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粉质土在路基填筑中的应用及施工工艺程力学

2014-08-26 03:05

粉质土在路基填筑中的应用及施工工艺 刘丙青
【摘要】随着国民经济的快速发展，我国的铁路建设进入了以高速铁路为标志的高速发展阶段，为减少资源的浪费和人为地破坏生态环境，在我国铁路的施工建设中要求采用就地取土的原则，根据粉质土的特性及铁路建设的需要，粉质土必须经改良后作为路基填料使用，我国内蒙是一个粉质土区域分布较广的地区，现就路基工程中粉质土改性施工工艺作一简单介绍。
【关键词】高速铁路 粉质土 路基填料 施工工艺

0.引言
 粉质土在作为我国内蒙广阔土地中的主要土类的同时，也成为了我国内蒙地区铁路建设的主要路基填料，粉质土是路基填筑用土中较差土类，我们在应用其的同时也必须对其进行利用改造，使其达到我们的应用标准。
1．工程概况及存在问题
 粉质土颗粒细，水稳性差，当路基土体浸水后土颗粒间几乎没有粘结力，摩阻力也极小，雨季极易产生边坡冲刷和滑塌。在我国的铁路及公路施工中已经出现了由于路肩和边坡表面雨水渗入路基，导致边坡和路肩坍塌的事故。因此，应采取切实有效的措施，进行路基填筑的施工。
1．1 粉质土易出现的问题
1.1.1粉质土的保水性差且洒水时不宜浸透，压实较难控制，路基施工中经常导致压实度不够；
1.1.2 在碾压过程中用大型压路机进行强振，遍数越多压实度不但没有增加，反而降低，经常出现返工，造成浪费机械台班现象；
1.1.3粉土颗粒间摩擦力很小，在压路机的震动。推挤作用下表层5cm范围内的土表现比较松散，出现“脱皮”现象。
1.1.4 表观质量较差、平整度差、有波浪、碾压时有轮辄。
1.2工程物理特性 
1.2.1粉质土颗粒比较均匀，颗粒多集中在0.005mm~0.05mm （转载自中国科教评价网www.nseac.com ）
1.2.2粉质土粘聚力小，土体不能紧密相连，振动压实时很难作用到较深土层。
1.2.3粉质土的保水性差，易失水，压实时顶层5cm厚土层易与下部脱离，导致表层填筑压实度达不到要求。
1.2.4粉质土的压实度与含水量密切相关，含水量的大小对路基的压实度影响很大。
2、粉质土路基填筑的主要施工处理方法
 在我巴新铁路大板北站站场工程施工过程中，针对粉质土特性，根据地质勘测的详实报告及有关处理粉质土的经验，在施工中采用了综合处理的思想，并进行针对性研究，提出如下处理措施：
2.1  放缓边坡
 根据粉质土填筑、开挖后易发生滑坡、坍塌现象，在粉质土施工中采用放缓边坡方法使土体不易塌方，处于自稳状态。增加压实宽度原设计要求增加宽度30ｃｍ，在实际施工中根据具体实践加宽到50~70ｃｍ，以预留冲刷宽度，维持和保护主体路基的稳定。多余土方可在路基填筑至于93区，采用挖掘机抓挖，但仍保留30ｃｍ左右超宽至路基上作为填筑用土。（如图1）
 
（a）填方路基示意图
 
（b）挖方路基示意图
图1  路基断面示意图
2.2 施工中注意控制路基表面平整度
 路基表面平整，有利于水在路表均匀漫流，不致于形成局部溜槽。一定的路拱3％有利于路基范围内的降水及时排到路基外侧，不使积水渗入土基。
2.3  加强防护
 路堑、路堤边坡按设计修整后应立即浆砌护坡、护墙，防止雨水直接侵蚀，吸水后容易产生位移、裂缝。
2.4  加强排水
 在粉质土路基填筑两侧及时开挖水沟，有利于地表水和地下水的排出，使该路基不受雨水侵蚀，以保证路基含水量不大于土的最佳含水量。施工时应避开雨季作业，当实在避不开时，在雨后需翻开表层30~50cm进行晾晒，待土的含水量达到其最佳含水量时方可进行下一步施工。粉质土路基填筑施工中，土的含水量宜在最佳含水量的+1%范围内。

（转载自http://zw.ＮＳＥaＣ.com科教作文网）

2.5  掺石灰改良
 在平整好的路基填土掺加一定量的石灰进行改良，保证含水量不超过规定值，进行充分压实、整形。我巴新铁路大板北站部分路基采用此方法结合上述几步进行改良。以下是基本作业方法：
2.5.1  运输摊铺
将粉质土采用机械挖运至路基上，路基填筑松铺厚度为25cm，压实厚度为20cm，松铺系数1.25。分堆运输后由推土机进行推平，为保证厚度均匀和施工横坡度，采用平地机进行整平。
2.5.2  掺灰
掺灰施工时，在已平整好的路基上，根据计算石灰的掺量：25kg/㎡，进行方格标注和堆放，由人工均匀撒布。
2.5.3  拌和
采用路拌机进行拌和，为保证拌和均匀性符合要求，拌和前应先检查齿轮是否有损缺。路拌深度一般为20cm，拌和次数为2～3次。
2.5.4  平整
拌和均匀后，采用平地机进行二次整平，并对纵、横坡进行适当调整，确保路基顶面不积水。
2.5.5  碾压
    确定在最佳含水量情况下进行碾压，碾压采用20t振动压路机进行，压实遍数根据试验段得出：静压1遍后进行3～4遍振动压实，先快后慢，先轻后重；速度一般控制在3km/h，轮迹重叠宽度为1/2。为消除轮迹和保证表面平整，最后一遍采用18t～20t光轮压路机进行，根据规范要求，严格控制压实度。
2.5.6  检验
    因粉质土路堤压实后的紧密程度比一般土填筑的路基重，故压实度检测点数应增加一倍。为加快施工检测进度，压实度检测采用Evd检测仪进行（但对我国铁路路基所使用的宽泛填料来说，Evd路基质量检测标准尚未进行系统试验研究，Evd路基质量检测标准尚未建立，故在施工前采用80～100组与灌砂法进行对比试验，得出其相关线性方程：当相关系数＞0.9时才可采用，并根据仪器说明书进行水分修正）。
2.5.7  养护
    根据粉质土土性，掺灰后的养护是确保质量的关键，施工后表面易出现开裂及浮土，必须进行早晚两次洒水养护，直至施工下一层。
3．结束语
   对大板北站路基工程中粉质土填筑路基的处理，通过各项试验以及施工过程的控制及数据采集，并对比论证了处理结果，得出以下结论：
 3.1掺石灰改良施工后，填方段土体密实，含水量适中，对路基稳定性有很大帮助。
 3.2密实度变化不大，土基稳定性好，表明石灰处理层的封闭性好，无渗水现象，路基无沉降变形，回弹弯沉值满足要求。
 3.3试验证明，防水、保湿是粉质土施工中防止变形破坏的关键，并采用封闭、改善粉质土的性质、完善排水系统等综合处理措施，粉质土填筑问题是可以解决的。
 本文通过对大板北站路基工程粉质土改造使用取得的成果作了简单的总结，旨在为同类似的工程提供有意义的参考。
参考文献
 [1] 《路基施工技术规范》人民交通出版社 2005-4-25
 [2] 《铁路工程土工试验规程》中国铁道出版社 2004-3-9