關(guān)曉天

摘 要：本文結(jié)合新建準(zhǔn)池鐵路ZCZQ-4標(biāo)施工實(shí)踐，就我國黃土高原區(qū)鐵路地基強(qiáng)夯、重型碾壓和灰土擠密樁等處理方法的施工工藝進(jìn)行了簡(jiǎn)要闡述。

關(guān)鍵詞：高原地區(qū)；鐵路路基；施工工藝；技術(shù)控制

準(zhǔn)池鐵路是大準(zhǔn)鐵路和朔黃鐵路的連接線，位于內(nèi)蒙古中部及山西省北部，全長(zhǎng)179.862km。ZCZQ-4標(biāo)全長(zhǎng)30.554km，其中路基18371m。

1 地理特征

ZCZQ-4標(biāo)位于黃土高原區(qū)，主要經(jīng)過濕陷性黃土、膨脹（巖）土、鹽漬土、滑坡、崩坍、錯(cuò)落、巖溶等不良地質(zhì)地段。沿線各河流多為季節(jié)性河流，一般無水或水量較小。

2 強(qiáng)夯

ZCZQ-4標(biāo)強(qiáng)夯處理地基131895平方米。采用履帶吊組合綴條式門型支架、配圓柱形和帶有氣孔的夯錘施工。

2.1 試夯

施工前根據(jù)地質(zhì)資料，選取一個(gè)面積400m2、地質(zhì)條件具有代表性的場(chǎng)地進(jìn)行試夯。在試夯區(qū)進(jìn)行原位測(cè)試，每隔一定時(shí)間取土樣進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)，測(cè)定土的干密度、壓縮系數(shù)等數(shù)據(jù)，并進(jìn)行載荷浸水試驗(yàn)或其他原位試驗(yàn)。根據(jù)試夯結(jié)果調(diào)整錘重、落距或其它指標(biāo)。

2.2 夯錘落距

實(shí)際施工中可選用不同的落距，可獲取滿足設(shè)計(jì)的最佳夯擊能。錘重10～40t，選用單擊夯擊能1000～4000KN·m。

2.3 夯擊點(diǎn)間距及布點(diǎn)

夯擊點(diǎn)間距一般為2.5～3.5D（D為夯錘直徑），夯錘直徑為2.76m，夯擊點(diǎn)間距擬選用4.0m（即約1.45D）。正式夯擊時(shí)按間隔1個(gè)夯擊點(diǎn)進(jìn)行跳夯，有利于夯擊能量向土層深處傳遞。

第一遍夯擊點(diǎn)按正方形排列，間距4m。第二、三遍在各主夯點(diǎn)中間穿插進(jìn)行，間距4m，依次夯擊完成。二遍完成后，各遍錘印要彼此搭接。

2.4 夯擊擊數(shù)

2.4.1點(diǎn)夯

第一遍夯擊點(diǎn)按正方形排列，間距4m，單點(diǎn)夯擊10擊。第二、三遍夯擊時(shí)，落距及每遍單點(diǎn)夯擊次數(shù)根據(jù)錘重、按現(xiàn)場(chǎng)試夯得到的夯擊次數(shù)和夯沉量關(guān)系曲線確定，并滿足下列條件：最后兩擊的平均夯沉量不大于50mm；夯坑周圍地面不發(fā)生過大的隆起；不因夯坑過深而發(fā)生提錘困難。

2.4.2滿夯

采用夯點(diǎn)彼此搭接1/4夯錘直徑連續(xù)夯擊，單點(diǎn)夯擊3擊。

夯擊擊數(shù)擬采用第一遍與第二遍每點(diǎn)不小于3擊。夯擊施工時(shí)以各個(gè)夯擊點(diǎn)的夯擊擊數(shù)來控制施工。最后低能量排夯時(shí)每點(diǎn)夯2～3擊。

2.5 夯擊遍數(shù)間隔時(shí)間

兩遍夯擊之間要有時(shí)間間隔，以利于土中超孔隙水壓力的消散。其間歇時(shí)間取決于超孔隙水壓力的消散時(shí)間。試夯時(shí)利用孔隙水壓力儀檢測(cè)孔隙水壓力增長(zhǎng)、消散的時(shí)間，確定夯擊遍數(shù)間歇時(shí)間。

第一遍夯擊完畢并經(jīng)過確定的間歇時(shí)間后進(jìn)行第二遍夯擊，兩遍夯擊間歇時(shí)間取決于土中超靜空隙水壓力的消散時(shí)間，對(duì)黏性土地基一般間隔時(shí)間不少于3～4周。

2.6正式夯擊時(shí)按試夯所確定的錘重質(zhì)量、形狀、尺寸，夯擊能量、夯擊點(diǎn)布置、夯擊遍數(shù)、夯擊擊數(shù)、夯擊間歇時(shí)間等夯擊技術(shù)參數(shù)進(jìn)行施工。其施工步驟如下：①施工準(zhǔn)備；②按設(shè)計(jì)用石灰標(biāo)出第一遍夯擊點(diǎn)位，并測(cè)量場(chǎng)地高程；③起重機(jī)就位，使夯錘對(duì)準(zhǔn)夯點(diǎn)位置；④測(cè)量夯前錘頂高程；⑤將夯錘起吊到預(yù)定高度，待夯錘脫鉤自由落下后放下吊鉤，測(cè)量錘頂高程；發(fā)現(xiàn)因坑底傾斜而造成夯錘歪斜時(shí)，應(yīng)及時(shí)將夯坑填平；夯擊時(shí)采取梅花型順序夯擊，分段進(jìn)行。嚴(yán)格按試夯設(shè)計(jì)的施工順序施工，認(rèn)真做好施工記錄，合理安排施工節(jié)拍，夯擊施工連續(xù)進(jìn)行。施工堅(jiān)決杜絕間歇時(shí)間未到就強(qiáng)行施工的現(xiàn)象；⑥重復(fù)步驟⑤，按設(shè)計(jì)規(guī)定夯擊次數(shù)及控制標(biāo)準(zhǔn)，完成一個(gè)夯點(diǎn)的夯擊；⑦重復(fù)步驟③～⑥，完成第一遍全部夯點(diǎn)的夯擊；⑧用推土機(jī)將夯坑填平，并測(cè)量場(chǎng)地高程；⑨在規(guī)定的間歇時(shí)間間隔后，按上述步驟逐次完成全部夯擊遍數(shù)，最后采用低能量“滿夯”，將場(chǎng)地表層土夯實(shí)，并測(cè)量夯后場(chǎng)地高程。滿夯時(shí)搭接面積不少于1/4。

2.7 質(zhì)量檢驗(yàn)

2.7.1施工過程中質(zhì)量檢測(cè)

施工過程中，必須認(rèn)真檢查施工過程中的各項(xiàng)測(cè)試數(shù)據(jù)和施工記錄，仔細(xì)復(fù)核各個(gè)技術(shù)參數(shù)。

2.7.2施工后的檢驗(yàn)

應(yīng)在夯擊施工2～4周后進(jìn)行。用原位測(cè)試法和室內(nèi)土工試驗(yàn)法。檢驗(yàn)頻率：每一工點(diǎn)3000m2抽檢12點(diǎn)。

原位測(cè)試：測(cè)試項(xiàng)目夯前夯后相同，標(biāo)準(zhǔn)貫入、靜力觸探試驗(yàn)、荷載試驗(yàn)等。試驗(yàn)孔布置應(yīng)包括坑心、坑側(cè)，以驗(yàn)證夯點(diǎn)間距。

取土試驗(yàn)：夯前夯后相同，抗剪指標(biāo)、壓縮模量、密度、含水量、孔隙比、滲透系數(shù)、濕陷系數(shù)。

3 重型碾壓

3.1 施工工藝

施工前，根據(jù)設(shè)計(jì)要求的壓實(shí)度及沉降量進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，確定采用機(jī)械的規(guī)格及性能，重型碾壓的遍數(shù)，重型碾壓及振動(dòng)功率等參數(shù)，

重型碾壓采用重型振動(dòng)壓路機(jī)，施工由地基處理范圍兩側(cè)開始向中心碾壓，碾壓一直進(jìn)行到要求的密實(shí)度為止。

重型碾壓的加固范圍超出路基兩側(cè)坡腳外3m。碾壓時(shí)后輪重疊1/2，后輪必須超過兩段的接縫處。重型碾壓時(shí)均勻碾壓。碾壓實(shí)前，要對(duì)地基適量灑水，使水份充分滲透。

3.2 施工要點(diǎn)

①碾壓時(shí)先輕后重，先邊后中，先慢后快。直線段由路肩向中心碾壓，曲線超高段由內(nèi)側(cè)路肩向外側(cè)路肩進(jìn)行碾壓。

②碾壓時(shí)后輪重疊1/2，后輪必須超過兩段的接縫處。

③碾壓速度頭兩遍每分鐘25～28米為宜，以后每分鐘33～40米。

④碾壓6～7遍，一直到規(guī)定的密實(shí)度，同時(shí)表面無明顯的輪跡，與老路面交界側(cè)應(yīng)多壓2-3遍，嚴(yán)禁在已完成或正在碾壓地段上急剎車或調(diào)頭。

⑤重型碾壓過程中，先用挖掘機(jī)平整后碾壓。在碾壓過程中當(dāng)出現(xiàn)揚(yáng)塵或土壤中含水量不夠時(shí)，灑水進(jìn)行調(diào)整，使其達(dá)到最佳含水量±2%。

⑥碾壓過程中表面要保持濕潤。如有彈簧、松散、起皮現(xiàn)象，應(yīng)進(jìn)行處理后再進(jìn)行碾壓。

3.3 質(zhì)量控制

重型碾壓時(shí)，若表面出現(xiàn)較大起伏，將直接影響重型碾壓效果，故需隨時(shí)整平。碾壓過程中機(jī)械應(yīng)保持勻速行走，保持正確的形式方向。

3.4 質(zhì)量檢測(cè)

質(zhì)量檢測(cè)同基床以下路堤檢測(cè)。

①清除表層黏性土后進(jìn)行第一次地基承載力試驗(yàn)，每處理一遍，按頻率3000m2抽樣不少于12點(diǎn)：標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)（N63.5動(dòng)力觸探）6個(gè)點(diǎn)，靜力觸探（比貫入阻力Ps）3個(gè)點(diǎn)，載荷試驗(yàn)（K30平板載荷試驗(yàn)）3個(gè)點(diǎn)，根據(jù)實(shí)際情況需要可以加密檢測(cè)點(diǎn)。

②每碾壓完一遍做一次地基承載力試驗(yàn)，每處理一遍，按頻率抽檢，根據(jù)實(shí)際情況需要可以加密檢測(cè)點(diǎn)。

4 灰土擠密樁

灰土擠密樁采用摻灰比30%的石灰土，孔底在填料前必須夯實(shí)，分層填筑夯實(shí)。樁直徑為0.3m，樁中心間距0.8m，樁施工完成后，樁頂設(shè)0.3m厚二八灰土墊層內(nèi)夾一層高強(qiáng)度土工格柵。

4.1 根據(jù)設(shè)計(jì)文件確定的灰土混合料試驗(yàn)配合比。

4.2灰土擠密樁大面積施工之前首先進(jìn)行成樁工藝試驗(yàn)，通過成功試樁來確定擠密灰土樁施工過程中成孔、混合料摻拌、夯填過程控制等施工工藝，并進(jìn)行樁身質(zhì)量檢測(cè)（密實(shí)度、樁身強(qiáng)度、單樁承載力、擠密效果等）。

4.3 測(cè)量放樣與樁位布設(shè)

根據(jù)灰土擠密樁的設(shè)計(jì)里程段落，放出邊樁及中線控制樁，并按照設(shè)計(jì)圖紙要求進(jìn)行布樁，并對(duì)每根樁進(jìn)行統(tǒng)一編號(hào)。

4.4 成孔

采用打樁機(jī)將帶有特制樁尖的鋼制樁管打入土層中至設(shè)計(jì)深度，然后緩慢拔出樁管即成孔，在沉管成孔施工中，應(yīng)做到：①樁機(jī)必須平穩(wěn)，不發(fā)生移動(dòng)或傾斜，樁管應(yīng)對(duì)準(zhǔn)樁位。②沉管開始階段應(yīng)輕擊慢沉，待樁管方向穩(wěn)定后再以正常速度沉管。

4.5 混合料的配制

①配料時(shí)施工現(xiàn)場(chǎng)配備臺(tái)秤，對(duì)土和石灰的質(zhì)量進(jìn)行準(zhǔn)確稱量，精確至Kg。

②在摻拌混合料之前，如土料含水量超過其最佳含水量±2%（即Wop±2%）時(shí)，則要對(duì)土料晾曬或?yàn)⑺?/p>

③灰土擠密樁成樁材料單一，將土料與石灰按試驗(yàn)室配合比進(jìn)行稱量并混合摻拌，混合后的石灰土先用人工拌和一次，再由拌和機(jī)摻拌均勻，最后過20mm篩。

④混合料隨拌隨用，拌和好的混合料應(yīng)在2h內(nèi)用于成樁。

4.6 擠密成樁

采用機(jī)械夯實(shí)法成樁，為使樁身土在夯實(shí)的同時(shí)能與周圍土體產(chǎn)生擠密效果，要求夯錘端部做成為梨形或盤形，錘的直徑、夯錘重量、夯錘落距等均要求符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。

4.7 質(zhì)量控制

①施工中檢查孔位、孔深、孔徑、石灰和土的配比、混合料灰劑量及含水量等。

②施工結(jié)束后，應(yīng)對(duì)樁質(zhì)量及復(fù)合地基承載力做檢驗(yàn)，褥墊層應(yīng)檢查其壓實(shí)度。

③現(xiàn)場(chǎng)混合料的含水率必須控制在最佳含水率Wop±2%范圍內(nèi)。

④經(jīng)摻拌均勻的混合料在孔外存放時(shí)間不能超過2小時(shí)。

5 結(jié)語

通對(duì)對(duì)以上各種地基處理方式的各工藝流程進(jìn)行了嚴(yán)格的技控制，準(zhǔn)池鐵路ZCZQ-4標(biāo)地基處理施工合格率100%，完全滿足了設(shè)計(jì)要求。為我國黃土高原區(qū)鐵路地基處理積累了豐富經(jīng)驗(yàn)。