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摘要:冲击碾压是减少路基工后沉降,提高路基整体强度及均匀性的有效方法。解决了路基软土、松软土及松散等特殊地段难处理的难题,有效的保证路堤的整体质量,提高施工效率。目前,冲击碾压技术在国内高速铁路地基处理施工中已得到广泛应用。
关键词:冲击碾压;高速铁路;施工
1、工程概况
某高速铁路对于软土、松软土及松散、稍密的砂类土位于地表下3.0m范围内,并处于地下水位以上时,饱和度≤60%,设计采用冲击碾压处理。要求冲击碾压最后5遍的沉降量不大于1cm,碾压面下1米深度范围内的压实度不低于92%且Ev2不小于45Mpa。
2、施工工艺工法
2.1工艺流程(见图1)
2.2 施工准备
2.2.1 查明冲击碾压场地范围内地下构造物和管线的位置及标高,采取必要措施,防止因冲击碾压施工造成损坏。
2.2.2 场地平整,清除表层100-200mm内的腐殖土、树根、草皮等杂物。挖除树根的坑,深度超过300mm时必须分层夯填到原地面。对原地面凹凸不平、相对高差小于500mm的地段应进行整平;对相对高差大于500mm的坑应分层夯填到原地面。对独立的大坑,单独作为作业面,并按监理工程师批准的材料分层夯填至原地面高度。排除地表水、清理淤泥,对池塘沟渠首先进行排水,然后清除杂物及淤泥,一直清理到天然地基土。对表面松散土层碾压,修筑机械设备进出道路,排除地表水,施工区周边做排水沟以确保场地排水通畅防止积水。
2.2.3 测量放线,定出控制轴线、冲击压实碾压场地边线。
2.2.4 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,冲击压实及振动碾压的遍数,冲击能及振动功率等参数,确定质量检测方法及评价标准。
2.2.5 技术交底。施工开始前,由项目部技术人员对全体施工人员进行技术交底,交底内容包括技术、质量、安全等各个方面,交底详细、具体。
2.2.6 测定土层含水量,采取措施使含水量接近最优含水量。
2.3试验段确定的施工工艺参数
2.3.1 最佳含水量:根据本段的地质情况,冲击碾压前的最优含水量为9.86%。
2.3.2 地基土工性能,液限WL=21.9%、塑限WP=7.0%、塑性指数IP=14.9%<17,采用YCT25型冲击压路机碾压28遍,以10~13km/h的速度冲击碾压,碾压后各项指标可以达到设计及规范要求。
2.4 冲击碾压施工
2.4.1 冲击压实前,要及时对地基适量洒水,使水份充分渗透,达到适宜的含水量后进行冲击碾压。
2.4.2 冲击压路机在冲击段内作业轨迹以线路中心线为界,由一侧向另一侧进行碾压作业,冲击压路机按照纵向错轮1/6轮迹宽度和横向重叠0.2m的程度进行冲压。(见图2)
2.4.3 冲击碾压牵引机速度控制在10~13km/h,每完成一遍冲压,用平地机平整,普通压路机光面,再进行下一个循环的冲击作业。
2.4.4冲击碾压每隔5遍进行标高测量,计算沉降量,进行压实度检测。
3.质量控制
3.1 施工过程检查控制
3.1.1 路基表面必须平整,无坑槽,单块冲击碾压面积不小于2000m2,对一些较窄的工作面,长度不小于100m。
3.1.2 冲击碾压时必须按照规定走向和排列模式进行,并控制好速度。
3.1.3 压实期间派人观察冲压施工场地周围的构造物,如发现异常情况应立即停止施工。
3.1.4 冲击碾压处理范围和应符合设计要求
3.2 质量检测
3.2.1 沉降量检测
沉降量检测主要是根据布设的沉降观测点,在冲击碾压前用水平仪测定沉降标志的标高,冲击碾压至6遍后,对沉降观测点标志观测一次标高,冲击碾压至12遍后再观测一次标高,冲击碾压最后5遍的沉降量不得大于1cm,并作好记录。
3.2.2 压实度检测,每100m布置两个断面,6个检测点,对每个断面检测2点,检测点的位置为距中线2/3的路基宽度(半幅宽度),左右各一点。冲碾12遍后,作一次压实度测定。冲击碾压后碾压面以下1m深度范围内的压实度不小于92%。
3.2.3 每一冲击工作段完成后,将检测结果分析整理,并做为工程质检资料的一部分进行保存。
3.2.4 冲击碾压后的变形模量EV2不小于45MPa。
3.2.5 DK108+720~DK108+870段采用28遍冲击碾压后最后5遍沉降量、试验检测结果如下:
冲击碾压最后5遍沉降量观测结果
EV2检测结果
路基压实检测结果
4.重点难点
4.1含水量
因冲击式压路机的冲击能量大,路表50cm的土体含水量对冲击碾压的效果具有较大影响。含水量过大时,容易形成弹簧土、翻浆等,应进行晾晒;含水量过小时,表面土层松散无粘结力,表面粉尘化,影响能量深层传递,达不到压实要求,应对表面洒水湿润。
4.2 注意事项
4.2.1 严格控制好冲击压路机的行驶速度。
4.2.2 高度重视横向重叠和纵向错轮,务必使路基均匀受压。
4.2.3 施工中随时跟踪检测,严格遵守试验段参数,详细记录检测数据进行对比分析。碾压达不到设计要求,进行补充碾压直至合格为止。
4.2.4 安全控制
4.2.4.1 施工前检查牵引车、十字缓冲连接组件、压实机机架、压实轮举升和缓冲组件,一切正常方可施工。
4.2.4.2 做好周围构造物、地下管线的防护工作,避免造成安全事故。
4.2.5 环保要求
4.2.5.1 施工产生的噪声不应大于《建筑施工场界噪声界限》(GB12523)的规定,场地与建筑物间应按设计要求采取隔振或防振措施。
4.2.5.2 施工过程中,修理机械产生的废机油等集中处理,不能污染路基。
5.结语
从冲击碾压试验段施工中确定在含水量為9.86%,采用YCT25型冲击压路机以10~13km/h的速度冲击碾压至28遍时,通过变形模量、压实度、沉降量观测均满足要求,冲碾效果已较理想。从试验效果分析,压路机的行驶速度宜控制在10~13km/h,这就要求填筑层要有一定的工作长度,好让机械能达到要求的速度。用冲击式压实机进行冲击碾压时,因机械的调头范围较大,应尽可能在路基形成较长的连续冲碾段后进行。不但可以提高冲碾效率,也可以避免因过多的“接头”而影响路基的整体均匀性。
参考文献:
[1] 客运专线铁路路基工程施工质量验收暂行标准铁建设[2005]160号中国铁道出版社,2007.7版.
[2] 客运专线铁路路基工程施工技术指南TZ212-2005中国铁道出版社,2006.版.
作者简介:
王崇安(1982--),男,汉族,陕西西安人,2001年毕业于渭南铁路工程学校,助理工程师,主要从事高速铁路、公路施工技术研究。
袁荣涛(1983--),陕西武功人,男,汉族,2006年毕业于西安铁路工程职工大学,助理工程师,主要从事高速铁路、公路施工技术研究。
注:文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词:冲击碾压;高速铁路;施工
1、工程概况
某高速铁路对于软土、松软土及松散、稍密的砂类土位于地表下3.0m范围内,并处于地下水位以上时,饱和度≤60%,设计采用冲击碾压处理。要求冲击碾压最后5遍的沉降量不大于1cm,碾压面下1米深度范围内的压实度不低于92%且Ev2不小于45Mpa。
2、施工工艺工法
2.1工艺流程(见图1)
2.2 施工准备
2.2.1 查明冲击碾压场地范围内地下构造物和管线的位置及标高,采取必要措施,防止因冲击碾压施工造成损坏。
2.2.2 场地平整,清除表层100-200mm内的腐殖土、树根、草皮等杂物。挖除树根的坑,深度超过300mm时必须分层夯填到原地面。对原地面凹凸不平、相对高差小于500mm的地段应进行整平;对相对高差大于500mm的坑应分层夯填到原地面。对独立的大坑,单独作为作业面,并按监理工程师批准的材料分层夯填至原地面高度。排除地表水、清理淤泥,对池塘沟渠首先进行排水,然后清除杂物及淤泥,一直清理到天然地基土。对表面松散土层碾压,修筑机械设备进出道路,排除地表水,施工区周边做排水沟以确保场地排水通畅防止积水。
2.2.3 测量放线,定出控制轴线、冲击压实碾压场地边线。
2.2.4 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,冲击压实及振动碾压的遍数,冲击能及振动功率等参数,确定质量检测方法及评价标准。
2.2.5 技术交底。施工开始前,由项目部技术人员对全体施工人员进行技术交底,交底内容包括技术、质量、安全等各个方面,交底详细、具体。
2.2.6 测定土层含水量,采取措施使含水量接近最优含水量。
2.3试验段确定的施工工艺参数
2.3.1 最佳含水量:根据本段的地质情况,冲击碾压前的最优含水量为9.86%。
2.3.2 地基土工性能,液限WL=21.9%、塑限WP=7.0%、塑性指数IP=14.9%<17,采用YCT25型冲击压路机碾压28遍,以10~13km/h的速度冲击碾压,碾压后各项指标可以达到设计及规范要求。
2.4 冲击碾压施工
2.4.1 冲击压实前,要及时对地基适量洒水,使水份充分渗透,达到适宜的含水量后进行冲击碾压。
2.4.2 冲击压路机在冲击段内作业轨迹以线路中心线为界,由一侧向另一侧进行碾压作业,冲击压路机按照纵向错轮1/6轮迹宽度和横向重叠0.2m的程度进行冲压。(见图2)
2.4.3 冲击碾压牵引机速度控制在10~13km/h,每完成一遍冲压,用平地机平整,普通压路机光面,再进行下一个循环的冲击作业。
2.4.4冲击碾压每隔5遍进行标高测量,计算沉降量,进行压实度检测。
3.质量控制
3.1 施工过程检查控制
3.1.1 路基表面必须平整,无坑槽,单块冲击碾压面积不小于2000m2,对一些较窄的工作面,长度不小于100m。
3.1.2 冲击碾压时必须按照规定走向和排列模式进行,并控制好速度。
3.1.3 压实期间派人观察冲压施工场地周围的构造物,如发现异常情况应立即停止施工。
3.1.4 冲击碾压处理范围和应符合设计要求
3.2 质量检测
3.2.1 沉降量检测
沉降量检测主要是根据布设的沉降观测点,在冲击碾压前用水平仪测定沉降标志的标高,冲击碾压至6遍后,对沉降观测点标志观测一次标高,冲击碾压至12遍后再观测一次标高,冲击碾压最后5遍的沉降量不得大于1cm,并作好记录。
3.2.2 压实度检测,每100m布置两个断面,6个检测点,对每个断面检测2点,检测点的位置为距中线2/3的路基宽度(半幅宽度),左右各一点。冲碾12遍后,作一次压实度测定。冲击碾压后碾压面以下1m深度范围内的压实度不小于92%。
3.2.3 每一冲击工作段完成后,将检测结果分析整理,并做为工程质检资料的一部分进行保存。
3.2.4 冲击碾压后的变形模量EV2不小于45MPa。
3.2.5 DK108+720~DK108+870段采用28遍冲击碾压后最后5遍沉降量、试验检测结果如下:
冲击碾压最后5遍沉降量观测结果
EV2检测结果
路基压实检测结果
4.重点难点
4.1含水量
因冲击式压路机的冲击能量大,路表50cm的土体含水量对冲击碾压的效果具有较大影响。含水量过大时,容易形成弹簧土、翻浆等,应进行晾晒;含水量过小时,表面土层松散无粘结力,表面粉尘化,影响能量深层传递,达不到压实要求,应对表面洒水湿润。
4.2 注意事项
4.2.1 严格控制好冲击压路机的行驶速度。
4.2.2 高度重视横向重叠和纵向错轮,务必使路基均匀受压。
4.2.3 施工中随时跟踪检测,严格遵守试验段参数,详细记录检测数据进行对比分析。碾压达不到设计要求,进行补充碾压直至合格为止。
4.2.4 安全控制
4.2.4.1 施工前检查牵引车、十字缓冲连接组件、压实机机架、压实轮举升和缓冲组件,一切正常方可施工。
4.2.4.2 做好周围构造物、地下管线的防护工作,避免造成安全事故。
4.2.5 环保要求
4.2.5.1 施工产生的噪声不应大于《建筑施工场界噪声界限》(GB12523)的规定,场地与建筑物间应按设计要求采取隔振或防振措施。
4.2.5.2 施工过程中,修理机械产生的废机油等集中处理,不能污染路基。
5.结语
从冲击碾压试验段施工中确定在含水量為9.86%,采用YCT25型冲击压路机以10~13km/h的速度冲击碾压至28遍时,通过变形模量、压实度、沉降量观测均满足要求,冲碾效果已较理想。从试验效果分析,压路机的行驶速度宜控制在10~13km/h,这就要求填筑层要有一定的工作长度,好让机械能达到要求的速度。用冲击式压实机进行冲击碾压时,因机械的调头范围较大,应尽可能在路基形成较长的连续冲碾段后进行。不但可以提高冲碾效率,也可以避免因过多的“接头”而影响路基的整体均匀性。
参考文献:
[1] 客运专线铁路路基工程施工质量验收暂行标准铁建设[2005]160号中国铁道出版社,2007.7版.
[2] 客运专线铁路路基工程施工技术指南TZ212-2005中国铁道出版社,2006.版.
作者简介:
王崇安(1982--),男,汉族,陕西西安人,2001年毕业于渭南铁路工程学校,助理工程师,主要从事高速铁路、公路施工技术研究。
袁荣涛(1983--),陕西武功人,男,汉族,2006年毕业于西安铁路工程职工大学,助理工程师,主要从事高速铁路、公路施工技术研究。
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