浅谈准池铁路地基处理施工方法及工艺

关晓天

摘 要：本文结合新建准池铁路ZCZQ-4标施工实践，就我国黄土高原区铁路地基强夯、重型碾压和灰土挤密桩等处理方法的施工工艺进行了简要阐述。

关键词：高原地区；铁路路基；施工工艺；技术控制

准池铁路是大准铁路和朔黄铁路的连接线，位于内蒙古中部及山西省北部，全长179.862km。ZCZQ-4标全长30.554km，其中路基18371m。

1 地理特征

ZCZQ-4标位于黄土高原区，主要经过湿陷性黄土、膨胀（岩）土、盐渍土、滑坡、崩坍、错落、岩溶等不良地质地段。沿线各河流多为季节性河流，一般无水或水量较小。

2 强夯

ZCZQ-4标强夯处理地基131895平方米。采用履带吊组合缀条式门型支架、配圆柱形和带有气孔的夯锤施工。

2.1 试夯

施工前根据地质资料，选取一个面积400m2、地质条件具有代表性的场地进行试夯。在试夯区进行原位测试，每隔一定时间取土样进行室内试验，测定土的干密度、压缩系数等数据，并进行载荷浸水试验或其他原位试验。根据试夯结果调整锤重、落距或其它指标。

2.2 夯锤落距

实际施工中可选用不同的落距，可获取满足设计的最佳夯击能。锤重10～40t，选用单击夯击能1000～4000KN·m。

2.3 夯击点间距及布点

夯击点间距一般为2.5～3.5D（D为夯锤直径），夯锤直径为2.76m，夯击点间距拟选用4.0m（即约1.45D）。正式夯击时按间隔1个夯击点进行跳夯，有利于夯击能量向土层深处传递。

第一遍夯击点按正方形排列，间距4m。第二、三遍在各主夯点中间穿插进行，间距4m，依次夯击完成。二遍完成后，各遍锤印要彼此搭接。

2.4 夯击击数

2.4.1点夯

第一遍夯击点按正方形排列，间距4m，单点夯击10击。第二、三遍夯击时，落距及每遍单点夯击次数根据锤重、按现场试夯得到的夯击次数和夯沉量关系曲线确定，并满足下列条件：最后两击的平均夯沉量不大于50mm；夯坑周围地面不发生过大的隆起；不因夯坑过深而发生提锤困难。

2.4.2满夯

采用夯点彼此搭接1/4夯锤直径连续夯击，单点夯击3击。

夯击击数拟采用第一遍与第二遍每点不小于3击。夯击施工时以各个夯击点的夯击击数来控制施工。最后低能量排夯时每点夯2～3击。

2.5 夯击遍数间隔时间

两遍夯击之间要有时间间隔，以利于土中超孔隙水压力的消散。其间歇时间取决于超孔隙水压力的消散时间。试夯时利用孔隙水压力仪检测孔隙水压力增长、消散的时间，确定夯击遍数间歇时间。

第一遍夯击完毕并经过确定的间歇时间后进行第二遍夯击，两遍夯击间歇时间取决于土中超静空隙水压力的消散时间，对黏性土地基一般间隔时间不少于3～4周。

2.6正式夯击时按试夯所确定的锤重质量、形状、尺寸，夯击能量、夯击点布置、夯击遍数、夯击击数、夯击间歇时间等夯击技术参数进行施工。其施工步骤如下：①施工准备；②按设计用石灰标出第一遍夯击点位，并测量场地高程；③起重机就位，使夯锤对准夯点位置；④测量夯前锤顶高程；⑤将夯锤起吊到预定高度，待夯锤脱钩自由落下后放下吊钩，测量锤顶高程；发现因坑底倾斜而造成夯锤歪斜时，应及时将夯坑填平；夯击时采取梅花型顺序夯击，分段进行。严格按试夯设计的施工顺序施工，认真做好施工记录，合理安排施工节拍，夯击施工连续进行。施工坚决杜绝间歇时间未到就强行施工的现象；⑥重复步骤⑤，按设计规定夯击次数及控制标准，完成一个夯点的夯击；⑦重复步骤③～⑥，完成第一遍全部夯点的夯击；⑧用推土机将夯坑填平，并测量场地高程；⑨在规定的间歇时间间隔后，按上述步骤逐次完成全部夯击遍数，最后采用低能量“满夯”，将场地表层土夯实，并测量夯后场地高程。满夯时搭接面积不少于1/4。

2.7 质量检验

2.7.1施工过程中质量检测

施工过程中，必须认真检查施工过程中的各项测试数据和施工记录，仔细复核各个技术参数。

2.7.2施工后的检验

应在夯击施工2～4周后进行。用原位测试法和室内土工试验法。检验频率：每一工点3000m2抽检12点。

原位测试：测试项目夯前夯后相同，标准贯入、静力触探试验、荷载试验等。试验孔布置应包括坑心、坑侧，以验证夯点间距。

取土试验：夯前夯后相同，抗剪指标、压缩模量、密度、含水量、孔隙比、渗透系数、湿陷系数。

3 重型碾压

3.1 施工工艺

施工前，根据设计要求的压实度及沉降量进行现场试验，确定采用机械的规格及性能，重型碾压的遍数，重型碾压及振动功率等参数，

重型碾压采用重型振动压路机，施工由地基处理范围两侧开始向中心碾压，碾压一直进行到要求的密实度为止。

重型碾压的加固范围超出路基两侧坡脚外3m。碾压时后轮重叠1/2，后轮必须超过两段的接缝处。重型碾压时均匀碾压。碾压实前，要对地基适量洒水，使水份充分渗透。

3.2 施工要点

①碾压时先轻后重，先边后中，先慢后快。直线段由路肩向中心碾压，曲线超高段由内侧路肩向外侧路肩进行碾压。

②碾压时后轮重叠1/2，后轮必须超过两段的接缝处。

③碾压速度头两遍每分钟25～28米为宜，以后每分钟33～40米。

④碾压6～7遍，一直到规定的密实度，同时表面无明显的轮迹，与老路面交界侧应多压2-3遍，严禁在已完成或正在碾压地段上急刹车或调头。

⑤重型碾压过程中，先用挖掘机平整后碾压。在碾压过程中当出现扬尘或土壤中含水量不够时，洒水进行调整，使其达到最佳含水量±2%。

⑥碾压过程中表面要保持湿润。如有弹簧、松散、起皮现象，应进行处理后再进行碾压。

3.3 质量控制

重型碾压时，若表面出现较大起伏，将直接影响重型碾压效果，故需随时整平。碾压过程中机械应保持匀速行走，保持正确的形式方向。

3.4 质量检测

质量检测同基床以下路堤检测。

①清除表层黏性土后进行第一次地基承载力试验，每处理一遍，按频率3000m2抽样不少于12点：标准贯入试验（N63.5动力触探）6个点，静力触探（比贯入阻力Ps）3个点，载荷试验（K30平板载荷试验）3个点，根据实际情况需要可以加密检测点。

②每碾压完一遍做一次地基承载力试验，每处理一遍，按频率抽检，根据实际情况需要可以加密检测点。

4 灰土挤密桩

灰土挤密桩采用掺灰比30%的石灰土，孔底在填料前必须夯实，分层填筑夯实。桩直径为0.3m，桩中心间距0.8m，桩施工完成后，桩顶设0.3m厚二八灰土垫层内夹一层高强度土工格栅。

4.1 根据设计文件确定的灰土混合料试验配合比。

4.2灰土挤密桩大面积施工之前首先进行成桩工艺试验，通过成功试桩来确定挤密灰土桩施工过程中成孔、混合料掺拌、夯填过程控制等施工工艺，并进行桩身质量检测（密实度、桩身强度、单桩承载力、挤密效果等）。

4.3 测量放样与桩位布设

根据灰土挤密桩的设计里程段落，放出边桩及中线控制桩，并按照设计图纸要求进行布桩，并对每根桩进行统一编号。

4.4 成孔

采用打桩机将带有特制桩尖的钢制桩管打入土层中至设计深度，然后缓慢拔出桩管即成孔，在沉管成孔施工中，应做到：①桩机必须平稳，不发生移动或倾斜，桩管应对准桩位。②沉管开始阶段应轻击慢沉，待桩管方向稳定后再以正常速度沉管。

4.5 混合料的配制

①配料时施工现场配备台秤，对土和石灰的质量进行准确称量，精确至Kg。

②在掺拌混合料之前，如土料含水量超过其最佳含水量±2%（即Wop±2%）时，则要对土料晾晒或洒水。

③灰土挤密桩成桩材料单一，将土料与石灰按试验室配合比进行称量并混合掺拌，混合后的石灰土先用人工拌和一次，再由拌和机掺拌均匀，最后过20mm筛。

④混合料随拌随用，拌和好的混合料应在2h内用于成桩。

4.6 挤密成桩

采用机械夯实法成桩，为使桩身土在夯实的同时能与周围土体产生挤密效果，要求夯锤端部做成为梨形或盘形，锤的直径、夯锤重量、夯锤落距等均要求符合设计及规范要求。

4.7 质量控制

①施工中检查孔位、孔深、孔径、石灰和土的配比、混合料灰剂量及含水量等。

②施工结束后，应对桩质量及复合地基承载力做检验，褥垫层应检查其压实度。

③现场混合料的含水率必须控制在最佳含水率Wop±2%范围内。

④经掺拌均匀的混合料在孔外存放时间不能超过2小时。

5 结语

通对对以上各种地基处理方式的各工艺流程进行了严格的技控制，准池铁路ZCZQ-4标地基处理施工合格率100%，完全满足了设计要求。为我国黄土高原区铁路地基处理积累了丰富经验。