专题四高速铁路路基施工技术.docx

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专题四高速铁路路基施工技术

专题四高速铁路路基施工技术

一、级配碎石施工技术

可外购，或采用天然的砂卵石破碎配置，分20~40mm,10~20mm，10mm以下三种集料，制备工艺流程见下图。

1基床表层填筑分两层施工，每层施工工艺流程见下图

1.1验收基床底层区段

测量中线水平，检查几何尺寸，核对压实标准，使其达到基床底层验收标准。

对不符合标准的基床底层进行修整，使其达到基床底层标准要求。

1.2拌和运输区段

（1）基床表层搅拌采用厂拌，原材料必须进行材质及级配试验，材质及级配均要符合设计及规范要求。

（2）正式拌和前，必须先调试所用厂拌设备，使混和料的颗粒组成及含水量符合规定要求。

（3）拌和好的混和料要尽快运到铺筑现场，并进行碾压。

用平地机摊铺混和料的，根据运输车的运输能力，计算每车混和料摊铺面积，等距离堆放成堆；用摊铺机摊铺的，则与摊铺机能力相互协调，减少停机待料情况。

1.3摊铺碾压区段

（1）基床表层摊铺第一层采用平地机进行摊铺。

用平地机将混和料按松铺厚度摊铺均匀，对不均匀处及坑洼处人工进行调整。

（2）基床表层摊铺第二层，采用摊铺机进行摊铺。

摊铺方法由试验段确定。

（3）碾压采用振动压路机，先静压后振动碾压，碾压要遵循先轻后重、先慢后快的原则。

直线段由两侧路肩向路中心碾压，即先边后中；曲线段由内侧路肩向外侧路肩进行碾压。

碾压时沿纵向重叠0.4m，横缝衔接处应搭接，搭接长度不少于2m。

1.4检测试验区段

（1）基床表层检测：

按照基床表层压实质量标准及检测方法和频度进行检测。

基床压实若达不到要求，要分析原因，重新补压，直到满足要求。

（2）基床表面修整养护：

局部表面不平整要洒水补平并补压，使其外形质量达到设计要求。

已经施工的基床表面禁止任何车辆通行。

2级配碎石填筑每一作业面合理的摊铺碾压机具组合：

2.1采用平地机摊铺：

1台大功率推土机、1台平地机、1台重型自行式震动压路机、2台冲击夯、5台以上自卸汽车；

2.2采用摊铺机摊铺：

1台摊铺机、1台重型自行式震动压路机、2台冲击夯、5台以上自卸汽车。

3施工参数

一个摊铺区段长度以120~150m为宜。

摊铺前对下承层进行地基系数K30复测，对不合格地段进行处理，确保下承层无质量隐患。

下层虚铺厚度40cm，碾压后为35cm，下层铺筑两侧各超宽30cm，碾压成型后切掉；上层铺筑前先砌护肩，有利于控制路基面高程，靠护肩30cm范围，用冲击夯夯实。

合理的碾压遍数：

先静压2遍，在弱振1遍，强振3遍，弱振1遍，最后再静压2遍收光平整表面。

级配碎石铺筑碾压的含水量应在3.5%以上，小于时，一则碾压困难，二则地基系数和颗粒间孔隙率达不到要求。

考虑水分损失，生产时含水量可适当提高1~2%。

含水量为3.5~5%时，碾压后马上达到很高强度，达到地基系数检测要求所需放置时间短，在2天以内。

含水量为7~8%时，碾压后不能很快达到很高强度，达到地基系数k30检测要求所需放置时间在3天左右。

二、基床底层改良土

2.1方法：

厂拌和路拌。

水泥土不宜强振碾压。

2.2施工参数：

碾压遍数：

最佳的碾压方式为：

静压2遍，基本稳定土体和压实表层；弱振2~3遍，保证深层土体密实；继续静压2~3遍，压实弱振时破坏的表层，并使之平整、光洁。

水泥土碾压6~8遍基本上达到最佳效果，超过8遍以后，由于施工时间长，水分损失过多，压实系数增长幅度很小，有时会下降。

水泥土检测的时效性：

由于水泥和土拌合后产生一系列反应，并开始硬化凝结。

一般初凝时间为2~3h，碾压时间不应超过初凝时间，否则由于会对已凝结的土体造成破坏，干密度不但不上升，反而会下降。

因此，在水泥的初凝时间内完成碾压和检测。

三、改良土施工技术

1、改良土的施工要求

改良土的施工目的是要得到一个掺如料剂量符合规定、水和掺如料分布均匀、密实度大的混合料，经过养生后，改良土成为一种结硬的整体性材料，而且表面平整、具有规定的路拱，能满足结构的使用要求。

2、改良土的施工拌和方法

在国外，改良土的施工方法主要有三种。

第一种方法是就地拌和法或称路拌法。

采用这种方法时，先将要改良的土（沿线路挖的就地土或从附近取土坑中挖的经选择的土）摊铺在下承层上，整形后在上摊铺掺入料，然后用拌和机进行拌和，并进行整平和压实。

第二种方法是用移动式拌和机沿线路拌和。

这种方法经常用于大的工程，在美国使用的最多。

第三种方法是中心站拌和法或称集中拌和法，即集中在某一场地（通常在取料厂），用固定式拌合机拌和水泥土混合料，用自卸卡车将拌成的混合料运送到铺筑工地，然后进行摊铺和压实。

国内常用的方法是路拌法。

3、改良土混合料各成分用量计算方法

在改良土混合料中，土、掺入料和水的数量可按以下方法确定。

以水泥土为例，设水泥土的厚度为h（m）、宽度为b（m），则所需的水泥土混合料可用下式计算。

式中Pm—水泥混合料的干质量（t）；

L—路段的长度（m）；

γd—水泥土的预期压实干容重（t/m3）；

1.03—损耗系数。

在计算水泥土混合料中的材料数量时，水泥的剂量按干土质量的百分率（%）计，（即剂量=水泥/干土质量）而水的数量则按土和水泥的总干质量的百分率（%）计。

混合料中水的数量PW（t）：

PW=ωPm

式中ω—混合料的含水量（%）

混合料中干土的质量Ps（t）：

式中C—水泥剂量（%）。

混合料中水泥的质量Pc（t）：

由于天然状态下的土通常都含有一定数量的水，因此必须对水和土的质量进行校正。

如天然状态下土的含水量为ω0（%），则应该向混合料中增加的水量为

：

同时，天然状态土的质量应该是

：

通常水泥的含水量很小（小于0.5%），对于工地施工来说，可以忽略不计。

要使改良土符合设计要求，在施工过程中，处必须遵照施工规范外（进行认真的施工组织和严格的操作技术），还必须认真管理、进行必要的室内试验、现场试验和质量控制。

现场施工管理、试验工作和质量检验是保证施工质量的重要环节。

4、改良土的施工技术

改良土的路拌法施工就是用自卸卡车将选用材料运到路基上，经翻晒、过筛，然后用推土机和平地机将填料摊平并粗整成规定的路拱。

用洒水车均匀地洒水，使土达到合适的含水量。

人工洒铺固化剂。

使用旋耕机辅以平地机拌合将固化剂拌到土中。

用平地机整平已拌和均匀的改良土混合料，最后用合适的压路机进行碾压。

其施工工艺流程如图20所示，以水泥土为例说明。

1）准备下承层

表15秦沈客运专线铁路基床以下路堤压实标准

填料

压实标准

细粒土

粗粒土

碎石土

A、B、C组填料或改良土

地基系数K30

≥90

≥110

≥130

孔隙率n

——

＜25

＜25

压实系数K

≥0.9

——

——

在进行水泥土基床底层施工之前，必须对路基下部按照规范进行验收。

要求其表面应平整坚实，具有规定的路拱，没有任何松散材料和软弱地点，下承层的平整度和压实度应符合规定要求（表15）。

凡验收不合格的路段，必须采取措施，使其达到标准后，方可进行水泥土的施工。

在将土料运到下承层上之前，应该用洒水车在下承层上均匀洒水，使下承层表面湿润。

2）施工放样

在下承层上恢复中线，直线段每15~20m设一桩，平曲线段每10~15m设一桩，并在两侧边缘外设指示标。

进行水平测量，在两侧指示标上标出每层边缘的设计标高。

3）准备选料

（1）料场选择

从取土场选取有代表性的土料，进行原状土和水泥土的物理力学性试验，根据试验结果，选定取土场，同时确定改良配比。

（2）土料采集

采集的土料应无树根、草皮和杂土。

在采集土料的过程中，应在预定的采料深度范围内自上而下采集，不应分层采集。

避免将不合格的土料推入选料堆中。

发现土料有明显变化，经重新作配比试验。

（3）土料的运输和堆放

根据每层的宽度、厚度及预定的干容重，计算每层所需的干土数量。

根据选料的含水量和所用运土车的吨位，计算每辆车的堆放距离。

选料装车时，应注意每辆卡车的装载数量基本相等。

将土料运至摊铺地点，根据计算好的堆放距离由远至近等距离卸料，严格掌握卸料距离，避免土料不够或过多。

运到路段上的土料，最好当天摊铺均匀，第二天拌和固化剂。

如土料中有较大的土块，应事先粉碎，然后用平地机整平。

必须注意，在土料摊铺前应该在下承层表面洒水，使其表面湿润，但不应过分潮湿而造成泥泞。

4）洒水预湿（摊铺晾晒）

运到下承层上的选料应进行洒水预湿。

洒水预湿素土，可以使水在土中分布较为均匀，可以节省洒铺水泥后的加工操作时间。

由于在撒铺水泥的时候，大部分需要的水量已经加到土里去了，在撒铺水泥后的拌和过程中，就可以减少很多洒水工作量。

实践证明：

如土料的含水量比最佳含水量低2%~3%，水泥和土就更容易拌和。

如果素土的天然含水量很大，事先必须进行摊铺晾晒。

5）整平轻压

细粒土洒水后需要一夜充分闷料，之后应该整型成要求的路拱和坡度，并用6~8t的两轮光面压路机碾压1~2遍，使素土层具有平整光滑的表面，同时具有一定的密实度，以便摊铺水泥。

6）摆放和摊铺水泥

使用袋装水泥，事先根据水泥改良土的压实厚度、预定的干容重和水泥剂量，计算每一平方米水泥土需要的水泥用量，并计算每袋水泥的摊铺面积。

然后，根据水泥土层的宽度，确定摆放水泥的行数，计算每行水泥的间距。

最后，根据每袋水泥的摊铺面积和每行水泥的间距，计算每袋水泥的纵向间距。

根据计算的每袋水泥的纵横间距，用石灰在料层上作摆放水泥的标记，同时划出摊铺水泥的边线。

将水泥运到摊铺路段后，按事先做好的标记摆放水泥，并检查有无遗漏或多余。

将水泥袋拆开，倒出水泥后，用木刮板将水泥均匀摊开。

应注意使每袋水泥的摊铺面积相等。

水泥摊铺完毕后，表面应没有空白位置，也没有水泥过分集中的位置。

7）干拌

拌和的目的是使水泥完全均匀地分布到土中。

在用机械拌和的头一二遍，通常是进行干半。

然后便洒水边拌和，即进行湿拌。

干拌的目的是使水泥分布到全部土中，不要求达到完全拌和，而是预防加水过程中水泥成团。

所谓干拌，实际上是拌和预湿的土及水泥，并不是真要求土是干的。

拌合应采用专门的改良土拌和机，如国产的WB系列轮胎式拌和机或进口BOMAG及P&H系列拌和机。

没有专门拌和机械时，可采用以旋转耕作机作为主机，铧犁或平地机为辅机的操作方式。

先用平地机将铺好水泥的集料翻拌两遍，使水泥分布到土料中，但不翻犁到底，以防止水泥落到底部。

第一遍由路中心开始，将混合料向中间翻，同时机械慢速前进。

第二遍相反，由两边开始，将混合料向外侧翻，接着用旋耕机拌和两遍再用铧犁将底部料翻起。

随时检查调整翻拌深度，使改良土层全部翻透。

严禁在底部留有“素土”夹层，也应防止破坏下承层的表面。

一般应翻犁两遍，接着用旋耕机拌和两遍，再用多铧犁翻犁两遍。

8）加水和湿拌

均匀地喷洒足够数量的水，对水泥土的质量十分重要。

洒水车不应在正进行拌和的以及当天计划拌和的路段上调头和停留，以防止局部水量过大。

拌和机械应在洒水车后面进行拌和。

洒水及拌和过程中，应及时检查混合料的含水量。

当含水量接近最佳含水量时，应减少每次喷洒的水量。

拌和过程中，水分略大些较水分不足为好。

拌和一直进行到洒的水量已足够、混合料的颜色及含水量均匀为止。

由于没有别的快速方法评定拌和的均匀性，通常采用颜色一致（没有灰条、灰团和花面）、没有粗细粒料“窝”作为判别拌和均匀的标志。

混合料的含水量可用核子湿度密度仪进行测定，以判断含水量是否达到预定的最佳值。

含水量也可现场人工控制。

具体方法是：

用手抓一把水泥土混合料，用力在手中捏紧成团。

落在地上能散开，表示含水量合适。

9）整平

平地机整平。

混合料拌和均匀后，先用平地机初步整平。

在直线段，平地机由两侧向路中心进行刮平。

在平曲线段，平地机由内侧向外侧进行刮平。