淺析長沙霞凝新建貨場路基填筑質量控制技術

李 好

(華南鐵路建設監理公司，長沙 410000)

1 工程概況

本工程將既有京廣線霞凝站改建成貨運站，設計貨物總到發量2025年為2 540萬t，其中貨場1 241萬t。站場新建到發線2股、調車線4股、牽出線1條、貨物線5股等，均為貫通式布置。

本工程的路基工程土石方2 101 526 m3，基底采用多種加固形式，包括拋填片石，換填以及采用塑料排水板的排水固結法進行相關地基處理。站線路基基床表層采用A、B組填料填筑，并于底面鋪設兩布一膜土工布加以封閉，基床底層與本體部分采用移挖作填和就近集中取土填筑的方式;貨場貨物線和其他專用線基床表層僅換填0.3 m的中粗砂，場坪直接采用普通土填筑。

2 工程地質條件

新建站場沿線的地貌類型較為簡單，主要為構造剝蝕丘陵、河谷堆積地貌和丘間凹地等類型，地形起伏較大，區內丘陵最高點高程為80.0 m，最低點位于北部沙河兩側的霞凝垸與翻身垸內，地面高程為26.9 m。工程區內無主要的斷裂帶，第四系覆蓋層厚度普遍大于25.0 m，地下水發育，主要賦存于第四系各地層孔隙中，埋深在0.8 m左右。

3 工程特點

1)本工程軟弱地基處理較多，如何確保軟基施工處理質量、滿足設計沉降要求是本工程施工重點。

2)工期緊，尤其是施工期間雨季長，需要科學安排工序，合理組織，精心施工，確保路基填筑質量。

3)路基土石方等施工，均需與地方政府密切配合，協調工作量較大。

4)路基幫寬施工范圍大，存在大量既有電力、通訊、信號等地下管線，施工難度較大。

4 主要控制技術

4.1 合理的地基處理方式

根據本工程所處區域地下水豐富的特點，主要有針對性地采用排水固結法加固軟弱土地基，輔以換填、清淤拋填片石等常規方法進行軟弱地基處理施工。軟土地基處理的效果將直接影響工后沉降值的控制，因此，本工程在集裝箱貨場及四周道路段的地基處理方式為塑料排水板加固，塑料排水板施工完畢后，鋪設中粗砂墊層及土工格柵，然后按設計要求填筑路基土方，填筑時注意控制填土速率，觀測路基沉降。站場新建路基地段基底處理采用換填軟弱土及清淤拋填片石，在基底處理完后立即進行路基填筑施工。路堤填筑采用推土機配合平地機整平，振動壓路機碾壓，嚴格按“三階段、四區段、八流程”進行施工。

在站場路基土方填筑至設計路基面高程后，立即進行排水溝的施工，及時形成排水能力，確保成型后的路基面排水通暢，滿足設計要求。

4.2 科學安排施工組織

通過對設計文件、資料的分析和現場實地踏勘，充分認識本工程工期的緊迫性，確定整個工程的重點工程是地基處理施工和路基土方施工。路基土石方的施工直接影響到后續工程的展開。

1)施工前先熟悉相關圖紙、工程地質報告、土工試驗報告和收集地下管線、構造物等資料。

2)做好施工前所有測量準備工作，測量中應嚴格把關。

3)施工前核查地質資料，并進行地基處理的各項工藝性試驗。

4)工程材料必須按有關標準進行質量檢測，合格材料方可用于施工。所有運至工地的材料必須分類堆放，妥善保管。

5)根據現場場地情況做好施工場地的平面布置，組織勞力、機械設備進場。

6)路基填筑前須對取土場的土樣進行土工試驗，確定填料的種類、含水量等指標。

7)在不同路基結構或填料類型施工前，進行現場填筑壓實試驗，以選定合理的填筑層厚度、壓實機械的組合方式、壓實遍數等壓實工藝參數，以此作為路基填筑依據。

4.3 精心填筑路基

4.3.1 試驗段壓實工藝試驗

在進行路基填筑前，先在標段內選擇大于100 m長的一段路基作為試驗段，進行現場填筑壓實試驗，以選定合理的壓實工藝參數、填筑層厚度，壓實機械的組合方式，壓實遍數等數據，以此作為路基填筑工藝的依據。

1)壓實試驗目的。① 確定最佳鋪土厚度;② 選定最優化組合的碾壓機械及壓實遍數;③ 確定不同類型填料的最佳壓實工藝參數;④ 確定不同類型碾壓機械的最佳碾壓遍數;⑤ 確定最佳含水量的控制范圍及方法;⑥ 核定經濟合理的工藝流程和方法。

2)檢測方法和設備。① 重型動力觸探儀檢測地基承載力;② K30荷載儀檢測地基系數;③ 灌砂、灌水法檢測壓實系數、含水量，作為驗證補充。

3)施工機械選擇。大型振動碾壓機、平地機、推土機等進行組合施工。

4)試驗程序和方法。①在取土場中提取土樣進行土質試驗，測試其液、塑限，最大干密度，最優含水量等。②確定在標準含水量情況下，最少壓實遍數的最大鋪填厚度，壓實厚度按每層30 cm控制，分次壓實后檢測其壓實度，詳細記錄在現場壓實機具試驗記錄表上。③根據已有的壓實機械分別進行壓實，以確定各種機械的壓實參數。分次壓實按2，4，……，12遍依次進行，測定每次的密實度，并認真填寫現場壓實機具試驗記錄表。④根據現場壓實機具試驗記錄表和壓實曲線確定填筑厚度和壓實遍數。

4.3.2 路基填筑施工

根據試驗段取得的可靠攤鋪壓實參數，指導路堤施工。填料運至現場→推土機分層初平→檢查填料含水率合格→平地機精平→重型振動壓路機碾壓→平地機精平填筑面→形成路拱→現場檢測，達到設計和施工質量驗收標準規定的壓實標準后，進行下一層填筑。路堤邊坡兩側超寬填筑0.5 m，以保證邊坡壓實密度，每層填筑厚0.2 m。

4.3.3 加強施工過程控制

1)基床表層填筑前要驗收基床底層，檢驗幾何尺寸，核對壓實標準。不符合標準的基床底層要進行修整，使其達到基床底層驗收標準后方可進行基床表層填筑。

2)碾壓要遵循先輕后重、先慢后快的原則。各區段交接處要相互重疊壓實，縱向搭接長度不小于2.0 m，縱向行與行之間的輪跡重疊不小于40 cm，上下兩層填筑接頭應錯開不小于3.0 m。

3)填筑碾壓要全斷面分層填筑壓實，不得出現縱向接縫。碾壓后壓實層面不能有明顯輪跡，且不能有漏壓、松散、起皮現象。壓實面層應平整。。

4)路堤各層填筑施工均按“三階段、四區段、八流程”工藝作業，嚴格填料選擇、層厚、含水量、攤鋪壓實、質量檢測、路基排水、路容路貌各環節的控制。

在路基填筑過程中，確保做到五保證、五不壓，即:

五保證:保證壓實遍數;保證不漏壓;保證壓到邊;保證壓到結合部;保證及時碾壓。

五不壓:攤鋪超厚不壓;含水量過大過小不壓;土料有雜質不壓;層面不平整不壓;土質不均勻不壓。

4.3.4 嚴把施工質量檢測關

檢測方法:路堤填土壓實的質量檢驗應隨分層填筑碾壓施工分層檢測。用核子密度儀進行密實度檢測，同時檢驗路基寬度、曲線地段加寬值、路拱情況、平整度、排水坡、邊坡坡度等。

檢測頻次:填料土工試驗，每10 000 m3抽檢一次;基床表層填料土工試驗，每1 000 m3抽檢一次;壓實密度測定，每一填筑層，每100 m長度抽檢6個點。

基床表層厚度、壓實度、頂面中線高程、路肩高程、中線至路肩邊緣距離、寬度、橫坡允許偏差檢驗應符合檢驗標準。本工程路基表層填料要求為A、B組料，壓實標準要求為:地基系數 K30≥1.5 MPa/cm、孔隙率 n＜28%。基床底層填料采用C組填料，壓實標準要求為:壓實系數 Kh≥0.91、地基系數 K30≥0.9 MPa/cm。基床以下路基填料為C組料，壓實標準要求為:壓實系數 Kh≥0.89、K30≥0.8 MPa/cm。

4.4 路基工后沉降控制與措施

施工過程中路基沉降觀測及預測是控制填土速度和取得軟基施工各項參數的關鍵所在，因此，在施工中要有專人負責此項工作，對每次的觀測資料都要及時加以分析、總結，為后續的動態施工提供可靠的數據支撐。

同時，施工中應充分考慮軟土路基的時效性，不能盲目追求工期和進度，應該有針對性地合理制訂工程計劃，做好充分預壓，對減少后期沉降十分有益。

4.4.1 觀測內容與觀測方法(表1)

路基填筑時，在邊坡外設置邊樁及路基中心線地面上設置地基沉降觀測裝置，路基填筑過程中進行位移和沉降觀測，以便控制沉降速度，保證填筑路堤的穩定性，并根據觀測數據，推算地基的最終沉降量。路基填筑完成后沿線路方向在路肩上設置觀測樁，進行沉降觀測并根據觀測資料進行沉降分析及預測，以合理確定鋪軌時間。

表1 路基沉降觀測項目

沉降觀測斷面沿路基縱向每100 m設置一個，各沉降路肩觀測樁及沉降板在同一斷面上(見圖1)。

圖1 觀測斷面設置示意

4.4.2 觀測頻度

路基正式填筑前，對所有埋設元件設備進行復測，作為初始讀數。

路基填筑期間一般情況每天觀測一次，暫停施工期間，前兩天1 d觀測一次，以后3 d觀測一次。

路基填筑完成后，前15 d內每3 d觀測一次，第15～30 d每星期觀測一次，第30～90 d每15 d觀測一次，以后每個月觀測一次。

4.4.3 觀測精度

沉降觀測按Ⅱ等水準要求，觀測精度不低于1.0 mm。

4.4.4 觀測控制標準

路堤中線地面沉降速率每晝夜不得大于1.0 cm，坡腳水平位移速率每晝夜不大于0.5 cm，如果超出此限應立即停止填筑，待觀測值恢復到限界值以下再進行填筑，填筑速率以水平位移控制為主。

4.4.5 工點實測數據分析

對于沉降觀測的測量結果，按要求及時整理，并繪出P—T—S(荷載—時間—沉降量)曲線，同時詳細記錄填土厚度及接管情況等，從而直觀地反映出隨填土高度變化的沉降變化規律。圖2為G1DK1+180斷面上采用排水固結法處理地基后填筑路基的沉降關系圖，其中圖2(a)中為P—T—S(荷載—時間—沉降量)曲線，圖2(b)為荷載—時間—沉降速率曲線，圖2(c)為填筑完成90 d后的沉降預測分析曲線，表2為相關預測結果。從圖表中可見該斷面路基最終沉降為47.66 mm。目前已完成沉降量為44 mm，目前已經完成總沉降量的92.3%，可以認為已趨于穩定，滿足鋪軌要求。

表2 G1DK1+180斷面觀測預測結果

本工程的坡腳水平位移觀測結果表明，所有累計水平變形均在3.5～6.0 cm之間，滿足地基加固的設計要求。

5 主要結論

該路基工程填筑施工是長沙霞凝港貨運站施工進度控制的關鍵性工程之一，由于需要與既有京廣線銜接，且又地處軟弱土地基，故其施工復雜、工期緊，同時還要解決好新老路基的銜接問題。通過對該工程路基施工組織設計的研究，解決了在施工中存在的突出問題，實現縮短工期、安全優質、降低成本、提高效益的預期目標。檢測結果表明，該段路基滿足工后沉降需要，目前路基整體穩定，運營正常，取得了較好的經濟效益。本文的探討，希望能為同類型貨運站場的路基建設提供參考。

圖2 觀測斷面設置示意

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