中铁一局集团有限公司第三工程分公司陕西宝鸡721006
摘要:目前中国铁路正在步入改革深水区,正在由规模扩张型向质量效益提升型转变,对铁路施工质量要求越来越高,而路基作为高速铁路质量控制的重要部分,其施工质量严重影响了铁路的运营安全。为因地制宜合理利用工程建设地材料,减少投资,在我国西部地区湿陷性黄土它是一种特殊性质的土,其土质较均匀、结构疏松、孔隙发育。在未受水浸湿时,一般强度较高,压缩性较小。当在一定压力下受水浸湿,土结构会迅速破坏,产生较大附加下沉,强度迅速降低。故在湿陷性黄土场地上进行建设,应根据建筑物的重要性、地基受水浸湿可能性的大小和在使用期间对不均匀沉降限制的严格程度,以水泥改良土进行路基填筑。本文介绍了路基填筑的各项工艺要求、技术措施和质量控制措施并确定最佳工艺参数。
关键词:水泥改良土;路基填筑;质量控制
1工程概况
银西铁路(陕西段)YXZQ-3标段长度共计22.354km,包含车站两座,区间路基五段。银西项目地处礼泉、乾县境内,为黄土台塬区,工点区地层主要为第四系上更新统风积黏质黄土、中更新统风积黏质黄土。其中黏质黄土(Q3eol3)分布于黄土台塬上部,厚度6.9~9.5m。棕黄色,成分以粉粒为主,土质较均,局部含较多黏粒,针状孔隙发育,该土层底部有一层古土壤,厚度约1.0~2.0m,棕红色,白色钙质菌丝发育,偶见小姜石,具湿陷性,软塑,Ⅱ级普通土,б0=100KPa。Es100~200=2.0~13.8MPa,Es200~300=4.2~11.1MPa,Es300~400=5.3~14.3MPa。
路基改良土填筑试验段选在路基DK57+700~DK57+880进行,该段路基地基处理已施工、检测完毕。该段路基改良土填筑包括路基垫层及基床底层路基,路基采用6%水泥土改良土填筑,填筑最大高度3.2m,填筑最大层数为12层。路基质量检测包括压实系数K和7d饱和无侧限抗压强度,其中压实系数K值为0.95,7d饱和无侧限抗压强度qu为350(kpa)。
2工艺的确定
2.1施工工艺
路基填筑施工按“三阶段、四区段、八流程”水平全断面分层填筑施工工艺进行。
三阶段:准备阶段→施工阶段→竣工验收阶段;四区段:上料区段→平整区段→碾压区段→检测区段;八流程:施工准备→基底处理→分层填筑→填料精平→洒水晾晒→碾压夯实→检验检测→整修验收。
填筑施工要点:采用六先六后原则即“先堆后推;先控后平;先粗后精;先轻后重;先外后内;先静后震”。
2.2施工参数
表1不同虚铺厚度与碾压遍数参数
3确定配合比
(1)水泥:土(质量比)=6:100,改良土初凝时间为240min,终凝时间为360min。
(2)改良土最大干密度ρ为1.72g/cm3、最优含水量为18.6%、灰剂量为0.06:1。
4施工工艺
4.1改良土摊铺
(1)摊铺量控制:根据每车方量及摊铺厚度计算摊铺面积,换算成长宽,用网格灰线标识,即为每车卸料位置。
(2)粗平、精平控制:根据路基两侧标杆和红色施工绳推土进行粗平。推土机整平后采用刻度插仟检测填料松铺厚度,控制填料厚度;松铺厚度符合要求,采用平地机精平,有效控制填料表面平整度,并形成路拱。
4.2改良土碾压
(1)碾压行走速度控制:静压1.5~2km/h,弱振碾压3~4km/h。
(2)碾压预留台阶控制:路基各段不能同步填筑时,纵向接头处在已填筑路堤端洒石灰控制线挖出硬质台阶,台阶宽度不小于2m,高度同填筑层厚度。
(3)横断面宽度控制:每侧超填宽50cm,为保证断面几何尺寸,边坡设边桩,直线段边桩间距20m,曲线段边桩间距10m。
(4)碾压质量控制:路基填筑压实与连续压实检测技术相结合,对路基填筑压实过程实时监控,从而真正实现路基压实检测“一点不漏、全面覆盖、全程控制”,保证路基压实质量的均匀性和稳定性。
4.3路基检测
(1)检测方法控制:
改良土路基检测指标压实系数K采用环刀法检测;7d饱和无侧限抗压强度qu采用应变控制式无侧陷压缩仪检测。
(2)检测数量控制:沿线路纵向每100m每压实层抽样检验压实系数(K)6点,左、右距路肩边线1m处各2点,路基中部2点。抽样检测无侧限抗压强度3处,同一连续作业区左、中、右各一处。
4.4路基边坡整形
放出路肩桩、底坡角桩,将路肩桩按标高挂线人工配合机械刷坡。
4.5路基临时排水
路基边缘设置拦水埂,每隔30m设置临时集流槽,集水通过临时集流槽排除,防止雨水漫流冲刷边坡;根据路基纵坡坡比大小,在路基面设置临时截水埂,截水至路基边缘拦水埂,通过集流槽排除,防止雨水漫流冲刷路基面。
4.6纵向台阶预留
路基各段不能同步填筑时,纵向接头处在已填筑路堤端挖出硬质台阶,台阶宽度不小于3m,高度同填筑层厚度。
4.7沉降观测桩预留
采用先填筑后翻挖,每层填筑碾压后再接长沉降观测桩。
4.8成品保护及养护
严禁在已完成的或正在碾压的路段上调头或急刹车,应严格限制车辆速度;养护期间除洒水车外不准任何车辆通行。
5质量控制
5.1填料质量的控制,用水泥改良,原土料的有机质含量不应大于2%,硫酸盐含量不应大于0.25%;水泥的初凝时间不宜小于3.0小时,终凝时间不宜小于6.0小时。
5.2填料发生变化后或每5000方进行标准击实试验,确定最佳含水量和最大干密度,同时作延时试验,用于控制现场施工时间和填筑质量。
5.3改良土质量控制,改良土生产时,检查配料计量系统的工作状态,测试原土料和混合料的含水量,改良土的含水量应根据季节控制在合理的范围内,改良土的灰剂量控制在-0.5%~+1.0%范围内,应加大对拌和站和现场的检测。
5.4施工时填料虚铺厚度应控制在工艺总结的范围内,加强施工过程中对含水量的测试,达不到最佳含水量应及时补水。
5.5压实过程中压实遍数应根据工艺总结碾压方法进行,施工完成和试验检测时间应控制在工艺总结的4小时内。
6结束语
高速铁路路基施工质量严重影响了铁路的运营安全,尤其在湿陷性黄土场地上进行建设,应严格按照改良土路基填筑的各项工艺要求、技术措施和质量控制措施进行现场施工,通过上文所述改良土路基填筑工艺及质量控制措施可以达到《高速铁路路基工程施工质量验收标准》的相关要求,可以为同类工程提供参考。