高速鐵路路基A、B組填料改良技術探討

■ 湯勇 馬建濤

1 工程概況

京滬高速鐵路德州東站站場及區間路基里程D K326+192.25—D K330+090.46，全長3 898.21 m，路基平均填土高度5.6 m。 原設計站場及區間共填筑改良土81.369 2萬m3，其中基床以下路堤填筑摻4％水泥改良土53.781 8萬m3，基床底層填筑摻5％水泥改良土27.587 4萬m3。施工中由于取土場土的天然含水量過高，對工期影響很大，經業主同意變更為A、B組填料。變更后實際填筑A、B組填料57萬m3。

經調查，德州地區采購A、B組填料與采購碎石的成本相當，且天然A、B組填料質量難以控制。為解決填料問題，工程采取碎石摻土改良A、B組填料，以保證填料質量。碎石土路基試驗段施工里程為DK327+050—DK327+150，全長100 m，試驗段填高90 cm，分3層填筑，填料為75％碎石摻加25％土，碎石粒徑為0～40 mm，土為粉質黏土，拌和后經試驗混合料為土質細角礫，屬于B組填料。

2 高速鐵路路基檢測標準

基床底層壓實標準見表1，基床以下路基壓實標準見表2。

沿線路縱向每100 m每壓實層抽樣檢驗孔隙率6點，其中：左、右距路肩邊線1 m處各2點，路基中部2點；每100 m每填高約90 cm抽樣檢驗地基系數K304點、靜態變形模量Ev24點；動態變形模量Evd4點，其中：距路基邊線2 m處左、右各1點，路基中部2點。

3 室內試驗數據

為保證路基試驗段的填料符合A、B組填料要求，施工前按75％碎石摻加25％土的摻配比例拌和后對混合料進行試驗。試驗結果：混合料最大干密度2.26 g/cm3，最佳含水率5.2％，顆粒密度2.65 g/cm3。對填料進行顆粒分析后定名為土質細角礫，屬B組填料。篩分數據見表3，顆粒大小分配曲線見圖1。

表1 基床底層壓實標準壓實標準填料 地基系數K30/變形模量 動態變形模量 孔隙率（MPa·m－1）E v2/MPa E vd/MPa n/％碎石類及130 60 40 28粗礫土表2 基床以下路基壓實標準壓實標準填料 地基系數K30/變形模量 動態變形模 孔隙率（MPa·m－1）E v2/MPa量E vd/MPa E/％碎石類及150 45 -- 31粗礫土表3 顆粒大小分析試驗數據留篩 累積留 小于該孔 小于該孔 小于該孔徑篩 孔徑/試樣 篩試樣 徑試樣的 徑試樣的 試樣質量占號mm質量/g質量/g質量/g質量百分 總試樣質量數/％百分數/％60 0 0 10 000 100 100 40 706 706 9 294 93 93粗 20 3 442 4 148 5 852 59 59 篩10 1 341 5 489 4 511 45 45 5 134 5 623 4 377 44 44 2 312 5 935 4 065 41 41 1 251 6 186 3 814 38 38細 0.5 529 6 715 3 285 33 33 0.25 252 6 967 3 033 30 30 篩0.075 398 7 365 2 635 26 26篩底 2 624 9 989 0 0 0

通過室內試驗，填料符合基床底層及基床以下路基填料設計和《客運專線鐵路路基工程質量驗收暫行標準》要求。

4 施工工藝

碎石摻土拌和工藝流程見圖2，碎石土填筑工藝流程見圖3。

4.1 填料的拌和及運輸

4.2 分層填筑

分層填筑時，松鋪厚度第一層暫按35 cm確定，施工中經過總結，最后確定該混合料的松鋪系數為1.13，確保填料壓實后厚度在30 cm以內。

4.2.1 碎石土填筑

在路基填筑區用白灰撒出方形網格，確定自卸汽車的卸土車位。網格尺寸確定方法：按照路基寬度和自卸車寬度確定網格的橫向寬度和網格數量，按照網格橫向數量、汽車載重量、松鋪厚度和網格寬度計算出網格的縱向長度。

4.2.2 攤鋪平整

采用推土機初平，平地機精平，設專人及時鏟除離析混合料，補以新混合料，按4％橫坡兩邊低中間高平整，以便壓實后路基排水。

4.2.3 碾壓夯實

采用重型振動壓路機按不同碾壓遍數確定最佳壓實組合。碾壓時先靜壓一遍，對出現的坑洼進行填補、平整。由兩邊向中間，縱向進退式進行。橫向輪跡重疊不少于40 cm，縱向輪跡搭接碾壓不少于2 m，每填層橫向間搭接時，預留3 m的搭接長度。試驗段第一層采用“靜壓一遍+弱振二遍+強振二遍+弱振一遍+靜壓一遍”，第二層采用“靜壓一遍+弱振一遍+強振三遍+弱振一遍+靜壓一遍”，第三層采用“靜壓一遍+弱振一遍+強振二遍+弱振二遍+靜壓一遍”。

5 現場檢測

試驗段現場檢測數據匯總見表4。

采用SPSS 19.0軟件對數據進行分析處理，學生考試成績為計量資料，以（均數±標準差）表示，采用t檢驗；學生調查問卷結果為計數資料，以（n，%）表示，采用χ2檢驗，以P＜0.05表示差異具有統計學意義。

現場取樣混合料進行顆粒分析試驗，篩分數據見表5，顆粒大小分配曲線見圖4。各項檢測指標均符合設計和《客運專線鐵路路基工程質量驗收暫行標準》要求。

6 施工質量控制要點

（1）填筑前必須做好對地基的檢查及驗收，確保各項指標達到《客運專線鐵路路基工程質量驗收暫行標準》要求。

（2）拌和站不同材料應分類集中堆放，不得相互混淆。

圖1 顆粒大小分配曲線

圖2 碎石摻土拌合工藝流程

圖3 碎石土填筑工藝流程

表4 現場檢測數據匯總?表5 混合料篩分數據?

圖4 顆粒大小分配曲線

（3）嚴格按技術交底和試驗數據進行拌和，試驗室派專人定時抽檢混合料指標，及時反饋操作手進行調整，保證混合料質量。

（4）松鋪厚度和壓實遍數組合通過現場試驗確定后應嚴格執行。

（5）工序應控制合理，按照監理程序及時報檢。

（6）下一層施工前，若前一層表面較干燥，應用灑水車適當灑水、濕潤，確保層與層之間結合緊密。

7 填筑效果

在碎石摻土路基試驗段施工過程中，現場布料后用推土機粗略攤平預壓，再用平地機精平一遍，采用重型壓路機壓實七遍，碾壓組合為“靜壓一遍+弱振一遍+強振二遍+弱振二遍+靜壓一遍”時效果最佳，此時，松鋪系數為1.13，松鋪厚度為34 cm。后期路基填筑過程中，經檢驗按上述參數施工路基質量滿足設計和《客運專線鐵路路基工程質量驗收暫行標準》要求。

8 施工中易出現的問題

雖然B組填料對碎石土中粗粒料的級配沒有要求，但拌合過程中若碎石級配不良，會造成混合料出現離析和骨料集中現象，造成碾壓指標不合格。

雨季施工中碎石土在下雨前應及時碾壓封閉，若不能封閉應采取覆蓋措施，避免雨水滲入。若雨水滲入未碾壓碎石土，會造成混合料中土液化并滲入下層長時間難以晾曬至最佳含水率，出現填層翻漿造成返工。

碎石土檢測孔隙率較易達到規范要求，但K30指標波動較大，以K30作為自檢手段可縮短檢測時間，減少不必要的檢測。

9 結束語

碎石土正常情況下費用遠高于天然A、B組填料，但對于填料需遠運的平原地區情況有所不同，天然A、B組填料中含有部分細粒土，而采購碎石摻加當地細粒土進行改良能減少填料遠運數量，加快施工進度，對同類工程有借鑒意義。

10 參考文獻

[1] 鐵建設［2005］160號 客運專線鐵路橋涵工程施工質量驗收暫行標準[S]