鄭志堅

(中鐵七局集團第二工程有限公司,西安 710068)

石武客運專線河南段路基過渡段填筑工藝試驗研究

鄭志堅

(中鐵七局集團第二工程有限公司,西安 710068)

通過過渡段填筑施工工藝性試驗研究,闡述了以合理的施工流程和施工方法為前提,壓實功能一定時,確定最佳攤鋪層厚度、壓實方法及遍數(shù),可以較好地控制每車混合料的攤鋪面積和堆放密度,減少初平和人工整形時間,以最少的碾壓功耗達到最佳的壓實效果。

客運專線路基 過渡段 工藝性試驗 最佳攤鋪層厚度 最佳壓實遍數(shù)

1 工程概況

新建鐵路石家莊至武漢客運專線 ZXDK6+332.66～ZXDK6+854.40段為路基工程,位于河南省鄭州市。根據(jù)施工圖描述 ZXDK 6+332.66～ZXDK6+854.40段為松軟土、液化土及浸水地層路基。施工階段勘察地層情況描述如下：管內(nèi)地層為第四系全新統(tǒng)、上更新統(tǒng)沖洪積形成的黏性土、粉土及砂類土,根據(jù)《鐵路工程抗震設(shè)計規(guī)范》及勘察數(shù)據(jù),管內(nèi)飽和的砂土和粉土可能液化,應(yīng)判定本場地土地震液化性,經(jīng)分析淺層地基土細砂、粉土層具有地震液化性,其液化層深度在 15 m左右。地基處理采用 CFG樁加固,整個路基為填方路基。過渡段的試驗段位置選擇在ZXDK6+468.30～ZXDK6+488.25段,填土高度 7.5～8.0 m,全部采用級配碎石摻 5%水泥填筑,填筑方量 600m3,填筑材料在拌合站進行拌合。

2 施工方法

2.1 施工測量

1)根據(jù)復(fù)核后的設(shè)計圖紙的逐樁坐標(biāo)表,用全站儀放出路線的中樁,根據(jù)實測的橫斷面推算出坡腳線寬度(兩側(cè)均加寬 50 cm),用石灰線標(biāo)出坡腳線。

2)每層填筑前選取本段里程內(nèi) 2～3斷面,放出中邊線的位置,定出樁位后,分別測出填筑前各斷面左、中、右的高程,按照設(shè)計縱向和橫向的坡率來控制各點位的填筑高度。

2.2 施工工藝

1)填土 、攤鋪 、灑水 、翻挖、平整

填土區(qū)段按照網(wǎng)格化布料。根據(jù)本試驗段采用的運土車容積,現(xiàn)場采用 5 m×5 m的方格網(wǎng)進行布料。布料后,用推土機初平,根據(jù)最佳含水量進行灑水,然后進行翻挖,使填料充分拌勻;拌勻后用平地機精平,壓路機靜壓一遍后,人工局部修整,使填層在縱向和橫向平順均勻,以保證壓路機碾壓輪表面能基本均勻接觸層面進行壓實,達到最佳碾壓效果。推土機攤鋪平整的同時,對路肩進行初步壓實,保證壓路機進行壓實時,壓到路肩而不致滑坡。

2)碾壓

進行碾壓前對填筑層的分層厚度和大致平整程度進行檢查,確認層厚和平整程度符合要求方能進行碾壓。施工過程中過渡段基床表層以下填筑采用 K30地基系數(shù)、動態(tài)變形模量 Evd、靜態(tài)變形模量 Ev2、孔隙率n指標(biāo)加以控制。壓路機直線段走行先兩邊后中間,曲線段先內(nèi)側(cè)后外側(cè),相鄰兩行碾壓輪跡至少重疊 40 cm,保證不漏壓。碾壓試驗安排要點：按初壓慢速、復(fù)壓中速、終壓快速三個步驟進行。碾壓遍數(shù)為 6～7遍,靜壓 1遍、弱振 1遍 、強振 2～4遍、弱振 1遍、靜壓1遍進行,采用晾曬或灑水的方法控制實際含水量在最佳含水率范圍。

3 過渡段填筑工藝性試驗研究

3.1 確定最佳松鋪厚度

變更不同的松鋪厚度,采用相同的碾壓工藝進行施工,以確定最佳松鋪厚度。本試驗段在確定最佳松鋪厚度時采用的壓實工藝為：靜壓 1遍、弱振 1遍、強振 3遍、弱振 1遍、靜壓收光 1遍,共碾壓 7遍,壓路機規(guī)格為 22 t。

第一層松鋪厚度 34 cm,碾壓 7遍后,壓實厚度 27 cm,地基系數(shù) K30＞160 MPa/m,孔隙率 n為 20.0,含水率 5.7%,計算出松鋪系數(shù)為 1.25;

圖1 分層厚度控制線

第二層松鋪厚度 35 cm,碾壓 7遍后,壓實厚度28 cm,地基系數(shù) K30＞160 MPa/m,孔隙率 n為 20.3,含水率 5.4%,計算出松鋪系數(shù)為 1.25;

第三層松鋪厚度 36 cm,碾壓 7遍,壓實厚度 30 cm,地基系數(shù) K30＞160 MPa/m,孔系率 n為 19.8,含水率 5.6%,計算出松鋪系數(shù)為 1.20。

試驗段三層填筑試驗檢測數(shù)據(jù)整理見表 1,不同松鋪厚度下壓實效果對照。

表1 不同松鋪厚度下壓實效果對照

根據(jù)《客運專線路基工程施工質(zhì)量驗收標(biāo)準》及相關(guān)標(biāo)準規(guī)定,基床表層以下過渡段級配碎石填層按地基系數(shù) K30和孔隙率 n、Evd、Ev2指標(biāo)控制,見表 2。

表2 過渡段基床表層以下級配碎石填層壓實標(biāo)準、檢驗數(shù)量及檢驗方法

試驗證明：碾壓遍數(shù)均為 7遍時,按三種不同的松鋪厚度填筑,均可滿足壓實標(biāo)準,但考慮驗標(biāo)要求壓實厚度不得大于 30 cm,施工過程中存在有機械碾壓不到的部分,故最佳松鋪厚度確定為 35 cm。

3.2 確定最佳碾壓遍數(shù)

按上述得出的最佳松鋪厚度值,以不同碾壓遍數(shù)進行壓實,確定最佳碾壓遍數(shù)。

第四層松鋪厚度 35 cm,靜壓 1遍、弱振 1遍、強振2遍、弱振 2遍后檢測各項指標(biāo)并記錄數(shù)值,此時壓實厚度 28 cm,地基系數(shù) K30＞160 MPa/m,動態(tài)變形模量Evd為 58.0MPa,孔隙率 n為 21.2,含水率為 5.9%,Ev2為 775.35,Ev2/Ev1為 1.64,碾壓 7遍后檢測各項指標(biāo),記錄數(shù)值地基系數(shù) K30＞160 MPa/m,動態(tài)變形模量Evd為 65.0,孔隙率 n為 20.0,含水率 5.6%,Ev2為883.70,Ev2/Ev1為 1.72。

壓試驗記錄(松鋪厚度 35 cm)見表 3。

表3 不同碾壓遍數(shù)下壓實效果對照

試驗證明：在松鋪厚度 35 cm時,碾壓 8遍效果最佳。由此得出,最佳碾壓遍數(shù)為 8遍。

3.3 確定最佳施工含水率

試驗得出,本試驗段采用的級配碎石摻 5%水泥填料最佳含水率為 6.3%,現(xiàn)場填筑過程中含水量控制在最佳值的 ±2%范圍內(nèi),即 4%～8%,拌合站拌合的級配碎石填料含水量控制在 7%左右。根據(jù)上述確定最佳松鋪厚度和最佳碾壓遍數(shù)的試驗顯示,以及水泥的凝結(jié)時間,拌合站拌合的級配碎石,應(yīng)直接進行填筑,宜在 2 h內(nèi)完成施工。

4 工藝性試驗研究成果總結(jié)

1)通過試驗確定最佳松鋪厚度為 35 cm;

2)松鋪厚度按照 35 cm進行控制,施工松鋪系數(shù)為1.25;

3)最佳含水率為 5.0%～7.0%范圍,進行碾壓作業(yè)效果最為理想;

4)機械匹配：推土機初平后,平地機精平,壓路機靜壓 2遍,弱振 1遍,強振 3遍,弱振 1遍,靜壓收光 1遍,碾壓 8遍,碾壓后指標(biāo)均同時滿足規(guī)范要求。

5 結(jié)語

通過對過渡段填筑施工工藝性試驗施工技術(shù)研究,總結(jié)了一套行之有效的工藝流程和施工方法,并提供了大量真實、客觀的第一手數(shù)據(jù)資料,將過渡段工藝性試驗的整個流程全部展現(xiàn)出來,這對于加強路基和橋涵過渡段填筑的理論和實踐的應(yīng)用研究具有非常好的實際意義,同時積累成功的經(jīng)驗更為施工和設(shè)計單位提供極為寶貴的借鑒價值。

[1]中華人民共和國鐵道部.鐵建設(shè)[2005]160號 客運專線鐵路路基工程施工質(zhì)量驗收暫行標(biāo)準[S].北京：中國鐵道出版社,2005.

[2]中華人民共和國鐵道部.TZ212—2005 客運專線鐵路路基工程施工技術(shù)指南[S].北京：中國鐵道出版社,2005.

[3]中華人民共和國鐵道部.TB10001—2005 鐵路路基設(shè)計規(guī)范[S].北京：中國鐵道出版社,2005.

[4]王向峰,曹新文,程燕.武廣客運專線路涵過渡段振動壓實試驗研究[J].鐵道建筑,2009(5)：89-92.

U213.1+57

B

1003-1995(2010)03-0055-03

2009-12-04;

2009-12-20

鄭志堅(1975— ),男,江蘇常州人,工程師。

(責(zé)任審編 王天威)