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        高鐵滲水土路基填筑施工工藝及參數(shù)

        2021-01-25 03:21:38劉慧忠
        關(guān)鍵詞:靜壓填料碾壓

        劉慧忠

        (鐵正檢測(cè)科技有限公司,濟(jì)南 250014)

        1 工程概況

        京唐鐵路JTZQ-6 標(biāo)段起止里程為 DK128+077.46 ~DK153+874.6,本段以新沖積平原地形為主,具有平坦、地勢(shì)開闊的基本特點(diǎn)?,F(xiàn)場(chǎng)勘察結(jié)果表明,沿線分布第四系孔隙潛水,埋深約3m。地下水補(bǔ)給形式相對(duì)單一,以大氣降水為主,具有較強(qiáng)的硫酸鹽侵蝕特點(diǎn)。路基為基礎(chǔ)施工內(nèi)容,通過CFG樁實(shí)現(xiàn)對(duì)地基的有效加固處理【1】,樁頂設(shè)0.15m 碎石墊層和0.5m 底板。以級(jí)配碎石為施工材料,經(jīng)填筑后形成厚度為0.4m 的路基基床表層;路堤基床底層用改良土填筑,厚度2.3m;使用滲水土填料完成基床底層建筑作業(yè)。

        2 工藝試驗(yàn)內(nèi)容

        1)組織物理指標(biāo)試驗(yàn),通過此方式掌握填料的質(zhì)量情況,基本測(cè)試指標(biāo)包含含水率、密度、顆粒等;

        2)填筑、碾壓設(shè)備選型;

        3)施工工藝參數(shù),填筑階段包含攤鋪厚度和設(shè)備行進(jìn)速度等,碾壓階段包含設(shè)備組合方式、機(jī)具選擇、設(shè)備行進(jìn)速度等。

        3 滲水土填筑碾壓方式、松鋪厚度及碾壓速度試驗(yàn)

        滲水土填筑對(duì)施工工藝提出較高的要求,遵循“三階段、四區(qū)段、八流程”的原則,依次完成各部分的填筑作業(yè)。選擇長度為100m 的代表性路段,于該處組織填筑工藝試驗(yàn),分析填筑工藝參數(shù)的可行性,視實(shí)際結(jié)果靈活調(diào)整。路基加固選用的是CFG 樁。鋪設(shè)碎石墊層和鋼筋混凝土底板,若質(zhì)量滿足要求,則組織滲水填料填筑試驗(yàn)。

        3.1 碾壓方式組合試驗(yàn)

        碾壓方式組合試驗(yàn)共采用3 種方式,具體碾壓區(qū)域?yàn)榈谝粚幼髠?cè)、右側(cè)和第二層的左側(cè),主要工藝為:

        1)靜壓 1 遍+弱振 1 遍+強(qiáng)振 1 遍+再靜壓 1 遍;

        2)靜壓 1 遍+弱振 1 遍+強(qiáng)振 2 遍+再靜壓 1 遍;

        3)靜壓 1 遍+弱振 1 遍+強(qiáng)振 3 遍+再靜壓 1 遍。

        可以得知,上述3 種碾壓方式的區(qū)別在于強(qiáng)振遍數(shù)不同,施工期間設(shè)備行進(jìn)速度都控制為2.5km/h,虛鋪厚度為35cm。

        3.2 填料填筑虛鋪厚度試驗(yàn)

        填筑虛鋪厚度的控制標(biāo)準(zhǔn)取30cm、35cm、40cm,分析各自的施工情況,展開對(duì)比試驗(yàn)。碾壓作業(yè)采取的是靜壓1 遍+弱振1 遍+強(qiáng)振2 遍+再靜壓1 遍的方式,施工期間設(shè)備行進(jìn)速度為2.5km/h。

        3.3 機(jī)械碾壓速度試驗(yàn)

        第二層左、右側(cè)施工過程中,將各自的碾壓速度控制為2.5km/h、4km/h,在此條件下展開對(duì)比試驗(yàn)。結(jié)束碾壓作業(yè)后檢測(cè)壓實(shí)度指標(biāo),包含孔隙率、彈性模量等,根據(jù)所得結(jié)果繪制曲線圖,分析在不同碾壓速度下各項(xiàng)指標(biāo)的具體表現(xiàn),以此為依據(jù)確定合適的碾壓施工工藝,包含碾壓組合方式、設(shè)備行進(jìn)速度以及厚度控制標(biāo)準(zhǔn)。

        4 試驗(yàn)結(jié)果分析

        4.1 試驗(yàn)段填筑試驗(yàn)

        施工單位自檢,同時(shí)由監(jiān)理嚴(yán)格檢查試驗(yàn)段施工質(zhì)量情況。結(jié)果表明:若選擇AB 組(滲水土)填料,此時(shí)的路堤及基床底層施工質(zhì)量良好,實(shí)測(cè)的壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)可滿足要求,可以得知虛鋪系數(shù)為1.15。壓實(shí)作業(yè)可選設(shè)備為18t 壓路機(jī),要求松鋪厚度控制為35cm,施工期間加強(qiáng)對(duì)含水率的控制,參考的是最佳含水率的40%,實(shí)際結(jié)果應(yīng)在該值的±1%范圍內(nèi)波動(dòng)?;惨韵侣返淌┕r(shí),應(yīng)有序完成5 遍碾壓作業(yè)。

        4.2 滲水土填料虛鋪系數(shù)的確定

        以表1 的內(nèi)容為參考,選擇合適的虛鋪系數(shù)。

        表1 路基滲水土試驗(yàn)段第一層碾壓沉降量統(tǒng)計(jì)表

        4.3 各項(xiàng)試驗(yàn)指標(biāo)的關(guān)系分析

        試驗(yàn)檢測(cè)數(shù)據(jù)要具有代表性且在數(shù)量上應(yīng)相對(duì)較多,因此增加試驗(yàn)檢測(cè)頻率,根據(jù)現(xiàn)行規(guī)范得知,在K30(地基系數(shù))、Evd(動(dòng)態(tài)變形模量)、Ev2(靜態(tài)2 次變形模量)3 項(xiàng)指標(biāo)的測(cè)試中,每填高90cm 所設(shè)置的測(cè)點(diǎn)數(shù)量應(yīng)達(dá)到4 個(gè),實(shí)際采取每填高30cm 便設(shè)置測(cè)點(diǎn)的方式。K30、Ev2的檢測(cè)流程較為復(fù)雜,對(duì)人力資源以及時(shí)間都提出更高的要求,通過試驗(yàn)后分析2項(xiàng)指標(biāo)與Evd的關(guān)系,再根據(jù)Evd的實(shí)測(cè)值進(jìn)一步得出K30、Ev2的值,此方式可有效提高檢測(cè)效率。通過對(duì)檢測(cè)結(jié)果的分析得知,孔隙率<15%,且Ev2也完全滿足要求,路堤中Evd為37.2,除此之外的其他指標(biāo)也都滿足要求,總體來看表現(xiàn)較佳。

        5 CFG 樁加固處理施工技術(shù)

        地基加固作業(yè)選擇的是CFG 樁,所用設(shè)備以長螺旋鉆機(jī)為主,并配套混凝土攪拌機(jī),共同配合從而高效完成CFG 樁的施工作業(yè)。

        5.1 鉆機(jī)就位

        根據(jù)施工要求使鉆機(jī)轉(zhuǎn)移至指定位置,檢查垂直標(biāo)桿的位置情況,將其用于反映塔身導(dǎo)桿的位置,若存在偏差則及時(shí)調(diào)整,確保鉆桿與樁位中心對(duì)齊,嚴(yán)格控制好CFG 樁垂直度偏差,要求該值不可超過1%,否則視為不合格。

        5.2 混合料攪拌

        以設(shè)計(jì)配比為準(zhǔn)稱量原材料,混合后再給予充分的攪拌,為確?;旌狭腺|(zhì)量,每盤攪拌時(shí)間至少要達(dá)到60s,檢驗(yàn)生產(chǎn)所得的混合料性能。確保坍落度穩(wěn)定在16~20cm,若高于該區(qū)間,可見樁頂存在大量浮漿,樁體強(qiáng)度難以達(dá)到設(shè)計(jì)要求;若坍落度低于該區(qū)間,則會(huì)對(duì)泵送性能造成影響。此外,選取2組試塊,分析其強(qiáng)度情況,進(jìn)一步檢驗(yàn)配合比的可行性。

        5.3 鉆進(jìn)成孔

        鉆孔初期需要關(guān)閉鉆頭閥門,伴隨鉆進(jìn)作業(yè)的持續(xù)推進(jìn),鉆頭觸及地面后則要及時(shí)開啟馬達(dá),以便快速向下鉆進(jìn)。遵循先慢后快的原則,鉆桿晃動(dòng)時(shí)則要適當(dāng)放慢進(jìn)尺,以免出現(xiàn)樁孔偏斜現(xiàn)象。此外,施工作業(yè)面的標(biāo)高也是重要的控制指標(biāo),需根據(jù)實(shí)際情況靈活調(diào)整【2】。對(duì)于卵石層的鉆進(jìn)作業(yè),會(huì)導(dǎo)致進(jìn)尺變慢,與此同時(shí),可見機(jī)架發(fā)生輕微的晃動(dòng)現(xiàn)象,可以根據(jù)此特征判斷鉆桿進(jìn)入該層的深度。

        5.4 灌注、拔管

        鉆進(jìn)并滿足深度要求后,需選擇合適的時(shí)間提拔鉆桿,考慮混合料泵送量的實(shí)際情況,調(diào)整好拔管速度,使兩者形成相匹配的關(guān)系,保證管內(nèi)的混合料穩(wěn)定在特定高度。對(duì)于飽和砂土層的施工作業(yè),不允許停泵待料,正常狀況下拔管線速度以1.2~1.5m/min 為宜,對(duì)于淤泥質(zhì)土施工環(huán)境,則要適當(dāng)放慢速度。做好上根樁的施工作業(yè),將鉆機(jī)轉(zhuǎn)移到下一施工點(diǎn)位,施工作業(yè)有序推進(jìn)。

        5.5 注意事項(xiàng)

        1)成孔深度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后及時(shí)暫停鉆進(jìn),組織混合料的泵送施工作業(yè),檢查鉆桿芯管內(nèi)部混合料的情況,若完全充滿則要及時(shí)拔管,單次提鉆高度應(yīng)控制在25cm 內(nèi),避免先提管后泵料的情況。

        2)完成灌注施工后,以插入式振搗棒為主要工具處理混凝土,加振時(shí)間為3~5s,通過此方式提高混合料密實(shí)度。樁頂用土封頂,保證施工質(zhì)量,不可出現(xiàn)干縮裂紋。

        3)成樁施工作業(yè)要具有連續(xù)性,確保供料充足,以免因混合料供應(yīng)中斷而導(dǎo)致停機(jī)待料現(xiàn)象。通過地質(zhì)勘察報(bào)告分析施工情況,盡可能避開飽和砂土。完成灌注施工后,及時(shí)使用水泥袋蓋好樁頭,實(shí)現(xiàn)有效的防護(hù)。施工期間要注重對(duì)投料量的控制,必須達(dá)到設(shè)計(jì)灌注量或根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)增加。

        4)成樁誤差應(yīng)控制在合理范圍內(nèi),其中,樁長允許偏差為100mm、樁徑為20mm、垂直度偏差不可超過1%。單排布樁時(shí),要求樁位允許偏差不超過60mm。

        6 結(jié)語

        滲水土的特殊之處在于透水性較強(qiáng),將其作為路基填筑施工材料可達(dá)到提高排水效率、減小工后沉降的效果,解決了傳統(tǒng)方式下因填料透水性不足而引發(fā)的路基質(zhì)量問題。本文則圍繞滲水土路基施工工藝展開探討,提出施工技術(shù)要點(diǎn),以期給類似工程提供參考。

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