高鐵滲水土路基填筑施工工藝及參數(shù)

劉慧忠

（鐵正檢測(cè)科技有限公司，濟(jì)南 250014）

1 工程概況

京唐鐵路JTZQ-6 標(biāo)段起止里程為 DK128+077.46 ～DK153+874.6，本段以新沖積平原地形為主，具有平坦、地勢(shì)開闊的基本特點(diǎn)?，F(xiàn)場(chǎng)勘察結(jié)果表明，沿線分布第四系孔隙潛水，埋深約3m。地下水補(bǔ)給形式相對(duì)單一，以大氣降水為主，具有較強(qiáng)的硫酸鹽侵蝕特點(diǎn)。路基為基礎(chǔ)施工內(nèi)容，通過CFG樁實(shí)現(xiàn)對(duì)地基的有效加固處理【1】，樁頂設(shè)0.15m 碎石墊層和0.5m 底板。以級(jí)配碎石為施工材料，經(jīng)填筑后形成厚度為0.4m 的路基基床表層；路堤基床底層用改良土填筑，厚度2.3m；使用滲水土填料完成基床底層建筑作業(yè)。

2 工藝試驗(yàn)內(nèi)容

1）組織物理指標(biāo)試驗(yàn)，通過此方式掌握填料的質(zhì)量情況，基本測(cè)試指標(biāo)包含含水率、密度、顆粒等；

2）填筑、碾壓設(shè)備選型；

3）施工工藝參數(shù)，填筑階段包含攤鋪厚度和設(shè)備行進(jìn)速度等，碾壓階段包含設(shè)備組合方式、機(jī)具選擇、設(shè)備行進(jìn)速度等。

3 滲水土填筑碾壓方式、松鋪厚度及碾壓速度試驗(yàn)

滲水土填筑對(duì)施工工藝提出較高的要求，遵循“三階段、四區(qū)段、八流程”的原則，依次完成各部分的填筑作業(yè)。選擇長(zhǎng)度為100m 的代表性路段，于該處組織填筑工藝試驗(yàn)，分析填筑工藝參數(shù)的可行性，視實(shí)際結(jié)果靈活調(diào)整。路基加固選用的是CFG 樁。鋪設(shè)碎石墊層和鋼筋混凝土底板，若質(zhì)量滿足要求，則組織滲水填料填筑試驗(yàn)。

3.1 碾壓方式組合試驗(yàn)

碾壓方式組合試驗(yàn)共采用3 種方式，具體碾壓區(qū)域?yàn)榈谝粚幼髠?cè)、右側(cè)和第二層的左側(cè)，主要工藝為：

1）靜壓 1 遍+弱振 1 遍+強(qiáng)振 1 遍+再靜壓 1 遍；

2）靜壓 1 遍+弱振 1 遍+強(qiáng)振 2 遍+再靜壓 1 遍；

3）靜壓 1 遍+弱振 1 遍+強(qiáng)振 3 遍+再靜壓 1 遍。

可以得知，上述3 種碾壓方式的區(qū)別在于強(qiáng)振遍數(shù)不同，施工期間設(shè)備行進(jìn)速度都控制為2.5km/h，虛鋪厚度為35cm。

3.2 填料填筑虛鋪厚度試驗(yàn)

填筑虛鋪厚度的控制標(biāo)準(zhǔn)取30cm、35cm、40cm，分析各自的施工情況，展開對(duì)比試驗(yàn)。碾壓作業(yè)采取的是靜壓1 遍+弱振1 遍+強(qiáng)振2 遍+再靜壓1 遍的方式，施工期間設(shè)備行進(jìn)速度為2.5km/h。

3.3 機(jī)械碾壓速度試驗(yàn)

第二層左、右側(cè)施工過程中，將各自的碾壓速度控制為2.5km/h、4km/h，在此條件下展開對(duì)比試驗(yàn)。結(jié)束碾壓作業(yè)后檢測(cè)壓實(shí)度指標(biāo)，包含孔隙率、彈性模量等，根據(jù)所得結(jié)果繪制曲線圖，分析在不同碾壓速度下各項(xiàng)指標(biāo)的具體表現(xiàn)，以此為依據(jù)確定合適的碾壓施工工藝，包含碾壓組合方式、設(shè)備行進(jìn)速度以及厚度控制標(biāo)準(zhǔn)。

4 試驗(yàn)結(jié)果分析

4.1 試驗(yàn)段填筑試驗(yàn)

施工單位自檢，同時(shí)由監(jiān)理嚴(yán)格檢查試驗(yàn)段施工質(zhì)量情況。結(jié)果表明：若選擇AB 組（滲水土）填料，此時(shí)的路堤及基床底層施工質(zhì)量良好，實(shí)測(cè)的壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)可滿足要求，可以得知虛鋪系數(shù)為1.15。壓實(shí)作業(yè)可選設(shè)備為18t 壓路機(jī)，要求松鋪厚度控制為35cm，施工期間加強(qiáng)對(duì)含水率的控制，參考的是最佳含水率的40%，實(shí)際結(jié)果應(yīng)在該值的±1%范圍內(nèi)波動(dòng)?；惨韵侣返淌┕r(shí)，應(yīng)有序完成5 遍碾壓作業(yè)。

4.2 滲水土填料虛鋪系數(shù)的確定

以表1 的內(nèi)容為參考，選擇合適的虛鋪系數(shù)。

表1 路基滲水土試驗(yàn)段第一層碾壓沉降量統(tǒng)計(jì)表

4.3 各項(xiàng)試驗(yàn)指標(biāo)的關(guān)系分析

試驗(yàn)檢測(cè)數(shù)據(jù)要具有代表性且在數(shù)量上應(yīng)相對(duì)較多，因此增加試驗(yàn)檢測(cè)頻率，根據(jù)現(xiàn)行規(guī)范得知，在K30（地基系數(shù)）、Evd（動(dòng)態(tài)變形模量）、Ev2（靜態(tài)2 次變形模量）3 項(xiàng)指標(biāo)的測(cè)試中，每填高90cm 所設(shè)置的測(cè)點(diǎn)數(shù)量應(yīng)達(dá)到4 個(gè)，實(shí)際采取每填高30cm 便設(shè)置測(cè)點(diǎn)的方式。K30、Ev2的檢測(cè)流程較為復(fù)雜，對(duì)人力資源以及時(shí)間都提出更高的要求，通過試驗(yàn)后分析2項(xiàng)指標(biāo)與Evd的關(guān)系，再根據(jù)Evd的實(shí)測(cè)值進(jìn)一步得出K30、Ev2的值，此方式可有效提高檢測(cè)效率。通過對(duì)檢測(cè)結(jié)果的分析得知，孔隙率＜15%，且Ev2也完全滿足要求，路堤中Evd為37.2，除此之外的其他指標(biāo)也都滿足要求，總體來看表現(xiàn)較佳。

5 CFG 樁加固處理施工技術(shù)

地基加固作業(yè)選擇的是CFG 樁，所用設(shè)備以長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)為主，并配套混凝土攪拌機(jī)，共同配合從而高效完成CFG 樁的施工作業(yè)。

5.1 鉆機(jī)就位

根據(jù)施工要求使鉆機(jī)轉(zhuǎn)移至指定位置，檢查垂直標(biāo)桿的位置情況，將其用于反映塔身導(dǎo)桿的位置，若存在偏差則及時(shí)調(diào)整，確保鉆桿與樁位中心對(duì)齊，嚴(yán)格控制好CFG 樁垂直度偏差，要求該值不可超過1%，否則視為不合格。

5.2 混合料攪拌

以設(shè)計(jì)配比為準(zhǔn)稱量原材料，混合后再給予充分的攪拌，為確?；旌狭腺|(zhì)量，每盤攪拌時(shí)間至少要達(dá)到60s，檢驗(yàn)生產(chǎn)所得的混合料性能。確保坍落度穩(wěn)定在16～20cm，若高于該區(qū)間，可見樁頂存在大量浮漿，樁體強(qiáng)度難以達(dá)到設(shè)計(jì)要求；若坍落度低于該區(qū)間，則會(huì)對(duì)泵送性能造成影響。此外，選取2組試塊，分析其強(qiáng)度情況，進(jìn)一步檢驗(yàn)配合比的可行性。

5.3 鉆進(jìn)成孔

鉆孔初期需要關(guān)閉鉆頭閥門，伴隨鉆進(jìn)作業(yè)的持續(xù)推進(jìn)，鉆頭觸及地面后則要及時(shí)開啟馬達(dá)，以便快速向下鉆進(jìn)。遵循先慢后快的原則，鉆桿晃動(dòng)時(shí)則要適當(dāng)放慢進(jìn)尺，以免出現(xiàn)樁孔偏斜現(xiàn)象。此外，施工作業(yè)面的標(biāo)高也是重要的控制指標(biāo)，需根據(jù)實(shí)際情況靈活調(diào)整【2】。對(duì)于卵石層的鉆進(jìn)作業(yè)，會(huì)導(dǎo)致進(jìn)尺變慢，與此同時(shí)，可見機(jī)架發(fā)生輕微的晃動(dòng)現(xiàn)象，可以根據(jù)此特征判斷鉆桿進(jìn)入該層的深度。

5.4 灌注、拔管

鉆進(jìn)并滿足深度要求后，需選擇合適的時(shí)間提拔鉆桿，考慮混合料泵送量的實(shí)際情況，調(diào)整好拔管速度，使兩者形成相匹配的關(guān)系，保證管內(nèi)的混合料穩(wěn)定在特定高度。對(duì)于飽和砂土層的施工作業(yè)，不允許停泵待料，正常狀況下拔管線速度以1.2～1.5m/min 為宜，對(duì)于淤泥質(zhì)土施工環(huán)境，則要適當(dāng)放慢速度。做好上根樁的施工作業(yè)，將鉆機(jī)轉(zhuǎn)移到下一施工點(diǎn)位，施工作業(yè)有序推進(jìn)。

5.5 注意事項(xiàng)

1）成孔深度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后及時(shí)暫停鉆進(jìn)，組織混合料的泵送施工作業(yè)，檢查鉆桿芯管內(nèi)部混合料的情況，若完全充滿則要及時(shí)拔管，單次提鉆高度應(yīng)控制在25cm 內(nèi)，避免先提管后泵料的情況。

2）完成灌注施工后，以插入式振搗棒為主要工具處理混凝土，加振時(shí)間為3～5s，通過此方式提高混合料密實(shí)度。樁頂用土封頂，保證施工質(zhì)量，不可出現(xiàn)干縮裂紋。

3）成樁施工作業(yè)要具有連續(xù)性，確保供料充足，以免因混合料供應(yīng)中斷而導(dǎo)致停機(jī)待料現(xiàn)象。通過地質(zhì)勘察報(bào)告分析施工情況，盡可能避開飽和砂土。完成灌注施工后，及時(shí)使用水泥袋蓋好樁頭，實(shí)現(xiàn)有效的防護(hù)。施工期間要注重對(duì)投料量的控制，必須達(dá)到設(shè)計(jì)灌注量或根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)增加。

4）成樁誤差應(yīng)控制在合理范圍內(nèi)，其中，樁長(zhǎng)允許偏差為100mm、樁徑為20mm、垂直度偏差不可超過1%。單排布樁時(shí)，要求樁位允許偏差不超過60mm。

6 結(jié)語

滲水土的特殊之處在于透水性較強(qiáng)，將其作為路基填筑施工材料可達(dá)到提高排水效率、減小工后沉降的效果，解決了傳統(tǒng)方式下因填料透水性不足而引發(fā)的路基質(zhì)量問題。本文則圍繞滲水土路基施工工藝展開探討，提出施工技術(shù)要點(diǎn)，以期給類似工程提供參考。