蔡 天

(中交第三航務工程局有限公司交建工程分公司，上海 200030)

1 工程概況

以某高速鐵路建設項目實例作為研究對象，該項目屬于客運專線，線路車速設計為350 km/h，正線間距設計為5 m。路床表面使用級配碎石進行填筑，填筑層厚度為40 cm，路床的底層以及路堤則使用AB料進行填筑。回填料使用自卸汽車運輸至施工現(xiàn)場以后，使用推土機完成回填料鋪設工作，然后使用平地機對回填料進行精細化平整處理，最后使用壓路機碾壓。當路堤預壓完成且路堤已經(jīng)出現(xiàn)沉降趨向于穩(wěn)定狀態(tài)以后，則開始對路床進行施工。級配碎石可以直接在拌合站進行攪拌，使用自卸汽車將級配碎石運輸至施工現(xiàn)場。使用多臺鋪料機同時鋪設，然后使用壓路機碾壓，最后利用膠輪壓路機進行收光處理。路堤回填的過程中嚴格遵照“三階段、四區(qū)段、八流程”展開作業(yè)。在客運沿線挑選120 m作為試驗段，在試驗段內(nèi)填筑AB料。

2 路基試驗段實施

正式施工之前，應清晰掌握地下管線的分布情況，查看管線歷史改遷數(shù)據(jù)；檢查各種檢測儀器，檢查的重點集中在各種檢測儀器的精準度方面；測量放線，對地面的標高進行測量，并復核路堤邊角處標高[1]；回填料試驗開始施工。

2.1 填筑施工

1)放線。下承層施工完畢后測量人員進行放線，直線斷面20 m一個斷面，每斷面放置3個標高樁，測量并記錄原下承層標高；測量后將數(shù)據(jù)上報監(jiān)理工程師，現(xiàn)場技術人員根據(jù)測量樁位，結合每層虛鋪厚度，每車方量19～21 m3，撒白灰放出7 m×7 m網(wǎng)格線。網(wǎng)格交點處人工堆砌填筑標高標志，尺寸20 cm×20 cm，頂部平整拍實，點白灰做出標識，邊坡處用竹竿做出填筑高度標識，實行雙控。

2)控制填料質(zhì)量及松鋪厚度。傾倒在網(wǎng)格內(nèi)的填料，在攤鋪前檢查填料是否均勻，是否有粗細顆粒嚴重離析現(xiàn)象，若有則采取機械配合人工進行施工現(xiàn)場二次拌合，確保填料均勻。按自卸汽車每車的方量和松鋪厚度計算每個方格內(nèi)的卸土車數(shù)，以控制填料的松鋪厚度。松鋪厚度按32、35、38 cm三種控制。根據(jù)壓實機械組合、壓實遍數(shù)及檢測結果找出不同類別填料的最佳松鋪厚度。

3)分層填筑。采用機械化施工，自卸汽車運輸，推土機初平、平地機精平、壓路機碾壓。采用按橫斷面全寬縱向分層填筑壓實方法。填層頂面根據(jù)設計要求形成從中心向兩側的橫向排水坡，填鋪順序從兩側向中心進行，采用后退法填鋪，填筑虛鋪厚度嚴格按照試驗段施工方案規(guī)定值進行控制。為了保證邊坡壓實質(zhì)量，填筑時路基兩側各加寬50 cm。

4)攤鋪整平。布料后用推土機對卸好的填料沿路線縱向進行攤鋪，并控制松鋪厚度不大于38 cm。推土機對攤鋪好的填料沿線路縱向進行初步平整，使攤鋪表面較為平順，橫縱向坡度較為順暢。同時對路肩部分進行初步碾壓，以防止下道工序機械施工時造成路肩的松塌。在推土機初平后，還需用平地機沿路線縱向進行精平，使填鋪表面無顯著的局部凹凸，以保證壓路機表面能均勻地接觸地面進行碾壓，達到壓實效果。精平期間，采用標高墩和帶標記的竹竿之間掛線的方法進行高程控制，終平后進行左中右三個斷面水準高程測量，進行填鋪面的橫向(路拱橫坡坡率4%)、縱向坡度的控制，松鋪厚度相差較大時配合人工進行調(diào)整。松鋪后測量松鋪高程h1，松鋪厚度Δh1=h1-h0(下層高程)。

2.2 試驗結論

通過本試驗段的施工和各項檢測數(shù)據(jù)的匯總分析，可得出以下結論，如表1所示。

表1 松鋪系數(shù)計算匯總表

試驗段路基填料的大然含水量在6%～8%，按38 cm松鋪厚度進行攤鋪，采用機械驅(qū)動壓路機實施碾壓。在完成該段路基填筑后進行承載頂壓，每隔100 m設置一個沉降觀測點，觀測結果表明，頂壓期和頂壓期結束后各沉降觀測點的觀測值都小于10 mm，采用地基系數(shù)、孔隙率、二次變形模量和動態(tài)變形模量四項指標檢驗路基壓實情況。結果表明，四項指標的檢測合格率為100%。以上實驗過程可當作施工樣板。

1)通過試驗記錄了在同一種填料情況下，不同層厚得出的不同的松鋪系數(shù)，當壓實系數(shù)一定時，層厚越大松鋪系數(shù)越小。

2)通過試驗確定在填料種類相同的情況下，松鋪厚度在40 cm時，需要采用碾壓組合方式(靜壓1遍+弱振1遍+強振4遍+靜壓1遍)方能達到路基填筑要求；松鋪厚度為35 cm時，采用碾壓組合方式(靜壓1遍+弱振1遍+強振2遍+弱振1遍+靜壓1遍)可滿足路基的填筑要求，松鋪厚度為30 cm時，采用碾壓組合方式(靜壓1遍+弱振1遍+強振2遍+靜壓1遍)可滿足路基的填筑要求。

綜合比較得出當填料的松鋪厚度控制在35 cm時，松鋪系數(shù)約為1.176，可以獲得最經(jīng)濟的碾壓遍數(shù)：即靜壓1遍+弱振1遍+強振2遍+弱振1遍+最后1遍靜壓收光。

3)通過試驗段的施工，結合本標段實際情況，得出最佳機械施工組合(一個作業(yè)面)：斗山DH258LC-7挖掘機1臺，山工SEM919平地機1臺，柳工CLG6122振動壓路機1臺，山工SD16推土機1臺，沃爾沃EC360BLC，柳工50裝載機1臺，自卸汽車6臺。

4)后續(xù)施工過程中，每填筑一定數(shù)量后，將對填料的顆粒級配、液塑限、擊實及顆粒密度等項目進行復查。每層松鋪后即對填料含水率進行檢測，將其控制在±2%范圍內(nèi)，含水率過高時采取翻松晾曬措施，含水率過低時采取灑水翻拌措施，以獲得最佳的壓實效果。

3 施工技術

3.1 填筑面放樣

利用全站儀測量出路基部分的中心線與邊線的具體部位，按照10 m的間距安裝木樁并灑白灰進行標記。試驗段內(nèi)的虛鋪系數(shù)按照1.3的標準進行試驗，結合虛鋪系數(shù)以及自卸汽車單次運輸量來制定出填筑料的運輸方案。

3.2 基床以下路堤填筑

基床以下的路堤填筑：選擇碎石或粗粒土作為AB料進行回填，按照路基的橫斷面的寬度分層回填，每回填一層壓實一層。使用自卸汽車將級配碎石運輸至施工現(xiàn)場。使用多臺鋪料機同時鋪設，然后使用壓路機碾壓，最后利用膠輪壓路機進行收光處理。分層的最大厚度不得超過40 cm。路堤回填的過程中嚴格遵照“三階段、四區(qū)段、八流程”展開作業(yè)。其中，三階段是指施工準備階段、實際施工階段、整修階段；四區(qū)段是指回填區(qū)段、平整區(qū)段、檢測區(qū)段、碾壓區(qū)段；八流程是指前期的施工準備階段→基坑底部處理→分層回填作業(yè)→回填平整→灑水沉降→夯實碾壓→質(zhì)量驗收→路基修整。需注意的是，在碾壓之前檢測填筑土方的含水量。

試驗方案應按如下要求進行設計。

1)初步性設計的虛鋪厚度為45、48、50 cm。其中，前三層屬于技術參數(shù)試驗層，第四層屬于總結技術參數(shù)驗證層。

2)填筑第1層。該層的虛鋪厚度設計為45 cm，利用白繩子標記出虛鋪厚度。使用自卸汽車完成回填料的運輸，在場地內(nèi)畫出網(wǎng)格，委派專人指揮卸料，保證卸料的均勻性，然后使用推土機進行簡單平整處理，使用平地機進行精細化平整處理，當場地內(nèi)的回填料平整度達到規(guī)范要求即可停止平整作業(yè)。開始上壓路機進行碾壓。壓路機的碾壓速度控制在2.5～3.5 km/h?？傆嬆雺?遍即可。

3)填筑第2層。該層的虛鋪厚度設計為48 cm，施工工序與第一層施工相同。

4)填筑第3層。該層的虛鋪厚度設計為50 cm，施工工序與第一層施工相同。

5)填筑第4層。分析前三層的施工技術參數(shù)，并根據(jù)分析以后的數(shù)據(jù)進行試驗，做好試驗記錄。

3.3 基床底層填筑

基床底部使用碎石作為A、B料進行換填。按照路基的橫斷面寬度進行分層回填，每回填一層壓實一層。使用自卸汽車將級配碎石運輸至施工現(xiàn)場。使用多臺鋪料機同時鋪設，然后使用壓路機碾壓，最后利用膠輪壓路機進行收光處理。分層的最大厚度不得超過35 cm。碾壓前對地基的含水率進行檢測。

基床底層填料選用碎石類及粗礫土中的A、B料。路堤部分回填完成且驗收合格的情況下開始如下施工：回填5 cm厚度的中粗砂、一層排水網(wǎng)、10 cm厚度的中粗砂、2 m厚度的A、B料，5 cm厚度的中粗砂、一層土工膜、10 cm厚度的中粗砂。實際回填的過程中兩側的回填寬度比設計寬度多50 cm，碾壓以后的厚度不超過35 cm。具體的實施方案如下。

1)初步性設計的虛鋪厚為35、38、40 cm。其中，前三層屬于技術參數(shù)試驗層，第四層屬于總結技術參數(shù)驗證層。

2)填筑第1層。該層的虛鋪厚度設計為35 cm，利用白繩子標記出虛鋪厚度。使用自卸汽車完成回填料的運輸，在場地內(nèi)畫出網(wǎng)格，委派專人指揮卸料，保證卸料的均勻性，然后使用推土機進行簡單化的平整處理，使用平地機進行精細化平整處理，當場地內(nèi)的回填料平整度達到規(guī)范要求即可停止平整作業(yè)。開始上壓路機進行碾壓。壓路機的碾壓速度控制在2.5～3.5 km/h?？傆嬆雺?遍即可。

3)填筑第2層。該層的虛鋪厚度設計為38 cm，施工工序與第一層施工相同。

4)填筑第3層。該層的虛鋪厚度設計為40 cm，施工工序與第一層施工相同。

5)填筑第4層。對前三層的施工技術參數(shù)進行分析，并根據(jù)分析以后的數(shù)據(jù)進行試驗，做好試驗記錄。

3.4 基床表層填筑

在基床底部填筑完成且檢驗合格的情況下，在基床表面回填70 cm厚的級配碎石。

按照路基的橫斷面寬度應進行分層回填，每回填一層壓實一層。使用自卸汽車將級配碎石運輸至施工現(xiàn)場。使用多臺鋪料機同時鋪設，然后使用壓路機碾壓，最后利用膠輪壓路機進行收光處理。分層的最大厚度不得超過30 cm。

級配碎石的回填寬度嚴格結合設計圖紙進行施工，碾壓完成以后，單層壓實厚度不得超過30 cm，最小的碾壓密實厚度不得低于15 cm。具體的實施方案如下。

1)初步性設計的虛鋪厚度為26、39 cm。其中，前兩層屬于技術參數(shù)試驗層，第3層屬于總結技術參數(shù)驗證層。

2)填筑第1層。該層的虛鋪厚度設計為26 cm，利用白繩子標記出虛鋪厚度。使用自卸汽車完成回填料的運輸，在場地內(nèi)畫出網(wǎng)格，委派專人指揮卸料，保證卸料的均勻性，然后使用推土機進行簡單化的平整處理，使用平地機進行精細化平整處理，當場地內(nèi)的回填料平整度達到規(guī)范要求即可停止平整作業(yè)。開始上壓路機進行碾壓作業(yè)。壓路機的碾壓速度應該控制在2.5～3.5 km/h。總計碾壓6遍即可。

3)填筑第2層。該層的虛鋪厚度設計為39 cm，施工工序與第一層施工相同。

4)填筑第3層。分析前兩層的施工技術參數(shù)，并根據(jù)分析以后的數(shù)據(jù)進行試驗，做好試驗記錄。

3.5 壓實標準

結合表2中信息可發(fā)現(xiàn)，機床底部的檢驗數(shù)量：沿著正線路基沿線，縱向長度達到了200 m，施工人員應在每一個壓實層隨機抽取地基系數(shù)K30、地基壓實系數(shù)K、動態(tài)化形變指標Evd；監(jiān)理人員應結合施工單位的檢測數(shù)量，按照其檢測數(shù)量的10%對壓實系數(shù)K進行檢查。

表2 基床以下路堤壓實標準

結合表3中信息可以了解到，基床表面的檢驗數(shù)量為：沿著縱向方向連續(xù)200 m，施工單位在進行壓實系數(shù)、動態(tài)化的變形量檢測時，應各抽取6個點進行檢測，即使是檢測規(guī)模不夠的情況下也不能減少檢測的數(shù)量。地基系數(shù)檢測的數(shù)量為4個點。監(jiān)理單位的檢查數(shù)量按照施工單位檢測數(shù)量的10%進行實施。

表3 基床底層填筑壓實標準

3.6 試驗成果

結合表4中信息可了解到，路基填筑施工技術的質(zhì)量驗收必須達到以下幾方面的要求。

表4 基床表層級配碎石填筑壓實標準

路基填筑完成以后，施工單位編制出試驗段總結報告，然后報送監(jiān)理單位進行認定?？偨Y報告中應該涉及以下幾方面的內(nèi)容：試驗過程中所使用的各種機械設備、壓路機的類型、碾壓次數(shù)、回填料的含水量、虛鋪厚度[4]。

3.7 特殊路基填筑

軟路基換填使用摻加3%水泥的級配碎石作為換填料。將路基范圍內(nèi)的所有軟土全部清理干凈，然后將基地開挖成臺階狀，實際開挖過程中兼顧滲水、雨水帶來的影響，在地坑側面開挖截水溝，使用機械將軟土開挖至基坑設計深度，然后對基底的承載力進行檢測，在保證持力層的承載力滿足設計要求以后則開始進行回填作業(yè)。實際回填的過程中采用分層回填、分層碾壓的方式。結合虛鋪厚度制定出完善的運輸計劃，將單層虛鋪厚度控制在35 cm，假若出現(xiàn)地下水滲透則使用水泥砂漿進行封堵處理，然后繼續(xù)換填作業(yè)。當?shù)谝淮武伷阶鳂I(yè)完成以后，進行二次平整作業(yè)，二次平整作業(yè)可利用人工整平[3]。整平的具體操作是由路中作為起始點依次向道路兩側展開。平整作業(yè)完成以后開始使用壓路機碾壓，壓路機作業(yè)的初期階段使用靜壓碾壓，靜壓一遍以后再次振動碾壓，碾壓完成以后檢測回填料的壓實度，在檢查合格以后才可以進行下一工序施工。

4 結 語

高鐵路基回填施工技術屬于一種綜合性的施工工藝，其突顯出顯著的周期性、復雜性特點。施工單位在實際施工的過程中必須結合自身項目的特點以及施工現(xiàn)場的實際情況合理選擇施工技術，以保證施工質(zhì)量達到設計及規(guī)范要求。

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