南廣鐵路路基改良土填筑試驗(yàn)研究

聶美平 劉代賢

摘 要：高速鐵路將路基作為一個(gè)絕對(duì)平順的剛性基礎(chǔ)對(duì)待，必須具有足夠的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性和耐久性，路基改良土的填筑壓實(shí)是路基施工的重要環(huán)節(jié)，填筑質(zhì)量必然會(huì)對(duì)后續(xù)施工產(chǎn)生重大的影響，在進(jìn)行了大量現(xiàn)場(chǎng)填筑壓實(shí)工藝試驗(yàn)后，確定了相關(guān)的施工工藝和施工參數(shù)。

關(guān)鍵詞：路基；改良土；填筑試驗(yàn)

1 工程概況

南廣鐵路工程項(xiàng)目包括1座白沙江特大橋（4.06km）、9座大中橋，35座涵洞，1座隧道，8.8km的路基，主要工程量為路基土石方開挖195.6萬m3、路基土石方填筑106.9萬m3、填級(jí)配碎石37萬m3、混凝土澆筑24萬方，樁基礎(chǔ)21773.5m，邊坡漿砌石7.3萬圬工方，工程投資約4.7億。

2 路基改良土填筑試驗(yàn)

改良土填筑按“三階段、四區(qū)段、八流程”的施工工藝組織施工，本次路基改良土試驗(yàn)段采用路拌法和場(chǎng)拌法兩種方法施工。

2.1 場(chǎng)拌法

采用挖掘機(jī)開挖土方，利用自卸汽車將挖出的三種路塹料和大安分界料拉運(yùn)至IDK165+350拌和場(chǎng)（本拌合場(chǎng)的混合料為IDK165+249～～I(xiàn)DK165+472段路塹料與大安分界料按照4：6的比例摻和）、IDK168+670拌合場(chǎng)（本拌合場(chǎng)的混合料為IDK167+067.66～I(xiàn)DK167+289段路塹料與大安分界料按照4：6的比例摻和）、IDK168+933～I(xiàn)DK169+034拌合場(chǎng)（本拌合場(chǎng)的混合料為IDK173+836～I(xiàn)DK173+990段路塹料與大安分界料按照5：5的比例摻和）分區(qū)堆放，利用挖機(jī)、裝載機(jī)、網(wǎng)篩等設(shè)備進(jìn)行場(chǎng)拌，經(jīng)過試驗(yàn)室檢測(cè)合格，及時(shí)將混合料運(yùn)至試驗(yàn)段現(xiàn)場(chǎng)水平分層布料，在攤鋪完成后進(jìn)行不同碾壓遍數(shù)以得出基床以下路堤與基床底層各項(xiàng)數(shù)據(jù)。

2.2 路拌法

路拌法施工時(shí)將開挖出的三種路塹料與大安分界料場(chǎng)的滲水土按照試驗(yàn)室出具的物理改良土拌合比例進(jìn)行分層布料，然后安排路拌機(jī)進(jìn)行拌合，在經(jīng)過試驗(yàn)室取樣檢測(cè)達(dá)到改良土各項(xiàng)指標(biāo)后，即可安排推土機(jī)進(jìn)行攤鋪初平，再利用平地機(jī)進(jìn)行精平，振動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行不同碾壓遍數(shù)以得出基床以下路堤與基床底層的各項(xiàng)數(shù)據(jù)。

2.3 分層厚度

計(jì)劃在本試驗(yàn)段填筑層數(shù)定為七層，從第一層至第七層的攤鋪厚度依次分別為：31cm、25cm、20cm、33cm、33cm、33cm、33cm，并向路基兩側(cè)各超填50cm以滿足路肩壓實(shí)度要求。

2.4 填料

本次試驗(yàn)段料源來自于IDK165+249～I(xiàn)DK165+472、IDK167+067.66～I(xiàn)DK167+289、IDK173+836～I(xiàn)DK173+990段的路塹開挖料與大安分界料場(chǎng)的填料進(jìn)行拌合，經(jīng)過驗(yàn)收合格后，進(jìn)行攤鋪碾壓。在取土場(chǎng)取土前，要先清除樹木、草皮以及表面腐植土，取土?xí)r注意將大于10cm的土塊進(jìn)行粉碎，土源發(fā)生變化時(shí)必須按照要求重做配合比，若氣溫較高，在運(yùn)輸過程中要進(jìn)行覆蓋，減少水分損失。

2.5 卸料控制

填筑前首先放出線路中樁和填筑邊線，每10m釘出邊線木樁，為保證路基邊緣的壓實(shí)度，邊線應(yīng)比設(shè)計(jì)線每邊寬出50cm。

2.6 埋設(shè)沉降樁

開挖基底經(jīng)碾壓檢測(cè)合格后，按30m間距在線路上埋設(shè)沉降觀測(cè)樁，埋設(shè)位置分別為IDK165+660、+690、+720中心處。埋在地表的沉降底板隨地基沉降而下沉，通過連接在上面的測(cè)桿的傳遞測(cè)量其高程，測(cè)桿高程減去桿長(zhǎng)即為沉降板高程，每次沉降差就是地表沉降值。

2.7 攤鋪整平

本試驗(yàn)段采用改良土填筑，通過場(chǎng)拌或者路拌搖達(dá)到物理改良土的要求，即拌合好的填料要及時(shí)檢查其含水量，當(dāng)填料含水量與其最佳含水量之差不超過2%時(shí)，立即予以攤鋪整平，填料采用推土機(jī)進(jìn)行初平，平地機(jī)進(jìn)行精平，保證每一填土的平整度及層厚的均勻，另外每一層填筑時(shí)均須形成 2%～4%的人字形橫坡，有困難時(shí)可在基床底層逐步形成。上下兩層填筑接頭處須錯(cuò)開不小于3m的距離。

2.8 碾壓

本試驗(yàn)段采用20T的振動(dòng)壓路機(jī)兩臺(tái)，兩臺(tái)壓路機(jī)以中線為界，各壓半輻路基寬度，分別記錄各自的碾壓遍數(shù)及碾壓速度。 碾壓時(shí)采取從兩側(cè)向中心的順序，縱向進(jìn)退式碾壓，行與行輪跡重疊0.4～0.5cm，縱向搭接長(zhǎng)度不小于2.0m，上下兩層填筑接頭要錯(cuò)開不小于3.0m，以保證無漏壓、無死角，確保碾壓的均勻性。

2.9 取樣檢測(cè)

在每種填料每層強(qiáng)振2～4遍后及時(shí)進(jìn)行K30、n或evd檢測(cè)，將檢測(cè)得出的數(shù)據(jù)與基床以下路堤或基床底層的指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比，以確定不同填料、不同拌合方式、最佳碾壓遍數(shù)、最佳含水率等組合參數(shù)。

3 試驗(yàn)成果總結(jié)

通過室外物理改良土的試驗(yàn)，在試驗(yàn)段路基填筑面上分7層進(jìn)行施工，分別按照不同的拌合方式、攤鋪厚度、碾壓遍數(shù)、含水率進(jìn)行填筑，最終確定了路基填筑的施工工藝和相關(guān)施工參數(shù)。

3.1 拌合方式

通過實(shí)驗(yàn)證明在IDK165+350拌和場(chǎng)、IDK168+670拌合場(chǎng)、IDK168+933～I(xiàn)DK169+034拌合場(chǎng)進(jìn)行場(chǎng)拌的混合料以及在IDK165+630～I(xiàn)DK165+750段路基填筑面上進(jìn)行路拌的混合料均能夠達(dá)到B級(jí)填料要求，能夠滿足施工需要，可用于基床以下路堤及基床底層改良土填筑施工。

3.2 攤鋪厚度

本次試驗(yàn)段填筑采用了不同的攤鋪厚度，通過路拌和場(chǎng)拌進(jìn)行不同填筑，其最佳的松鋪厚度為33cm。

3.3 碾壓遍數(shù)

無論是路拌還是場(chǎng)拌，在進(jìn)行碾壓時(shí)，均要進(jìn)行靜壓、弱振、強(qiáng)振、弱振及靜壓收光。

在基床以下路堤填筑時(shí)，可按照靜壓一遍，弱振一遍、強(qiáng)振2遍、弱振1遍及靜壓收光的碾壓方式進(jìn)行，其檢測(cè)的數(shù)據(jù)滿足設(shè)計(jì)。

在進(jìn)行基床底層填筑時(shí)，按照靜壓一遍、弱振一遍、強(qiáng)振4遍、弱振1遍及靜壓收光的碾壓方式進(jìn)行，其檢測(cè)的數(shù)據(jù)滿足設(shè)計(jì)。

3.4 機(jī)具組合

根據(jù)試驗(yàn)段的組合配合，在一個(gè)施工區(qū)段內(nèi)機(jī)械最佳配置方式為挖掘機(jī)4臺(tái)，推土機(jī)3臺(tái)，小型夯實(shí)機(jī)5臺(tái)、平地機(jī)1臺(tái)、裝載機(jī)3臺(tái)、路拌機(jī)1臺(tái)、壓路機(jī)2臺(tái)，自卸車20輛，輔助人員約15人。

4 結(jié)束語

通過該路段的回填試驗(yàn)，確定了拌合方式、碾壓遍數(shù)、攤鋪厚度和機(jī)具組合等參數(shù)，確定填筑施工工藝，為今后類似工程提供一定的借鑒。

作者簡(jiǎn)介：聶美平（1975—），男，重慶武隆人，工程師，研究方向：水利水電施工、地基與基礎(chǔ)工程施工技術(shù)。