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【摘要】隨著國民經濟的快速發展,我國的鐵路建設進入了以高速鐵路為標志的高速發展階段,為減少資源的浪費和人為地破壞生態環境,在我國鐵路的施工建設中要求采用就地取土的原則,根據粉質土的特性及鐵路建設的需要,粉質土必須經改良后作為路基填料使用,我國內蒙是一個粉質土區域分布較廣的地區,現就路基工程中粉質性施工工藝作一簡單介紹。
【關鍵詞】高速鐵路粉質土路基填料施工工藝
0.引言
粉質土在作為我國內蒙廣闊土地中的主要土類的同時,也成為了我國內蒙地區鐵路建設的主要路基填料,粉質土是路基填筑用土中較差土類,我們在應用其的同時也必須對其進行利用改造,使其達到我們的應用標準。
1.工程概況及存在問題
粉質土顆粒細,水穩性差,當路基土體浸水后土顆粒間幾乎沒有粘結力,摩阻力也極小,雨季極易產生邊坡沖刷和滑塌。在我國的鐵路及公路施工中已經出現了由于路肩和邊坡表面雨水滲入路基,導致邊坡和路肩坍塌的事故。因此,應采取切實有效的措施,進行路基填筑的施工。
1.1粉質土易出現的問題
1.1.1粉質土的保水性差且灑水時不宜浸透,壓實較難控制,路基施工中經常導致壓實度不夠;
1.1.2在碾壓過程中用大型壓路機進行強振,遍數越多壓實度不但沒有增加,反而降低,經常出現返工,造成浪費機械臺班現象;
1.1.3粉土顆粒間摩擦力很小,在壓路機的震動。推擠作用下表層5cm范圍內的土表現比較松散,出現“脫皮”現象。
1.1.4表觀質量較差、平整度差、有波浪、碾壓時有輪輒。
1.2工程物理特性
1.2.1粉質土顆粒比較均勻,顆粒多集中在0.005mm~0.05mm
1.2.2粉質土粘聚力小,土體不能緊密相連,振動壓實時很難作用到較深土層。
1.2.3粉質土的保水性差,易失水,壓實時頂層5cm厚土層易與下部脫離,導致表層填筑壓實度達不到要求。
1.2.4粉質土的壓實度與含水量密切相關,含水量的大小對路基的壓實度影響很大。
2、粉質土路基填筑的主要施工處理方法
在我巴新鐵路大板北站站場工程施工過程中,針對粉質土特性,根據地質勘測的詳實報告及有關處理粉質土的經驗,在施工中采用了綜合處理的思想,并進行針對性研究,提出如下處理措施:
2.1放緩邊坡
根據粉質土填筑、開挖后易發生滑坡、坍塌現象,在粉質土施工中采用放緩邊坡方法使土體不易塌方,處于自穩狀態。增加壓實寬度原設計要求增加寬度30cm,在實際施工中根據具體實踐加寬到50~70cm,以預留沖刷寬度,維持和保護主體路基的穩定。多余土方可在路基填筑至于93區,采用挖掘機抓挖,但仍保留30cm左右超寬至路基上作為填筑用土。(如圖1)
(a)填方路基示意圖
(b)挖方路基示意圖
圖1路基斷面示意圖
2.2施工中注意控制路基表面平整度
路基表面平整,有利于水在路表均勻漫流,不致于形成局部溜槽。一定的路拱3%有利于路基范圍內的降水及時排到路基外側,不使積水滲入土基。
2.3加強防護
路塹、路堤邊坡按設計修整后應立即漿砌護坡、護墻,防止雨水直接侵蝕,吸水后容易產生位移、裂縫。
2.4加強排水
在粉質土路基填筑兩側及時開挖水溝,有利于地表水和地下水的排出,使該路基不受雨水侵蝕,以保證路基含水量不大于土的最佳含水量。施工時應避開雨季作業,當實在避不開時,在雨后需翻開表層30~50cm進行晾曬,待土的含水量達到其最佳含水量時方可進行下一步施工。粉質土路基填筑施工中,土的含水量宜在最佳含水量的+1%范圍內。
2.5摻石灰改良
在平整好的路基填土摻加一定量的石灰進行改良,保證含水量不超過規定值,進行充分壓實、整形。我巴新鐵路大板北站部分路基采用此方法結合上述幾步進行改良。以下是基本作業方法:
2.5.1運輸攤鋪
將粉質土采用機械挖運至路基上,路基填筑松鋪厚度為25cm,壓實厚度為20cm,松鋪系數1.25。分堆運輸后由推土機進行推平,為保證厚度均勻和施工橫坡度,采用平地機進行整平。
2.5.2摻灰
摻灰施工時,在已平整好的路基上,根據計算石灰的摻量:25kg/㎡,進行方格標注和堆放,由人工均勻撒布。
2.5.3拌和
采用路拌機進行拌和,為保證拌和均勻性符合要求,拌和前應先檢查齒輪是否有損缺。路拌深度一般為20cm,拌和次數為2~3次。
2.5.4平整
拌和均勻后,采用平地機進行二次整平,并對縱、橫坡進行適當調整,確保路基頂面不積水。
2.5.5碾壓
確定在最佳含水量情況下進行碾壓,碾壓采用20t振動壓路機進行,壓實遍數根據試驗段得出:靜壓1遍后進行3~4遍振動壓實,先快后慢,先輕后重;速度一般控制在3km/h,輪跡重疊寬度為1/2。為消除輪跡和保證表面平整,最后一遍采用18t~20t光輪壓路機進行,根據規范要求,嚴格控制壓實度。
2.5.6檢驗
因粉質土路堤壓實后的緊密程度比一般土填筑的路基重,故壓實度檢測點數應增加一倍。為加快施工檢測進度,壓實度檢測采用Evd檢測儀進行(但對我國鐵路路基所使用的寬泛填料來說,Evd路基質量檢測標準尚未進行系統試驗研究,Evd路基質量檢測標準尚未建立,故在施工前采用80~100組與灌砂法進行對比試驗,得出其相關線性方程:當相關系數>0.9時才可采用,并根據儀器說明書進行水分修正)。
2.5.7養護
根據粉質土土性,摻灰后的養護是確保質量的關鍵,施工后表面易出現開裂及浮土,必須進行早晚兩次灑水養護,直至施工下一層。
3.結束語
對大板北站路基工程中粉質土填筑路基的處理,通過各項試驗以及施工過程的控制及數據采集,并對比論證了處理結果,得出以下結論:
3.1摻石灰改良施工后,填方段土體密實,含水量適中,對路基穩定性有很大幫助。
3.2密實度變化不大,土基穩定性好,表明石灰處理層的封閉性好,無滲水現象,路基無沉降變形,回彈彎沉值滿足要求。
3.3試驗證明,防水、保濕是粉質土施工中防止變形破壞的關鍵,并采用封閉、改善粉質土的性質、完善排水系統等綜合處理措施,粉質土填筑問題是可以解決的。
本文通過對大板北站路基工程粉質造使用取得的成果作了簡單的總結,旨在為同類似的工程提供有意義的參考。
參考文獻
[1]《路基施工技術規范》人民交通出版社2005-4-25
[2]《鐵路工程土工試驗規程》中國鐵道出版社2004-3-9