張帆

摘 要：介紹了新建大同至西安客運(yùn)專線金溝子鐵路特大橋與路基過(guò)渡段的施工方法，而在典型的濕陷性黃土地質(zhì)情況下，臺(tái)后填土需清除換填，填土地段地基需處理。同時(shí)，還總結(jié)了填筑施工中的施工方法，施工過(guò)程中的級(jí)配碎石拌和檢查、檢驗(yàn)、沉降觀測(cè)和施工過(guò)程中容易出現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：臺(tái)后過(guò)渡段；填筑控制；施工技術(shù)；臺(tái)后填土

中圖分類號(hào)：U415.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.04.133

1 工程概況

新建鐵路——大同至西安客運(yùn)專線，北起山西大同，南至陜西西安，是貫穿山西南北、連接陜西的一條交通動(dòng)脈。該線通車后，會(huì)大大節(jié)省旅客的出行時(shí)間，它與既有的鄭西高鐵和西寶高鐵共同構(gòu)成旅客進(jìn)出山西的主要通道之一。

在該項(xiàng)目中，我公司承擔(dān)了7標(biāo)段施工，范圍為DK458+383.48～改DK477+352.46線下和無(wú)砟軌道工程。工程質(zhì)量直接決定了客運(yùn)專線鐵路的安全性、舒適性和耐久性，所以，其施工技術(shù)復(fù)雜，對(duì)其的精度要求也較高。線下工程長(zhǎng)20.2 km，其中，特大橋4座、大橋5座、中橋3座、涵17座、隧道1座。該段為低中山區(qū)，地勢(shì)高，地形起伏大，是典型的黃土高原地貌，而且該地沖溝很深，春季風(fēng)大，干旱缺水，交通不便。

2 路堤與橋臺(tái)過(guò)渡段

2.1 原地面處理

在路堤填筑前，要清除基底表層的植被，將腐殖土運(yùn)出填筑范圍外，平整基底，同時(shí)，在基底兩側(cè)挖排水溝作臨時(shí)排水使用，以保證雨季降水后能及時(shí)排出，不影響正常的施工進(jìn)度。

在地面平整工作完成后，要進(jìn)行水泥土擠密樁施工。基底處理完后，路基填筑自下而上分層填筑，并且接茬地段要留有臺(tái)階，臺(tái)階的寬度、厚度要滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范的要求。根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，采用推土機(jī)、振動(dòng)壓路機(jī)等大型機(jī)械輔以小型震動(dòng)壓路機(jī)和人工配合施工。

2.2 水泥土擠密樁

2.2.1 施工準(zhǔn)備

清除地基處理范圍的地表耕植土，壓實(shí)地基表層，其壓實(shí)系數(shù)K≥0.92.在平整場(chǎng)地后，要按照設(shè)計(jì)要求，準(zhǔn)確放出樁位，并用白灰或小木樁標(biāo)出樁位。另外，要按照測(cè)設(shè)樁位對(duì)位，調(diào)整樁機(jī)平臺(tái)，保證樁的垂直度。

2.2.2 成樁施工

在施工之前，在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行地基處理試驗(yàn)性施工，確定施工參數(shù)和工藝，同時(shí)，檢驗(yàn)設(shè)計(jì)參數(shù)和地基處理效果，并做好路基兩側(cè)臨時(shí)排水的工作。

采用沉管法成孔，鉆孔直徑為40 cm，樁間距一般為1.0～1.2 m。每次鉆孔要間隔開(kāi)，分批進(jìn)行，成孔后，要及時(shí)夯填水泥土成樁。

鉆孔就位后，要校正好錘桿的位置和垂直度，沉管按先慢后快的節(jié)奏進(jìn)行。在成孔過(guò)程中，如果發(fā)現(xiàn)錘頭彈跳過(guò)高、進(jìn)尺速度放慢，無(wú)法貫入時(shí)，可以停止沉管。

采用夯擴(kuò)法向孔內(nèi)填料。在向孔內(nèi)填料前，要夯實(shí)孔底，水泥土采用集中場(chǎng)拌，分層向孔內(nèi)回填夯實(shí)，其壓實(shí)系數(shù)不小于0.97（輕型壓實(shí)）。

在施工過(guò)程中，要隨時(shí)檢查水泥土的拌和質(zhì)量，做好成孔和夯實(shí)施工記錄。在施工過(guò)程中，如果發(fā)現(xiàn)異常情況，在對(duì)其處理時(shí)，要準(zhǔn)確記錄其處理方法和采取的措施。

成樁成片后，要及時(shí)填筑灰土墊層并碾壓至設(shè)計(jì)要求。同時(shí)，在路堤地段樁頂鋪設(shè)厚度為0.8 m的水泥土墊層，墊層間夾層土工格柵。

在此過(guò)程中，水泥土擠密樁地基質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。

注：樁徑允許偏差負(fù)值是指?jìng)€(gè)別斷面。

2.3 臺(tái)后填筑施工

在金溝子特大橋臺(tái)后，路基與填方橋臺(tái)采用倒梯形過(guò)渡段連接，分層填筑摻入5%（質(zhì)量比）42.5級(jí)普通硅酸鹽水泥的級(jí)配碎石。在過(guò)渡段與橋臺(tái)結(jié)合部位設(shè)滲水板、橫向排水溝（管）等排水設(shè)施，在橋臺(tái)基坑范圍內(nèi)，以混凝土回填。在與橋臺(tái)連接的20 m范圍內(nèi)，路基基床表層級(jí)配碎石中摻入5%（質(zhì)量比）的42.5級(jí)普通硅酸鹽水泥。過(guò)渡段橋臺(tái)的基坑以混凝土回填填筑?；靥罟ぷ鞅仨氃陔[蔽工程驗(yàn)收合格后才能進(jìn)行。

臺(tái)后過(guò)渡段級(jí)配碎石填筑施工要分多層壓實(shí)，分層厚度要符合相關(guān)規(guī)范的規(guī)定——每一層的厚度不能超過(guò)30 cm，每一層的厚度最薄不能小于15 cm的攤鋪厚度。在施工現(xiàn)場(chǎng)，壓實(shí)遍數(shù)按工藝試驗(yàn)確定的相關(guān)工藝參數(shù)控制。按照設(shè)計(jì)要求，每層壓實(shí)層都應(yīng)有路拱坡面且應(yīng)符合規(guī)定，表面排水都應(yīng)順暢，且無(wú)積水現(xiàn)象。

臺(tái)后過(guò)渡段級(jí)配碎石與臺(tái)后的路堤和錐體要同時(shí)施工，并將臺(tái)后過(guò)渡段與路基相連接的部分按照相同的水平分層厚度填筑，并且按照規(guī)定的壓實(shí)系數(shù)壓實(shí)。在分層填筑壓實(shí)的過(guò)程中，要保證橋臺(tái)穩(wěn)定、無(wú)損傷。

大型壓路機(jī)碾壓不到的部位和在臺(tái)后2.0 m范圍內(nèi)，用小型振動(dòng)壓實(shí)設(shè)備碾壓，填料的松鋪厚度不大于20 cm，碾壓遍數(shù)要在現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，并按照試驗(yàn)確定施工工藝。加入水泥的級(jí)配碎石混合料宜在2 h內(nèi)使用完畢。具體的施工工藝流程如圖1所示。

2.4 排水施工

橋臺(tái)基礎(chǔ)上部和橋臺(tái)接觸處采用厚度為10 cm的無(wú)砂混凝土滲水板砌筑滲水墻，并在滲水墻底部設(shè)直徑為100 mm的軟式排水管，將滲流水排出路基以外。滲水墻與過(guò)渡段加水泥的級(jí)配碎石同步施工。后臺(tái)填土斷面如圖2所示。

3 填筑質(zhì)量檢測(cè)

3.1 過(guò)渡段基底處理

在臺(tái)后過(guò)渡段基底處理時(shí)，要按照設(shè)計(jì)要求與橋臺(tái)相鄰路堤的基底處理同時(shí)進(jìn)行。

3.1.1 檢驗(yàn)數(shù)量

臺(tái)后過(guò)渡段分段抽樣每段檢驗(yàn)壓實(shí)系數(shù)3點(diǎn)。其中，距路基頂面邊線1 m處左、右各1點(diǎn)，在路基頂面中間處1點(diǎn)。抽樣檢驗(yàn)地基系數(shù)2點(diǎn)。其中，距路基邊線2 m處1點(diǎn)，路基中間1點(diǎn)。

3.1.2 檢驗(yàn)方法

按《鐵路工程土工試驗(yàn)規(guī)程》（TB 10102—2010）規(guī)定的試驗(yàn)方法檢測(cè)。

3.2 級(jí)配料

級(jí)配料采用廠拌拌和，自卸汽車運(yùn)輸，推土機(jī)整平，振動(dòng)壓路機(jī)碾壓。在填筑前，先按設(shè)計(jì)要求放出線路中線和路基邊線樁，每10 m放1個(gè)樁控制，并且樁要比設(shè)計(jì)寬出30 cm。這樣做，不僅是出于對(duì)路基邊緣的考慮，同時(shí)，還能保證壓實(shí)合格。

3.3 級(jí)配碎石的質(zhì)量

過(guò)渡段級(jí)配碎石的質(zhì)量要符合設(shè)計(jì)要求——碎石顆粒中針狀、片狀碎石含量不大于20%，質(zhì)軟、易破碎的碎石含量不超過(guò)10%，黏土團(tuán)和有機(jī)物含量不超過(guò)2%. 過(guò)渡段用碎石的級(jí)配范圍要符合表2中的規(guī)定。

3.3.1 檢驗(yàn)數(shù)量

每2 000 m3抽樣檢驗(yàn)顆粒級(jí)配1次，顆粒密度、黏土團(tuán)和其他雜質(zhì)含量、級(jí)配碎石中大于16 mm的粗顆粒中帶有破碎面的顆粒含量，其他項(xiàng)目每一料場(chǎng)抽樣檢驗(yàn)2次。

3.3.2 檢驗(yàn)方法

將料場(chǎng)大堆料采樣帶回試驗(yàn)室內(nèi)做試驗(yàn)，并要求現(xiàn)場(chǎng)領(lǐng)工員和試驗(yàn)人員在每層施工填筑過(guò)程中，監(jiān)督、檢查級(jí)配有材料有無(wú)明顯的變化。如果發(fā)生變化，要及時(shí)通知實(shí)驗(yàn)室和拌和站進(jìn)行調(diào)整，保證過(guò)渡段的施工質(zhì)量。

3.4 水泥

在過(guò)渡段級(jí)配碎石中，要摻加品種、規(guī)格和質(zhì)量符合設(shè)計(jì)要求的水泥。

3.4.1 檢驗(yàn)數(shù)量

同一產(chǎn)地、品種、規(guī)格、批號(hào)的水泥，每500 t為一批，如果不足500 t時(shí)，也按一批計(jì)。每批抽樣檢驗(yàn)1組，進(jìn)行強(qiáng)度、凝結(jié)時(shí)間、安定性試驗(yàn)。

3.4.2 檢驗(yàn)方法

檢查產(chǎn)品合格證、出廠檢驗(yàn)報(bào)告，并進(jìn)行有關(guān)項(xiàng)目的試驗(yàn)。

3.5 臺(tái)后級(jí)配碎石填筑

在臺(tái)后級(jí)配碎石填筑時(shí)，要保證橋臺(tái)穩(wěn)定無(wú)損傷。其壓實(shí)質(zhì)量采用雙指標(biāo)控制，地基系數(shù)≥150 MPa/m，孔隙率小于28%.

3.5.1 檢驗(yàn)數(shù)量

要檢查臺(tái)后填筑完整性，每壓實(shí)層抽檢孔隙率各3點(diǎn)。其中，距路基兩側(cè)填筑級(jí)配碎石邊線1 m左、右各1點(diǎn)，路基中部1點(diǎn)。每填高90 cm抽檢地基系數(shù)2點(diǎn)。其中，距路基兩側(cè)填筑級(jí)配碎石邊線2 m處1點(diǎn)，路基中部1點(diǎn)。

3.5.2 檢驗(yàn)方法

經(jīng)過(guò)觀察，按照《鐵路工程土工試驗(yàn)規(guī)程》規(guī)定的試驗(yàn)方法檢測(cè)。

4 沉降觀測(cè)

在臺(tái)后過(guò)渡段填筑完成至上鋪設(shè)無(wú)碴軌道前，應(yīng)系統(tǒng)地評(píng)估路基變形情況，確認(rèn)臺(tái)后路基的工后沉降和變形是否符合設(shè)計(jì)要求。

路基填筑完成后，應(yīng)有不少于6個(gè)月的觀測(cè)和調(diào)整期。當(dāng)觀測(cè)數(shù)據(jù)不足以評(píng)估時(shí)，要繼續(xù)觀測(cè)；當(dāng)工后沉降評(píng)估不能滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，應(yīng)采取必要的加速或控制沉降措施。在此過(guò)程中，要計(jì)算和實(shí)測(cè)沉降情況、推導(dǎo)被觀測(cè)斷面沉降變形擬合曲線、各觀測(cè)斷面工后沉降的預(yù)測(cè)三項(xiàng)內(nèi)容。

對(duì)于每個(gè)路基工點(diǎn)，應(yīng)以三個(gè)月為周期，根據(jù)最新推導(dǎo)的沉降擬合曲線進(jìn)行工后沉降預(yù)測(cè)（至少2次以上），并檢查所有觀測(cè)斷面的預(yù)測(cè)工后沉降是否滿足相關(guān)要求：

SR=S（T3-T0）+Sst≤15 mm （1）

式（1）中：SR為沉降量；S為土的承載力；T3、T0為不同土的壓力系數(shù)；Sst為土的含水量。

對(duì)于路基和剛性結(jié)構(gòu)過(guò)渡段，應(yīng)同時(shí)審核其預(yù)測(cè)工后沉降差異是否≤5 mm，折角≤1/1 000. 此外，還應(yīng)檢查同一個(gè)觀測(cè)斷面前后2次工后沉降預(yù)測(cè)值的差異情況，如果其差值≤8 mm，可以認(rèn)為預(yù)測(cè)的工后沉降具有足夠的可信度。設(shè)計(jì)預(yù)計(jì)總沉降量與通過(guò)實(shí)測(cè)資料的總沉降量的差值不宜大于10 mm。

如果一個(gè)路基工點(diǎn)所有的觀測(cè)斷面都滿足以上要求，該路基工點(diǎn)就可以鋪設(shè)無(wú)砟軌道。

5 結(jié)束語(yǔ)

因?yàn)榇笪骶€對(duì)客運(yùn)專線質(zhì)量的要求很高，所以，在施工過(guò)程中，必須要嚴(yán)格按設(shè)計(jì)和規(guī)范施工，保證工程質(zhì)量。在基底處理時(shí)，要事先做好基底清理工作，移除腐殖土，平整基底，做好地面排水，確保雨季降水和地表徑流不會(huì)對(duì)施工造成不利的影響，其要與臺(tái)后相鄰路堤的基底處理同時(shí)進(jìn)行。級(jí)配碎石填層與相鄰的路堤和錐體要同時(shí)施工，并且過(guò)渡段與連接路堤的碾壓面要按照大致相同的水平分層高度同步填筑并均勻壓實(shí)。同時(shí)，要配足小型振動(dòng)壓實(shí)設(shè)備，而且還要同步充分壓實(shí)大型機(jī)械碾壓不到的部位，其填料虛鋪厚度不超過(guò)20 cm。另外，在施工現(xiàn)場(chǎng)，要安排人員嚴(yán)格監(jiān)控級(jí)配碎石的質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理。

樁成孔后要保護(hù)好樁口，不得讓泥土、雜物、施工垃圾、地表雨水和施工用水流入孔內(nèi)。在填料前，要先檢查孔內(nèi)，如果有雜物、施工垃圾、泥土和淤泥等，必須要清除掉，并用夯錘夯實(shí)孔底，致密實(shí)后再分層下料，進(jìn)而分層夯實(shí)樁體。對(duì)已浸泡的樁底土層，需填入碎石或灰土，將被浸泡過(guò)的土層夯實(shí)擠密后再進(jìn)行樁體施工。

填料含水量應(yīng)經(jīng)測(cè)試符合試樁時(shí)確定的最優(yōu)含水量要求。在現(xiàn)場(chǎng)，將手握成團(tuán)，2指輕捏填料既散為宜，現(xiàn)場(chǎng)確定土的最優(yōu)含水量為12%，水泥土為14%～18%為最優(yōu)。如果含水量過(guò)高或過(guò)低時(shí)，要稍晾干或?yàn)⑺疂駶?rùn)，并拌和均勻，如果填料黏結(jié)成團(tuán)，需打碎土團(tuán)，要隨拌隨用，不得存放過(guò)長(zhǎng)的時(shí)間。

加強(qiáng)對(duì)沉降位移的觀測(cè)，定人定責(zé)定設(shè)備，嚴(yán)格按照觀測(cè)程序操作，確保觀測(cè)精度和頻次符合要求。同時(shí)，觀測(cè)資料要齊全、詳實(shí)、規(guī)范，要及時(shí)整理，及時(shí)匯總分析。另外，觀測(cè)時(shí)間和總沉降量的差值必須滿足規(guī)范要求，否則不能進(jìn)行無(wú)砟軌道施工。

控制和防止質(zhì)量通病產(chǎn)生，嚴(yán)格按照技術(shù)規(guī)范和設(shè)計(jì)要求處理基底，并進(jìn)行填前碾壓。要嚴(yán)格進(jìn)行臺(tái)后過(guò)渡段碾壓試驗(yàn)檢測(cè)，不使用不合格的填料。同時(shí)，要配置重型壓實(shí)機(jī)具，技術(shù)、試驗(yàn)人員跟班作業(yè)，嚴(yán)格控制填料、層厚和壓實(shí)度，要碾壓到邊。對(duì)于重型機(jī)械碾壓不到的地方，要輔以小型夯實(shí)機(jī)械和人工配合夯實(shí)，不留死角。護(hù)錐和邊坡掛線整修，一次成型，路肩掛線要順直，確保其密實(shí)、美觀。

參考文獻(xiàn)

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〔編輯：白潔〕