戈壁滩盐渍土地区路基施工质量控制

孙健

摘要：针对戈壁滩盐渍土地区路基施工质量问题，结合实际的铁路施工项目，分析路基施工质量控制措施。通过掺拌低含水率戈壁颗粒料、控制最大粒径等措施对填料进行改良。改良后的填料不均匀系数为63.76，曲率系数为1.85，填料级配良好。颗粒密度在2.67～2.82g/cm3之间，最优含水率集中在6%～7%区间内，最大干密度稳定在2.1～2.3g/cm3之间，数据一致性较好，可满足施工质量要求。根据工程情况，制定摊铺层厚度、压实顺序、行进速度、搭接长度等工艺参数，按照静压、低振幅高频率碾压、高振幅低频率碾压、低振幅高频率碾压、静压的顺序进行碾压，保证施工质量。填筑完工后50d左右路基沉降趋于稳定，最大沉降量为23.2mm，小于控制标准40mm，施工质量控制良好。

关键词：壁滩盐渍土；铁路路基；改良填料；含水率；颗粒密度

0   引言

随着交通需求的增加和铁路网的不断扩展，戈壁滩盐渍土地区的铁路工程不断增多。高盐分、高渗透性和低承载力等土壤特性，使得戈壁滩盐渍土地区的路基施工质量控制成为一项极具挑战性的任务。在戈壁滩盐渍土地区，路基施工的质量控制至关重要。高质量的路基是确保铁路基础设施稳定性的基石，同时也是提供安全、顺畅运行的关键性因素。

填料的基本性质是影响路基施工质量的重要因素，准确了解填料的颗粒特征、组成和物理性质，对于选择适宜的填料和优化施工工艺具有重要意义。同时，合理设置压实参数也是确保路基质量的关键环节[1]。通过控制填料的含水量、分层摊铺厚度以及其他碾压工艺参数，有利于控制路基施工质量，减小路基沉降，提高路基承载能力。

1   工程概况

某铁路工程位于新疆罗布泊，该段线路里程为DK0+000～DK21+500。线路中心最大填方高度6.5m。局部为路堑工程，路中心最大挖方高度5.2m。路基基床由表层和底层组成，表层厚度为0.5m，底层厚度为0.7m。基床表层、底层采用C1、C2组及以上采用现场土料填筑，当填料含盐时，其允许含盐量应符合相关规范的要求。

參照IV级铁路路基施工标准，工后沉降量不得大于40mm。施工所在地属于剥蚀丘陵地貌，山体较平缓，总体地势北高南低局部呈剥蚀准平原状，山头呈馒头状，局部基岩裸露。地面高程935.2～958.2m，地表无植被，交通较闲难。施工地范围内分布第四系全新统人工填土（Q4ml），第四系全新统-上更系统冲洪积（Q4al+pl）粉砂、细圆砾土，下伏基岩为元古界蓟县系大理岩，地质特征如表1所示。

2   戈壁滩盐渍地区填料基本性质

2.1   填料颗粒分析

填料颗粒分析是研究戈壁滩盐渍地区填料基本性质的重要手段。通过对填料中颗粒的大小、形状和组成进行分析，可以深入了解填料的特点和特性，确定合适的填料选择[2]，保证施工质量。施工场地的填料土样如表2所示。

由表1中数据可知，大于0.075的颗粒含量占土样总量为78.68%，大于5mm的颗粒含量占土样总量的12.18%。通过计算得到，d60=0.75mm，d30=0.16mm，d10=0.033mm，不均匀系数Cu=23.68，曲率系数Cc=0.92，可判定填料为级配不良等级，需要进行特殊处理。

项目部制定填料改良方案，掺拌30%的低含水率戈壁颗粒料，并且控制填料的最大粒径，在拉料卡车车顶加过滤筛，筛孔的宽度为80mm，掺拌后填料的含水率为8%～10%，颗粒组成如表3所示。

由表2中数据可知，大于0.075的颗粒含量占土样总量为95.67%，大于5mm的颗粒含量占土样总量的40.09%。通过计算得到，d60=15.6mm，d30=2.58mm，d10=0.31mm，不均匀系数Cu=63.76，曲率系数Cc=1.85，可判定填料为级配良好，填料等级为A。可见，经过改良后的填料性能得到大幅改善，可以满足施工质量要求。

2.2   填料级配特性分析

填料的级配特性反映了不同粒径颗粒的分布情况，填料的级配特性对路基的排水性、承载能力和稳定性等性能有着重要影响。合理的填料级配可以提供较好的孔隙结构，保证路基的排水能力，并实现良好的密实状态[3]。此外，填料级配的选择也与施工工艺和材料消耗有关，合理分析填料级配对工程经济性和可行性具有重要意义。

不均匀系数Cu表示了粒径在d60与d10之间的分布，Cu越大，填料中包含的粒径级数越多，粗、细料粒径之间差异越大，粒径分布越不均匀，有足够的细粒土去填充粗颗粒间的空隙，从而使得路基越密实。改良后的填料不均匀系数达到63.76，填料性能得到极大改善。

曲率系数Cc表征中间粒径和较小粒径相对含量的情况。曲率系数过大则表明d10和d30填料缺乏中间粒径。曲率系数过小则表明d30和d60填料缺乏中间粒径，级配不连续，填料等级较差。通常Cc取值为1～3，经改良后的填料，曲率系数为1.85，可满足工程需要。

2.3   颗粒密度和击实试验分析

2.3.1   颗粒密度

颗粒密度是指填料颗粒的质量与其所占据的体积之比，是填料的一个重要物理特性。颗粒密度的高低反映了填料颗粒间的紧密程度，对于路基的承载力和稳定性具有重要影响。根据颗粒密度试验结果可知，采取相应的控制措施，可以优化填料的密实状态和性能。填料的颗粒密度对于路基的承载能力和稳定性有着直接的影响。较高的颗粒密度意味着填料颗粒间隙较小，填料颗粒之间的相互作用和内摩擦力增大[4]，从而提高了路基的密实性和稳定性。

改良后的填料，现场取样测得的颗粒密度数据如表4所示。由表4数据可知，经改良后的填料，颗粒密度在2.67～2.82g/cm3之间，虽有波动，但整体比较稳定。

2.3.2   顆粒密度

通过标准击实试验，获得最优含水率与最大干密度的数据如表5所示。由表5可知，最优含水率均小于10%，主要集中在6%～7%区间内。最大干密度稳定在2.1～2.3g/cm3之间，数据波动较小，一致性较好。

3   压实影响因素分析

3.1   填料含水量

在适量含水率下，填料中的土颗粒之间的摩擦较小，有助于提高填料的流动性，细颗粒更可有效地填充粗颗粒之间的孔隙，实现均匀填充。然而，含水率继续增加，达到一定程度后，会出现承压水现象。在填料中存在过多的承压水，会对填筑路基的压实过程产生负面影响。

根据有效应力原理，承压水的存在会减小填料的有效应力，减弱颗粒间的摩擦作用，从而降低填料的密实性，影响填料的进一步压实[5]。因此，在填筑路基的过程中，需要控制填料的含水率，以避免出现过多的承压水。

改良后的填料最优含水率在6%～7%之间，平整后可直接进行压实。对于个别路段，含水率超过10%的情况，可采取增加低含水率的戈壁料混合的方式进一步改良。在条件允许的情况下，也可采取翻晒的方式处理。施工工程中，要严格监测含水率，确保填料含水率控制在合理范围内。

3.2   分层摊铺厚度

铁路路基施工中，摊铺层的厚度需要合理控制。摊铺层厚度过大，会出现压实困难的问题，无法有效压实底部土体，从而影响摊铺层的压实效果。若摊铺层厚度太小，则摊铺层数增多，会导致施工效率低下。

考虑到工程施工场地的实际情况，结合改良填料的含水率，确定摊铺层厚度为250～300mm。对于最底层，摊铺厚度可适当取较大值，上层应取较小值，严格控制摊铺厚度，不超过250mm。厚度较大时，应采取较高的振幅进行碾压夯实。碾压的最后阶段，应采用较小的振幅进行压实，防止机械反弹，破坏路基表层的稳定性。

3.3   碾压工艺

压实工艺一般按照静压、低振幅高频率碾压、高振幅低频率碾压、低振幅高频率碾压、静压的顺序，按照先两侧后中间的路线进行。压实过程中，最大行驶速度一般不超过5km/h，区段交接处，应保证至少重叠碾压400mm，纵向搭接长度不小于3m，上下两层填料的接头应错开3m以上。施工过程中，应严格按照制定的碾压顺序、碾压速度执行，并且检测碾压参数，保证施工质量。

4   质量监测结果

施工过程中，在路基的中线处，间隔100m埋设组合式沉降板和剖面沉降管，路基填筑完成后，将其用于监测沉降量。通过监测施工过程中的沉降情况，可以掌握路基变形的趋势信息，预测未来的沉降发展情况，及时发现和预警潜在问题。一旦发现沉降异常或超过设定的警戒值，可以立即采取措施进行调查和修复，以防止进一步的损坏和不稳定。

路基填筑完成后3个月的沉降观测曲线如图1所示。由图1曲线可知，路基沉降在填筑完工前期发展速度较快，尤其是前20d内，日沉降量接近1mm。填筑完工后30d，沉降量变缓，填筑完工后50d左右基本趋于稳定，其中最大的沉降量为23.2mm，小于既定沉降量控制标准的40mm，路基施工质量完全可控，施工质量控制良好。

5   结束语

本文结合戈壁滩盐渍土实际的铁路施工项目，分析路基施工质量控制措施，得出如下结论：

通过掺拌低含水率戈壁颗粒料和过筛控制最大粒径对填料进行改良，改良后的填料不均匀系数为63.76，曲率系数为1.85，填料级配良好，可满足施工质量要求。

改良后的填料，颗粒密度在2.67～2.82g/cm3之间，最优含水率均小于10%，主要集中在6%～7%区间内，最大干密度稳定在2.1～2.3g/cm3之间，数据一致性较好。

施工中控制含水率小于10%，摊铺层厚度为250～300mm。按照静压、低振幅高频率碾压、高振幅低频率碾压、低振幅高频率碾压、静压的顺序进行碾压，严格按照施工工艺参数执行，保证施工质量。

填筑完工后50d左右路基沉降趋于稳定，最大的沉降量为23.2mm，小于控制标准40mm，施工质量控制良好。

参考文献

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