客运专线试验段路基填筑施工技术

张宝起

(中铁物资集团东北有限公司，辽宁 沈阳 110044)

0 引言

由于填土高度增加，路基本体发生过大的和不均匀沉降变形的可能性增大，而客运专线对路基的变形控制非常严格，因此必须对填料的性质、含水量、压实标准等指标的要求相应提高，这也就要求路基工程施工前，应选择一定长度的试验区段进行试验，确定机械设备组合，施工工艺，摊铺厚度，压实遍数，基底处理等施工参数及试验检测方法。如图1。

图1 路基横断面示意图

1 基床以下路基填筑试验段施工

1．1 施工目的

根据《客运专线路基工程施工质量验收标准》的要求，在路基正式填筑施工前进行工艺性试验。通过工艺性试验确定合适的压实机械，同种填料的松铺厚度和碾压工艺、填料最佳含水量的控制范围、最佳的机械配套和施工组织，确定合理的工艺流程和施工方法，以指导下步路基全面填筑施工。

1．2 施工方案及参数

1．2．1 试验方案

采用20 t 振动压路机及配套挖、装、运、摊铺平整、洒水等设备进行路堤填筑试验段施工。

(1)层厚控制。采用按横断面全宽纵向水平分区段填筑压实方法。填筑按松铺厚度30 cm、35 cm 试验方案进行。填前测量路基各断面底标高，根据填筑层宽度画好5 m×5．5 m 的十字网格，运输车每车车容量27 m3，松铺厚度30 cm 平均每3 格卸两车、松铺厚度35 cm 平均每7 格卸三车。填筑整平后测量填土对应断面顶标高，碾压合格后再次测量填土顶标高，通过计算取得实际松铺系数。

(2)摊铺平整。摊铺前先在路基两侧边桩及中桩上标示出摊铺厚度，先用推土机由两侧往中间依次进行初平，然后利用平地机进一步进行平整，确保松铺厚度满足要求。摊铺时将路基面做成双向4%的排水坡，以利排水。

(3)洒水晾晒。采用A、B 组土填料，施工时挖取取土场合格的填料直接进行路基填筑施工，填料运到施工现场取样测定其含水量，含水量在Wopt-3% ～Wopt+2%时，进行碾压。当填料含水量较低时，采用洒水措施;当填料含水量过大时，将填料在路堤上摊铺晾晒进行处理。

(4)碾压夯实。现场检测填料含水量满足要求后，采用20 t 压路机进行碾压。压实顺序按先两侧后中间，碾压方法为:静压一遍，弱振碾压一遍，强振碾压2 ～6 遍(同步检测结果定)，弱振碾压一遍，最后再静压一遍消除轮迹。即:静压→弱振→强振→弱振→静压。碾压行驶速度开始时用慢速(宜为2 ～3 km/h)，最大速度不超过4 km/h 。区段交接处，应互相重叠压实，纵向搭接长度不小于2 m，沿线路纵向行与行之间压实重叠不小于0．4 m。确保无漏压，无死角，碾压均匀。

(5)试验检测。通过3 层填筑试验完成数据采集。每层从第3 遍碾压结束后即开始检测K30、EV2、n值，并且每增压一遍检测及采集数据一次。直到各项检测指标达到设计要求。地基系数K30是表示土体表面在平面压力作用下产生的可压缩性的大小。它是用直径为300 mm 的刚性承载板进行静压平板载荷试验，取第一次加载测得的应力-位移(σ-s)曲线上s 为1．25 mm 所对应的荷载σs，按K30= σs/1．25 计算得出。平板载荷试验的目的在于测出应力-位移曲线，并对地面的变形量与承载力的关系进行分析计算，通过应力-位移曲线得出变形模量Ev。在试验过程中，通过一圆形承载板和加载装置对地面进行反复依次地加载和卸载，将测得的承载板下的标准应力σ0跟与之相应的逐个位移s 以应力-位移曲线的形式显示在图表上。一次加载的变形模量值为一次变形模量，用EV1表示;二次加载的变形模量值为二次变形模量，用EV2表示。每填筑层的计划机械组合方式、松铺厚度、试验检测项目及获取数据的方法如下所示。20 t 压路机，松铺厚度35 cm，测量、检测项目及方法:①松铺系数检测数据采集。采用精密水准仪，逐层测量摊铺前后标高、测量达到质量标准时的填层压实面高程，计算每层松铺系数。②试验数据采集。碾压前填料含水量测量，第三遍压实后即开始检测K30、EV2、n 值，每增压一遍3 项指标各测一次。

(6)检测点布置。如图2、图3。测定松铺系数横断面高程测量为每层每15 m 一个断面，每断面测设中桩、边桩位置，强振第三遍后测得松铺系数。K30沿路线纵向每100 m 每填高90 cm 抽样检验4 点，距路基边线2 m 处左、右各一点，路基中部2 点。压实系数K 及孔隙率n 沿路线纵向每100 m 每压实层抽样检验6 点，左、右距路肩边线1 m 处各2 点，路基中部2 点，有反压护道地段每100 m 增加1 个检测点。

图2 K30、Ev2、检测点位布设

图3 孔隙率n 检测点位布设

1．2．2 施工工艺及参数

(1)施工前对地基进行复查，按设计进行地基加固处理。试验段填筑前进行测量放样，试验室进行填料试验。填筑前预先规划好作业流程和各种机械作业路线，配齐相应的人员、机械及检测设备。填筑按纵向水平填筑，并按拟定的松铺厚度进行填层厚度控制施工。

(2)埋设沉降桩:基底经碾压检测合格后，按20 m 间距在线路上埋设沉降观测桩。沉降观测桩由沉降底板、测杆、套管、套管接头、套管盖板、测杆头组成。沉降板由钢筋混凝土制成，尺寸为500 mm ×500 mm×30 mm，用C15 混凝土预制。测杆采用Ф40 mm 钢管制成，一端为外丝，另一端为内丝，每根长为50 cm，套管采用塑料管。工作原理:埋在地表的沉降底板随地基沉降而下沉，通过连接在上面的测杆的传递测量其高程，测杆高程减去杆长即为沉降板高程，每次沉降差就是地表沉降值。

(3)其它注意事项。严格控制路基填料必须满足设计及规范要求，填料中碎石最大粒径不得超过15 cm，对超径的填料，采取人工全部予以清除。基床以下路堤填筑试验段施工过程中，还应注意按设计要求自填筑底面至基床表层以下每填筑0．6 m 高，于路堤边坡3 m 范围内铺设一层塑料土工格栅。格栅外边缘与边坡的水平距离不小于1．1 m，以防止格栅外露或开挖骨架时切断格栅。铺设土工格栅时，先将碾压达到规定压实标准要求的填土表层整平，然后纵向铺设格栅，格栅每幅纵向搭接长0．30 m，搭接接头与相邻接头间距应不小于3 m。铺设土工格栅时不容许有褶皱，尽量拉紧，用木桩等措施固定;土层表面平整，不得有坚硬凸出物，严禁碾压机械直接在土工格栅表面上进行碾压;土工材料在运输、存放期间严密遮盖，防止长期暴露在阳光下，铺开后及时填筑填料。路基填筑试验中，由现场技术人员作好原始记录，详细记录每层压实厚度、机械设备作业情况、碾压前填料含水量、碾压方式、检测数据等各项参数。

1．3 基床表层以下路堤填筑试验程序流程和路基填筑施工工艺流程

试验程序流程见图4，路基填筑施工工艺流程见图5。

图4 试验程序流程图

图5 路基填筑施工工艺流程图

2 成果整理

试验总结成果主要项目应包括:试验段填筑过程中劳动力、材料、机械的数量和组织情况，施工工艺及参数，质量控制措施，检验试验结果等。

3 结论

铁路路基大面积填筑前，试验路段先行，试验位置应该在地质条件，断面形式上都具有代表性，根据试验成果分析判断试验段每层填筑质量是否合格，主要施工设备、施工工艺、施工顺序是否合适，填料松铺厚度、压实层厚度、碾压前含水量、压路机碾压工艺、碾压方式、碾压遍数等施工工艺参数是否合理。试验段不合格应在调整施工工艺参数后重新进行试验。试验段合格后应根据工地实际情况对施工工艺参数不断进行优化，确保工程施工质量。