高速铁路路基A、B组填料改良技术探讨

■ 汤勇 马建涛

1 工程概况

京沪高速铁路德州东站站场及区间路基里程D K326+192.25—D K330+090.46，全长3 898.21 m，路基平均填土高度5.6 m。 原设计站场及区间共填筑改良土81.369 2万m3，其中基床以下路堤填筑掺4％水泥改良土53.781 8万m3，基床底层填筑掺5％水泥改良土27.587 4万m3。施工中由于取土场土的天然含水量过高，对工期影响很大，经业主同意变更为A、B组填料。变更后实际填筑A、B组填料57万m3。

经调查，德州地区采购A、B组填料与采购碎石的成本相当，且天然A、B组填料质量难以控制。为解决填料问题，工程采取碎石掺土改良A、B组填料，以保证填料质量。碎石土路基试验段施工里程为DK327+050—DK327+150，全长100 m，试验段填高90 cm，分3层填筑，填料为75％碎石掺加25％土，碎石粒径为0～40 mm，土为粉质黏土，拌和后经试验混合料为土质细角砾，属于B组填料。

2 高速铁路路基检测标准

基床底层压实标准见表1，基床以下路基压实标准见表2。

沿线路纵向每100 m每压实层抽样检验孔隙率6点，其中：左、右距路肩边线1 m处各2点，路基中部2点；每100 m每填高约90 cm抽样检验地基系数K304点、静态变形模量Ev24点；动态变形模量Evd4点，其中：距路基边线2 m处左、右各1点，路基中部2点。

3 室内试验数据

为保证路基试验段的填料符合A、B组填料要求，施工前按75％碎石掺加25％土的掺配比例拌和后对混合料进行试验。试验结果：混合料最大干密度2.26 g/cm3，最佳含水率5.2％，颗粒密度2.65 g/cm3。对填料进行颗粒分析后定名为土质细角砾，属B组填料。筛分数据见表3，颗粒大小分配曲线见图1。

表1 基床底层压实标准压实标准填料 地基系数K30/变形模量 动态变形模量 孔隙率（MPa·m－1）E v2/MPa E vd/MPa n/％碎石类及130 60 40 28粗砾土表2 基床以下路基压实标准压实标准填料 地基系数K30/变形模量 动态变形模 孔隙率（MPa·m－1）E v2/MPa量E vd/MPa E/％碎石类及150 45 -- 31粗砾土表3 颗粒大小分析试验数据留筛 累积留 小于该孔 小于该孔 小于该孔径筛 孔径/试样 筛试样 径试样的 径试样的 试样质量占号mm质量/g质量/g质量/g质量百分 总试样质量数/％百分数/％60 0 0 10 000 100 100 40 706 706 9 294 93 93粗 20 3 442 4 148 5 852 59 59 筛10 1 341 5 489 4 511 45 45 5 134 5 623 4 377 44 44 2 312 5 935 4 065 41 41 1 251 6 186 3 814 38 38细 0.5 529 6 715 3 285 33 33 0.25 252 6 967 3 033 30 30 筛0.075 398 7 365 2 635 26 26筛底 2 624 9 989 0 0 0

通过室内试验，填料符合基床底层及基床以下路基填料设计和《客运专线铁路路基工程质量验收暂行标准》要求。

4 施工工艺

碎石掺土拌和工艺流程见图2，碎石土填筑工艺流程见图3。

4.1 填料的拌和及运输

4.2 分层填筑

分层填筑时，松铺厚度第一层暂按35 cm确定，施工中经过总结，最后确定该混合料的松铺系数为1.13，确保填料压实后厚度在30 cm以内。

4.2.1 碎石土填筑

在路基填筑区用白灰撒出方形网格，确定自卸汽车的卸土车位。网格尺寸确定方法：按照路基宽度和自卸车宽度确定网格的横向宽度和网格数量，按照网格横向数量、汽车载重量、松铺厚度和网格宽度计算出网格的纵向长度。

4.2.2 摊铺平整

采用推土机初平，平地机精平，设专人及时铲除离析混合料，补以新混合料，按4％横坡两边低中间高平整，以便压实后路基排水。

4.2.3 碾压夯实

采用重型振动压路机按不同碾压遍数确定最佳压实组合。碾压时先静压一遍，对出现的坑洼进行填补、平整。由两边向中间，纵向进退式进行。横向轮迹重叠不少于40 cm，纵向轮迹搭接碾压不少于2 m，每填层横向间搭接时，预留3 m的搭接长度。试验段第一层采用“静压一遍+弱振二遍+强振二遍+弱振一遍+静压一遍”，第二层采用“静压一遍+弱振一遍+强振三遍+弱振一遍+静压一遍”，第三层采用“静压一遍+弱振一遍+强振二遍+弱振二遍+静压一遍”。

5 现场检测

试验段现场检测数据汇总见表4。

采用SPSS 19.0软件对数据进行分析处理，学生考试成绩为计量资料，以（均数±标准差）表示，采用t检验；学生调查问卷结果为计数资料，以（n，%）表示，采用χ2检验，以P＜0.05表示差异具有统计学意义。

现场取样混合料进行颗粒分析试验，筛分数据见表5，颗粒大小分配曲线见图4。各项检测指标均符合设计和《客运专线铁路路基工程质量验收暂行标准》要求。

6 施工质量控制要点

（1）填筑前必须做好对地基的检查及验收，确保各项指标达到《客运专线铁路路基工程质量验收暂行标准》要求。

（2）拌和站不同材料应分类集中堆放，不得相互混淆。

图1 颗粒大小分配曲线

图2 碎石掺土拌合工艺流程

图3 碎石土填筑工艺流程

表4 现场检测数据汇总?表5 混合料筛分数据?

图4 颗粒大小分配曲线

（3）严格按技术交底和试验数据进行拌和，试验室派专人定时抽检混合料指标，及时反馈操作手进行调整，保证混合料质量。

（4）松铺厚度和压实遍数组合通过现场试验确定后应严格执行。

（5）工序应控制合理，按照监理程序及时报检。

（6）下一层施工前，若前一层表面较干燥，应用洒水车适当洒水、湿润，确保层与层之间结合紧密。

7 填筑效果

在碎石掺土路基试验段施工过程中，现场布料后用推土机粗略摊平预压，再用平地机精平一遍，采用重型压路机压实七遍，碾压组合为“静压一遍+弱振一遍+强振二遍+弱振二遍+静压一遍”时效果最佳，此时，松铺系数为1.13，松铺厚度为34 cm。后期路基填筑过程中，经检验按上述参数施工路基质量满足设计和《客运专线铁路路基工程质量验收暂行标准》要求。

8 施工中易出现的问题

虽然B组填料对碎石土中粗粒料的级配没有要求，但拌合过程中若碎石级配不良，会造成混合料出现离析和骨料集中现象，造成碾压指标不合格。

雨季施工中碎石土在下雨前应及时碾压封闭，若不能封闭应采取覆盖措施，避免雨水渗入。若雨水渗入未碾压碎石土，会造成混合料中土液化并渗入下层长时间难以晾晒至最佳含水率，出现填层翻浆造成返工。

碎石土检测孔隙率较易达到规范要求，但K30指标波动较大，以K30作为自检手段可缩短检测时间，减少不必要的检测。

9 结束语

碎石土正常情况下费用远高于天然A、B组填料，但对于填料需远运的平原地区情况有所不同，天然A、B组填料中含有部分细粒土，而采购碎石掺加当地细粒土进行改良能减少填料远运数量，加快施工进度，对同类工程有借鉴意义。

10 参考文献

[1] 铁建设［2005］160号 客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准[S]