談鐵路路基水泥改良土施工技術(shù)

1、. 談鐵路路基水泥改良土施工技術(shù)【摘  要】：針對(duì)黃韓侯鐵路基床以下路堤換填水泥改良土墊層施工作業(yè)，所采用的施工工藝，詳細(xì)歸納鐵路路基水泥改良土施工工藝流程及操作要求，從而為鐵路路基水泥改良土施工積累了經(jīng)驗(yàn)?！娟P(guān)鍵詞】：  鐵路路基  水泥改良土  施工技術(shù)1  概述黃陵至韓城至侯馬鐵路（西安局管內(nèi)）HHZQ-1標(biāo)段為國鐵級(jí)雙線鐵路，北塬至澄城（DK0+481.54DK44+500）及新黃河特大橋(DK78+482），線路全長44.66km，包括遷改、路基、橋涵、隧道、軌道、房屋、其他運(yùn)營生產(chǎn)設(shè)

2、施、大臨設(shè)施和過渡工程等。本標(biāo)段路基處于黃土高原梁峁溝壑區(qū)，地形起伏，沖溝發(fā)育。施工范圍內(nèi)地層主要為第四系砂質(zhì)黃土（Q3eol3），分布于地表，厚度大于20m，淺黃色褐黃色，土質(zhì)不均，局部夾有鈣質(zhì)結(jié)核，結(jié)構(gòu)疏松，具針狀孔隙及蟲孔，中密，潮濕，級(jí)普通土，0=150kpa。工點(diǎn)處場(chǎng)地具有自重濕陷性，濕陷等級(jí)為級(jí)，濕陷土層厚度為1030m。路基填筑前采用重型碾壓、強(qiáng)夯或灰土擠密樁等地基處理形式進(jìn)行處理后，再換填50cm厚的5%水泥改良土， 5%水泥改良土共30萬m3，壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)：路基基床以下水泥改良土地基系數(shù)K30100MPa/m, 壓實(shí)系數(shù)K0.95。2  改

3、良土試驗(yàn)段設(shè)計(jì)2.1 試驗(yàn)段概況黃韓侯鐵路HHZQ-1標(biāo)二工區(qū)基床以下路堤換填水泥改良土試驗(yàn)段位于DK17+400DK17+600段，試驗(yàn)段長200m，地形平坦，地勢(shì)開闊，線路以低填淺挖形式通過，路堤中心最大填高4.1m，該段路基基床以下?lián)Q填0.5m厚的5%水泥改良土墊層，基床以下路堤為C組填料，基床表層為5%水泥改良土，厚0.6m，基床底層為C組填料填筑，厚1.9m。該段路基基床以下?lián)Q填0.5m厚的5%水泥改良土墊層即為此次填筑工藝試驗(yàn)研究對(duì)象。2.2 室內(nèi)試驗(yàn)改良土施工前，首先對(duì)素土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)、素土和水泥改良土的擊實(shí)性質(zhì)進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)研究。2.2.1 細(xì)

4、粒土的物理指標(biāo)試驗(yàn)土源取自于DK16+405DK17+170路塹挖方的粉質(zhì)粘土，填料性質(zhì)為C組填土，見表1。表1 素土的各項(xiàng)物理力學(xué)指標(biāo)項(xiàng)目液限WL（%）塑限Wp（%）塑性指數(shù)（Ip）無側(cè)限抗壓強(qiáng)度（Kpa）指標(biāo)26178.2140該段試驗(yàn)改良研究對(duì)象的是C組的粉質(zhì)粘土，而粉質(zhì)粘土分布范圍很廣，塑性指數(shù)相差很大。根據(jù)以往對(duì)粉質(zhì)粘土化學(xué)改良的試驗(yàn)研究結(jié)果表明，對(duì)Ip10的粉質(zhì)粘土更適用于摻加水泥進(jìn)行改良。為更好的研究水泥改良土的施工工藝，該試驗(yàn)段選用土源均為一致路塹挖方取土地點(diǎn)，以限定所用素土塑性指數(shù)Ip小于10。2.2.2 水泥改良土的時(shí)效性試驗(yàn)填料最大干密度及最優(yōu)含水率是

5、影響壓實(shí)效果的重要因素之一。為了更好的控制改良黃土填料的壓實(shí)質(zhì)量，縮小現(xiàn)場(chǎng)施工和室內(nèi)試驗(yàn)的差異，在路基填料填筑壓實(shí)前，進(jìn)行5%水泥改良土不同擊實(shí)延遲時(shí)間的重型擊實(shí)試驗(yàn)，即水泥與土均勻拌合后分別延遲1,2,3,4,5h再進(jìn)行重型擊實(shí)試驗(yàn)。不同擊實(shí)延遲時(shí)間改良黃土最大干密度和最優(yōu)含水率的試驗(yàn)結(jié)果見表2，相應(yīng)擊實(shí)曲線如圖1所示。表2 不同時(shí)間間隔最大干密度及最優(yōu)含水率擊實(shí)延遲時(shí)間/h最大干密度/（g·cm-3）最優(yōu)含水率/%123451.931.891.861.851.85115.015.215.215.415.6     

6、60;                                              圖1   由

7、表2可知，隨著延遲時(shí)間的增加，水泥改良黃土最大干密度先快速減小后并趨于穩(wěn)定，最優(yōu)含水率呈上升趨勢(shì)?？梢娝喔牧键S土的最大干密度指標(biāo)是個(gè)具有一定時(shí)效性的動(dòng)態(tài)指標(biāo)。由于鐵路工程土工試驗(yàn)規(guī)程規(guī)定的擊實(shí)時(shí)間（小于1h）與鐵路路基施工指南規(guī)定的現(xiàn)場(chǎng)施工到碾壓完成所用的時(shí)間（小于5h）相差較大，因此用即時(shí)試驗(yàn)得到的較高最大干密度衡量延時(shí)壓實(shí)后檢測(cè)得到的干密度，會(huì)存在很大的誤差，有可能出現(xiàn)質(zhì)量較好路基達(dá)不到規(guī)范及圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求的壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)的情況（此類情況在本標(biāo)段白水車站路堤填筑施工現(xiàn)場(chǎng)中已出現(xiàn)）。因此，考慮現(xiàn)場(chǎng)施工從拌合到壓實(shí)完成的時(shí)間約為3h，改良土用水泥的初凝時(shí)間約3h45min，采用改良黃土拌合后3h擊實(shí)

8、得到的最大干密度（1.86 g·cm-3）作為現(xiàn)場(chǎng)壓實(shí)度檢測(cè)控制標(biāo)準(zhǔn)比較合理，相應(yīng)的最優(yōu)含水率為15.2%左右。3  施工過程3.1.1 工藝流程基底平整碾壓測(cè)量放樣布格填土攤鋪整平檢測(cè)天然土含水量布格、攤鋪水泥旋拌檢測(cè)含水量、深度碾壓檢測(cè)壓實(shí)度灑水養(yǎng)護(hù)。 3.1.2 布格上土與攤鋪整平根據(jù)松鋪厚度計(jì)算每車料所攤鋪的面積，然后用石灰在填筑底層畫格子，格子的寬度依據(jù)每車卸料的攤開寬度和推土機(jī)的寬度確定一個(gè)合適的尺寸，布料時(shí)注意每車料都能卸在格子的固定位置，一般保持在格子上方居中處，所推開的長度基本一致，這樣有利于保證填筑厚度統(tǒng)

9、一，壓實(shí)系數(shù)一致和平整度良好。在兩側(cè)設(shè)置的指標(biāo)樁上用紅布條等標(biāo)示推土機(jī)平整后的標(biāo)高，推土機(jī)按標(biāo)示出的高度進(jìn)行填料初平，最后平地機(jī)進(jìn)行精平。 依據(jù)試驗(yàn)配合比得出每格改良土水泥含量，水泥開始采用人工平鋪，每格水泥平鋪均勻后再用路拌機(jī)拌和均勻。上料長約50m后，推土機(jī)攤鋪整平，要求攤鋪后的平均厚度均勻，攤鋪后的土料高度以指標(biāo)樁為準(zhǔn)。3.1.3 混合料含水量控制由于在水泥摻入后、拌和、攤鋪、碾壓等過程含水量均存在損失，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)，綜合含水量損失約在2%3%，為了保證改良土在最優(yōu)含水量的情況下碾壓，素土含水量按較最佳含水量大3%控制。當(dāng)含水量偏高時(shí)，提前進(jìn)行晾曬。3.1.4 

10、;碾壓過程為確定水泥改良土的壓實(shí)質(zhì)量與碾壓機(jī)械、松鋪厚度及碾壓方式的關(guān)系，試驗(yàn)采用不同碾壓方式對(duì)不同松鋪厚度的改良土填料逐層壓實(shí)，松鋪厚度分別選取25、30cm，壓實(shí)機(jī)械主要為龍工-20t壓路機(jī)，碾壓方式遵循先兩側(cè)后中間、先慢后快、先靜壓后振壓最后靜壓的原則進(jìn)行。碾壓完成后測(cè)定每個(gè)斷面不同檢測(cè)點(diǎn)路基填土含水率及干密度，取其平均值作為檢測(cè)結(jié)果，并確定其最佳碾壓方式。具體碾壓方案及檢測(cè)結(jié)果見表3、表4。                

11、60;                                                 

12、60;                         表3     試驗(yàn)段第一層含水量檢測(cè)(虛鋪30cm)  中午：25     里程樁號(hào)點(diǎn)位拌前含水量（%）拌后含水量（%）壓實(shí)后含水量（%）備注DK17+400左16.913.

13、412.9中19.316.115.0右17.214.913.1DK17+450左15.614.712.9中18.413.511.7右16.714.812.1DK17+500左16.913.611.7中15.712.511.9右17.915.113.4    試驗(yàn)段第二層含水量檢測(cè)(虛鋪30cm)  早上：12             里程樁號(hào)點(diǎn)位拌前含水量（%）拌后含水量（%）壓實(shí)后含水量（%）備注DK17

14、+400左16.113.111.9中15.713.512.1右15.413.912.6DK17+450左16.113.112.4中16.313.712.6右16.915.112.4DK17+500左16.113.611.9中15.715.112.1右16.114.311.7 表4試驗(yàn)段方案一(虛鋪30cm)壓沉量及壓實(shí)度        里程樁號(hào)點(diǎn)位壓實(shí)度碾壓遍數(shù)壓實(shí)度壓實(shí)后厚度（cm）備注DK17+450左距中1m0.863靜壓+弱振+強(qiáng)振三遍+靜壓0.96124.0靜壓+弱振+強(qiáng)振四遍+ 靜壓

15、中0.8720.95325.0右距中1m0.8610.96424.7DK17+500左距中1m0.8630.96424.0中0.8690.95524.1右距中1m0.8710.96124.5試驗(yàn)段方案二(虛鋪25cm)壓沉量及壓實(shí)度里程樁號(hào)點(diǎn)位壓實(shí)度碾壓遍數(shù)壓實(shí)度壓實(shí)后厚度（cm）備注DK17+500左距中1m0.885靜壓+弱振一遍+強(qiáng)振一遍+弱振兩遍+靜壓0.95719.8靜壓+弱振一遍+強(qiáng)振一遍+弱振兩遍+靜壓 中0.8870.96420.1右距中1m0.8820.96120.2DK17+550左距中1m0.8790.96720.1中0.8880.96619.9右距中1m0.8

16、840.95720.0    試驗(yàn)結(jié)果表明：強(qiáng)振碾壓將導(dǎo)致改良土填料表面1020cm范圍內(nèi)的土體發(fā)生剪切破壞及起皮、橫向裂紋等現(xiàn)象，因此，水泥改良土填料不適合采用強(qiáng)振碾壓。松鋪厚度接近25cm時(shí)，采用靜壓與弱振相結(jié)合，強(qiáng)振至多一遍的碾壓方式能取得較好的壓實(shí)效果；當(dāng)松鋪厚度增大到30cm時(shí)，可適當(dāng)增加碾壓遍數(shù)以及強(qiáng)振遍數(shù)，以滿足底層的壓實(shí)。水泥改良土填料松鋪厚度較薄或較厚時(shí)均不能取得良好的壓實(shí)效果，在保證壓實(shí)質(zhì)量及適當(dāng)?shù)奶钪是疤嵯拢话憧刂圃谒射?0cm可取得良好的壓實(shí)效果。最佳的碾壓方式為靜壓1遍（基本穩(wěn)定土體和壓實(shí)表層），弱振12遍，強(qiáng)振2遍（保證

17、深層土體壓實(shí)），繼續(xù)靜壓12遍（壓實(shí)強(qiáng)振時(shí)被破壞的表層，并使之平整、光潔）。3.1.5 養(yǎng)生當(dāng)一層水泥改良土填筑合格后，若不能立即填筑上層的或暴露與表層的改良土必須保濕養(yǎng)護(hù)。如果隨即在其上面進(jìn)行下一層的施工，可以不進(jìn)行特別的養(yǎng)護(hù)。養(yǎng)護(hù)采用土工布覆蓋灑水的方式進(jìn)行，養(yǎng)護(hù)齡期一般不小于7d。養(yǎng)護(hù)期間要保持表層面濕潤，并嚴(yán)格禁止除灑水車外的任何車輛機(jī)械通行。當(dāng)改良土分層施工時(shí)，下層檢驗(yàn)如壓實(shí)度、平整度等指標(biāo)合格后，上層填土能連續(xù)施工時(shí)，可留置專門的凝結(jié)期。4  結(jié)論（1）水泥改良土隨著擊實(shí)時(shí)間的延遲，最大干密度逐漸減小，然后趨于穩(wěn)定，即具有一定的時(shí)效性。（2）水泥改良土路基填料松鋪厚度較薄或過厚均不能取得良好的壓實(shí)效果，一般以30cm為宜；碾壓45遍時(shí)壓實(shí)效果最好；最佳的碾壓方式為：靜壓1遍，弱振12遍，強(qiáng)振2遍，繼續(xù)靜壓12遍；含水率過多或過少均不能達(dá)到較好的壓實(shí)效果，含水率控制在15%的最優(yōu)含水率附近的壓實(shí)效果最好。（3）在氣溫較高的時(shí)段施工時(shí)素土的含水量控制要比最佳含水量大3%，而在