淺談準池鐵路地基處理施工方法及工藝

關曉天

摘 要：本文結合新建準池鐵路ZCZQ-4標施工實踐，就我國黃土高原區鐵路地基強夯、重型碾壓和灰土擠密樁等處理方法的施工工藝進行了簡要闡述。

關鍵詞：高原地區；鐵路路基；施工工藝；技術控制

準池鐵路是大準鐵路和朔黃鐵路的連接線，位于內蒙古中部及山西省北部，全長179.862km。ZCZQ-4標全長30.554km，其中路基18371m。

1 地理特征

ZCZQ-4標位于黃土高原區，主要經過濕陷性黃土、膨脹（巖）土、鹽漬土、滑坡、崩坍、錯落、巖溶等不良地質地段。沿線各河流多為季節性河流，一般無水或水量較小。

2 強夯

ZCZQ-4標強夯處理地基131895平方米。采用履帶吊組合綴條式門型支架、配圓柱形和帶有氣孔的夯錘施工。

2.1 試夯

施工前根據地質資料，選取一個面積400m2、地質條件具有代表性的場地進行試夯。在試夯區進行原位測試，每隔一定時間取土樣進行室內試驗，測定土的干密度、壓縮系數等數據，并進行載荷浸水試驗或其他原位試驗。根據試夯結果調整錘重、落距或其它指標。

2.2 夯錘落距

實際施工中可選用不同的落距，可獲取滿足設計的最佳夯擊能。錘重10～40t，選用單擊夯擊能1000～4000KN·m。

2.3 夯擊點間距及布點

夯擊點間距一般為2.5～3.5D（D為夯錘直徑），夯錘直徑為2.76m，夯擊點間距擬選用4.0m（即約1.45D）。正式夯擊時按間隔1個夯擊點進行跳夯，有利于夯擊能量向土層深處傳遞。

第一遍夯擊點按正方形排列，間距4m。第二、三遍在各主夯點中間穿插進行，間距4m，依次夯擊完成。二遍完成后，各遍錘印要彼此搭接。

2.4 夯擊擊數

2.4.1點夯

第一遍夯擊點按正方形排列，間距4m，單點夯擊10擊。第二、三遍夯擊時，落距及每遍單點夯擊次數根據錘重、按現場試夯得到的夯擊次數和夯沉量關系曲線確定，并滿足下列條件：最后兩擊的平均夯沉量不大于50mm；夯坑周圍地面不發生過大的隆起；不因夯坑過深而發生提錘困難。

2.4.2滿夯

采用夯點彼此搭接1/4夯錘直徑連續夯擊，單點夯擊3擊。

夯擊擊數擬采用第一遍與第二遍每點不小于3擊。夯擊施工時以各個夯擊點的夯擊擊數來控制施工。最后低能量排夯時每點夯2～3擊。

2.5 夯擊遍數間隔時間

兩遍夯擊之間要有時間間隔，以利于土中超孔隙水壓力的消散。其間歇時間取決于超孔隙水壓力的消散時間。試夯時利用孔隙水壓力儀檢測孔隙水壓力增長、消散的時間，確定夯擊遍數間歇時間。

第一遍夯擊完畢并經過確定的間歇時間后進行第二遍夯擊，兩遍夯擊間歇時間取決于土中超靜空隙水壓力的消散時間，對黏性土地基一般間隔時間不少于3～4周。

2.6正式夯擊時按試夯所確定的錘重質量、形狀、尺寸，夯擊能量、夯擊點布置、夯擊遍數、夯擊擊數、夯擊間歇時間等夯擊技術參數進行施工。其施工步驟如下：①施工準備；②按設計用石灰標出第一遍夯擊點位，并測量場地高程；③起重機就位，使夯錘對準夯點位置；④測量夯前錘頂高程；⑤將夯錘起吊到預定高度，待夯錘脫鉤自由落下后放下吊鉤，測量錘頂高程；發現因坑底傾斜而造成夯錘歪斜時，應及時將夯坑填平；夯擊時采取梅花型順序夯擊，分段進行。嚴格按試夯設計的施工順序施工，認真做好施工記錄，合理安排施工節拍，夯擊施工連續進行。施工堅決杜絕間歇時間未到就強行施工的現象；⑥重復步驟⑤，按設計規定夯擊次數及控制標準，完成一個夯點的夯擊；⑦重復步驟③～⑥，完成第一遍全部夯點的夯擊；⑧用推土機將夯坑填平，并測量場地高程；⑨在規定的間歇時間間隔后，按上述步驟逐次完成全部夯擊遍數，最后采用低能量“滿夯”，將場地表層土夯實，并測量夯后場地高程。滿夯時搭接面積不少于1/4。

2.7 質量檢驗

2.7.1施工過程中質量檢測

施工過程中，必須認真檢查施工過程中的各項測試數據和施工記錄，仔細復核各個技術參數。

2.7.2施工后的檢驗

應在夯擊施工2～4周后進行。用原位測試法和室內土工試驗法。檢驗頻率：每一工點3000m2抽檢12點。

原位測試：測試項目夯前夯后相同，標準貫入、靜力觸探試驗、荷載試驗等。試驗孔布置應包括坑心、坑側，以驗證夯點間距。

取土試驗：夯前夯后相同，抗剪指標、壓縮模量、密度、含水量、孔隙比、滲透系數、濕陷系數。

3 重型碾壓

3.1 施工工藝

施工前，根據設計要求的壓實度及沉降量進行現場試驗，確定采用機械的規格及性能，重型碾壓的遍數，重型碾壓及振動功率等參數，

重型碾壓采用重型振動壓路機，施工由地基處理范圍兩側開始向中心碾壓，碾壓一直進行到要求的密實度為止。

重型碾壓的加固范圍超出路基兩側坡腳外3m。碾壓時后輪重疊1/2，后輪必須超過兩段的接縫處。重型碾壓時均勻碾壓。碾壓實前，要對地基適量灑水，使水份充分滲透。

3.2 施工要點

①碾壓時先輕后重，先邊后中，先慢后快。直線段由路肩向中心碾壓，曲線超高段由內側路肩向外側路肩進行碾壓。

②碾壓時后輪重疊1/2，后輪必須超過兩段的接縫處。

③碾壓速度頭兩遍每分鐘25～28米為宜，以后每分鐘33～40米。

④碾壓6～7遍，一直到規定的密實度，同時表面無明顯的輪跡，與老路面交界側應多壓2-3遍，嚴禁在已完成或正在碾壓地段上急剎車或調頭。

⑤重型碾壓過程中，先用挖掘機平整后碾壓。在碾壓過程中當出現揚塵或土壤中含水量不夠時，灑水進行調整，使其達到最佳含水量±2%。

⑥碾壓過程中表面要保持濕潤。如有彈簧、松散、起皮現象，應進行處理后再進行碾壓。

3.3 質量控制

重型碾壓時，若表面出現較大起伏，將直接影響重型碾壓效果，故需隨時整平。碾壓過程中機械應保持勻速行走，保持正確的形式方向。

3.4 質量檢測

質量檢測同基床以下路堤檢測。

①清除表層黏性土后進行第一次地基承載力試驗，每處理一遍，按頻率3000m2抽樣不少于12點：標準貫入試驗（N63.5動力觸探）6個點，靜力觸探（比貫入阻力Ps）3個點，載荷試驗（K30平板載荷試驗）3個點，根據實際情況需要可以加密檢測點。

②每碾壓完一遍做一次地基承載力試驗，每處理一遍，按頻率抽檢，根據實際情況需要可以加密檢測點。

4 灰土擠密樁

灰土擠密樁采用摻灰比30%的石灰土，孔底在填料前必須夯實，分層填筑夯實。樁直徑為0.3m，樁中心間距0.8m，樁施工完成后，樁頂設0.3m厚二八灰土墊層內夾一層高強度土工格柵。

4.1 根據設計文件確定的灰土混合料試驗配合比。

4.2灰土擠密樁大面積施工之前首先進行成樁工藝試驗，通過成功試樁來確定擠密灰土樁施工過程中成孔、混合料摻拌、夯填過程控制等施工工藝，并進行樁身質量檢測（密實度、樁身強度、單樁承載力、擠密效果等）。

4.3 測量放樣與樁位布設

根據灰土擠密樁的設計里程段落，放出邊樁及中線控制樁，并按照設計圖紙要求進行布樁，并對每根樁進行統一編號。

4.4 成孔

采用打樁機將帶有特制樁尖的鋼制樁管打入土層中至設計深度，然后緩慢拔出樁管即成孔，在沉管成孔施工中，應做到：①樁機必須平穩，不發生移動或傾斜，樁管應對準樁位。②沉管開始階段應輕擊慢沉，待樁管方向穩定后再以正常速度沉管。

4.5 混合料的配制

①配料時施工現場配備臺秤，對土和石灰的質量進行準確稱量，精確至Kg。

②在摻拌混合料之前，如土料含水量超過其最佳含水量±2%（即Wop±2%）時，則要對土料晾曬或灑水。

③灰土擠密樁成樁材料單一，將土料與石灰按試驗室配合比進行稱量并混合摻拌，混合后的石灰土先用人工拌和一次，再由拌和機摻拌均勻，最后過20mm篩。

④混合料隨拌隨用，拌和好的混合料應在2h內用于成樁。

4.6 擠密成樁

采用機械夯實法成樁，為使樁身土在夯實的同時能與周圍土體產生擠密效果，要求夯錘端部做成為梨形或盤形，錘的直徑、夯錘重量、夯錘落距等均要求符合設計及規范要求。

4.7 質量控制

①施工中檢查孔位、孔深、孔徑、石灰和土的配比、混合料灰劑量及含水量等。

②施工結束后，應對樁質量及復合地基承載力做檢驗，褥墊層應檢查其壓實度。

③現場混合料的含水率必須控制在最佳含水率Wop±2%范圍內。

④經摻拌均勻的混合料在孔外存放時間不能超過2小時。

5 結語

通對對以上各種地基處理方式的各工藝流程進行了嚴格的技控制，準池鐵路ZCZQ-4標地基處理施工合格率100%，完全滿足了設計要求。為我國黃土高原區鐵路地基處理積累了豐富經驗。