【正文】 碾壓一直進(jìn)行直至達(dá)到要求的密實(shí)度為止 鐵路客運(yùn)專線路基設(shè)計施工關(guān)鍵技術(shù) 39 第五章 客運(yùn)專線路基加固 第一節(jié) 硬化層技術(shù) 圖 51 為我國與日本高速鐵路基床表層 ,左側(cè)為日本的型式 ,右側(cè)為中國的型式。 （ 5）整型后，當(dāng)混合料接近最佳含水量時，即可用自重 15t 及以上重型振動壓路機(jī)碾壓。 （ 4）最后再用平地機(jī)整形一次。 （ 3）再用平地機(jī)如（ 1）所述進(jìn)行整形，并用（ 2）所述方法再碾壓一遍。必要時再返回刮一遍。 4 ．整形及碾壓 ( 1 ）混合料拌和均勻后，先用平地機(jī)初步整平和整形。 ( 4 ）灑水拌和時，拌和機(jī)械應(yīng)緊跟在灑水車后面進(jìn)行拌和，以減少水分流失。 ( 3 ）將含水量合適的混合料再用路拌機(jī)拌合一到兩遍，應(yīng)使混合料充分拌鐵路客運(yùn)專線路基設(shè)計施工關(guān)鍵技術(shù) 38 和均勻，并根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整拌和深度，嚴(yán)禁在拌和層底部留有素土夾層。 3 ．混合料的拌和 ( 1 ）采用路拌機(jī)把已攤鋪好的填料拌和一遍，并用核子密度儀快速測定初拌后混合料的含水量。 2 ．中粗砂的運(yùn)輸及攤鋪 ( 1 ）中粗砂進(jìn)人工地后，測量其含水量及干密度，根據(jù)粉粘土虛鋪厚度及干密度計算中粗砂的播散厚度，并確定每車砂的堆放位置及堆放密度。 （二）粉粘土物理改良施工 1 ．粉粘土的攤鋪及初壓 ( 1 ）根據(jù)路基本體填筑的寬度及事先確定的虛鋪厚度，計算各段所需粉私土的數(shù)量（粉粘土虛鋪厚度宜為每層 25 ~30 Cm ) ，根據(jù)虛鋪厚度計算每車粉土堆放位置及 堆放密度。含水量不宜超過最佳含水量的 2 ％。 7 ．初步整形后，用水準(zhǔn)儀測量檢查改良土的松鋪厚度，必要時進(jìn)行補(bǔ)料或減料。平鐵路客運(yùn)專線路基設(shè)計施工關(guān)鍵技術(shù) 37 地機(jī)由兩側(cè)向路中心刮平，必要時返回刮一遍。 4．經(jīng)推土機(jī)初平的改良土，表面力求平整，并具有規(guī)定的路拱。 3．上料時應(yīng)順前進(jìn)方向依次卸料，推土機(jī)配合，隨卸隨平。 三、改良土填筑 （一）細(xì)砂土改良土施工 1．按設(shè)計配比（細(xì)砂：卵石＝ 50％∶ 50％，粉砂：角礫＝ 40％∶ 60％）用穩(wěn)定土拌和機(jī)或?qū)⒙咽ń堑[）與細(xì)砂折算成體積比用挖掘機(jī)將其拌和均勻，根據(jù)天氣和運(yùn)距不同使混合料的含水量控制在比最佳含水率高 2％左右。在養(yǎng)護(hù)期間封閉道路，嚴(yán)禁除灑水車外的任何車輛行駛。 ( 4 ）施工含水量控制 ① 級配碎石的生產(chǎn)含水量應(yīng)根據(jù)不同的氣溫、氣候條件和不同填筑部位要求的碾壓含水量范圍調(diào)整； ② 級配碎石的碾壓含水量一般為 4 . 5 ％ ~ 7 % ，但料源為卵石、砂礫石時，碾壓含水量為 6 ％ ~ 8 ％。 （ 2）攤鋪 ①每一攤鋪?zhàn)鳂I(yè)區(qū)段一般不超過 200m； ②攤鋪分左右兩幅施工，為了便于施工及防止水分散失造成兩幅縱向接合部位壓實(shí)不好，兩幅攤鋪前后距離不超過 100m ，并及時碾壓； ③ 嚴(yán)格按工藝試驗(yàn)確定的虛鋪厚度進(jìn)行攤鋪，用平地機(jī)進(jìn)行攤鋪時，以“方格網(wǎng)”并結(jié)合“掛線法”控制虛鋪厚度；用攤鋪機(jī)攤鋪時，采用“掛線法”控制虛鋪厚度； ④ 現(xiàn)場技術(shù)人員要及時檢查攤鋪的平整度、寬度、橫坡度及平面曲線、豎曲線、標(biāo)高等。 （ 5）集料配合比應(yīng)經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)比選，既要按顆粒級配要求和是否易于達(dá)到壓實(shí)質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)兩方面進(jìn)行驗(yàn)證，還要兼顧各種集料的生 產(chǎn)比例，以保證施工質(zhì)量，降低工程成本。河床砂卵石和砂礫石作為原料時進(jìn)場后必須集堆脫水，以避免細(xì)料粘裹粗料，造成糊堵篩孔和集料混雜不純，影響級配穩(wěn)定。 （ 2）集料生產(chǎn)中篩孔尺寸決定集料的顆粒組成，須經(jīng)試配和試生產(chǎn)決定。 圖 47 鐵路客運(yùn)專線路基設(shè)計施工關(guān)鍵技術(shù) 35 （二）施工技術(shù)要點(diǎn) 1 ．級配碎石生產(chǎn) （ 1）級配碎石采用工廠化生產(chǎn)方式，以保證質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率。其制備工藝見圖 46： （一）工藝流程 基床表層填筑，多數(shù)單位分兩層施工，下層為 ，上層為 。 二、基床表層級配碎石制備與填筑 （ 0）級配碎石制備 級配碎石料 源可為用外購碎石和石屑，或者用天然卵石和砂礫石兩種。 7 ．作好臨時匯水、排水措施 雨季容易導(dǎo)致邊坡沖刷（尤其是粗粒土填筑路基），故在填筑施工過程中，針對不同填料，采取相應(yīng)的匯集、排水措施。 鐵路客運(yùn)專線路基設(shè)計施工關(guān)鍵技術(shù) 34 各區(qū)段交接處相互重疊壓實(shí)，橫向搭接長度不小于 2m ，縱向行與行之間搭接長度不小于 0 . 4m 。碾壓速度為 1 . 5 ~2 . 0km/h。當(dāng)含水量過低時，及時灑水濕潤；當(dāng)含水量過大時，將填料翻開晾曬至施工允許含水量范圍內(nèi)。為防止填料對土工格柵的破壞，禁鋪帶 有尖錐、棱角且直徑大于 5cm 的填料。若需鋪設(shè)土工格柵時，先壓實(shí)整平，每幅縱向搭接 30 cm，橫向搭接 12cm。邊坡碼砌與填筑同時進(jìn)行，到填筑第二層時進(jìn)度超前，每層邊坡碼砌在碾壓前完成。 用塊石類填料填筑時，對大于 30cm的塊石應(yīng)改小或清除，并避免大塊集中造成的孔洞。按照工藝試驗(yàn)確定的與不同填料對應(yīng)的合理層厚，進(jìn)行分層上土。 一、 基床底層及以下路堤填筑 （一）工藝流程 路基填筑壓實(shí)按照“三階段、四區(qū)段、八流程”的施工工藝組織施工，見圖45 圖 45 鐵路客運(yùn)專線路基設(shè)計施工關(guān)鍵技術(shù) 33 （二）施工技術(shù)要點(diǎn) 1．基底處理 根據(jù)設(shè)計圖紙要求，鏟除地表層 15～ 30 cm的耕植土，或按補(bǔ)勘土質(zhì)情況提出的設(shè)計或變更規(guī)定進(jìn)行嚴(yán)格的基底處理。 關(guān)于擊實(shí)標(biāo)準(zhǔn)的思考。 （ 3）通過核子密度儀與灌水法的對比試驗(yàn)可知，用核子密度儀檢測級配碎石的顆粒間孔隙率 n39。當(dāng)含水量大于 6％時，壓實(shí)后難以立即達(dá)到要求，尤其是料源為卵石和砂礫石的級配碎石時，需要放置幾天，發(fā)生板結(jié)后才能檢 測合格。但是，含水量較高有利鐵路客運(yùn)專線路基設(shè)計施工關(guān)鍵技術(shù) 32 于碾壓時面層收光和板結(jié)。 □ 施工含水量控制 （ 1） 基床表層下層施工，含水量在 ％～ 5％（料源為卵石和砂礫石時為 5％～6％）范圍內(nèi)，級配碎石碾壓后即可達(dá)到較高強(qiáng)度。 ( 3 ）基床表層上層：先靜壓 1 ~ 2 遍，再弱振 1 ~ 2 遍、強(qiáng)振 1 ~2 遍、弱振 1~ 2 遍，最后靜壓 2 遍對表面平整收光。 □ 碾壓速度與遍數(shù) ( 1 ）靜壓速度控制在 Ⅰ 檔，弱振碾壓速度控制在 Ⅱ 檔，激振速度控制在 Ⅲ 檔。為方便施工及防止水分散失造成兩幅縱向接合部位壓實(shí)不良，兩幅攤鋪前后距離以不超過 100m 為宜，并及時碾壓。 級配碎石填筑厚度一般分為 35 cm 和 25 cm 兩種， 35 cm 厚度用于基床表層的下層填筑工藝試驗(yàn)， 25 cm 厚度用于基床表層的上層填筑工藝試驗(yàn)。 鐵路客運(yùn)專線路基設(shè)計施工關(guān)鍵技術(shù) 31 （四）填筑工藝試驗(yàn)的實(shí)施及分析結(jié)果 根據(jù)計算分析所選的配合比，按室內(nèi)擊實(shí)試驗(yàn)確定的最佳含水量，進(jìn)行級配碎石填筑工藝試驗(yàn)。碾壓設(shè)備選用 WB1803D 和 YZ12 型自行式振動壓路機(jī)。 （三）施工機(jī)械及檢測設(shè)備的選擇 填筑工藝試驗(yàn)設(shè)備選用正式施工時擬用的機(jī)械設(shè)備。 □ 室內(nèi)擊實(shí)試驗(yàn)， 按經(jīng)計算及調(diào) 整后的理論配合比和比較試驗(yàn)用配合比方案取樣，分別進(jìn)行室內(nèi)擊實(shí)試驗(yàn)。另選兩種偏離“中限”但粒徑級配符合技術(shù)要求的配合比做比較試驗(yàn)。 □ 配合比的確定 取其品質(zhì)指標(biāo)符合要求的四種或三種集料，根據(jù)各自的篩分結(jié)果，采用電算法或圖解法進(jìn)行理論計算。 （二）配合比設(shè)計和相關(guān)系數(shù)的確定 □ 原材料分級 用塊石或天然卵石、砂礫石破碎的混合料須經(jīng)篩選分級，再將幾種粒徑大小不同的分級集料，按一定的比例混合組成粒徑級配符合要求的級 配碎石。 三、 基床表層級配碎石填筑 試驗(yàn) （ — ）原材料的選用 路基基床表層級配碎石的料源可選塊石和天然卵石、砂礫石。 經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)，其中（ 1）、（ 2）、（ 3）三種方 案地基系數(shù) K30 可達(dá)到設(shè)計規(guī)定鐵路客運(yùn)專線路基設(shè)計施工關(guān)鍵技術(shù) 30 的要求，但僅有第（ 3）種方案摻 50％圓礫，顆粒間孔隙率 n39。 經(jīng)試驗(yàn)，兩種方案均可達(dá)到設(shè)計規(guī)定的要求，經(jīng)反復(fù)比較，第（ 2 方案無污染，簡單易行，且造價低，所以選擇第（ 2 方案。結(jié)合地基系數(shù) K30以及動態(tài)模量 Evd來控制路基壓實(shí)。 （四）通過以上各種填料工藝試驗(yàn)及現(xiàn)場檢測對比試驗(yàn)結(jié)果的分析，可得出如下結(jié)論： 1．對小于 的細(xì)顆粒含量較多、含水量大于 10％的一般粗粒土，以壓實(shí)系數(shù) K 和地基系數(shù) K30兩個指標(biāo)來控制填料的壓實(shí)質(zhì)量較為合理。用作基床底層填料時，合理的攤鋪厚度為 40 cm，要達(dá)到 n39。和地基系數(shù) K30，必需的振動碾壓遍數(shù)為：填料用于基床以下路堤填筑時，合理的攤鋪厚度為 45 cm，要達(dá)到 n39。通過測定角礫土的視比重和毛體積相對密度，以及現(xiàn)場檢測填筑壓實(shí)后的干密度，計算求得角礫土的孔隙率 n，可以反映其填料的壓實(shí) 程度。 用作基床底層填料要達(dá)到 K≥ 、 K30≥ 120 MPa / m 時，需碾壓 6 ~ 8 遍，當(dāng)含水量接近于施工控制含水量上、下限時，一般要碾壓 8 ~10 遍。 ( 3 ）碾壓遍數(shù) 試驗(yàn)結(jié)果表明：對于試驗(yàn)所選用的或性質(zhì)類似的粗粒土，當(dāng)填料用于基床以下路堤填筑，要達(dá)到 K≥ 0 .90 、 K30≥ 110 MPa / m 時，需要碾壓 3 ~ 5 遍。 ( 2 ） 施工控制含水量范圍 用于基床以下路堤的填筑，要達(dá)到 K≥ 、 K30≥ 110 MPa / m ，施工控制含水量范圍為 5 .0 ％一 ％。 ( 1 ）虛鋪層厚 根據(jù)層厚碾壓試驗(yàn)的檢測統(tǒng)計數(shù)據(jù)，采用與細(xì)粒土類同的分析方法可以得出，靜碾 2 遍后再振動碾壓 4 遍， 30cm 、 40cm 和 50cm 三種厚度均可達(dá)到 K≥ 、 K30≥ 110 MPa / m ，繼續(xù)增加振動碾壓直到 14 遍，只有 30cm 、 40 cm 兩種厚度分別在振動碾壓 6 遍和 8 遍后達(dá)到 K ≥ 0 .95 、 K30≥ 120 MPa / m 。使用 YZT18D 拖式振動壓路機(jī)，碾壓方式與細(xì)粒土工藝相同，每振動碾壓兩遍，用灌水法進(jìn)行一次密度檢測，當(dāng)壓實(shí)系數(shù)達(dá)到 0 . 90 、 0 . 95 或孔隙率 n 25 ％、 n 20 % ，再檢測地基系數(shù) K30 。當(dāng)含水量接近施工控制含水量上、下限時，需要 6 遍以上，所以，合理的振動碾壓遍數(shù)為 4～ 6 遍。由圖 44 和 K30試驗(yàn)結(jié)果可以得出，將該粉粘土碾壓到 K≥ 、 K30≥ 90 MPa／ m 的壓實(shí)施工控制含水量上限為％、下限為 ％?？梢钥闯?，從振動碾壓第 2 遍到第 8 遍，土體的密實(shí)度隨碾壓遍數(shù)增加而增加，而 8 遍以后，土體密實(shí)度基本不增加或增加緩慢。 （ 2）壓實(shí)功與 含水量。根據(jù)層厚碾壓試驗(yàn)的檢測統(tǒng)計數(shù)據(jù)繪制不同虛鋪厚度的壓實(shí)系數(shù)（ K）隨振動碾壓遍數(shù)（ N ）變化的關(guān)系曲線，如圖 42 所示。 □ 細(xì)粒土 細(xì)粒土工藝試驗(yàn)填料，制作成依次相連接的含水量和厚度不同的試驗(yàn)塊，使用 WB18O3D 振動壓路機(jī)，每振動碾壓兩遍用灌砂法進(jìn)行一次密度檢測，當(dāng)壓實(shí)系數(shù)達(dá)到 時，再檢測地基系數(shù) K30 。檢測設(shè)備采用 K30荷載儀、核子密度濕度和容積儀（灌砂、灌水法）。 （二）施工機(jī)械及檢測設(shè)備的選擇 客運(yùn)專線與一般的線路相比，壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)更高更嚴(yán)，擊實(shí)標(biāo)準(zhǔn)均采用重型擊實(shí)，圖 41 客運(yùn)專線路堤填筑要求 鐵路客運(yùn)專線路基設(shè)計施工關(guān)鍵技術(shù) 26 填土壓實(shí)系數(shù)要求達(dá)到 0 . 90 ~0 . 95 ，孔隙率 n 小于 20 ％一 25 % ，必須在施工中應(yīng)用大型施工機(jī)械，并進(jìn)行優(yōu)化組合。確定一套從基底處理、路基本體填筑到基床表層施工的施工工藝和檢測方法。見圖 41。表層厚度應(yīng)為 ，底層厚度應(yīng)為 ，總厚度為 。 見圖 310。所謂動態(tài)設(shè)計就是首先利用現(xiàn)有方法計算路基固結(jié)沉降和總沉降，然后對所埋設(shè)的沉降觀測設(shè)備按規(guī)定頻率及精度進(jìn)行觀測，從而得到地基沉降 時間 荷載的變化曲線，通過對此曲線的分析推算，預(yù)測工后沉降。但是，運(yùn)營多年后，實(shí)際沉降量達(dá)到當(dāng)初計算值的近兩倍；滬寧高速公路，為控制沉降科研部門做了大量的研究計算工作，運(yùn)營多年后，沉降量還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了計算估計值。基于以上原因，理論計算的總沉降量及分時沉降量只能是一個估算值，大量的工程實(shí)例表明理論 計算值與地基實(shí)際所發(fā)生的沉降值有時有較大的差別。根據(jù)最終沉降量和圖 38 中的竣工沉降量，就可求出預(yù)測工后沉降值。則 1/b 即為最終沉降量。 工后沉降預(yù)測采用雙曲線法。 鐵路客運(yùn)專線路基設(shè)計施工關(guān)鍵技術(shù) 21 鐵路客運(yùn)專線路基設(shè)計施工關(guān)鍵技術(shù) 22 第四節(jié) 觀測數(shù)據(jù)處理及工后沉降預(yù)測 各斷面路基中心地基面處的沉降與施工過程的關(guān)系見圖 38?，F(xiàn)有數(shù)據(jù)處理方法及程序滿足現(xiàn)場數(shù)據(jù)的錄入及后期的數(shù)據(jù)整理工作的要求，數(shù)據(jù)處理簡捷方便。第一次測試推算出各點(diǎn)的標(biāo)高，即為未來測試的基準(zhǔn)標(biāo)高，即初始標(biāo)高。通常采用正反測試的目的是提高精度，可以抵消探頭的初始值和溝槽傾斜偏差等因素所造成的系統(tǒng)誤差。然后將測斜儀水平掉轉(zhuǎn) 180 度，從另一端在前次同樣