基地处理及路基填筑实施性施工方案学位论文.docx
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基地处理及路基填筑实施性施工方案学位论文
新建铁路
郑州至西安客运专线
试验段
地基处理及路基填筑
实施性施工方案
中铁二十三局郑西铁路客运专线工程指挥部
二○○六年四月
试验段地基处理及路基填筑实施性施工方案
1路基工程基本概况
本试验段路基工程全长6.42公里（含站场2.1公里），占正线长度的65.6%，其中路堑长2.03公里，路堤长4.39公里。
地处渭河南岸，通过黄土台塬、白龙涧河谷及渭河一、二级阶地，主要工程地质为湿陷性黄土。
地下水位除新华山车站附近地下水位较高，其余段落地下水对路基工程无影响。
由于路基工程特有的地质条件，地基处理、路基坡面防护、水塘处理以及过渡段结构为主要的路基加固及防护类型。
为保证路基地面排水，在路基两侧设置了侧沟、天沟、截水沟、排水沟、引水沟等地面排水系统。
为确保路基施工质量，路基内及路肩上各专业设备、电缆槽、接触网、声屏障等设计要求与路基主体工程同步施工。
本试验段路基工程，区间内双线地段路基面宽设计为13.8m，线间距5m。
路基基床表层设计厚为0.7m，底层厚2.3m。
本试验段工程地质条件复杂，全段范围内存在大量不良地质和特殊地质，不良地质主要有斜坡变形、人为坑洞、饱和砂土地震液化等，特殊地质主要有湿陷性黄土、松软土等。
具体参见表10-1《不良地质分布及处理汇总表》。
2总体施工方案及施工顺序
2.1总体施工方案
针对湿陷性黄土的地质条件及分布状况，在施工前对全线地质进行必要的补充地质调查，对湿陷性黄土的地基处理应达到两个目的，一是消除处理范围内的湿陷性，其二应是提高地基承载力，提高地基的变形模量，减少压缩（固结）变形。
压缩变形在荷载加上后是一定发生的（不像湿陷不浸水不发生），如果量值过大将会影响工后沉降。
因此湿陷性黄土地基的处理，应控制其压缩变形。
采用多种地基处理方法，改变黄土结构，增加
表10-1不良地质分布及处理汇总表
序号
分布里程桩号
地质情况
处理方案
1
DK350+615～DK350+980
DK350+615～DK350+740:
Ⅲ级自重湿陷性砂质黄土；
DK350+740～DK350+820:
Ⅲ级自重湿陷性黏质黄土；
DK350+820～DK350+980:
Ⅱ级自重湿陷性砂质黄土；
全段上部5cm松软土
DK350+615～DK350+748段，换填二八灰土DK350+748～DK350+980段，强夯后铺设0.5m厚二八灰土垫层，路堑地段铺设土工布；
DK350+630、DK350+660、DK350+676黄土陷穴、墓穴，采用钻孔、灌水泥砂浆
2
DK350+980～DK351+404.5
Ⅲ级自重湿陷性黄土以及上部覆盖2～3cm松软土
采用二八灰土挤密桩，桩顶铺设0.5cm二八灰土垫层，垫层顶铺设土工布
3
DK352+625.5～DK353+067.40
Ⅲ级自重湿陷性砂质黄土以及上部覆盖5cm松软土
挖除地表耕植土后，再冲击碾压，然后再用灰土挤密桩加固处理，路基填筑设置土工格栅
4
DK353+964.8～DK354+309.1
Ⅱ级自重湿陷性砂质黄土以及上部覆盖7.5～12cm松软土
挖除地表耕植土后，采用冲击碾压处理，再采用
水泥土搅拌桩处理;
墓穴:
采用挖出松土后用二八灰土夯填，然后用钻孔灌注水泥砂浆填实
5
DK354+450.8～DK354+769.1
Ⅲ级自重湿陷性砂质黄土以及6～25cm松软土
挖除地表耕植土后，采用冲击碾压处理，再采用水泥土搅拌桩处理;
墓穴:
采用挖出松土后用二八灰土夯填，然后用钻孔灌注水泥砂浆填实
6
DK354+782～DK355+996.35
Ⅲ级自重湿陷性砂质黄土以及10～24cm松软土
DK354+782.9-DK355+100段采用CFG桩;DK355+100-DK355+996.35段采用水泥土搅拌桩，桩顶铺设0.5cm碎石垫层，其中设置二层双向土工格栅
7
DK356+203.65～DK356+957.20
Ⅱ级自重湿陷性砂质黄土，其中夹有松软土;
DK356+560～DK356+957.2段地下7.5～20m处为液化土
挖除地表耕植土后用冲击碾压对地基进行压密处理，然后再用高压旋喷桩进行加固处理。
地基处理后，复合地基设置碎石垫层以及二八灰土封闭层，碎石垫层中设置二层双向土工格栅
8
DK356+984.8～DK357+450
Ⅱ级自重湿陷性砂质、黏质黄土，其中25m以下夹有松软土，地表以下4.5～20m为液化土
挖除地表耕植土后用冲击碾压对地基进行压密处理，然后再用水泥土搅拌桩进行加固处理。
地基处理后，复合地基设置碎石垫层以及二八灰土封闭层，碎石垫层中设置二层双向土工格栅
9
DK357+450～DK359+550
DK357+450-DK357+900段:
Ⅱ级自重湿陷性砂质、黏质黄土DK357+900-DK359+550段:
Ⅰ级非自重湿陷性黄土
地表以下4.5～20m为液化土
挖除地表耕植土后用冲击碾压对地基进行压密处理，然后再用水泥土搅拌桩进行加固处理，桩顶铺设碎石垫层，其中设置二层双向格栅
黄土密度，达到消除黄土的湿陷性的目的；路基施工严格按《京沪高速铁路设计暂行规定》控制，并进行工后沉降观测、分析，达到无碴轨道铺设条件的要求，即工后沉降按零沉降标准控制。
首先进行局部地表处理，对原地面挖除耕植土后，采用换填改良土和冲击碾压进行加固处理，再采用桩基和碎石、灰土垫层处理，同时辅以土工布和土工格栅。
对坑穴、墓穴采用挖出松土后，用灰土夯填，然后再用钻孔灌注水泥砂浆进行填实处理。
土方改良及地基处理方法主要有：
换填石灰改良土、换填二八灰土、二八灰土垫层、土工布、双向土工格栅、碎石垫层、冲击碾压、强夯法、灰土挤密桩、CFG桩、水泥土搅拌桩、高压旋喷桩等，填筑路堤时每填筑1.5m左右用冲击碾进行追密压实一次。
鉴于本试验段路基工程，我们本着试验先行，样板引路，再大规模展开路基施工的原则。
先选取一段路基试验段，加强现场试验研究，通过现场沉降观测、施工效果检测，以确定黄土路基地基处理、路堤填筑的科学合理的施工方案和施工方法，选定各种施工工艺参数，全面引导路基施工，确保满足湿陷性黄土工后沉降的要求。
路堑开挖采用人工配合挖掘机自上而下分层开挖，自卸汽车运送，人工顺层自上而下随开挖随刷坡；路基填筑采用人工配合推土机和平地机分层摊铺，压路机分层碾压密实，施工中严格按照四区段、八流程的施工工艺要求施做，路基每填筑1.5m用冲击碾冲击碾压一次，确保路基碾压密实。
2.2总体施工顺序
路基施工队进场后，首先进行路基范围内的地质调查，包括地质、地下构造物、地下管线等，以弥补设计阶段地质勘察资料的不足，及时进行必要的变更设计；然后开始安排水塘、坑洞回填和钻孔灌注水泥砂浆的施工，从而为下一步地表处理（强夯、冲击碾压等）、桩基处理（灰土挤密桩、旋喷桩、水泥土搅拌桩等）提供条件，然后再进行灰土（碎石）垫层、土工格栅和路基填筑的施工。
在正式施工之前均按设计文件要求，选择一定范围作试验性施工和检测，总结出施工参数和施工方案、工艺后，用来指导本工程全线范围内路基工程的施工。
3施工方法及工艺要点
3.1地表与地基处理
3.1.1水塘处理
本工程DK357+940～DK357+960段有一水塘，水深约2m，淤泥厚1m左右，其附近土体松软，须进行水塘地基处理。
根据现场实际及工程地质情况和设计，采用抽水挖除淤泥后夯实基底面、回填二八灰土，分层碾压至周围地面高程后，采用冲击碾压实。
（1）施工准备
①放样定位、确定清淤回填范围；
②准备回填所用二八灰土，确定施工机械和夯实方法。
（2）施工设备
清淤选用PC200挖掘机、TY220推土机回填、夯实配套设备、YCT25型冲击碾。
（3）施工工艺
初步拟定工艺参数：
基底处理夯击遍数3～5遍，填筑分层厚度25～30cm。
（4）施工方法
①水塘抽水清淤：
用泥浆泵进行抽水，待抽水、清淤符合要求后，进行基底夯实并修整坑壁。
②施工放样：
用全站仪放出回填位置和范围，并设置填筑标高控制桩。
③夯实：
夯实采用重锤夯实法，夯实时从四周向中间集中夯实，夯实遍数3～5遍。
④推送填料：
用推土机将事先准备好的二八灰土从料堆推运，人工配合推土机进行摊铺、整平。
每层摊铺厚度25～30cm，填筑至原地面高程后用冲击碾压实一遍。
⑤检测：
采用灌砂法检测压实度。
（5）技术措施
①回填二八灰土前，视水塘基底情况，先采用片石进行回填夯实，后再采用二八灰土回填，从而更好地保证塘底的承载力。
②回填的分层厚度、以及夯实的遍数，根据现场压实度检测情况，适当调整。
③水塘坑壁较陡时，设置1米宽的台阶后，再进行回填。
（6）质量控制
①回填料质量：
二八灰土的配比严格按要求掺配，石灰、土的质量要满足施工材质要求。
②台阶尺寸：
符合规范要求。
③压实度：
不小于具体数值。
3.1.2冲击碾压
本工程在进行桩基处理前，首先采用冲击碾压对原地面以及路堑基底进行冲击碾压处理，处理面积145093m2。
（1）施工前选择长度不小于100m的试验段，进行冲击碾压试验，通过试验取得施工工艺参数，再指导全面施工。
（2）碾压前，先检测待压实土体的含水量，如小于最佳碾压含水量，用洒水车洒水闷料一次。
如有积水或过湿时，经排水晾干后再进行碾压。
（3）选用YCT25型冲击碾，行驶速度12～15km/h，由外侧向内侧碾压，轮缘重叠30～40cm。
（4）冲击碾压完成后，用平地机将基面整平后再用振动压路机碾压平整。
（5）在路基填筑施工过程中每填筑1.5m进行一次冲击碾压，碾压一次应碾压3～5遍为宜。
3.1.3坑洞钻孔灌注水泥砂浆处理
本工程DK350+615～DK350+980、DK353+964.8～DK354+200、DK354+450.8～DK354+769.1、DK354+782～DK355+996.35四段路基左右50m范围内，存在大量坑洞、墓穴、松土回填的陷穴，须进行钻孔灌注水泥砂浆加固后回填夯实处理，保证地基的承载力。
（1）施工准备
①地质条件补勘：
在施工前为确保勘测陷穴位置准确，用地质雷达沿路基面纵向勘测三条测线，对原设计的地质勘探进行补充勘测，探明陷穴的准确位置，查清可能被设计漏测的陷穴。
②施工放样，确定钻孔位置，用白灰作标志。
③施工机械设备的组装、调试、就位，人员的分工与培训。
（2）施工设备
导管式振动打桩机、砼输送泵
（3）施工方法
①孔位确定：
根据坑洞处理的范围，在现场白灰画出需要钻孔的位置，保证能顺利灌满整个坑洞，并要求钻孔机底座支垫平稳、牢固。
②套管安设
套管顶端设便于起吊的吊钩或吊环，并在套管上划出控制标高的刻度线，如套管接长时，在打设前试接，要求连接处平顺密闭。
桩尖采用活动式，管中有压力和管头悬空时，能自动打开，便于灌注水泥砂浆。
套管定位时利用桩机上的起吊设备将其吊起，用人扶住准确安插在定位点上。
③打入成孔
当套管吊起定位后即可开锤施打，施打时控制锤击频率，防止超深，堵死管头，不能灌注。
④灌注与拔管
用砼输送泵，泵送水泥砂浆，利用套管输入，待水泥砂浆不能再落下时，停止灌注，拔出套管，用水冲洗后，再继续下一位置施工。
⑤回填夯实，待砂浆强度达到75％以上后再进行夯填处理。
（3）施工要求
①打入套管成孔时，要严格控制打入深度，防止太浅和过深堵住套管，不能很好地灌注水泥砂浆。
②钻孔位置的选择，应能保证最终将坑穴填满。
3.1.4强夯法
本试验段工程DK350+748～DK350+980段为4～6m厚的Ⅲ级自重湿陷性黏质黄土和5m厚的Ⅱ级自重湿陷性砂质黄土。
根据本段特殊的地质条件，采用强夯法对此段地基进行加固处理，强夯后地基表面铺设0.5m厚的二八灰土垫层，路堑地段垫层顶面同时铺设土工膜
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