路基改良土填筑工艺试验
D1K182+040~D1K182+140试验段路基位于梁平南站路堑地段,路基基床基底为泥岩夹砂岩上。试验段整个长跨越两种地下水位段(地下水位距路肩>3 m和地下水位距路肩≤3 m),涵括了改良土两种形式横向防排水形式,具有代表性,因此由该试验段所确定的改良土施工工艺,可以推广至全管段路基改良土的施工。
(一)施工方法及检验标准
路基试验段填筑严格按“四阶段、六区段、十一流程”的施工工艺组织施工。具体流程详见流程图4-2-1。
施工过程采用人工配合机械化施工,配备能力匹配的改良土破碎机、强制式改良土拌和机、装载机、推土机、挖掘机,并配备相应自卸汽车、自行式平地机、振动压路机、洒水车。
改良土试验段填筑前,试验室对改良土进行了最优含水率、最大干密度、土的液塑限、颗粒分析、EDTA、7天无侧限抗压强度等试验,并且确定了不同部位的水泥最佳掺配量,在保证质量的前提下,达到经济合理。
在试验段填筑过程中,经过EDTA滴定、压实系数K、7天无侧限抗压强度等检测指标得出路改良土填筑松铺系数、碾压遍数等技术数据。用以指导路基改良土工程全面施工。其检测标准根据不同填筑部位确定,查询《区间路基设计图 全一册》(新建铁路渝万客运专线施工图),见表4-2-1和表4-2-2。
表4-2-1 基床底层填料及压实标准要求

表4-2-2 基床以下部分填料压实标准要求


图4-2-1 路基试验段填筑施工工艺组织流程
(二)使用机械及测量试验设备
见表4-2-3和表4-2-4。
表4-2-3 机械设备表

表4-2-4 测量试验仪器表

(三)使用材料
采用四川达州海螺PC32.5水泥,试验报告编号EL1309062。
土源为路堑地段挖出的Ⅲ类土及Ⅳ类软石进行破碎所得,土样报告编号EL1305147,并做水泥改良土土工击实试验及水泥改良土的无侧限抗压强度试验,报告编号YWZQ5-ZT2J1-TG-20130913-4。
(四)水泥改良土施工工艺及数据总结
(1)依据已经经过加密并复测后的桩位坐标点,每隔20 m定出施工路基段的中桩,用全站仪测设路基填筑控制边桩,在边桩处插设填筑层控制标杆,在标杆上标出每层摊铺厚度和宽度,用以记录并控制每层的厚度和边缘线位置,挂线施工。
(2)填筑前检查基底几何尺寸,核对地基承载力,进行工序检测、复核与验收,下承层不符合标准的应进行处理,如下承层过于干燥应在下承层上适量洒水,在摊铺前表面湿润。
(3)采用路堑挖方范围内的Ⅲ类土及Ⅳ类软石进行改良。通过检测,水泥改良的原土料,有机质含量不大于2%,硫酸盐含量(折算成)不大于0.25%,采用破碎机对弃渣进行集中破碎和筛分,破碎后的改良土粒径不大于1.5 cm,含灰量偏差为-0.5%~1%。
(4)加筋层填筑与验收基底验收符合要求后,进行压光以便砂垫层和复合土工材料的铺设。为了保证5 cm厚砂垫层铺设均匀,对自卸式汽车尾板进行了改装。
(5)铺设下层砂垫层。
(五)检查验收
(1)施工质量验收原材料:复合排水板、复合土工膜的技术质量指标符合设计要求,每批次产品均匀提供产品合格证备检。
(2)施工过程:铺设范围、层数及位置符合设计要求。
检验数量:沿线每100 m检验3处。
检验方法:观察、尺量。
(3)成品:复合排水板、复合土工膜铺设的检查如下表4-2-5所示。
表4-2-5 复合排水板、复合土工膜铺设检查表

(六)摊铺平整
土工加筋层验收通过后根据其标高,准备施工的长度及拟定的摊铺厚度,计算每车土的摊铺面积。因每车土约16 m³,并通过现场施工改良土地段的标高测量数据显示,拟分两层填筑,取试验段第一层平均压实厚度为28 cm,经验松铺系数1.2,因此确定平均松铺厚度为33.5 cm。因此得出在填土前应在其下承层上打好8.0 m×6.0 m的网格,并在边坡上埋桩挂线,表示松铺厚度待卸土完成后,用平地机进行平整,做到摊铺均匀。当施工过程中因故中断超过2 h时,应设置横向施工缝,横向施工缝应采用搭接施工。
(七)碾 压
待改良土通过平地机人工配合初平后,就开始碾压。碾压时,各区段交接处应相互重叠压实,纵向搭接长度不小于2.0 m,纵向行与行之间的轮迹重叠不小于40 cm,上下两层填筑接头应错开不小于3.0 m,两作业区段之间的衔接处纵向搭接拌和长度不小于2.0 m。碾压时注意观察碾压质量,保证不出现“弹簧、松散、起皮”等现象。
先采用静压,碾压速度控制在1.5 km/h,再使用振动压路机振动压实,前2遍碾压速度控制在1.5~1.7 km/h,后几遍控制在2~2.5 km/h,横向错轮0.4~0.5 m,直至压实度合格为止。现场压实后,抽样7 d饱和强度试件。
碾压顺序按照先外侧后中间,纵向进退进行,同时压路机主轮在前,错轮位置选在碾压段外,禁止快速起动、急刹车和调头。碾压过程中,路基表面应始终保持湿润,表面缺水应及时、少量、雾状均匀洒水。
(八)试验数据分析表
1.确定松铺系数
试验段松铺厚度、压实厚度测量计算如表4-2-6所示。
表4-2-6 松铺厚度(33.5 cm)的实测松铺系数 单位:cm

从试验数据分析,本次试验段按照平均压实厚度28 cm控制,压实系数均较设计要求值偏高,实际施工中可按照最大压实厚度30 cm,最佳松铺厚度35 cm,进行控制。
2.试验数据分析
试验数据分析见表4-2-7。
表4-2-7 试验数据分析表

(九)工艺总结
施工中各环节已经能够很好地衔接,机械设备及现场管理已经形成规模。通过对试验段施工中取得的数据进行分析,可以总结如下成果,用以指导本标段内路基改良土填筑施工。
(1)最佳松铺厚度:35 cm,松铺系数为1.2。
(2)最经济合理的压实遍数:改良土施工碾压7遍(静压+弱振+强振+强振+强振+强振+静压抛光)。
(3)最佳含水率10.8%,误差+2%~+3%(气温较高时)。