欒艷

摘 要：本文針對高鐵路堤結(jié)構(gòu)形式及應(yīng)用的具體設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，軟巖巖土填料級配及顆粒直徑、選擇適宜類型的壓實(shí)機(jī)具等方面進(jìn)行比較，結(jié)合軟質(zhì)巖塊填筑路堤設(shè)計(jì)、質(zhì)量檢測標(biāo)準(zhǔn)、施工工藝參數(shù)及檢測方法等相關(guān)內(nèi)容提出應(yīng)對措施。

關(guān)鍵詞：軟巖巖土；高鐵路堤；施工質(zhì)量控制

中圖分類號：TU41 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 前言

某客運(yùn)專線高鐵沿線路塹挖方中遇到泥質(zhì)粉砂巖、泥質(zhì)板巖、含礫砂巖、千枚狀板巖等多種類型軟巖，為研究高鐵采用堆積軟巖作為路基填料的相關(guān)情況，全面調(diào)查填筑高鐵路基的情況并進(jìn)行現(xiàn)場填筑和動態(tài)試驗(yàn)。根據(jù)高鐵設(shè)計(jì)相關(guān)規(guī)定，此類填料應(yīng)加固或改良，以確保填筑路堤的質(zhì)量。

1 高鐵路基結(jié)構(gòu)形式及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

路基結(jié)構(gòu)形式、地基條件、填料及壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)參數(shù)等都是高鐵路基結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重要內(nèi)容。路堤填筑過程中，根據(jù)高鐵設(shè)計(jì)暫行規(guī)定要求，與上述要求不符的填料可進(jìn)行改良。為使填土達(dá)到變形要求和強(qiáng)度，應(yīng)對填料和壓實(shí)度進(jìn)行控制。

路堤在基床下采用填料或改良土，地基應(yīng)達(dá)到一定強(qiáng)度，對路堤具有安全支承作用，不破壞基底并達(dá)到剛度要求，地基不能產(chǎn)生與使用不適合的過量下沉。另外，即使發(fā)生地震也不能出現(xiàn)該情況，因高鐵嚴(yán)格控制沉降變形，所以，對地基具有較高要求。據(jù)有關(guān)研究結(jié)果顯示地基表面到兩倍深度路基基底寬度范圍內(nèi)，路基沉降應(yīng)不超過10cm，路基可基本滿足高速列車運(yùn)行要求。

2 填料粒徑、級配及壓實(shí)機(jī)具的選擇

2.1 軟巖風(fēng)化料受碾壓機(jī)械壓碎效果的影響

全風(fēng)化及強(qiáng)風(fēng)化軟巖在濕度相對變化程度不大時(shí)，通常不超過5MPa的抗壓強(qiáng)度，采用13.5t羊足碾壓實(shí)，按著地羊足的5%進(jìn)行計(jì)算，約有3.4MPa的接觸應(yīng)力。因羊足在碾壓過程中集中著力點(diǎn)，通常達(dá)到高于70%的破碎率。不管哪種碾壓機(jī)具，與室內(nèi)擊實(shí)試驗(yàn)相比，碾后都有較高的破碎率。

2.2 比較碾壓前后與室內(nèi)擊實(shí)后的級配變化

針對以上填料，粗粒在碾前約含25%～50%。經(jīng)羊足進(jìn)行15遍碾壓實(shí)后，粗粒在壓實(shí)土中只剩3%～14%。而對試樣在室內(nèi)進(jìn)行2.68MJ/m3的功能擊實(shí)后，粗粒約有20%含量，羊足碾壓可達(dá)到70%～94%的破碎率。據(jù)此，軟巖風(fēng)化料屬于寬級配粗粒土，可放寬對限制超徑礫及粗粒集中鋪土的要求。

2.3 填料性質(zhì)的改善措施

在某工程建設(shè)中將山坡中采集到的泥質(zhì)粉砂巖作為填料，受風(fēng)化作用影響，不超過3m的山坡表層呈現(xiàn)出砂土狀，碎石殘存相對較少，風(fēng)化嚴(yán)重的下部巖石呈現(xiàn)出褐色，沿層面產(chǎn)生開裂，具有沉積巖特征表現(xiàn)，開裂縫隙中具有一些水痕，吸水率約為15%，其強(qiáng)度在吸水后逐漸降低。隨浸水時(shí)間的延長或大氣干濕循環(huán)等作用的共同影響，尤其是受自然循環(huán)作用影響，破碎體在顆粒級配方面將產(chǎn)生一定程度的變化。開采的泥質(zhì)粉砂巖填料一般都是處于山坡中，根據(jù)具體開采方法的不同也相應(yīng)產(chǎn)生各不相同的結(jié)果。

以上采集的全風(fēng)化及強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖填料主要有三種方法：一種方法是挖掘機(jī)挖掘后向填筑地點(diǎn)進(jìn)行裝車直接運(yùn)輸；另一種方法是順山坡表面由推土機(jī)進(jìn)行一層推集后裝車向填筑地點(diǎn)運(yùn)輸；第三種方法是推土機(jī)推集后，反復(fù)鋪開不超過30m，多次進(jìn)行推集使其混合，填料破碎后再運(yùn)至填筑地點(diǎn)。以上方法在同一采料地點(diǎn)的填料粒度存在較大差別，根據(jù)級配曲線能夠發(fā)現(xiàn)，挖掘法約含60%的礫量（直徑超過20mm），混合法約含20%，填料采取混合法采集的級配優(yōu)化十分明顯。在推鏟混合中將降低水分，如果水分降低到低于最佳含水量時(shí)，應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)灑水，不僅與最佳含水量要求相符，還使巖塊在填料中更容易破碎，進(jìn)而使填料加速細(xì)?；?/p>

2.4 夯擊功不斷加大

在填料具有一定的級配及含水量時(shí)，應(yīng)通過加大夯擊功使填土增大密度，全風(fēng)化及強(qiáng)風(fēng)化軟巖的填料采集試驗(yàn)應(yīng)用上述取土方法，鋪土厚度可達(dá)30cm左右，碾壓遍數(shù)不同與干密度之間也存在相應(yīng)變化。

2.5 選擇壓實(shí)機(jī)具的具體要求

采用振動式光輪壓道機(jī)作為施工機(jī)具，基床底層填筑0.2m～0.4m厚，基床下路堤填筑0.4m～0.6m厚。含水量在碾壓過程中，控制最佳含水率保持在8%～13%。基床下路堤的碾壓遍數(shù)應(yīng)達(dá)到2遍靜壓，振動碾壓達(dá)4～5遍；基床底層應(yīng)達(dá)到2～3遍靜壓碾壓，振動碾壓應(yīng)達(dá)到5～6遍。根據(jù)孔隙率、壓實(shí)度或地基系數(shù)的設(shè)計(jì)要求，選擇類型適宜的振動壓實(shí)機(jī)具，根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)確定填料松鋪厚度及壓實(shí)遍數(shù)。采用凸塊式振動壓路機(jī)進(jìn)行壓實(shí)，機(jī)械達(dá)到15t自重，振動時(shí)可達(dá)到340kN的激振力。

2.6 控制風(fēng)化巖土的粒徑

根據(jù)選擇不同壓實(shí)能力的壓路機(jī)，規(guī)定填料最大塊徑不超過40cm，其中大塊率在30cm～40cm的不超過10%。

2.7 施工技術(shù)的相應(yīng)要求

室內(nèi)重型機(jī)械實(shí)施相關(guān)試驗(yàn)，對處理的路基地基和浸水或不浸水的基床底層、路堤的擊實(shí)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行確定。一些路堤浸水分層在填筑分層中應(yīng)達(dá)40cm厚，未受到浸水部分分層應(yīng)達(dá)到60cm厚，基床底層2.3m分層應(yīng)達(dá)到40cm厚。

在壓實(shí)度方面，路堤浸水部分的本體壓實(shí)度應(yīng)保持在0.95～0.98，應(yīng)根據(jù)地基系數(shù)和孔隙率對路堤不浸水部分與基床底面之間進(jìn)行控制，地基系數(shù)不低于130MPa/m，孔隙率小于30%；基床底層2.3m地基系數(shù)不低于150 MPa /m，孔隙率小于30%。

在控制填料含水量方面，軟巖巖土填料用于填筑路堤，表層黏性土在爆破挖裝前具有較高含水量，深層風(fēng)化巖在含水量方面相對較小，爆破后一般采取挖裝混摻方式，含水量通常能夠達(dá)到10.3%的最佳含水量，在旱季雨水較少或天氣比較干燥時(shí)，含水量一般都相對偏小，整平填層后適當(dāng)進(jìn)行灑水并經(jīng)過靜置10h以上再進(jìn)行碾壓。雨季應(yīng)確保含水量達(dá)到最佳值附近，以免雨水將其浸泡。

3施工質(zhì)量控制

地基底部填土第一層處理時(shí)應(yīng)對其加強(qiáng)碾壓，根據(jù)量測前后碾壓兩遍后不能發(fā)生下沉，嵌擠密實(shí)的填料，底部達(dá)到穩(wěn)定的路基地基才能填筑第二層土。路基填筑按照分層進(jìn)行，平整攤鋪，均勻并徹底碾壓，及時(shí)進(jìn)行檢測并控制嚴(yán)格。填筑時(shí)分別檢測填料質(zhì)量、填筑分層厚度、級配、各層寬度和平整度、填料壓實(shí)度及含水量等有關(guān)指標(biāo)，其中用壓實(shí)度對路堤浸水部分進(jìn)行控制，基床底層2.3m和路堤不浸水部分因較大的填料粒徑，作為衡量指標(biāo)的地基系數(shù)和孔隙率采用承載板測出結(jié)果，填筑一層進(jìn)行一次測試，壓實(shí)達(dá)不到要求就要對碾壓補(bǔ)充，翻拌、灑水、晾曬填料及處理換填等。

結(jié)語

綜上所述，通過對軟巖巖土填料級配及顆粒直徑、選擇適宜類型的壓實(shí)機(jī)具等方面進(jìn)行比較分析，結(jié)合軟質(zhì)巖塊填筑路堤設(shè)計(jì)、質(zhì)量檢測標(biāo)準(zhǔn)、施工工藝參數(shù)及檢測方法等相關(guān)內(nèi)容提出應(yīng)對措施，對于提高高鐵路堤施工質(zhì)量具有十分重要的作用。

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