常 浩

(中鐵七局集團(tuán)有限公司,鄭州 450016)

1 工程概況

新建石家莊至武漢客運(yùn)專線鐵路ZXDK6+332.66～ZXDK6+854.4段為路基工程,位于河南省鄭州市。為松軟土、液化土及浸水地層路基,施工階段勘察地層情況如下:管內(nèi)地層為第四系全新統(tǒng)、上更新統(tǒng)沖洪積形成的黏性土、粉土及砂類土,根據(jù)《鐵路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50111—2006)及勘察數(shù)據(jù),管內(nèi)飽和的砂土和粉土可能液化,應(yīng)判定本場地土地震液化性,經(jīng)分析淺層地基土細(xì)砂、粉土層具有地震液化性,土壤液化層深度在15m左右,地基處理為CFG樁加固,整個(gè)路基為填方路基。過渡段的試驗(yàn)段為涵路過渡段,位置選擇在 ZXDK6+468.3～ZXDK6+488.25段,填土高度7.5～8m,全部采用級配碎石摻5%水泥填筑,填筑方量600m3,在拌和站進(jìn)行拌和。

2 施工方法[1～3]

2.1 施工測量

(1)根據(jù)復(fù)核后的設(shè)計(jì)圖紙的逐樁坐標(biāo)表,用全站儀放出路線的中樁,根據(jù)實(shí)測的橫斷面推算出坡腳線(兩側(cè)均加寬50cm),用石灰灑出坡腳線;

(2)每層填筑前選取本段里程內(nèi)2～3個(gè)斷面,放出中邊線的位置,定出樁位后,分別測出填筑前各斷面左、中、右的高程,按照設(shè)計(jì)縱向和橫向的坡率來控制各點(diǎn)位的填筑高度。

2.2 施工工藝[2]

(1)填土、攤鋪 、灑水 、翻挖、平整

填土區(qū)段按照網(wǎng)格化布料[4],根據(jù)本試驗(yàn)段采用的運(yùn)土車容積,現(xiàn)場采用5m×5m的方格網(wǎng)進(jìn)行布料,如圖1所示。布料后,用推土機(jī)初平,根據(jù)最佳含水量[5]進(jìn)行灑水,然后進(jìn)行翻挖,使料充分拌勻;拌勻后平地機(jī)精平,壓路機(jī)靜壓1遍后,人工局部修整,使填層在縱向和橫向平順均勻,以保證壓路機(jī)碾壓輪表面能基本均勻接觸層面進(jìn)行壓實(shí),達(dá)到最佳碾壓效果。推土機(jī)攤鋪平整的同時(shí),對路肩進(jìn)行初步壓實(shí),保證壓路機(jī)進(jìn)行碾壓作業(yè)時(shí),壓到路肩而不致滑坡。

圖1 灑出填料方格網(wǎng)線

(2)碾壓

進(jìn)行碾壓前對填筑層的分層厚度和大致平整程度進(jìn)行檢查,確認(rèn)層厚和平整程度符合要求方能進(jìn)行碾壓。施工過程中過渡段的試驗(yàn)段基床表層以下填筑采用地基系數(shù)K30、動(dòng)態(tài)變形模量Evd、二次變形模量Ev2、孔隙率n指標(biāo)加以控制[6～7]。壓路機(jī)直線段走行先兩邊后中間,曲線段先內(nèi)側(cè)后外側(cè),相鄰兩行碾壓輪跡至少重疊40cm,保證不漏壓。碾壓試驗(yàn)安排要點(diǎn):按初壓慢速、復(fù)壓中速、終壓快速3個(gè)步驟進(jìn)行。碾壓遍數(shù)為6～8遍,靜壓1遍、弱振1遍、強(qiáng)振2～4遍、弱振1遍、靜壓1遍進(jìn)行,采用晾曬或?yàn)⑺姆椒刂茖?shí)際含水量在最佳含水率范圍。分層厚度控制線如圖2所示。

3 過渡段試驗(yàn)段填筑工藝性試驗(yàn)研究

3.1 確定最佳松鋪厚度

圖2 分層厚度控制線

改變不同的松鋪厚度,采用相同的碾壓工藝進(jìn)行施工以確定最佳松鋪厚度[8]。本試驗(yàn)段在確定最佳松鋪厚度時(shí)采用的壓實(shí)工藝為:靜壓1遍、弱振1遍、強(qiáng)振3遍、弱振1遍、靜壓收光1遍,共碾壓7遍,單鋼輪壓路機(jī)工作質(zhì)量為22t。

第1層松鋪厚度34cm,碾壓7遍后,壓實(shí)厚度27 cm,地基系數(shù)K30＞160MPa/m,孔隙率n為 20%,含水率5.7%,計(jì)算出松鋪系數(shù)為1.25。

第2層松鋪厚度35cm,碾壓7遍后,壓實(shí)厚度28 cm,地基系數(shù)K30＞160MPa/m,孔隙率n為20.3%,含水率5.4%,計(jì)算出松鋪系數(shù)為1.25;

第3層松鋪厚度36cm,碾壓7遍,壓實(shí)厚度30 cm,地基系數(shù)K30＞160MPa/m,孔隙率n為19.8%,含水率5.6%,計(jì)算出松鋪系數(shù)為1.2。

試驗(yàn)段3層填筑施工現(xiàn)場試驗(yàn)檢測數(shù)據(jù)整理,不同松鋪厚度下壓實(shí)效果對照見表1。

表1 不同松鋪厚度下壓實(shí)效果

根據(jù)《客運(yùn)專線鐵路路基工程施工質(zhì)量驗(yàn)收暫行標(biāo)準(zhǔn)》鐵建設(shè)[2005]160號(hào)及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,過渡段基床表層以下級配碎石填層按地基系數(shù)K30和孔隙率n、Evd、Ev2指標(biāo)控制[9～10],見表2 。

表2 過渡段基床表層以下級配碎石填層壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)、檢驗(yàn)數(shù)量及檢驗(yàn)方法

試驗(yàn)證明:碾壓遍數(shù)均為7遍時(shí),按3種不同的松鋪厚度填筑,均可滿足壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn),但考慮驗(yàn)標(biāo)要求壓實(shí)厚度不得大于30cm,施工過程中存在有機(jī)械碾壓不到的部分[11],故最佳松鋪厚度確定為35cm。

3.2 確定最佳碾壓遍數(shù)

按上述得出的最佳松鋪厚度值,以不同碾壓遍數(shù)進(jìn)行壓實(shí),確定最佳碾壓遍數(shù)。

第4層松鋪厚度35cm,靜壓1遍、弱振1遍、強(qiáng)振2遍、弱振2遍后檢測各項(xiàng)指標(biāo)并記錄數(shù)值,碾壓試驗(yàn)記錄見表3。

表3 不同碾壓遍數(shù)下壓實(shí)效果對照

試驗(yàn)證明:在松鋪厚度35cm時(shí),碾壓8遍效果最佳。由此得出,最佳碾壓遍數(shù)為8遍。

3.3 確定最佳施工含水率[5]

試驗(yàn)得出,本試驗(yàn)段采用的級配碎石摻5%水泥填料最佳含水率為6.3%,現(xiàn)場填筑過程中含水量控制在最佳值的±2%,即4%～8%,拌和站拌和的級配碎石填料含水量控制在7%左右,根據(jù)上述確定最佳松鋪厚度和最佳碾壓遍數(shù),以及水泥的初凝時(shí)間。拌和站拌和的級配碎石,應(yīng)直接進(jìn)行填筑,宜在2h內(nèi)完成施工。

4 工藝性試驗(yàn)研究成果總結(jié)

(1)通過試驗(yàn)確定最佳松鋪厚度為35cm。

(2)松鋪厚度按照35cm進(jìn)行控制,施工松鋪系數(shù)為1.25。

(3)最佳含水率為5%～7%,碾壓作業(yè)效果最為理想。

(4)機(jī)械匹配:推土機(jī)初平后,平地機(jī)精平,壓路機(jī)靜壓2遍,弱振 1遍,強(qiáng)振3遍,弱振 1遍,靜壓收光 1遍,碾壓8遍,碾壓后指標(biāo)均同時(shí)滿足規(guī)范要求。

5 結(jié)語

采用工作質(zhì)量為22t的單鋼輪壓路機(jī)按照工藝性試驗(yàn)所確定的施工工藝參數(shù)進(jìn)行路基土石方施工,按照最佳攤鋪厚度為35cm和最佳含水量為5%～7%,經(jīng)8遍碾壓工藝后,所測路基壓實(shí)指標(biāo)全部一次滿足規(guī)范要求,施工效果非常理想;通過施工工藝流程的標(biāo)準(zhǔn)化操練,極好地控制每車混合料的攤鋪面積和堆放密度,減少初平和人工整形時(shí)間,使得工序銜接得以流暢,以最少的碾壓功耗達(dá)到了最佳的壓實(shí)效果。通過對過渡段填筑施工工藝性試驗(yàn)施工技術(shù)研究,總結(jié)了一套行之有效的工藝流程和施工方法,并提供了大量真實(shí)、客觀的第一手?jǐn)?shù)據(jù)資料,將過渡段工藝性試驗(yàn)的整個(gè)流程全部展現(xiàn)出來,這對于加強(qiáng)路基和橋涵過渡段填筑的理論和實(shí)踐的應(yīng)用研究具有非常好的實(shí)際意義,同時(shí)積累成功的經(jīng)驗(yàn)更為施工和設(shè)計(jì)單位提供極為寶貴的借鑒價(jià)值。

[1] 鐵建設(shè)[2005]160號(hào),客運(yùn)專線鐵路路基工程施工質(zhì)量驗(yàn)收暫行標(biāo)準(zhǔn)[S].

[2] TZ212—2005,客運(yùn)專線鐵路路基工程施工技術(shù)指南[S].

[3] TB10001—2005,鐵路路基設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

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[10] 鐵建設(shè)[2005]140號(hào).新建時(shí)速200～250km客運(yùn)專線鐵路設(shè)計(jì)暫行規(guī)定[S].

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