浅析长沙霞凝新建货场路基填筑质量控制技术

李 好

(华南铁路建设监理公司，长沙 410000)

1 工程概况

本工程将既有京广线霞凝站改建成货运站，设计货物总到发量2025年为2 540万t，其中货场1 241万t。站场新建到发线2股、调车线4股、牵出线1条、货物线5股等，均为贯通式布置。

本工程的路基工程土石方2 101 526 m3，基底采用多种加固形式，包括抛填片石，换填以及采用塑料排水板的排水固结法进行相关地基处理。站线路基基床表层采用A、B组填料填筑，并于底面铺设两布一膜土工布加以封闭，基床底层与本体部分采用移挖作填和就近集中取土填筑的方式;货场货物线和其他专用线基床表层仅换填0.3 m的中粗砂，场坪直接采用普通土填筑。

2 工程地质条件

新建站场沿线的地貌类型较为简单，主要为构造剥蚀丘陵、河谷堆积地貌和丘间凹地等类型，地形起伏较大，区内丘陵最高点高程为80.0 m，最低点位于北部沙河两侧的霞凝垸与翻身垸内，地面高程为26.9 m。工程区内无主要的断裂带，第四系覆盖层厚度普遍大于25.0 m，地下水发育，主要赋存于第四系各地层孔隙中，埋深在0.8 m左右。

3 工程特点

1)本工程软弱地基处理较多，如何确保软基施工处理质量、满足设计沉降要求是本工程施工重点。

2)工期紧，尤其是施工期间雨季长，需要科学安排工序，合理组织，精心施工，确保路基填筑质量。

3)路基土石方等施工，均需与地方政府密切配合，协调工作量较大。

4)路基帮宽施工范围大，存在大量既有电力、通讯、信号等地下管线，施工难度较大。

4 主要控制技术

4.1 合理的地基处理方式

根据本工程所处区域地下水丰富的特点，主要有针对性地采用排水固结法加固软弱土地基，辅以换填、清淤抛填片石等常规方法进行软弱地基处理施工。软土地基处理的效果将直接影响工后沉降值的控制，因此，本工程在集装箱货场及四周道路段的地基处理方式为塑料排水板加固，塑料排水板施工完毕后，铺设中粗砂垫层及土工格栅，然后按设计要求填筑路基土方，填筑时注意控制填土速率，观测路基沉降。站场新建路基地段基底处理采用换填软弱土及清淤抛填片石，在基底处理完后立即进行路基填筑施工。路堤填筑采用推土机配合平地机整平，振动压路机碾压，严格按“三阶段、四区段、八流程”进行施工。

在站场路基土方填筑至设计路基面高程后，立即进行排水沟的施工，及时形成排水能力，确保成型后的路基面排水通畅，满足设计要求。

4.2 科学安排施工组织

通过对设计文件、资料的分析和现场实地踏勘，充分认识本工程工期的紧迫性，确定整个工程的重点工程是地基处理施工和路基土方施工。路基土石方的施工直接影响到后续工程的展开。

1)施工前先熟悉相关图纸、工程地质报告、土工试验报告和收集地下管线、构造物等资料。

2)做好施工前所有测量准备工作，测量中应严格把关。

3)施工前核查地质资料，并进行地基处理的各项工艺性试验。

4)工程材料必须按有关标准进行质量检测，合格材料方可用于施工。所有运至工地的材料必须分类堆放，妥善保管。

5)根据现场场地情况做好施工场地的平面布置，组织劳力、机械设备进场。

6)路基填筑前须对取土场的土样进行土工试验，确定填料的种类、含水量等指标。

7)在不同路基结构或填料类型施工前，进行现场填筑压实试验，以选定合理的填筑层厚度、压实机械的组合方式、压实遍数等压实工艺参数，以此作为路基填筑依据。

4.3 精心填筑路基

4.3.1 试验段压实工艺试验

在进行路基填筑前，先在标段内选择大于100 m长的一段路基作为试验段，进行现场填筑压实试验，以选定合理的压实工艺参数、填筑层厚度，压实机械的组合方式，压实遍数等数据，以此作为路基填筑工艺的依据。

1)压实试验目的。① 确定最佳铺土厚度;② 选定最优化组合的碾压机械及压实遍数;③ 确定不同类型填料的最佳压实工艺参数;④ 确定不同类型碾压机械的最佳碾压遍数;⑤ 确定最佳含水量的控制范围及方法;⑥ 核定经济合理的工艺流程和方法。

2)检测方法和设备。① 重型动力触探仪检测地基承载力;② K30荷载仪检测地基系数;③ 灌砂、灌水法检测压实系数、含水量，作为验证补充。

3)施工机械选择。大型振动碾压机、平地机、推土机等进行组合施工。

4)试验程序和方法。①在取土场中提取土样进行土质试验，测试其液、塑限，最大干密度，最优含水量等。②确定在标准含水量情况下，最少压实遍数的最大铺填厚度，压实厚度按每层30 cm控制，分次压实后检测其压实度，详细记录在现场压实机具试验记录表上。③根据已有的压实机械分别进行压实，以确定各种机械的压实参数。分次压实按2，4，……，12遍依次进行，测定每次的密实度，并认真填写现场压实机具试验记录表。④根据现场压实机具试验记录表和压实曲线确定填筑厚度和压实遍数。

4.3.2 路基填筑施工

根据试验段取得的可靠摊铺压实参数，指导路堤施工。填料运至现场→推土机分层初平→检查填料含水率合格→平地机精平→重型振动压路机碾压→平地机精平填筑面→形成路拱→现场检测，达到设计和施工质量验收标准规定的压实标准后，进行下一层填筑。路堤边坡两侧超宽填筑0.5 m，以保证边坡压实密度，每层填筑厚0.2 m。

4.3.3 加强施工过程控制

1)基床表层填筑前要验收基床底层，检验几何尺寸，核对压实标准。不符合标准的基床底层要进行修整，使其达到基床底层验收标准后方可进行基床表层填筑。

2)碾压要遵循先轻后重、先慢后快的原则。各区段交接处要相互重叠压实，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。

3)填筑碾压要全断面分层填筑压实，不得出现纵向接缝。碾压后压实层面不能有明显轮迹，且不能有漏压、松散、起皮现象。压实面层应平整。。

4)路堤各层填筑施工均按“三阶段、四区段、八流程”工艺作业，严格填料选择、层厚、含水量、摊铺压实、质量检测、路基排水、路容路貌各环节的控制。

在路基填筑过程中，确保做到五保证、五不压，即:

五保证:保证压实遍数;保证不漏压;保证压到边;保证压到结合部;保证及时碾压。

五不压:摊铺超厚不压;含水量过大过小不压;土料有杂质不压;层面不平整不压;土质不均匀不压。

4.3.4 严把施工质量检测关

检测方法:路堤填土压实的质量检验应随分层填筑碾压施工分层检测。用核子密度仪进行密实度检测，同时检验路基宽度、曲线地段加宽值、路拱情况、平整度、排水坡、边坡坡度等。

检测频次:填料土工试验，每10 000 m3抽检一次;基床表层填料土工试验，每1 000 m3抽检一次;压实密度测定，每一填筑层，每100 m长度抽检6个点。

基床表层厚度、压实度、顶面中线高程、路肩高程、中线至路肩边缘距离、宽度、横坡允许偏差检验应符合检验标准。本工程路基表层填料要求为A、B组料，压实标准要求为:地基系数 K30≥1.5 MPa/cm、孔隙率 n＜28%。基床底层填料采用C组填料，压实标准要求为:压实系数 Kh≥0.91、地基系数 K30≥0.9 MPa/cm。基床以下路基填料为C组料，压实标准要求为:压实系数 Kh≥0.89、K30≥0.8 MPa/cm。

4.4 路基工后沉降控制与措施

施工过程中路基沉降观测及预测是控制填土速度和取得软基施工各项参数的关键所在，因此，在施工中要有专人负责此项工作，对每次的观测资料都要及时加以分析、总结，为后续的动态施工提供可靠的数据支撑。

同时，施工中应充分考虑软土路基的时效性，不能盲目追求工期和进度，应该有针对性地合理制订工程计划，做好充分预压，对减少后期沉降十分有益。

4.4.1 观测内容与观测方法(表1)

路基填筑时，在边坡外设置边桩及路基中心线地面上设置地基沉降观测装置，路基填筑过程中进行位移和沉降观测，以便控制沉降速度，保证填筑路堤的稳定性，并根据观测数据，推算地基的最终沉降量。路基填筑完成后沿线路方向在路肩上设置观测桩，进行沉降观测并根据观测资料进行沉降分析及预测，以合理确定铺轨时间。

表1 路基沉降观测项目

沉降观测断面沿路基纵向每100 m设置一个，各沉降路肩观测桩及沉降板在同一断面上(见图1)。

图1 观测断面设置示意

4.4.2 观测频度

路基正式填筑前，对所有埋设元件设备进行复测，作为初始读数。

路基填筑期间一般情况每天观测一次，暂停施工期间，前两天1 d观测一次，以后3 d观测一次。

路基填筑完成后，前15 d内每3 d观测一次，第15～30 d每星期观测一次，第30～90 d每15 d观测一次，以后每个月观测一次。

4.4.3 观测精度

沉降观测按Ⅱ等水准要求，观测精度不低于1.0 mm。

4.4.4 观测控制标准

路堤中线地面沉降速率每昼夜不得大于1.0 cm，坡脚水平位移速率每昼夜不大于0.5 cm，如果超出此限应立即停止填筑，待观测值恢复到限界值以下再进行填筑，填筑速率以水平位移控制为主。

4.4.5 工点实测数据分析

对于沉降观测的测量结果，按要求及时整理，并绘出P—T—S(荷载—时间—沉降量)曲线，同时详细记录填土厚度及接管情况等，从而直观地反映出随填土高度变化的沉降变化规律。图2为G1DK1+180断面上采用排水固结法处理地基后填筑路基的沉降关系图，其中图2(a)中为P—T—S(荷载—时间—沉降量)曲线，图2(b)为荷载—时间—沉降速率曲线，图2(c)为填筑完成90 d后的沉降预测分析曲线，表2为相关预测结果。从图表中可见该断面路基最终沉降为47.66 mm。目前已完成沉降量为44 mm，目前已经完成总沉降量的92.3%，可以认为已趋于稳定，满足铺轨要求。

表2 G1DK1+180断面观测预测结果

本工程的坡脚水平位移观测结果表明，所有累计水平变形均在3.5～6.0 cm之间，满足地基加固的设计要求。

5 主要结论

该路基工程填筑施工是长沙霞凝港货运站施工进度控制的关键性工程之一，由于需要与既有京广线衔接，且又地处软弱土地基，故其施工复杂、工期紧，同时还要解决好新老路基的衔接问题。通过对该工程路基施工组织设计的研究，解决了在施工中存在的突出问题，实现缩短工期、安全优质、降低成本、提高效益的预期目标。检测结果表明，该段路基满足工后沉降需要，目前路基整体稳定，运营正常，取得了较好的经济效益。本文的探讨，希望能为同类型货运站场的路基建设提供参考。

图2 观测断面设置示意

［1］周家成，方焘.粉细砂填筑路基结构形式探讨［J］.铁道建筑，2010(5):71-73.

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