高速鐵路路基改良土填筑試驗及施工工藝研究▲

摘 ?要：為確定摻有水泥的改良素土在高速鐵路建設中應用和施工參數，以新建鄭濟鐵路平原新區站路基填筑施工為依托，對水泥摻量為5%的素土填筑壓實進行現場試驗，根據設計及驗標要求確定試驗目的，總結施工參數;試驗結果表明：素土中摻一定比例的水泥可有效提高路基壓實效果，壓實系數可以滿足設計要求;通過試驗所確定松鋪厚度及機械碾壓組合有效地提高施工效率和控制路基填筑質量;該試驗總結成果可為類似工程提供參考。

關鍵詞：高速鐵路;路基工程;水泥化學改良土;填筑試驗;施工工藝

中圖分類號：U213.1???文獻標識碼：A ???文章編號：2096-6903（2019）03-0000-00

0 引言

高速鐵路路基所用填筑材料需根據地域實際地址情況進行確定;不同區域地理條件會對高速鐵路路基填筑材料和施工工藝產生較大影響和限制，相關研究人員要對特定區域下的特殊地質條件和地理環境所需的填筑材料、施工工藝進行創新研究。

本文以新建鄭州至濟南高速鐵路項目為研究對象，研究驗證含砂率較高的素土在摻有一定比例的水泥條件下進行改良并經填筑壓實試驗后是否滿足設計要求，并對大面積施工參數進行專項研究。

1工程概況

鄭州至濟南鐵路正線設計為雙線客運專線鐵路，設計速度350km/h，路基起訖樁號為DK372+322.99～DK374+964.76，總長度為2641.77m，包含兩個區間路基、一個站場路基。本文涉及試驗段選定在DK372+322.99～DK372+479段，全長約156m，該試驗段具有完整正線路基100m左右、一處路橋過渡段及一處路涵過渡段，具有較強的代表性;正線路基從下到上依次為級配碎石褥墊層、摻有5%水泥改良土本體、摻有6%水泥改良土基床底層、摻有5%水泥級配碎石基床表層。

2試驗原理及方法

2.1實驗目的

（1）確定水泥化學改良土填料松鋪厚度;（2）確定水泥化學改良土壓實最佳含水量控制指標;（3）確定壓實設備噸位及壓實遍數以及運輸機械、攤鋪機械、壓實機械的配備比例。

2.2試驗原理

試驗前土源質量、化學改良土質量均需經拌合站拌合試驗檢測合格，運至現場后開始進行填筑壓實試驗。試驗時，初始松鋪厚度分別為25cm、30cm和35cm，依次壓實4遍、6遍、8遍后測量并記錄壓實系數K值，根據試驗數據修正設計松鋪厚度并重新進行現場試驗，反復進行以上步驟，直到求得滿意結果為止。

2.3試驗過程

填筑前需要確定線路中樁和邊線樁，其中每兩個邊線樁間隔10cm，且邊線應比設計預留50cm余量。填筑時路基試驗段分別按照25cm、30cm、35cm的厚度進行松鋪并壓實，通過三種松鋪厚度的不同壓實情況統計分析相應的壓實系數和松鋪系數，依此確定壓實厚度最接近30cm的松鋪厚度。按照網格法確定填土區段內布料量，網格面積為每車布料運量與攤鋪厚度的比值，且縱向網格線的間距應該小于10cm，卸土布料時確保卸料均勻。

3施工工藝研究

3.1改良土生產

改良土采用場拌法生產，對進場土源進行嚴格控制，對含有雜草、樹根的土源必須在場外處理干凈后方可進場;含有生活垃圾及建筑垃圾的土源應作棄方處理;對含有粒徑較大的土源在場內進行篩分，并將大粒徑素土通過破碎機破碎后再投入生產使用。

3.2攤鋪整平

進行路基填筑工程時，依次利用推土機進行粗平、利用平地機進行細平，達到平整標準后分層松鋪，可以采用利用水準儀測量頂面標高的方法控制每一層的松鋪厚度。松鋪完成后，按照4%高差的標準設置人字形橫坡進行填筑。

3.3.灑水晾曬

在攤鋪整平及填筑過程中，應根據填料含水率測量結果動態進行灑水晾曬，即測量結果小于最佳含水率時，需要灑水，否則應該進行晾曬，通過灑水和晾曬方法確保整個填筑過程中含水率始終為最佳。

3.4碾壓

完成了前三道工序，當松鋪厚度、平整度及含水率都符合設計要求后，即可進行碾壓，碾壓時要注意控制相鄰輪跡重疊不宜小于0.4m，相鄰兩區段縱向重疊不小于2m，上下兩層填筑接頭應錯開不小于3m，最終壓實厚度及實驗檢測結果應符合設計要求。

4試驗數據統計分析

路基本體填筑壓實時按照4遍、6遍和8遍碾壓檢測結果進行數據統計分析，不同試驗松鋪厚度的壓實度如表1所示;根據表1中數據統計經理論計算可得，最佳松鋪厚度為32cm，壓實遍數為8遍，壓實系數與松鋪厚度、碾壓遍數關系如圖1所示，松鋪系數與松鋪厚度、碾壓遍數如圖2所示。

根據試驗數據可知，松鋪厚度32cm時，碾壓4遍后的壓實厚度為30.189cm，對應的壓實系數為0.883;碾壓6遍后的壓實厚度為29.358cm，對應的壓實系數為0.922;碾壓8遍后的壓實厚度為29.091cm，對應壓實系數為0.941。

為證明松鋪為32cm厚度的改良土實際壓實情況能否符合壓實要求以及各項參數特征，在現場針對該項進行壓實試驗驗證，所得每組壓實遍數所對應的壓實厚度如下表2所示。

分析松鋪厚度為32cm的改良土壓實結果可知，理論分析與試驗結果稍有偏差。試驗中，松鋪32cm厚的改良土，碾壓8遍后的壓實厚度為30cm，對應的壓實系數為0.925，松鋪系數為1.067。理論與實驗相結合分析可知，最佳松鋪厚度可選用32cm，在實際填筑中要嚴格控制松鋪厚度不應大于32cm。

5結語

通過對水泥摻量為5%的改良土進行現場試驗，得出以下結論：

（1）化學改良土摻料比為：水泥5kg：素土（干土）100kg;試驗確定填料松鋪厚度最大值為32cm，采用26噸ZRS326壓路機，壓實遍數為8遍，壓實遍數組合為靜壓1遍+弱震2遍+強震4遍+靜壓1遍;碾壓行駛速度宜為2.5km/h，最大速度不超過4km/h。

（2）最終試驗確定的松鋪厚度為32cm壓實后的壓實系數K=0.96>0.92，滿足設計要求。

（3）試驗確定壓實的最佳含水量為12.1%，填料在最佳含水率的10.1%～14.1%范圍內。

參考文獻

[1]馬學寧，梁波，黃志軍，等.高速客運專線路基改良填料的試驗研究[J].鐵道學報，2005，27（5）：96-101.

[2]龔軍平.高速鐵路路基改良土工程性質試驗及施工技術研究[D].西南交通大學，2006.

收稿日期：2019-05-23

▲基金項目：中鐵十六局集團第一工程有限公司新技術開發計劃。

作者簡介：田玉兵（1984—），男，貴州沿河人，本科，工程師，研究方向：隧道工程。

Research on Filling Test and Construction Technology for Improved Soil of High-speed Railway Subgrade

TIAN Yubing

（China Railway 16th Bureau Group First Engineering Co.Ltd.， Beijing ?101300）

Abstract：?In order to verify the application of cement-enhanced soil improvement in the construction of high-speed railways and the determination of construction parameters， based on the construction of the subgrade of the new Zhengzhou-Zhejiang railway plain new area， the cement-encased soil is filled with 5% of the plain soil. Compaction is carried out on-site test， the purpose of the test is determined according to the requirements of design and standard verification， and the construction parameters are summarized. The test results show that mixing a certain proportion of cement in plain soil can effectively improve the compaction effect of the roadbed， and the compaction coefficient can meet the design requirements; The determined loose paving thickness and mechanical rolling compaction effectively improve the construction efficiency and control the subgrade filling quality; the results of this test can provide a reference for similar projects.

Keywords： high-speed railway; subgrade engineering; cement chemically improved soil; filling test; construction technology