高速鐵路路基填筑技術研究

發(fā)布時間： 1

摘要：本文通過漢宜鐵路路基填筑為例，通過對AB組料和改良土兩種填料的試驗分析，為高速鐵路路基填筑提供攤鋪厚度、碾壓遍數(shù)及速度、使用材料等各項參考數(shù)據(jù)，從而控制鐵路路基填筑的沉降，保證工程質(zhì)量，并為同類路基工程提供有效的借鑒。

關鍵詞：路基填筑;工藝試驗;沉降

1、工程概況

漢宜鐵路DK206+500～DK218+939.5段正線總長12439.5m,其中路基長7152.97m。DK219+960～DK220+110段為路基段，長度為150m，是全線的試驗段，為全線的快速施工提供技術積累和支持。試驗段線路位于漢宜鐵路HYZQ-6標段朱家?guī)X村附近，地勢平坦，所經(jīng)地段為水田。海拔高度為37.5m，路基形式為路堤。本試驗段路堤高度為6.2m左右，基床表層頂面寬度為13.0 m，路堤邊坡坡度為1∶1.5，路基基床由表層和底層組成，總厚度2.5 m�；脖韺雍穸�0.6 m, 采用級配碎石;底層厚度1.9 m，采用A、B組填料或改良土�；惨韵虏捎肁、B組填料或改良土。

2、施工技術和工藝方案

2.1路基填筑

路基填筑前，根據(jù)設定的松鋪厚度和運輸車輛的運量，計算方格網(wǎng)的面積，采用石灰撒線劃定方格網(wǎng)，并嚴格按照方格網(wǎng)進行路基填料上土，并向邊線方向超填80cm;路基推平時，在路基邊線上立桿，按照事先設定的松鋪厚度在桿上畫線，用線控制推土機的平整松鋪厚度。

從取土地點調(diào)運土石方，保持原狀土天然含水量后開始上土，以小旗標出虛鋪標高。用自卸汽車運土，派專人指揮，均勻倒土。每車填料的堆放間距可按公式估算分段層攤鋪土的數(shù)量：

Q=L×B×H× d

式中：Q-分段層干燥土的總數(shù)量;L-分段長度;B-分段寬度;H-分層壓畢厚度; d-分層壓畢預定干密度。

2.2攤鋪整平

⑴每一水平層的全寬用同一種填料填筑，每種填料壓實累計總厚度不宜小于50 cm。以30 cm、35 cm、40 cm三種攤鋪厚度進行壓實試驗。

⑵上下相接的填筑層使用不同種類及顆粒條件的填料時，其粒徑應符合D15<4d85的要求，用土工試驗篩篩分檢查。

⑶填料攤鋪平整使用平地機平整，任何靠壓實設備無法壓碎的大塊硬質(zhì)材料，應予以清除或破碎，破碎后的硬質(zhì)材料最大尺寸不超過壓實厚度的2/3，并均勻分布，以便達到要求的壓實度。

⑷平地機平整攤鋪時形成由線路中心向兩側排水的4%坡度，從而構成路拱。

2.3灑水晾曬

碾壓前應實測填料含水量，控制其含水量在最佳含水量的±2%范圍內(nèi)(最佳含水量在試驗室中試驗取得數(shù)據(jù))。當填料含水量較低時，及時采用灑水措施;當填料含水量過大，采用晾曬的方法，將含水量控制在要求的范圍內(nèi)。

2.4石灰撒布

石灰撒布前，根據(jù)路拌改良土的石灰摻入量5%，計算出擬定的松鋪厚度和運輸車輛的運量，同時計算出方格網(wǎng)的面積，采用石灰撒線劃定方格網(wǎng)。裝載機嚴格按照方格網(wǎng)傾倒消解后的石灰，平地機按照事先設定的攤鋪厚度推平石灰,局部地方人工配合，采用平板鍬等工具推平攤鋪石灰。石灰推平時，在路基邊線上立桿，按照事先設定的松鋪厚度在桿上畫線，用線控制平整松鋪厚度，確保石灰撒布均勻。

施工時要嚴格控制含灰量，考慮到石灰施工時有效鈣鎂含量的損失，為保證石灰劑量達到設計要求，石灰摻入量宜大于設計0.5%。石灰松鋪厚度遵循稍高勿低的原則攤鋪，避免再次補料困難，也可避免出現(xiàn)補料后結合不緊密，碾壓時產(chǎn)生痕跡、起皮等現(xiàn)象。

2.5路拌機拌合

石灰均勻撒布完成后，用WB25型路拌機進行粉碎與拌和。拌和3～4遍即可滿足施工質(zhì)量要求。拌和2遍后，目測拌和比較均勻、石灰無堆積現(xiàn)象且挖開檢查無夾層且粒徑≯2cm后，立即送試驗室，采用EDTA滴定法測定石灰劑量。若石灰劑量不足，需及時補撒石灰，然后重新拌和至設計要求。若填料最大粒徑達不到設計要求，應加大拌和遍數(shù)，直至達到設計要求為止。

拌和時拌和機葉輪要切入到下層3～5 cm左右，防止出現(xiàn)夾層及漏拌現(xiàn)象。

作業(yè)時，路拌機輪跡相鄰的兩幅之間重疊寬度控制在40 cm以上。

2.6碾壓方法

碾壓前，取土樣進行天然含水量試驗，當天然含水量在最優(yōu)含水量的-3%～2%范圍內(nèi)時進行碾壓作業(yè)，否則，繼續(xù)涼曬后路拌。

根據(jù)填料的不同和路堤的不同部位，采用大噸位重型振動壓路機進行壓實，自重20 t，激振力超過48 t的振動壓路機。碾壓時應先靜壓二遍，后振動碾壓四遍，再靜壓二遍。碾壓遍數(shù)一般控制在8～10遍，若超過10遍仍達不到要求，則必須挖開進行分析。分析是否填料不合格、是否含水量超標、是否超厚。壓實順序按先兩側后中間、先慢后快、先靜壓后振動壓的操作程序進行碾壓。各區(qū)段交接處應互相重疊壓實，對同一碾壓層壓路機輪跡橫向搭接寬度應不小于0.4 m，縱向搭接長度不得小于2 m。上下兩層填筑接頭要錯開不小于3.0m。

2.7路基修整

按設計圖紙要求檢查路基的中線位置、寬度、縱坡、橫坡、邊坡及相應的標高，根據(jù)結果編出整修計劃。各種整修要用儀器控制并掛線操作，路基兩側超填部分應清除，如邊坡缺土則必須挖臺階處理，分層碾壓報檢。

按照要求，A、B組填料直接按照路基施工方法展開施工。本試驗段施工的改良土施工方法,路基本體(基床底層以下)采取路拌法施工，對基床底層的改良土采用場拌法施工。用石灰改良土時，土中硫酸鹽含量應小于0.8%，有機質(zhì)含量應小于10%。

當采用路拌法施工時，將填料按照方格網(wǎng)推平后，根據(jù)土量計算的石灰用量并在土樣上均勻撒布石灰，利用路拌機均勻攪拌，攪拌3遍，確認粒徑、灰劑量、含水量符合要求后，采用重型壓路機碾壓密實。

當采用場拌法施工時，采用改良土拌和機攪拌均勻后，用自卸汽車運到試驗段，在最佳含水量+2～-3%范圍內(nèi)時進行碾壓，當含水量大時，采用晾曬方法，當小于時采用灑水車加水方法，達到要求后進行碾壓。

3、不同填料的施工方法

按照要求，A、B組填料直接按照路基施工方法展開施工。本試驗段施工的改良土施工方法,路基本體(基床底層以下)采取路拌法施工，對基床底層的改良土采用場拌法施工。用石灰改良土時，土中硫酸鹽含量應小于0.8%，有機質(zhì)含量應小于10%。

當采用路拌法施工時，將填料按照方格網(wǎng)推平后，根據(jù)土量計算的石灰用量并在土樣上均勻撒布石灰，利用路拌機均勻攪拌，攪拌3遍，確認粒徑、灰劑量、含水量符合要求后，采用重型壓路機碾壓密實。

當采用場拌法施工時，采用改良土拌和機攪拌均勻后，用自卸汽車運到試驗段，在最佳含水量+2～-3%范圍內(nèi)時進行碾壓，當含水量大時，采用晾曬方法，當小于時采用灑水車加水方法，達到要求后進行碾壓。

4、試驗施工方法

4.1路基本體填筑試驗

⑴ 第一層：填筑改良細粒土(5%石灰土)，松鋪厚度為30cm，碾壓機械為光輪壓路機。靜壓2遍、振壓2遍后開始檢測壓實度、孔隙率、地基系數(shù) (分別采用灌砂法、K30承載板法檢測)。以后采用振壓方式，每碾壓一遍之后進行檢測(每增加碾壓一遍檢測一次)，如此循環(huán)，直到達到表1要求，最后再靜壓2遍，進行表面的收光。

表1 基床以下路堤填料及壓實標準

填料	壓實標準	細粒土改良土	砂類土及細礫土	碎石類及粗礫土
A、B組填料及改良土	地基系數(shù)K₃₀（MPa/m）	≥90	≥110	≥130
	壓實系數(shù)K	≥0.90	－	－
	孔隙率n	－	＜31%	＜31%

⑵ 第二層：填筑改良細粒土(5%石灰土)，松鋪厚度為35cm，碾壓機械為光輪壓路機。靜壓2遍、振壓2遍后開始檢測壓實度、孔隙率、地基系數(shù) (分別采用灌砂法、K30承載板法檢測)。以后采用振壓方式，每碾壓一遍之后進行檢測(每增加碾壓一遍檢測一次)，如此循環(huán)，直到達到上表8要求，最后再靜壓2遍，進行表面的收光。

⑶ 第三層：填筑改良細粒土(5%石灰土)，松鋪厚度為40cm，碾壓機械為光輪壓路機。靜壓2遍、振壓2遍后挖開看路拌機是否能拌和40cm深度，如不能就無需后續(xù)試驗;如能就開始檢測壓實度、孔隙率、地基系數(shù) (分別采用灌砂法、K30承載板法檢測)。以后采用振壓方式，每碾壓一遍之后進行檢測(每增加碾壓一遍檢測一次)，如此循環(huán)。

4.2基床底層填筑試驗

基床底層壓實標準見表2所示：

表2 200 km/h基床底層壓實標準

填料	壓實標準	改良細粒土	粗粒土	碎石土
A、B組填料及改良土	地基系數(shù)K₃₀（MPa/m）	≥110	≥120	≥150
	壓實系數(shù)K	≥0.95	－	－
	孔隙率n（%）	－	＜28	＜28