石武客运专线河南段路基过渡段填筑工艺试验研究

郑志坚

(中铁七局集团第二工程有限公司,西安 710068)

石武客运专线河南段路基过渡段填筑工艺试验研究

郑志坚

(中铁七局集团第二工程有限公司,西安 710068)

通过过渡段填筑施工工艺性试验研究,阐述了以合理的施工流程和施工方法为前提,压实功能一定时,确定最佳摊铺层厚度、压实方法及遍数,可以较好地控制每车混合料的摊铺面积和堆放密度,减少初平和人工整形时间,以最少的碾压功耗达到最佳的压实效果。

客运专线路基 过渡段 工艺性试验 最佳摊铺层厚度 最佳压实遍数

1 工程概况

新建铁路石家庄至武汉客运专线 ZXDK6+332.66～ZXDK6+854.40段为路基工程,位于河南省郑州市。根据施工图描述 ZXDK 6+332.66～ZXDK6+854.40段为松软土、液化土及浸水地层路基。施工阶段勘察地层情况描述如下：管内地层为第四系全新统、上更新统冲洪积形成的黏性土、粉土及砂类土,根据《铁路工程抗震设计规范》及勘察数据,管内饱和的砂土和粉土可能液化,应判定本场地土地震液化性,经分析浅层地基土细砂、粉土层具有地震液化性,其液化层深度在 15 m左右。地基处理采用 CFG桩加固,整个路基为填方路基。过渡段的试验段位置选择在ZXDK6+468.30～ZXDK6+488.25段,填土高度 7.5～8.0 m,全部采用级配碎石掺 5%水泥填筑,填筑方量 600m3,填筑材料在拌合站进行拌合。

2 施工方法

2.1 施工测量

1)根据复核后的设计图纸的逐桩坐标表,用全站仪放出路线的中桩,根据实测的横断面推算出坡脚线宽度(两侧均加宽 50 cm),用石灰线标出坡脚线。

2)每层填筑前选取本段里程内 2～3断面,放出中边线的位置,定出桩位后,分别测出填筑前各断面左、中、右的高程,按照设计纵向和横向的坡率来控制各点位的填筑高度。

2.2 施工工艺

1)填土 、摊铺 、洒水 、翻挖、平整

填土区段按照网格化布料。根据本试验段采用的运土车容积,现场采用 5 m×5 m的方格网进行布料。布料后,用推土机初平,根据最佳含水量进行洒水,然后进行翻挖,使填料充分拌匀;拌匀后用平地机精平,压路机静压一遍后,人工局部修整,使填层在纵向和横向平顺均匀,以保证压路机碾压轮表面能基本均匀接触层面进行压实,达到最佳碾压效果。推土机摊铺平整的同时,对路肩进行初步压实,保证压路机进行压实时,压到路肩而不致滑坡。

2)碾压

进行碾压前对填筑层的分层厚度和大致平整程度进行检查,确认层厚和平整程度符合要求方能进行碾压。施工过程中过渡段基床表层以下填筑采用 K30地基系数、动态变形模量 Evd、静态变形模量 Ev2、孔隙率n指标加以控制。压路机直线段走行先两边后中间,曲线段先内侧后外侧,相邻两行碾压轮迹至少重叠 40 cm,保证不漏压。碾压试验安排要点：按初压慢速、复压中速、终压快速三个步骤进行。碾压遍数为 6～7遍,静压 1遍、弱振 1遍 、强振 2～4遍、弱振 1遍、静压1遍进行,采用晾晒或洒水的方法控制实际含水量在最佳含水率范围。

3 过渡段填筑工艺性试验研究

3.1 确定最佳松铺厚度

变更不同的松铺厚度,采用相同的碾压工艺进行施工,以确定最佳松铺厚度。本试验段在确定最佳松铺厚度时采用的压实工艺为：静压 1遍、弱振 1遍、强振 3遍、弱振 1遍、静压收光 1遍,共碾压 7遍,压路机规格为 22 t。

第一层松铺厚度 34 cm,碾压 7遍后,压实厚度 27 cm,地基系数 K30＞160 MPa/m,孔隙率 n为 20.0,含水率 5.7%,计算出松铺系数为 1.25;

图1 分层厚度控制线

第二层松铺厚度 35 cm,碾压 7遍后,压实厚度28 cm,地基系数 K30＞160 MPa/m,孔隙率 n为 20.3,含水率 5.4%,计算出松铺系数为 1.25;

第三层松铺厚度 36 cm,碾压 7遍,压实厚度 30 cm,地基系数 K30＞160 MPa/m,孔系率 n为 19.8,含水率 5.6%,计算出松铺系数为 1.20。

试验段三层填筑试验检测数据整理见表 1,不同松铺厚度下压实效果对照。

表1 不同松铺厚度下压实效果对照

根据《客运专线路基工程施工质量验收标准》及相关标准规定,基床表层以下过渡段级配碎石填层按地基系数 K30和孔隙率 n、Evd、Ev2指标控制,见表 2。

表2 过渡段基床表层以下级配碎石填层压实标准、检验数量及检验方法

试验证明：碾压遍数均为 7遍时,按三种不同的松铺厚度填筑,均可满足压实标准,但考虑验标要求压实厚度不得大于 30 cm,施工过程中存在有机械碾压不到的部分,故最佳松铺厚度确定为 35 cm。

3.2 确定最佳碾压遍数

按上述得出的最佳松铺厚度值,以不同碾压遍数进行压实,确定最佳碾压遍数。

第四层松铺厚度 35 cm,静压 1遍、弱振 1遍、强振2遍、弱振 2遍后检测各项指标并记录数值,此时压实厚度 28 cm,地基系数 K30＞160 MPa/m,动态变形模量Evd为 58.0MPa,孔隙率 n为 21.2,含水率为 5.9%,Ev2为 775.35,Ev2/Ev1为 1.64,碾压 7遍后检测各项指标,记录数值地基系数 K30＞160 MPa/m,动态变形模量Evd为 65.0,孔隙率 n为 20.0,含水率 5.6%,Ev2为883.70,Ev2/Ev1为 1.72。

压试验记录(松铺厚度 35 cm)见表 3。

表3 不同碾压遍数下压实效果对照

试验证明：在松铺厚度 35 cm时,碾压 8遍效果最佳。由此得出,最佳碾压遍数为 8遍。

3.3 确定最佳施工含水率

试验得出,本试验段采用的级配碎石掺 5%水泥填料最佳含水率为 6.3%,现场填筑过程中含水量控制在最佳值的 ±2%范围内,即 4%～8%,拌合站拌合的级配碎石填料含水量控制在 7%左右。根据上述确定最佳松铺厚度和最佳碾压遍数的试验显示,以及水泥的凝结时间,拌合站拌合的级配碎石,应直接进行填筑,宜在 2 h内完成施工。

4 工艺性试验研究成果总结

1)通过试验确定最佳松铺厚度为 35 cm;

2)松铺厚度按照 35 cm进行控制,施工松铺系数为1.25;

3)最佳含水率为 5.0%～7.0%范围,进行碾压作业效果最为理想;

4)机械匹配：推土机初平后,平地机精平,压路机静压 2遍,弱振 1遍,强振 3遍,弱振 1遍,静压收光 1遍,碾压 8遍,碾压后指标均同时满足规范要求。

5 结语

通过对过渡段填筑施工工艺性试验施工技术研究,总结了一套行之有效的工艺流程和施工方法,并提供了大量真实、客观的第一手数据资料,将过渡段工艺性试验的整个流程全部展现出来,这对于加强路基和桥涵过渡段填筑的理论和实践的应用研究具有非常好的实际意义,同时积累成功的经验更为施工和设计单位提供极为宝贵的借鉴价值。

[1]中华人民共和国铁道部.铁建设[2005]160号 客运专线铁路路基工程施工质量验收暂行标准[S].北京：中国铁道出版社,2005.

[2]中华人民共和国铁道部.TZ212—2005 客运专线铁路路基工程施工技术指南[S].北京：中国铁道出版社,2005.

[3]中华人民共和国铁道部.TB10001—2005 铁路路基设计规范[S].北京：中国铁道出版社,2005.

[4]王向峰,曹新文,程燕.武广客运专线路涵过渡段振动压实试验研究[J].铁道建筑,2009(5)：89-92.

U213.1+57

B

1003-1995(2010)03-0055-03

2009-12-04;

2009-12-20

郑志坚(1975— ),男,江苏常州人,工程师。

(责任审编 王天威)