高速鐵路路基碎石墊層+板筏施工工藝

吳 延 忠

(中鐵一局集團(tuán)第三工程有限公司，陜西 寶雞 721000)

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高速鐵路路基碎石墊層+板筏施工工藝

吳 延 忠

(中鐵一局集團(tuán)第三工程有限公司，陜西 寶雞 721000)

結(jié)合某高速鐵路工程實例，介紹了鐵路路基碎石墊層+板筏的結(jié)構(gòu)原理及特點(diǎn)，主要對該結(jié)構(gòu)的施工工藝流程及技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行了闡述，分析了施工質(zhì)量控制措施，指出該工藝可有效降低路基沉降和不均勻沉降。

高速鐵路，路基，碎石墊層，板筏

0 引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)實力的不斷增強(qiáng)和鐵路施工技術(shù)的不斷發(fā)展，我國客運(yùn)專線、高速鐵路進(jìn)入建設(shè)高峰期。為了達(dá)到高速鐵路列車運(yùn)行要求，在高速鐵路路基施工中，不僅要對地基進(jìn)行處理，確保沉降量滿足要求，同時還要嚴(yán)格控制路基不均勻沉降，確保路基整體穩(wěn)定性，因此在路基施工中引入房屋高層建筑中常用的板筏基礎(chǔ)，以增強(qiáng)路基整體穩(wěn)定性，更好的抵抗路基不均勻沉降。

1 工程概況

京滬高速鐵路土建工程二標(biāo)段德州東站站場及區(qū)間路基起訖里程DK326+192.25～DK330+090.46，全長3 898.21 m，路基平均填土高度5.6 m。路基基底采用CFG樁處理，上部核心區(qū)樁頂設(shè)置碎石墊層+板筏的結(jié)構(gòu)形式(見圖1)，非核心區(qū)設(shè)置樁帽+碎石墊層結(jié)構(gòu)形式。

2 結(jié)構(gòu)原理及特點(diǎn)

1)結(jié)構(gòu)原理：通過整體的混凝土平板將下部單個獨(dú)立的CFG樁聯(lián)系起來，將上部傳來的荷載均勻傳遞到下部CFG樁，組成樁板結(jié)構(gòu)，共同抵抗路基沉降及不均勻沉降。

2)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。a.該結(jié)構(gòu)整體性強(qiáng)，施工簡單。b.工程質(zhì)量有保證，承載力大，沉降均勻。c.施工進(jìn)度快，效率高。

3 施工工藝

3.1 施工準(zhǔn)備

1)按照設(shè)計圖紙進(jìn)行測量放樣并用灰線撒出核心區(qū)域及非核心區(qū)域界線。2)對核心區(qū)CFG樁頭按設(shè)計標(biāo)高進(jìn)行截樁處理，并將樁頭鑿平。

3.2 板筏施工工藝流程

碎石墊層+板筏施工工藝流程見圖2。

3.3 施工方法

1)碎石墊層施工。

a.現(xiàn)場樁檢合格后，復(fù)核圖紙準(zhǔn)確無誤后進(jìn)行施工測量，放樣左邊樁、左側(cè)核心區(qū)界限、中樁、右側(cè)核心區(qū)邊界及右邊樁，并測量高程。做好施工場地清理，地面處理及臨時排水設(shè)施。b.用小型壓路機(jī)碾壓松散的樁間土并填至樁頂標(biāo)高，碾壓不到處人工夯實，如CFG樁邊緣。c.用拉料車將碎石運(yùn)至施工區(qū)域附近，小型裝載機(jī)倒入，人工配合攤鋪15 cm厚進(jìn)行整平，嚴(yán)禁用大型機(jī)械進(jìn)行攤鋪。d.碎石碾壓。小型壓路機(jī)對鋪設(shè)好的碎石進(jìn)行碾壓，直到符合設(shè)計要求后方可進(jìn)行板筏施工。

2)板筏施工。板筏設(shè)計采用C30混凝土，厚50 cm，縱向一次澆筑20 m(設(shè)計20 m留一道施工縫)，橫向按設(shè)計寬度進(jìn)行施工，從20 m～30 m不等。

a.鋼筋加工。鋼筋加工及安裝。鋼筋在鋼筋加工場內(nèi)采用閃光對焊進(jìn)行加工，加工完成后通過炮車運(yùn)至施工現(xiàn)場(人工裝卸)，現(xiàn)場鋼筋按照間距20 cm進(jìn)行綁扎，要求結(jié)實牢固，尺寸均勻，誤差滿足要求，鋼筋接頭應(yīng)設(shè)置在承受應(yīng)力較小處，并分散布置應(yīng)符合要求。鋼筋加工及安裝要求如表1所示。

表1 鋼筋加工及安裝要求 mm

b.模板安裝。模板采用鋼模或木模拼裝，模板與模板之間用雙面膠連接，以防模板漏漿，模板表面涂刷脫模劑，模板支撐牢靠。模板安裝尺寸允許偏差見表2。

c.混凝土澆筑。坍落度要求18 cm～20 cm，入模溫度5 ℃～30 ℃，與外界溫差不大于15 ℃。檢測頻率:澆筑混凝土期間每臺班三次。混凝土試件制作：澆筑混凝土?xí)r每臺班5組：同條件養(yǎng)護(hù)2組；標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)3組。

表2 模板安裝尺寸允許偏差

混凝土在拌和站集中拌制，混凝土攪拌運(yùn)輸車運(yùn)至現(xiàn)場。混凝土運(yùn)輸途中以2 r/min～4 r/min的慢速進(jìn)行攪動，卸料前應(yīng)以常速再次進(jìn)行攪拌。混凝土運(yùn)至預(yù)制場后經(jīng)試驗人員及監(jiān)理工程師共同檢測合格后方可使用。按每片板一組制取混凝土試件。

混凝土澆筑采用溜槽和泵送入模，人工振搗澆筑。混凝土澆筑時應(yīng)該按照由一端向另一端推進(jìn)分兩層進(jìn)行澆筑，每層厚度0.25 cm。

混凝土振搗采用插入式振動棒振搗，振搗時堅持“快插慢拔”的原則，每次振搗時間直到混凝土不再下沉、無氣泡上升、表面出現(xiàn)水泥漿，并有水平面為止。平均每30 cm振搗一次。在振搗過程中嚴(yán)禁漏振、偏振、過振，振搗時避免碰撞模板和鋼筋。

在混凝土振搗完成后要及時進(jìn)行第一次收面，待混凝土初凝時，對混凝土表面進(jìn)行二次收面，確保板筏頂面平整，無裂縫。

初凝后混凝土表面進(jìn)行拉毛處理，拉毛采用硬質(zhì)毛刷在表面進(jìn)行橫向拉毛，拉毛深度要均勻，控制在0.5 mm～1 mm，線條順直、均勻，面板平整，粗糙。

d.脫模及養(yǎng)護(hù)。當(dāng)混凝土強(qiáng)度達(dá)到2.5 MPa，且能保證其表面及棱角不致因拆模而損壞時方可拆除模板。模板拆除采用吊車調(diào)離，打磨涂油并吊裝到下一組板筏施工。

混凝土養(yǎng)護(hù)，采用土工布覆蓋，灑水養(yǎng)護(hù)。待強(qiáng)度達(dá)到70%時就可以進(jìn)行路基填筑;冬季施工時必須注意保溫措施，如：搭蓋火爐，采用蒸汽養(yǎng)護(hù)等。

每2塊混凝土板筏之間設(shè)1道2 cm瀝青模板作為伸縮縫材料進(jìn)行填塞，填塞深度20 cm，在澆筑混凝土前固定在模板內(nèi)側(cè)。

e.主要施工機(jī)械設(shè)備與勞動力配置見表3，表4。

表3 主要機(jī)械配置表

4 施工質(zhì)量控制

1)建立健全質(zhì)量管理制度：施工過程中自下而上按照“跟蹤檢查、復(fù)檢、抽檢”三個檢查等級分別實施檢查任務(wù)。在嚴(yán)格內(nèi)部“自檢、互檢、交接檢”的“三檢”制度的基礎(chǔ)上，認(rèn)真接受建設(shè)單位質(zhì)量監(jiān)督和監(jiān)理單位的監(jiān)理，自始至終密切配合，嚴(yán)格服從。2)原材質(zhì)量控制：鋼筋、砂石料、外加劑等嚴(yán)格按照設(shè)計要求進(jìn)行采購，并對采購的材料與設(shè)備通過試驗手段進(jìn)行復(fù)檢與驗收，核查相關(guān)的資料，采購人員與管庫人員之間對各種原材料認(rèn)真做好交接記錄。鋼筋原材存放必須下墊上蓋，避免鋼筋銹蝕，按規(guī)格類型分別存放，并設(shè)立標(biāo)示標(biāo)牌。3)鋼筋加工及綁扎控制：現(xiàn)場技術(shù)人員認(rèn)真核查圖紙，編制技術(shù)交底，經(jīng)技術(shù)主管復(fù)核后下發(fā)。鋼筋加工及綁扎過程中認(rèn)真檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時糾正。4)模板控制：定型模板到場后進(jìn)行試拼、校正、改裝，并編號使用。5)混凝土攪拌及運(yùn)輸控制：混凝土采用拌和站集中拌制，混凝土罐車運(yùn)至現(xiàn)場。6)混凝土澆筑過程控制：混凝土澆筑現(xiàn)場技術(shù)員全程旁站，監(jiān)控混凝土施工質(zhì)量。7)試驗控制：試驗人員嚴(yán)格按照規(guī)范要求頻次對原材料進(jìn)行取樣試驗，混凝土澆筑前現(xiàn)場檢測，并做到及時準(zhǔn)確。8)現(xiàn)場管理控制：施工班組是現(xiàn)場施工的實施者，現(xiàn)場技術(shù)員是現(xiàn)場施工的管理者和服務(wù)者，只有兩者間的密切配合才能使現(xiàn)場施工得到最優(yōu)的質(zhì)量保證、最快的進(jìn)度體現(xiàn)、最大的效益實現(xiàn)。

表4 勞動力配置表 人

5 沉降數(shù)據(jù)分析

板筏施工完成后待混凝土強(qiáng)度達(dá)到要求，開始在上面進(jìn)行路基填筑，并進(jìn)行路基沉降觀測，通過對觀測結(jié)果分析表明該段路基一般沉降量在1.5 mm～6.5 mm之間，累計最大沉降量為9.64 mm，相鄰觀測點(diǎn)之間的沉降差也都在5 mm之內(nèi)，完全滿足所有觀測斷面的預(yù)測工后沉降sR=s(T3-T0)+sst≤15 mm的要求。說明碎石墊層+板筏結(jié)構(gòu)安全可靠，在高速鐵路施工中的應(yīng)用是成功的。圖3是DK327+330 L1點(diǎn)觀測時間—沉降曲線圖。

6 結(jié)語

碎石墊層+板筏結(jié)構(gòu)能有效的降低路基沉降和不均勻沉降，而且施工工藝簡單，施工速度快，能有效節(jié)約路基施工工期，在高速鐵路路基施工中值得推廣應(yīng)用。

The gravel cushion+raft board construction technology of high speed railway sub-grade

Wu Yanzhong

(ThirdEngineeringLimitedCompany,ChinaRailwayFirstBureauGroup,Baoji721000,China)

Combining with the engineering example of a high speed railway, this paper introduced the structure principle and characteristics of railway sub-grade gravel cushion+raft board, mainly elaborated the construction process and technology key points of the structure, analyzed the construction quality control measures, pointed out that this technology could effectively reduce the sub-grade settlement and uneven settlement.

high speed railway, sub-grade, gravel cushion, raft board

2015-02-28

吳延忠(1978- )，男，工程師

1009-6825(2015)13-0140-02

U416.214

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