摘要:為了解決由于鐵路橋梁路基填筑材料含水量過高、粒徑較大,導致路基填筑壓實度較低的問題,針對軟土地質下鐵路橋梁路基填筑施工技術進行研究。對工程概況進行分析,對軟土地質下鐵路橋梁路基表層進行處理,清理軟土地質下鐵路路基表面灌木、垃圾、農(nóng)作物等雜物,根據(jù)土質環(huán)境完成清表施工任務。對鐵路橋梁路基填筑宕渣實施壓實,利用宕渣墊層換填處理路基,并控制填筑層的分層厚度與壓實次數(shù),以提高路基填筑材料強度。實例分析結果表明,本文技術的施工效果較好,具有一定的應用價值。
關鍵詞:軟土地質;路基填筑;清表;壓實
0" "引言
軟土地質是指湖澤、沼澤、河灘等沉積區(qū)域含水率較高、孔隙比較大的細粒土質,其中包含淤泥、淤泥質黏土、粉質黏土等[1]。在軟土地質中,天然含水率在50%~70%,土質存在明顯的流變性。同時,該區(qū)域存在較大的壓縮性,加載壓縮之后會產(chǎn)生沉降,很難完成橋梁施工。在進行軟土施工時,需要考慮往后幾十年的固結沉降問題,并采用必要的處理與支護措施,以確保軟土區(qū)域的施工效果[2]。
鐵路橋梁按照用途可以分為鐵路橋梁與公路鐵路兩用橋,其跨度相對較大,對縱向剛度與耐久性的要求較高。鐵路橋梁擁有實現(xiàn)立體交叉,有利于保障列車安全運營,提高旅客舒適度,降低土地占用率等作用,促進區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展[3]。橋梁路基是橋梁建設的基礎,只有將地質條件、氣候條件、地形條件、荷載條件考慮在內,設計出更加優(yōu)質的路基填筑施工技術,才能避免路基受到侵蝕與損壞。
目前,路基填筑存在材料含水量過高、粒徑過大、工藝不規(guī)范等問題[4]。若填筑層的壓實度相對較低,分層厚度較大,很容易出現(xiàn)填筑層軟化、路基侵蝕等問題,影響路基的穩(wěn)定性與強度。尤其是在軟土地質條件下,對鐵路橋梁路基的硬度、剛度、穩(wěn)定度的要求更高。一旦出現(xiàn)填筑層裂縫、形變等問題,將會影響路基的外觀與性能。為解決上述問題,本文以X鐵路橋梁工程為依托,對軟土地質下鐵路橋梁路基填筑施工技術進行分析。
1" "工程概況
1.1" "工程基本情況
某鐵路橋梁工程的起止里程為DK16+442.03~DK56+
950.02,全長約為19.3km。該鐵路橋梁工程所處位置工程地質較為復雜,多為深厚軟土地質,土層含水量較大,具有蠕變性、觸變性等特質。
本次工程將327#墩、328#墩作為目標橋墩,對應里程為DK42+156.25、DK42+188.36。橋梁樁端在強風化凝灰質砂巖層上,路基下層立面如圖1所示。
從圖1可以看出,路基下層土質包括粉質黏土、淤泥質黏土、全風化凝灰砂巖、強風化凝灰砂巖等,符合本次施工需求。
1.2" "路基填筑方法
本次工程路基選擇分層填筑的方法,在下承層劃分出填筑區(qū)域,并在填筑區(qū)域壓實宕渣。采用推土機攤鋪平整之后,檢測路基填筑區(qū)域的壓實度與固體體積率。在施工區(qū)域埋設沉降板,分析填筑區(qū)域的沉降量。
路基施工涉及的設備包括DH370型挖掘機、SD140型推土機、PY-200型平地機、自卸汽車、振動壓路機、灑水車。
1.3" "沉降量分析
在未包芯填筑區(qū)域,埋深在2.5~4.5m的范圍內,沉降量在0.006m之內。在包芯填筑區(qū)域,埋深在1.5~4.0m的范圍內,沉降量在0.045m之內。將該沉降量作為基礎值,填筑沉降值低于基礎值時,沉降值越小,施工質量越高。
2" "軟土地質下路基填筑關鍵技術
2.1" "地表清理
在填筑施工之前,對地表進行清理。清理厚度在0.02~0.03m的范圍內變化,土層較厚的區(qū)域清理厚度增加0.005~0.01m。采用挖掘機、推土機等機械設備,清理軟土地質下鐵路路基表面灌木、垃圾、農(nóng)作物等雜物,并根據(jù)土質環(huán)境完成清表施工任務[5]。
2.2" "處理軟土地質下路基表層
在穩(wěn)定斜坡上,清除地表草皮、腐蝕土質,直接填筑路基。在地面橫坡為1:2.5的路段,檢驗基底軟土地質的滑動情況,抗滑穩(wěn)定性系數(shù)滿足規(guī)定值,即可進行填筑施工。
在軟土地質環(huán)境下,地下水會影響路基穩(wěn)定性。引排地下水、鋪設排水板等,確保底部填筑的滲水性。在路基清表處理完成之后,在路基兩側設置臨時排水溝,加大排水溝的深度,以加快排水速率。
2.3" "路基回彈模量記錄與分析
在橋梁路基段H,采用加載卸載的方式,記錄路基回彈模量。每級增加0.02MPa,達到預定荷載之后,穩(wěn)定1min,記錄此時的回彈模量。重復此步驟,直至回彈變形值超過0.001m。路基回彈模量如表1所示。
在橋梁路基段K,采用地錨法分析路基回彈模量[6]。加載荷載在0~50kPa的范圍內,第一級荷載為5kPa,每級增加10kPa,回彈變形值達到0.001m之后,記錄此時的荷載。軟土區(qū)域地質性質較弱,多次加載并記錄路基回彈模量,回彈模量在10MPa以內,即可滿足路基的施工需求。
2.4" "換填處理路基
2.4.1" "材料選取
路基填筑施工對路基回彈模量有一定要求,軟土地質很難作為墊層[7]。本文增設宕渣層,以對路基進行換填處理。利用宕渣墊層換填處理路基,能夠增強路基填筑材料強度,提高填筑材料的水穩(wěn)性。填筑材料主要參數(shù)如表2所示。
路床包含面層、基層、墊層,屬于路基部分。上路堤與下路堤作為填筑路基的不同部分,均需滿足填筑施工需求[8]。CBR表示填料最小承載比,該值在10%以內,即可滿足軟土填筑需求。
2.4.2" "確定填筑厚度
在路基填筑的過程中,路堤體積計算公式為:
(1)
式中:V為路堤體積,L1、L2為路堤上下底面長度,Ht為路堤的高度。
壓實度計算公式為:
(2)
式中:K為壓實度,d為路段的實土干密度,dmax為最大干密度。
根據(jù)、指標,即可確定路基填筑厚度。根據(jù)軟土層厚度,采用分層鋪筑的方式,將宕渣鋪平[9]。鋪筑厚度在0.06m左右,宕渣粗粒土在重復沖擊的作用下,將顆粒重排,嵌入擠進土層,從而提高填筑施工的密實度。
3" "施工效果驗證
3.1" "驗證方案
為了驗證本文設計的技術,是否滿足軟土地質下鐵路橋梁路基填筑施工質量需求,基于工程實例下,本文選取路基的上路床、下路床、上路堤、下路堤進行填筑施工質量分析。設定鐵路橋梁路徑填筑壓實度、固體體積率的基礎值,若其滿足該基礎值的要求,即可確保填筑施工質量。
3.2" "效果分析
路基填筑壓實度是評估路基填筑施工質量的關鍵指標,壓實度越高,路基填筑質量越高。路基填筑固體體積率是壓實度與填筑材料混合密度的比值,路基填筑固體體積率越高,宕渣材料密度越高,路基填筑質量越高。
在其他條件均已知的情況下,使用本文設計的軟土地質下鐵路橋梁路基填筑施工技術,對鐵路橋梁路基填筑壓實度、固體體積率的實際值進行分析。應用效果如表3所示。
從表3可以看出,在其他條件均一致的情況下,使用本文設計的軟土地質下鐵路橋梁路基填筑施工技術后,壓實度實際值在95%~99%的范圍內變化,均在壓實度基礎值以上,能夠確保填筑質量。同時,路基填筑固體體積率實際值在90%~95%的范圍內變化,同樣在固體體積率的基礎值以上。
4" "結束語
路基填筑是鐵路橋梁建設的關鍵,在施工過程中,若存在填筑材料不合格、填筑工藝不規(guī)范、養(yǎng)護不當、特殊部位處理不合格等問題,將直接影響路基的使用壽命。為提高填筑施工質量,為鐵路橋梁的運行提供了安全保障,本文設計一種軟土地質下鐵路橋梁路基填筑施工技術,從表層處理、宕渣壓實等方面進行進行優(yōu)化。實例分析結果表明,本文技術的施工效果較好,具有一定的應用價值。
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