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【摘要】以京唐鐵路JTZQ-6標段工程為背景,圍繞滲水土路基填筑展開試驗,由此明確具體施工參數,并針對項目應用的CFG樁加固技術,分析其工藝要點,旨在為類似工程提供參考。
【關鍵詞】滲水土;路基填筑;CFG樁
1工程概況
京唐鐵路JTZQ-6標段起止里程為DK128+077.46~DK153+874.6,本段以新沖積平原地形為主,具有平坦、地勢開闊的基本特點?,F場勘察結果表明,沿線分布第四系孔隙潛水,埋深約3m。地下水補給形式相對單一,以大氣降水為主,具有較強的硫酸鹽侵蝕特點。路基為基礎施工內容,通過CFG樁實現對地基的有效加固處理【1】,樁頂設0.15m碎石墊層和0.5m底板。以級配碎石為施工材料,經填筑后形成厚度為0.4m的路基基床表層;路堤基床底層用改良土填筑,厚度2.3m;使用滲水土填料完成基床底層建筑作業。
2工藝試驗內容
1)組織物理指標試驗,通過此方式掌握填料的質量情況,基本測試指標包含含水率、密度、顆粒等;2)填筑、碾壓設備選型;3)施工工藝參數,填筑階段包含攤鋪厚度和設備行進速度等,碾壓階段包含設備組合方式、機具選擇、設備行進速度等。
3滲水土填筑碾壓方式、松鋪厚度及碾壓速度試驗
滲水土填筑對施工工藝提出較高的要求,遵循“三階段、四區段、八流程”的原則,依次完成各部分的填筑作業。選擇長度為100m的代表性路段,于該處組織填筑工藝試驗,分析填筑工藝參數的可行性,視實際結果靈活調整。路基加固選用的是CFG樁。鋪設碎石墊層和鋼筋混凝土底板,若質量滿足要求,則組織滲水填料填筑試驗。
3.1碾壓方式組合試驗
碾壓方式組合試驗共采用3種方式,具體碾壓區域為第一層左側、右側和第二層的左側,主要工藝為:1)靜壓1遍+弱振1遍+強振1遍+再靜壓1遍;2)靜壓1遍+弱振1遍+強振2遍+再靜壓1遍;3)靜壓1遍+弱振1遍+強振3遍+再靜壓1遍。可以得知,上述3種碾壓方式的區別在于強振遍數不同,施工期間設備行進速度都控制為2.5km/h,虛鋪厚度為35cm。
3.2填料填筑虛鋪厚度試驗
填筑虛鋪厚度的控制標準取30cm、35cm、40cm,分析各自的施工情況,展開對比試驗。碾壓作業采取的是靜壓1遍+弱 振1遍+強振2遍+再靜壓1遍的方式,施工期間設備行進速度為2.5km/h。
3.3機械碾壓速度試驗
第二層左、右側施工過程中,將各自的碾壓速度控制為2.5km/h、4km/h,在此條件下展開對比試驗。結束碾壓作業后檢測壓實度指標,包含孔隙率、彈性模量等,根據所得結果繪制曲線圖,分析在不同碾壓速度下各項指標的具體表現,以此為依據確定合適的碾壓施工工藝,包含碾壓組合方式、設備行進速度以及厚度控制標準。
4試驗結果分析
4.1試驗段填筑試驗
施工單位自檢,同時由監理嚴格檢查試驗段施工質量情況。結果表明:若選擇AB組(滲水土)填料,此時的路堤及基床底層施工質量良好,實測的壓實標準可滿足要求,可以得知虛鋪系數為1.15。壓實作業可選設備為18t壓路機,要求松鋪厚度控制為35cm,施工期間加強對含水率的控制,參考的是最佳含水率的40%,實際結果應在該值的±1%范圍內波動?;惨韵侣返淌┕r,應有序完成5遍碾壓作業。
4.2滲水土填料虛鋪系數的確定
以表1的內容為參考,選擇合適的虛鋪系數。
4.3各項試驗指標的關系分析
試驗檢測數據要具有代表性且在數量上應相對較多,因此增加試驗檢測頻率,根據現行規范得知,在K30(地基系數)、Evd(動態變形模量)、Ev2(靜態2次變形模量)3項指標的測試中,每填高90cm所設置的測點數量應達到4個,實際采取每填高30cm便設置測點的方式。K30、Ev2的檢測流程較為復雜,對人力資源以及時間都提出更高的要求,通過試驗后分析2項指標與Evd的關系,再根據Evd的實測值進一步得出K30、Ev2的值,此方式可有效提高檢測效率。通過對檢測結果的分析得知,孔隙率<15%,且Ev2也完全滿足要求,路堤中Evd為37.2,除此之外的其他指標也都滿足要求,總體來看表現較佳。
5CFG樁加固處理施工技術
地基加固作業選擇的是CFG樁,所用設備以長螺旋鉆機為主,并配套混凝土攪拌機,共同配合從而高效完成CFG樁的施工作業。
5.1鉆機就位
根據施工要求使鉆機轉移至指定位置,檢查垂直標桿的位置情況,將其用于反映塔身導桿的位置,若存在偏差則及時調整,確保鉆桿與樁位中心對齊,嚴格控制好CFG樁垂直度偏差,要求該值不可超過1%,否則視為不合格。
5.2混合料攪拌
以設計配比為準稱量原材料,混合后再給予充分的攪拌,為確?;旌狭腺|量,每盤攪拌時間至少要達到60s,檢驗生產所得的混合料性能。確保坍落度穩定在16~20cm,若高于該區間,可見樁頂存在大量浮漿,樁體強度難以達到設計要求;若坍落度低于該區間,則會對泵送性能造成影響。此外,選取2組試塊,分析其強度情況,進一步檢驗配合比的可行性。
5.3鉆進成孔
鉆孔初期需要關閉鉆頭閥門,伴隨鉆進作業的持續推進,鉆頭觸及地面后則要及時開啟馬達,以便快速向下鉆進。遵循先慢后快的原則,鉆桿晃動時則要適當放慢進尺,以免出現樁孔偏斜現象。此外,施工作業面的標高也是重要的控制指標,需根據實際情況靈活調整【2】。對于卵石層的鉆進作業,會導致進尺變慢,與此同時,可見機架發生輕微的晃動現象,可以根據此特征判斷鉆桿進入該層的深度。
5.4灌注、拔管
鉆進并滿足深度要求后,需選擇合適的時間提拔鉆桿,考慮混合料泵送量的實際情況,調整好拔管速度,使兩者形成相匹配的關系,保證管內的混合料穩定在特定高度。對于飽和砂土層的施工作業,不允許停泵待料,正常狀況下拔管線速度以1.2~1.5m/min為宜,對于淤泥質土施工環境,則要適當放慢速度。做好上根樁的施工作業,將鉆機轉移到下一施工點位,施工作業有序推進。
5.5注意事項
1)成孔深度達到設計要求后及時暫停鉆進,組織混合料的泵送施工作業,檢查鉆桿芯管內部混合料的情況,若完全充滿則要及時拔管,單次提鉆高度應控制在25cm內,避免先提管后泵料的情況。2)完成灌注施工后,以插入式振搗棒為主要工具處理混凝土,加振時間為3~5s,通過此方式提高混合料密實度。樁頂用土封頂,保證施工質量,不可出現干縮裂紋。3)成樁施工作業要具有連續性,確保供料充足,以免因混合料供應中斷而導致停機待料現象。通過地質勘察報告分析施工情況,盡可能避開飽和砂土。完成灌注施工后,及時使用水泥袋蓋好樁頭,實現有效的防護。施工期間要注重對投料量的控制,必須達到設計灌注量或根據實際情況適當增加。4)成樁誤差應控制在合理范圍內,其中,樁長允許偏差為100mm、樁徑為20mm、垂直度偏差不可超過1%。單排布樁時,要求樁位允許偏差不超過60mm。
6結語
滲水土的特殊之處在于透水性較強,將其作為路基填筑施工材料可達到提高排水效率、減小工后沉降的效果,解決了傳統方式下因填料透水性不足而引發的路基質量問題。本文則圍繞滲水土路基施工工藝展開探討,提出施工技術要點,以期給類似工程提供參考。
【參考文獻】
【1】賈鈺仁.鐵路軟土地基加固CFG樁設計與施工技術研究[J].工程建設與設計,2020(3):222-224.
【2】龍云.武黃城際鐵路滲水土路基填筑施工技術[J].建筑機械,2017(5):97-99.
作者:劉慧忠 單位:鐵正檢測科技有限公司