鐵路軟巖填筑路基強(qiáng)夯補(bǔ)強(qiáng)加固施工技術(shù)資料

1、鐵路軟巖填筑路基強(qiáng)夯補(bǔ)強(qiáng)加固施工技術(shù)隨著近年來高鐵技術(shù)的飛速發(fā)展，路基施工后的沉降已成為鐵路施工質(zhì)量控制的重點(diǎn)，采取行之有效的地基處理新技術(shù)，使正在施工中的路基得到補(bǔ)強(qiáng)加固，消除路基風(fēng)化巖類土、混填土、膨脹土等各種填料的不良特性，提高路基強(qiáng)度，保證路基的穩(wěn)定性，降低路基的壓縮性，減少路基的沉降和不均勻沉陷，以達(dá)到滿足路基構(gòu)筑物強(qiáng)度、變形及其沉降穩(wěn)定性要求已成為當(dāng)前鐵路路基施工的一個(gè)重要課題。1、強(qiáng)夯法加固機(jī)理強(qiáng)夯法是通過專用起吊機(jī)器將重錘提升到某一高度，然后使重錘自由下落，在短時(shí)間內(nèi)對(duì)地基土產(chǎn)生巨大的沖擊能量，以克服土顆粒間的各種阻力，由重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能再轉(zhuǎn)化為各種波形使土體強(qiáng)制壓縮、振密、

2、排水固結(jié)和預(yù)壓變形，使土顆粒更加緊密，趨于土體的穩(wěn)定狀態(tài)以達(dá)到加固地基的一種地基處理技術(shù)。2、強(qiáng)夯法的優(yōu)缺點(diǎn)強(qiáng)夯法加固的優(yōu)點(diǎn)：施工設(shè)備簡(jiǎn)單；施工工藝操作簡(jiǎn)單；適用土質(zhì)范圍廣；加固效果顯著，可取得較高的承載力，一般地基強(qiáng)度可提高25倍；變形沉降量小，壓縮性可降低210倍，加固影響深度可達(dá)610m；被加固土粒結(jié)合緊密，有較高的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度；工效高，施工速度快、較換土回填和樁基縮短工期一半；無需加固原材料，施工費(fèi)用低，節(jié)省投資；適用范圍廣泛，不但能在陸地上施工，而且可在水下進(jìn)行。強(qiáng)夯法的缺點(diǎn)：施工場(chǎng)地不易太小，否則施工機(jī)具無法施工；施工時(shí)產(chǎn)生較大的噪聲和振動(dòng)，因而不宜在人口密集的城鎮(zhèn)村落及結(jié)構(gòu)物較多的區(qū)

3、域內(nèi)使用。3、強(qiáng)夯在新建向莆鐵路路基填筑中的應(yīng)用3.1 工程概況新建向莆鐵路是一條客貨共線一級(jí)鐵路，位于贛東南、閩西北和閩中地區(qū)，西起江西省南昌市向塘鎮(zhèn)，經(jīng)撫州市、福建三明，東至福建中部沿海地區(qū)的福州市和莆田市。線路西接杭長和京九通道，中連鷹廈鐵路，東接沿海通道，是兩省聯(lián)系的重要通道，也是中國中西部地區(qū)通往福建省的快速鐵路通道，鐵路正線全長約603.623公里。向莆線DK161+818.24DK188+25娘屬A、B組填料缺乏地區(qū)，原設(shè)計(jì)路基就近采用白堊系紅層風(fēng)化巖類C組填料填筑，在填筑過程發(fā)現(xiàn)該種填料極易風(fēng)化，遇水即崩解，而開挖前巖體堅(jiān)硬需爆破施工，填筑時(shí)巖體又未完全風(fēng)化，雖經(jīng)解小、攤平、碾

4、壓，土體仍多為角礫狀，盡管K3R孔隙率、Evd、密實(shí)度等常規(guī)路基填筑的檢驗(yàn)指標(biāo)均滿足驗(yàn)標(biāo)要求，但由于填筑體的孔隙率較大，短時(shí)間內(nèi)沉降無法穩(wěn)定，線路運(yùn)營后產(chǎn)生沉降變形的可能較大，后經(jīng)中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院進(jìn)行研究論證，決定對(duì)DK161+818.24DK188+250段已填筑路基進(jìn)行強(qiáng)夯補(bǔ)強(qiáng)加固。3.2 工程地質(zhì)及水文地質(zhì)情況、氣候特點(diǎn)填方地基巖性：谷地表積Q4al+pl淺灰色淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土，流塑軟塑，厚06.5米，谷地多辟為水田，零星分布有水塘；水文地質(zhì)條件：谷地弱發(fā)育土壤孔隙潛水，埋深0-1.5米；氣候特點(diǎn)：屬于中亞熱帶季風(fēng)性濕潤氣候，境內(nèi)氣候溫和、四季分明、雨量充沛、光照充足，年平均氣溫17.8

5、攝氏度，年降水量約1650毫米。填料類型：泥巖夾砂巖、泥質(zhì)砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥砂巖。3.3 強(qiáng)夯補(bǔ)強(qiáng)施工技術(shù)要求根據(jù)中鐵四院在我單位進(jìn)行強(qiáng)夯試驗(yàn)段成果，確定了DK161+818.24DK188+25眼已填筑路基進(jìn)行強(qiáng)夯補(bǔ)強(qiáng)加固的相關(guān)技術(shù)參數(shù)。3.3.1 夯擊能：第一遍強(qiáng)夯夯擊能采用30004000KN.m,具體施工時(shí)，根據(jù)實(shí)測(cè)夯錘重量確定每遍強(qiáng)夯時(shí)的落距，最后一遍滿夯夯擊能為1250KN.m。3.3.2 夯點(diǎn)布置、夯距及夯擊方式：夯擊點(diǎn)按梅花形布置，第一遍夯點(diǎn)間距5m正方形四個(gè)點(diǎn)位，第二遍夯點(diǎn)間距5m正方形中心點(diǎn)位，第三遍滿夯，滿夯時(shí)夯點(diǎn)間相互搭接夯錘直徑的1/3。3.3.3 單個(gè)夯點(diǎn)的夯擊次

6、數(shù)：第1遍和第2遍均不少于5擊，且應(yīng)同時(shí)滿足下列條件：(1) 最后兩擊的平均夯沉量不大于50mm。(2) 夯坑周圍地面不應(yīng)發(fā)生過大的隆起。(3) 不因夯坑過深而發(fā)生起錘困難。3.3.4 夯擊順序：以路基中心為軸線方向從中間向兩邊對(duì)稱交替進(jìn)行強(qiáng)夯。3.4 強(qiáng)夯施工工藝3.4.1 強(qiáng)夯施工設(shè)備通過經(jīng)濟(jì)比選，決定采用撫順40T履帶吊強(qiáng)夯機(jī)。技術(shù)參數(shù)：最大起重量X幅度45tx3.7m；基本臂時(shí)自重40t;臂長度2137m；卷筒主起開120m/min（卷筒第四層）；速度變幅60m/min（卷筒第四層）；夯錘特性：17.8t,高0.85m,直徑2m；22t,高1m,直徑2.2m；其它輔助設(shè)備：T140推土

7、機(jī)，EX220挖土機(jī)，柳工ZL50G裝載機(jī)、25T寶馬壓路機(jī)，24T吊車。3.4.2 強(qiáng)夯測(cè)量監(jiān)控設(shè)備全戰(zhàn)儀leikaTC802,精度1；水平儀博飛DS3-1,精度三等；索佳C32II,精度三等；鑒定合格的50米鋼卷尺、5米鋼卷尺。3.4.3 強(qiáng)夯施工工藝流程強(qiáng)夯施工工序流程：清理平整場(chǎng)地-標(biāo)出第一遍夯點(diǎn)位置（測(cè)量場(chǎng)地高程）一起重機(jī)就位（夯錘對(duì)準(zhǔn)夯點(diǎn)位置）7測(cè)量夯前錘頂高程一將夯錘吊到預(yù)定高度脫鉤自由下落進(jìn)行夯擊，測(cè)量錘頂高程一往復(fù)夯擊，按規(guī)定夯擊次數(shù)及控制標(biāo)準(zhǔn)，完成一個(gè)夯點(diǎn)的夯擊一重復(fù)以上工序，完成第一遍全部夯點(diǎn)的夯擊一用推土機(jī)將夯坑填平（必要時(shí)進(jìn)行填土整平，測(cè)量場(chǎng)地高程，第一遍）一在一定間

8、隔時(shí)間后，按上述程序逐次完成中間全部夯點(diǎn)的夯擊(第二遍)一用低能量滿夯一遍，將場(chǎng)地表層土夯實(shí)(測(cè)量夯后場(chǎng)地高程)。3.4.4 強(qiáng)夯施工步驟及控制重點(diǎn)(1) 場(chǎng)地平整：推土機(jī)將場(chǎng)地整平后采用壓路機(jī)碾壓，使表面不留虛土、浮土，以免夯擊時(shí)夯錘偏斜影響夯擊質(zhì)量。(2) 夯點(diǎn)布置：在整平的路基面上，用全站儀放出路基的中線，水準(zhǔn)儀測(cè)出待夯路基面高程，然后按試驗(yàn)段得出的經(jīng)驗(yàn)參數(shù)進(jìn)行第一遍夯點(diǎn)布置，并釘木樁或?yàn)谆尹c(diǎn)標(biāo)識(shí)明確，為保證施工安全，夯點(diǎn)不宜靠邊坡太近，以不小于2m為準(zhǔn)。(3) 夯機(jī)就位對(duì)點(diǎn)及錘頂高程初測(cè)：移動(dòng)夯機(jī)使夯錘對(duì)準(zhǔn)夯點(diǎn)位置，在距離夯點(diǎn)50m之外的路基坡腳外穩(wěn)固地點(diǎn)架設(shè)好水平儀進(jìn)行夯前高程測(cè)量

9、。(4) 起吊夯錘夯擊：按試驗(yàn)段確定的最佳夯擊能計(jì)算起吊高度，并將夯錘起吊到既定高度，待夯錘脫鉤自由下落后，測(cè)量錘頂高程，若發(fā)現(xiàn)因坑底傾斜而造成夯錘傾斜時(shí)，及時(shí)將坑底整平。(5) 單點(diǎn)往復(fù)夯擊：重復(fù)上述步驟(4)，直至最后兩擊的夯沉量差小于5cmb沉降量和小于10cm,完成一個(gè)夯點(diǎn)的夯擊，并做好每個(gè)夯點(diǎn)的夯擊次數(shù)和每擊沉降量的記錄，同時(shí)檢查夯點(diǎn)周邊隆起高度是否過大，以小于1/4的夯沉量為宜，根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)得出該點(diǎn)夯擊次數(shù)是否合理，然后調(diào)整相應(yīng)的夯擊次數(shù)。(6)換夯點(diǎn)作業(yè)：重復(fù)上述步驟(3)(5),同時(shí)做好數(shù)據(jù)收集和統(tǒng)計(jì)，適時(shí)調(diào)整夯擊次數(shù)，直到完成第一遍全部夯點(diǎn)的夯擊。(7) 第二遍

10、強(qiáng)夯：用推土機(jī)將第一遍夯坑全部推平后進(jìn)行碾壓，然后按第二遍強(qiáng)夯要求對(duì)夯點(diǎn)重新放樣布置，測(cè)量第2遍夯擊前夯點(diǎn)地面高程，重復(fù)上述步驟(3)(5),做好數(shù)據(jù)收集和統(tǒng)計(jì)，夯擊結(jié)束后進(jìn)行整平壓實(shí)。(8) 滿夯：夯點(diǎn)搭接長度1/3D(D為夯錘直徑)，夯擊能為1250KN.m根據(jù)夯擊能調(diào)整好落距進(jìn)行滿夯作業(yè)。(9) 夯后路基面整平及高程測(cè)量：滿夯完成后，對(duì)路基面進(jìn)行整平壓實(shí)，進(jìn)行夯后高程測(cè)量。3.4.5 強(qiáng)夯施工中的質(zhì)量控制和檢驗(yàn)(1) 夯擊前必須對(duì)夯錘重量及錘底面積進(jìn)行嚴(yán)格測(cè)量鑒定，施工期間，若發(fā)現(xiàn)夯錘嚴(yán)重變形或掉塊剝落，必須進(jìn)行更換或重量重新測(cè)定，以保證夯擊能滿足要求。(2) 夯擊前必須檢查場(chǎng)地平整情況

11、，以免夯擊時(shí)夯機(jī)支架或夯錘偏斜發(fā)生意外，影響強(qiáng)夯質(zhì)量。(3) 夯擊全過程必須要有專人進(jìn)行詳細(xì)的施工記錄及測(cè)量記錄，以保證取得不同填筑高度不同填料的最佳夯擊能量及夯擊遍數(shù)，以指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工。(4) 控制每遍的夯擊時(shí)間間隔：強(qiáng)夯間隔是根據(jù)填料的透水性能即孔隙水壓力完全消散的時(shí)間來確定的，孔隙水壓力消散時(shí)間的長短與填料本身性質(zhì)有關(guān)，本工程填料大多是風(fēng)化巖，填料顆粒較大，透水性強(qiáng)，孔隙壓力水消散快，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，確定間隔時(shí)間為2天。(5) 強(qiáng)夯范圍確定：由于需強(qiáng)夯補(bǔ)強(qiáng)的路基段已施工完成的結(jié)構(gòu)物較多，為避免強(qiáng)夯產(chǎn)生的巨大震動(dòng)對(duì)結(jié)構(gòu)物造成破壞，所以在強(qiáng)夯前必須認(rèn)真確定構(gòu)筑物所在位置，強(qiáng)夯點(diǎn)起止位置必須保

12、證在結(jié)構(gòu)物10m以外。(6) 強(qiáng)夯質(zhì)量試驗(yàn)檢測(cè)：強(qiáng)夯后的路基土體強(qiáng)度隨夯擊后的間歇時(shí)間增加而增在，一般在強(qiáng)夯后14周，對(duì)路基進(jìn)行靜力觸探、動(dòng)力觸探檢測(cè)，以確定強(qiáng)夯對(duì)路基的影響深度，同時(shí)測(cè)定不同填料不同填筑高度下后夯沉量，以檢驗(yàn)強(qiáng)夯效果。(7) 特殊天氣條件施工：強(qiáng)夯施工應(yīng)盡量避開雨季，條件不允許時(shí)，必須密切關(guān)注天氣，在雨前及時(shí)平整壓實(shí)已夯實(shí)段落，以免積水浸泡路基；旱季施工時(shí)，為保證強(qiáng)夯效果，改善作業(yè)條件，必須及時(shí)灑水增濕降塵。3.4.6 強(qiáng)夯施工安全控制重點(diǎn)(1) 在施工過程中注意收集氣象資料，雨天、霧天或六級(jí)以上大風(fēng)天不安排強(qiáng)夯施工，以確保機(jī)械、人員的安全和施工質(zhì)量。(2) 加強(qiáng)機(jī)具設(shè)備的維

13、修保養(yǎng)，杜絕違章作業(yè)，保證機(jī)械設(shè)備性能處于良好狀態(tài)，不帶故障作業(yè),嚴(yán)禁非駕駛?cè)藛T操作機(jī)械設(shè)備。(3) 嚴(yán)格現(xiàn)場(chǎng)管理，非施工人員不得進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)，起重機(jī)臂下、夯錘下嚴(yán)禁站人，強(qiáng)夯作業(yè)時(shí)，周邊不得有閑雜人員，防止飛石傷人。4、不同填料強(qiáng)夯補(bǔ)強(qiáng)取得的經(jīng)驗(yàn)參數(shù)4.1 泥巖夾砂巖：4.2 泥質(zhì)砂巖：4.3 泥砂巖：4.4 粉砂質(zhì)泥巖：5、施工操作要點(diǎn)5.1 合理布置夯點(diǎn)夯擊點(diǎn)位置布置是否合理直接影響夯實(shí)效果和施工費(fèi)用，夯擊點(diǎn)位置可根據(jù)路基面有效寬度進(jìn)行布置，宜采用正方形布點(diǎn)，路基風(fēng)化巖填料填筑高度在3-12范圍時(shí)采用夯點(diǎn)間距5m正方形布點(diǎn)通過本工程驗(yàn)證是非常經(jīng)濟(jì)合理的。5.2 夯擊能量適中單位夯擊能的大小與填料類別和加固深度有關(guān)，在相同條件下細(xì)顆粒土的單位夯擊能要比粗顆粒適當(dāng)大些。根據(jù)我國建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范，風(fēng)化巖類土屬粗顆粒土中的碎石土類型，采用夯擊能在3000-4500kN.m之間通過施工驗(yàn)證完全滿足要求。5.3 夯擊順序合理強(qiáng)夯施工一般從路基中心由里到外向四周擴(kuò)散，夯擊能變化時(shí)平順過渡，夯擊能不一致時(shí),要先大后小。5.4 相同填料不同填筑高度下的最佳夯擊能量、夯擊次數(shù)與夯沉量關(guān)系對(duì)于軟巖類填料，隨著路基填筑高度的增加，需要的夯擊能及單點(diǎn)夯擊次數(shù)相應(yīng)增大，沉降量增大，施工費(fèi)用相應(yīng)增加，工效降低，而夯實(shí)效果有所下降，因此，當(dāng)填筑高度超