之內(nèi)。將該沉降量作為基礎(chǔ)值，填筑沉降值低于基礎(chǔ)值時(shí)，沉降值越小，施工質(zhì)量越高。

2" "軟土地質(zhì)下路基填筑關(guān)鍵技術(shù)

2.1" "地表清理

在填筑施工之前，對(duì)地表進(jìn)行清理。清理厚度在0.02～0.03m的范圍內(nèi)變化，土層較厚的區(qū)域清理厚度增加0.005～0.01m。采用挖掘機(jī)、推土機(jī)等機(jī)械設(shè)備，清理軟土地質(zhì)下鐵路路基表面灌木、垃圾、農(nóng)作物等雜物，并根據(jù)土質(zhì)環(huán)境完成清表施工任務(wù)[5]。

2.2" "處理軟土地質(zhì)下路基表層

在穩(wěn)定斜坡上，清除地表草皮、腐蝕土質(zhì)，直接填筑路基。在地面橫坡為1：2.5的路段，檢驗(yàn)基底軟土地質(zhì)的滑動(dòng)情況，抗滑穩(wěn)定性系數(shù)滿足規(guī)定值，即可進(jìn)行填筑施工。

在軟土地質(zhì)環(huán)境下，地下水會(huì)影響路基穩(wěn)定性。引排地下水、鋪設(shè)排水板等，確保底部填筑的滲水性。在路基清表處理完成之后，在路基兩側(cè)設(shè)置臨時(shí)排水溝，加大排水溝的深度，以加快排水速率。

2.3" "路基回彈模量記錄與分析

在橋梁路基段H，采用加載卸載的方式，記錄路基回彈模量。每級(jí)增加0.02MPa，達(dá)到預(yù)定荷載之后，穩(wěn)定1min，記錄此時(shí)的回彈模量。重復(fù)此步驟，直至回彈變形值超過0.001m。路基回彈模量如表1所示。

在橋梁路基段K，采用地錨法分析路基回彈模量[6]。加載荷載在0～50kPa的范圍內(nèi)，第一級(jí)荷載為5kPa，每級(jí)增加10kPa，回彈變形值達(dá)到0.001m之后，記錄此時(shí)的荷載。軟土區(qū)域地質(zhì)性質(zhì)較弱，多次加載并記錄路基回彈模量，回彈模量在10MPa以內(nèi)，即可滿足路基的施工需求。

2.4" "換填處理路基

2.4.1" "材料選取

路基填筑施工對(duì)路基回彈模量有一定要求，軟土地質(zhì)很難作為墊層[7]。本文增設(shè)宕渣層，以對(duì)路基進(jìn)行換填處理。利用宕渣墊層換填處理路基，能夠增強(qiáng)路基填筑材料強(qiáng)度，提高填筑材料的水穩(wěn)性。填筑材料主要參數(shù)如表2所示。

路床包含面層、基層、墊層，屬于路基部分。上路堤與下路堤作為填筑路基的不同部分，均需滿足填筑施工需求[8]。CBR表示填料最小承載比，該值在10%以內(nèi)，即可滿足軟土填筑需求。

2.4.2" "確定填筑厚度

在路基填筑的過程中，路堤體積計(jì)算公式為：

（1）

式中：V為路堤體積，L1、L2為路堤上下底面長(zhǎng)度，Ht為路堤的高度。

壓實(shí)度計(jì)算公式為：

（2）

式中：K為壓實(shí)度，d為路段的實(shí)土干密度，dmax為最大干密度。

根據(jù)、指標(biāo)，即可確定路基填筑厚度。根據(jù)軟土層厚度，采用分層鋪筑的方式，將宕渣鋪平[9]。鋪筑厚度在0.06m左右，宕渣粗粒土在重復(fù)沖擊的作用下，將顆粒重排，嵌入擠進(jìn)土層，從而提高填筑施工的密實(shí)度。

3" "施工效果驗(yàn)證

3.1" "驗(yàn)證方案

為了驗(yàn)證本文設(shè)計(jì)的技術(shù)，是否滿足軟土地質(zhì)下鐵路橋梁路基填筑施工質(zhì)量需求，基于工程實(shí)例下，本文選取路基的上路床、下路床、上路堤、下路堤進(jìn)行填筑施工質(zhì)量分析。設(shè)定鐵路橋梁路徑填筑壓實(shí)度、固體體積率的基礎(chǔ)值，若其滿足該基礎(chǔ)值的要求，即可確保填筑施工質(zhì)量。

3.2" "效果分析

路基填筑壓實(shí)度是評(píng)估路基填筑施工質(zhì)量的關(guān)鍵指標(biāo)，壓實(shí)度越高，路基填筑質(zhì)量越高。路基填筑固體體積率是壓實(shí)度與填筑材料混合密度的比值，路基填筑固體體積率越高，宕渣材料密度越高，路基填筑質(zhì)量越高。

在其他條件均已知的情況下，使用本文設(shè)計(jì)的軟土地質(zhì)下鐵路橋梁路基填筑施工技術(shù)，對(duì)鐵路橋梁路基填筑壓實(shí)度、固體體積率的實(shí)際值進(jìn)行分析。應(yīng)用效果如表3所示。

從表3可以看出，在其他條件均一致的情況下，使用本文設(shè)計(jì)的軟土地質(zhì)下鐵路橋梁路基填筑施工技術(shù)后，壓實(shí)度實(shí)際值在95%～99%的范圍內(nèi)變化，均在壓實(shí)度基礎(chǔ)值以上，能夠確保填筑質(zhì)量。同時(shí)，路基填筑固體體積率實(shí)際值在90%～95%的范圍內(nèi)變化，同樣在固體體積率的基礎(chǔ)值以上。

4" "結(jié)束語

路基填筑是鐵路橋梁建設(shè)的關(guān)鍵，在施工過程中，若存在填筑材料不合格、填筑工藝不規(guī)范、養(yǎng)護(hù)不當(dāng)、特殊部位處理不合格等問題，將直接影響路基的使用壽命。為提高填筑施工質(zhì)量，為鐵路橋梁的運(yùn)行提供了安全保障，本文設(shè)計(jì)一種軟土地質(zhì)下鐵路橋梁路基填筑施工技術(shù)，從表層處理、宕渣壓實(shí)等方面進(jìn)行進(jìn)行優(yōu)化。實(shí)例分析結(jié)果表明，本文技術(shù)的施工效果較好，具有一定的應(yīng)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1] 婁鵬飛，馬寧博，喬攀舉，等.建筑垃圾減量化、資源化綜

合利用的路基填筑技術(shù)應(yīng)用研究[J].交通節(jié)能與環(huán)保，2023，

19（5）：203-206+211.

[2] 孫鳳啟，張煥春.珊瑚礁灰?guī)r及珊瑚砂路橋工程應(yīng)用分析：

基于南太平洋地區(qū)項(xiàng)目的實(shí)踐[J].建筑機(jī)械，2023（8）：58-62.

[3] 馮志文，晏長(zhǎng)根.公路路基穿越高鐵橋墩墩頂變形敏感因

素分析[J].內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2023，42（2）：

178-183.

[4] 楊濤，潘凱，謝春慶，等.砂質(zhì)土填方路基溜塌成因機(jī)制分

析與治理措施研究[J].三峽大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2023，

45（2）：43-49.

[5] 張俊富.公路路基施工技術(shù)應(yīng)用分析：以S329線周家壩

至昌河壩公路改建工程二標(biāo)段為例[J].科技視界，2023（7）：

17-19.

[6] 李崗，蔣華龍，管培鈞，等.石灰固化土在沖積平原地區(qū)高

速公路路基填筑施工的應(yīng)用[J].黑龍江交通科技，2021，44

（11）：10-11.

[7] 黃鈺程，孫金釗，田盎然，等.城市生活垃圾焚燒爐渣路基

填料的力學(xué)特性研究[J].長(zhǎng)沙理工大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），

2023，20（1）：32-39.

[8] 莫輕文，朱明雙.山區(qū)石方路基填筑施工參數(shù)設(shè)置及沉降

變化研究：以張家界至南充國(guó)家高速公路項(xiàng)目為例[J].工程

技術(shù)研究，2022，7（15）：220-222.

[9] 馬鈺.強(qiáng)夯施工技術(shù)在市政道路路基填筑中的應(yīng)用：以杭

甬復(fù)線威?；ネㄟB接線一期工程項(xiàng)目為例[J].工程技術(shù)研

究，2022，7（14）：59-61.