石粉改良土在新耒陽站場施工中的應用

馮士杰

摘??要：近年來，隨著鐵路工程的跨越式發展，在站場填筑中，細粒土的物理改良和化學改良被廣泛應用于站場路基的填筑中。以耒陽站場路基填筑為例，依據液塑限試驗的結果，將D組填料改良為C組填料，并根據標準擊實試驗，確定了摻和料的最佳比例。通過對細粒土摻加不同比例的石粉，解決了D組填料無法直接應用于站場路基填筑的技術難題，且實際填筑的各項檢測指標均可滿足設計規范要求。

關鍵詞：物理改良土;最佳含水率;壓實系數;站場施工

中圖分類號：U291.1??????????????文獻標識碼：A???????????????DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.01.082

現行的鐵路設計規范中，D類細粒土不能直接作為路基填料。如果必須將其作為路基填料，則必須采取改良措施。如果直接用D類細粒土填筑路基，則會對路基的穩定性帶來巨大影響。目前，在我國鐵路和公路的路基工程中，處理D類細粒土的方法分為化學改良和物理改良?；瘜W改良在我國道路建設中屬于比較成熟的技術，工藝領先;物理改良通過改良材料與土體的物理結合，借助改良材料自身性能抑制土體的不良性質，從而使整體性能得到改良。

1??工程概況

新建武漢至廣州鐵路客運專線新耒陽站場（DK1776+229.48～DK1778+600段）線長2?370?m，共設4股道（中間Ⅰ、Ⅱ道為正線，左為3道，右為4道）。耒陽站為高填方路基，填方高度為6～9?m。DK1777+500～+750段的地基采用方樁、CFG樁加固處理。線路路基采用A，B組填料填筑，站臺、站坪（DK1777+425～+850段）設計采用C組填料或改良土填筑。具體如圖1和圖2所示。

圖1??耒陽站股道的規劃設計

圖2??耒陽站線路路基的填料設計

2??合理選擇填料和最佳摻量

2.1??合理選擇填料

對DK1778+200～+400段左側現有棄土場進行了代表性土樣試驗，其主要物理性能指標如表1所示。

表1??棄土場土樣的物理性能指標

土樣序號

液限/%

塑限/%

塑性指數/%

天然含水率/%

填料等級

1

40.4

23.6

16.8

20～24

D

2

48.2

36.5

11.7

16～25

D

3

32.5

18.2

14.3

16～20

C

4

41.5

23.3

18.2

18～24

D

5

40.7

24.5

16.2

14～18

D

取樣試驗數據表明，現有棄土場的土源大部分為高液限粉質黏土，含水率普遍偏高，具有膨脹性，填料等級為D組填料。根據設計圖紙，該土質不符合填料要求，需改良后方可用于站

臺、站坪的填筑工程。

通過調查耒陽市周邊的建材市場發現，當地的采石場偏多，石屑粉的儲量較多且價格低廉。綜合考慮工程成本和施工條件后，認為采用摻加石粉改良土質的方法具有可行性，可降低工程成本。石屑粉（粒徑<0.5?mm）具有較低的吸水率，物理性能穩定，質地堅硬，顆粒表面粗糟，握裹力強，具有抗裂性和抗膨脹性。因此，在土樣中加入石粉可改變黏性土的物理特性，從而滿足填料設計的要求。

2.2??確定合理的理論摻量

2.2.1??液塑限試驗

表性土樣采取不同摻量，混合料的物理性能指標試驗結果如表2和圖3所示。

表2??混合料的物理性能指標

摻量/%

0

10

20

30

40

100

液限

42.7

37.2

35.2

30.2

27.3

11.7

塑限

26.9

14.3

14.1

14.5

14.1

10.5

塑性指數

15.8

22.9

21.1

15.7

13.2

1.2

含水率

24.8

21.3

18.2

14.8

11.7

0

填料等級

D

C

C

C

C

C

圖3??混合料中摻量與液限的對比關系

2.2.2??標準擊實試驗

在不同的摻量條件下，混合料最優含水率與最大干密度的關系如表3所示。

表3??不同的摻量條件下混合料最優含水率與最大干密度的關系

摻量/%

0

10

20

30

40

ρdmax

1.68

1.73

1.79

1.80

1.85

ωopt

21.5

16.5

14.5

13.8

13.2

從試驗數據結果中可以看出，石粉摻量的增加與液限的減小有一定的線性關系，且石粉摻量與含水率也存在一定的線性關系。當摻量為10%時，液限<40%，屬于低液限黏土，為C組填料;當摻量在30%時，塑性指數小雨17，為低液限粉質黏土，土樣的含水率接近最優含水率，有利于施工。綜合試驗結

果與棄土場土源特點后發現，在滿足施工條件的情況下，最佳摻量應為30%.

3??試驗段施工檢測

在新耒陽站站線DK1777+425～+550段二站臺進行試驗段填筑。該段為高填方地段，基底采用CFG處理，樁間土夯實后的壓實系數K>0.9，滿足設計要求。褥墊層經驗收合格后，進行改良土試驗段工藝試驗。試驗段按路基長100?m、寬20?m確定，每層虛鋪厚度不超過35?cm，根據設計文件要求改良細粒土填筑壓實標準指標為：K30≥110;K≥0.95;EV2≥60;EVd≥40.

路基試驗段壓實后抽樣檢驗的數量為：每層抽檢6點壓實系數K，左、右邊緣1?m處4點，路基中部2點，K30與EV2、EVD?4點，距左、右邊緣2?m處2點，中部2點。碾壓方式采用靜壓1遍+強震2遍+弱震2遍+靜壓1遍。碾壓時，應嚴格按照程序作業。試驗段3層檢測結果統計如下：壓實系數K值檢測18點，檢測結果在0.954～0.996之間，最小值為0.954;EVd檢測12點，檢測結果在45.4～91.5?MPa之間，最小值為45.4?MPa;K30檢測12點，檢測結果在156～214?MPa之間，最大值為214?MPa;EV2檢測12點，檢測結果在120～198?MPa之間，最大值為198?MPa;EV2/EV1記錄12點，數據在1.82～3.41之間，其中，EV2/EV1≤2.6，占62%.

各檢測指標滿足現行設計規范、驗收標準和施工指南。通過總結試驗段的施工工藝，將石屑粉改良土應用在DK1777+425～+850段的填筑工程后，可滿足設計要求。

〔編輯：張思楠〕

Powder?Improved?Soil?Application?in?the?Field?of?Construction?in?the?Xinleiyang?Railway?Station

Feng?Shijie

Abstract：?In?recent?years，?with?the?great?leap?forward?development?of?railway?engineering，?the?station?filling，?the?filling?of?fine?grained?soil?physical?modification?and?chemical?improvement?is?widely?used?in?the?station?roadbed?in.?In?order?to?Leiyang?Railway?Station?filling?subgrade?as?an?example，?based?on?the?liquid?limit?and?plastic?limit?test?results，?the?D?group?filler?for?improved?C?group?filler，?and?compaction?test?according?to?the?standard，?to?determine?the?best?proportion?of?admixture.?Through?the?powder?on?the?fine?grained?soil?by?adding?different?proportion，?solves?the?D?group?filler?can?not?be?directly?applied?to?technical?problems?of?subgrade?filling?station，?and?the?actual?filling?indexes?can?meet?the?design?requirements.

Key?words：?physical?soil;?optimum?water?content;?coefficient?of?compaction;?station?construction