高鐵滲水土路基填筑施工工藝參數(shù)分析

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【摘要】以京唐鐵路JTZQ-6標(biāo)段工程為背景，圍繞滲水土路基填筑展開試驗，由此明確具體施工參數(shù)，并針對項目應(yīng)用的CFG樁加固技術(shù)，分析其工藝要點，旨在為類似工程提供參考。

【關(guān)鍵詞】滲水土；路基填筑；CFG樁

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、地勢開闊的基本特點。現(xiàn)場勘察結(jié)果表明，沿線分布第四系孔隙潛水，埋深約3m。地下水補給形式相對單一，以大氣降水為主，具有較強的硫酸鹽侵蝕特點。路基為基礎(chǔ)施工內(nèi)容，通過CFG樁實現(xiàn)對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工藝試驗內(nèi)容

1）組織物理指標(biāo)試驗，通過此方式掌握填料的質(zhì)量情況，基本測試指標(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)備行進速度等，碾壓階段包含設(shè)備組合方式、機具選擇、設(shè)備行進速度等。

3滲水土填筑碾壓方式、松鋪厚度及碾壓速度試驗

滲水土填筑對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)。選擇長度為100m的代表性路段，于該處組織填筑工藝試驗，分析填筑工藝參數(shù)的可行性，視實際結(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。

3.1碾壓方式組合試驗

碾壓方式組合試驗共采用3種方式，具體碾壓區(qū)域為第一層左側(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+強振1遍+再靜壓1遍；2）靜壓1遍+弱振1遍+強振2遍+再靜壓1遍；3）靜壓1遍+弱振1遍+強振3遍+再靜壓1遍?？梢缘弥?，上述3種碾壓方式的區(qū)別在于強振遍數(shù)不同，施工期間設(shè)備行進速度都控制為2.5km/h，虛鋪厚度為35cm。

3.2填料填筑虛鋪厚度試驗

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，展開對比試驗。碾壓作業(yè)采取的是靜壓1遍+弱 振1遍+強振2遍+再靜壓1遍的方式，施工期間設(shè)備行進速度為2.5km/h。

3.3機械碾壓速度試驗

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，在此條件下展開對比試驗。結(jié)束碾壓作業(yè)后檢測壓實度指標(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)備行進速度以及厚度控制標(biāo)準(zhǔn)。

4試驗結(jié)果分析

4.1試驗段填筑試驗

施工單位自檢，同時由監(jiān)理嚴格檢查試驗段施工質(zhì)量情況。結(jié)果表明：若選擇AB組（滲水土）填料，此時的路堤及基床底層施工質(zhì)量良好，實測的壓實標(biāo)準(zhǔn)可滿足要求，可以得知虛鋪系數(shù)為1.15。壓實作業(yè)可選設(shè)備為18t壓路機，要求松鋪厚度控制為35cm，施工期間加強對含水率的控制，參考的是最佳含水率的40%，實際結(jié)果應(yīng)在該值的±1%范圍內(nèi)波動。基床以下路堤施工時，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)。

4.3各項試驗指標(biāo)的關(guān)系分析

試驗檢測數(shù)據(jù)要具有代表性且在數(shù)量上應(yīng)相對較多，因此增加試驗檢測頻率，根據(jù)現(xiàn)行規(guī)范得知，在K30（地基系數(shù)）、Evd（動態(tài)變形模量）、Ev2（靜態(tài)2次變形模量）3項指標(biāo)的測試中，每填高90cm所設(shè)置的測點數(shù)量應(yīng)達到4個，實際采取每填高30cm便設(shè)置測點的方式。K30、Ev2的檢測流程較為復(fù)雜，對人力資源以及時間都提出更高的要求，通過試驗后分析2項指標(biāo)與Evd的關(guān)系，再根據(jù)Evd的實測值進一步得出K30、Ev2的值，此方式可有效提高檢測效率。通過對檢測結(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。

5CFG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)備以長螺旋鉆機為主，并配套混凝土攪拌機，共同配合從而高效完成CFG樁的施工作業(yè)。

5.1鉆機就位

根據(jù)施工要求使鉆機轉(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，若存在偏差則及時調(diào)整，確保鉆桿與樁位中心對齊，嚴格控制好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)計配比為準(zhǔn)稱量原材料，混合后再給予充分的攪拌，為確保混合料質(zhì)量，每盤攪拌時間至少要達到60s，檢驗生產(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，樁體強度難以達到設(shè)計要求；若坍落度低于該區(qū)間，則會對泵送性能造成影響。此外，選取2組試塊，分析其強度情況，進一步檢驗配合比的可行性。

5.3鉆進成孔

鉆孔初期需要關(guān)閉鉆頭閥門，伴隨鉆進作業(yè)的持續(xù)推進，鉆頭觸及地面后則要及時開啟馬達，以便快速向下鉆進。遵循先慢后快的原則，鉆桿晃動時則要適當(dāng)放慢進尺，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)實際情況靈活調(diào)整【2】。對于卵石層的鉆進作業(yè)，會導(dǎo)致進尺變慢，與此同時，可見機架發(fā)生輕微的晃動現(xiàn)象，可以根據(jù)此特征判斷鉆桿進入該層的深度。

5.4灌注、拔管

鉆進并滿足深度要求后，需選擇合適的時間提拔鉆桿，考慮混合料泵送量的實際情況，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)，將鉆機轉(zhuǎn)移到下一施工點位，施工作業(yè)有序推進。

5.5注意事項

1）成孔深度達到設(shè)計要求后及時暫停鉆進，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，加振時間為3～5s，通過此方式提高混合料密實度。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)致停機待料現(xiàn)象。通過地質(zhì)勘察報告分析施工情況，盡可能避開飽和砂土。完成灌注施工后，及時使用水泥袋蓋好樁頭，實現(xiàn)有效的防護。施工期間要注重對投料量的控制，必須達到設(shè)計灌注量或根據(jù)實際情況適當(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，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，將其作為路基填筑施工材料可達到提高排水效率、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，以期給類似工程提供參考。

【參考文獻】

【1】賈鈺仁.鐵路軟土地基加固CFG樁設(shè)計與施工技術(shù)研究[J].工程建設(shè)與設(shè)計,2020(3):222-224.

【2】龍云.武黃城際鐵路滲水土路基填筑施工技術(shù)[J].建筑機械,2017(5):97-99.

作者：劉慧忠 單位：鐵正檢測科技有限公司