高铁渗水土路基填筑施工工艺及参数

刘慧忠

（铁正检测科技有限公司，济南 250014）

1 工程概况

京唐铁路JTZQ-6 标段起止里程为 DK128+077.46 ～DK153+874.6，本段以新冲积平原地形为主，具有平坦、地势开阔的基本特点。现场勘察结果表明，沿线分布第四系孔隙潜水，埋深约3m。地下水补给形式相对单一，以大气降水为主，具有较强的硫酸盐侵蚀特点。路基为基础施工内容，通过CFG桩实现对地基的有效加固处理【1】，桩顶设0.15m 碎石垫层和0.5m 底板。以级配碎石为施工材料，经填筑后形成厚度为0.4m 的路基基床表层；路堤基床底层用改良土填筑，厚度2.3m；使用渗水土填料完成基床底层建筑作业。

2 工艺试验内容

1）组织物理指标试验，通过此方式掌握填料的质量情况，基本测试指标包含含水率、密度、颗粒等；

2）填筑、碾压设备选型；

3）施工工艺参数，填筑阶段包含摊铺厚度和设备行进速度等，碾压阶段包含设备组合方式、机具选择、设备行进速度等。

3 渗水土填筑碾压方式、松铺厚度及碾压速度试验

渗水土填筑对施工工艺提出较高的要求，遵循“三阶段、四区段、八流程”的原则，依次完成各部分的填筑作业。选择长度为100m 的代表性路段，于该处组织填筑工艺试验，分析填筑工艺参数的可行性，视实际结果灵活调整。路基加固选用的是CFG 桩。铺设碎石垫层和钢筋混凝土底板，若质量满足要求，则组织渗水填料填筑试验。

3.1 碾压方式组合试验

碾压方式组合试验共采用3 种方式，具体碾压区域为第一层左侧、右侧和第二层的左侧，主要工艺为：

1）静压 1 遍+弱振 1 遍+强振 1 遍+再静压 1 遍；

2）静压 1 遍+弱振 1 遍+强振 2 遍+再静压 1 遍；

3）静压 1 遍+弱振 1 遍+强振 3 遍+再静压 1 遍。

可以得知，上述3 种碾压方式的区别在于强振遍数不同，施工期间设备行进速度都控制为2.5km/h，虚铺厚度为35cm。

3.2 填料填筑虚铺厚度试验

填筑虚铺厚度的控制标准取30cm、35cm、40cm，分析各自的施工情况，展开对比试验。碾压作业采取的是静压1 遍+弱振1 遍+强振2 遍+再静压1 遍的方式，施工期间设备行进速度为2.5km/h。

3.3 机械碾压速度试验

第二层左、右侧施工过程中，将各自的碾压速度控制为2.5km/h、4km/h，在此条件下展开对比试验。结束碾压作业后检测压实度指标，包含孔隙率、弹性模量等，根据所得结果绘制曲线图，分析在不同碾压速度下各项指标的具体表现，以此为依据确定合适的碾压施工工艺，包含碾压组合方式、设备行进速度以及厚度控制标准。

4 试验结果分析

4.1 试验段填筑试验

施工单位自检，同时由监理严格检查试验段施工质量情况。结果表明：若选择AB 组（渗水土）填料，此时的路堤及基床底层施工质量良好，实测的压实标准可满足要求，可以得知虚铺系数为1.15。压实作业可选设备为18t 压路机，要求松铺厚度控制为35cm，施工期间加强对含水率的控制，参考的是最佳含水率的40%，实际结果应在该值的±1%范围内波动。基床以下路堤施工时，应有序完成5 遍碾压作业。

4.2 渗水土填料虚铺系数的确定

以表1 的内容为参考，选择合适的虚铺系数。

表1 路基渗水土试验段第一层碾压沉降量统计表

4.3 各项试验指标的关系分析

试验检测数据要具有代表性且在数量上应相对较多，因此增加试验检测频率，根据现行规范得知，在K30（地基系数）、Evd（动态变形模量）、Ev2（静态2 次变形模量）3 项指标的测试中，每填高90cm 所设置的测点数量应达到4 个，实际采取每填高30cm 便设置测点的方式。K30、Ev2的检测流程较为复杂，对人力资源以及时间都提出更高的要求，通过试验后分析2项指标与Evd的关系，再根据Evd的实测值进一步得出K30、Ev2的值，此方式可有效提高检测效率。通过对检测结果的分析得知，孔隙率＜15%，且Ev2也完全满足要求，路堤中Evd为37.2，除此之外的其他指标也都满足要求，总体来看表现较佳。

5 CFG 桩加固处理施工技术

地基加固作业选择的是CFG 桩，所用设备以长螺旋钻机为主，并配套混凝土搅拌机，共同配合从而高效完成CFG 桩的施工作业。

5.1 钻机就位

根据施工要求使钻机转移至指定位置，检查垂直标杆的位置情况，将其用于反映塔身导杆的位置，若存在偏差则及时调整，确保钻杆与桩位中心对齐，严格控制好CFG 桩垂直度偏差，要求该值不可超过1%，否则视为不合格。

5.2 混合料搅拌

以设计配比为准称量原材料，混合后再给予充分的搅拌，为确保混合料质量，每盘搅拌时间至少要达到60s，检验生产所得的混合料性能。确保坍落度稳定在16～20cm，若高于该区间，可见桩顶存在大量浮浆，桩体强度难以达到设计要求；若坍落度低于该区间，则会对泵送性能造成影响。此外，选取2组试块，分析其强度情况，进一步检验配合比的可行性。

5.3 钻进成孔

钻孔初期需要关闭钻头阀门，伴随钻进作业的持续推进，钻头触及地面后则要及时开启马达，以便快速向下钻进。遵循先慢后快的原则，钻杆晃动时则要适当放慢进尺，以免出现桩孔偏斜现象。此外，施工作业面的标高也是重要的控制指标，需根据实际情况灵活调整【2】。对于卵石层的钻进作业，会导致进尺变慢，与此同时，可见机架发生轻微的晃动现象，可以根据此特征判断钻杆进入该层的深度。

5.4 灌注、拔管

钻进并满足深度要求后，需选择合适的时间提拔钻杆，考虑混合料泵送量的实际情况，调整好拔管速度，使两者形成相匹配的关系，保证管内的混合料稳定在特定高度。对于饱和砂土层的施工作业，不允许停泵待料，正常状况下拔管线速度以1.2～1.5m/min 为宜，对于淤泥质土施工环境，则要适当放慢速度。做好上根桩的施工作业，将钻机转移到下一施工点位，施工作业有序推进。

5.5 注意事项

1）成孔深度达到设计要求后及时暂停钻进，组织混合料的泵送施工作业，检查钻杆芯管内部混合料的情况，若完全充满则要及时拔管，单次提钻高度应控制在25cm 内，避免先提管后泵料的情况。

2）完成灌注施工后，以插入式振捣棒为主要工具处理混凝土，加振时间为3～5s，通过此方式提高混合料密实度。桩顶用土封顶，保证施工质量，不可出现干缩裂纹。

3）成桩施工作业要具有连续性，确保供料充足，以免因混合料供应中断而导致停机待料现象。通过地质勘察报告分析施工情况，尽可能避开饱和砂土。完成灌注施工后，及时使用水泥袋盖好桩头，实现有效的防护。施工期间要注重对投料量的控制，必须达到设计灌注量或根据实际情况适当增加。

4）成桩误差应控制在合理范围内，其中，桩长允许偏差为100mm、桩径为20mm、垂直度偏差不可超过1%。单排布桩时，要求桩位允许偏差不超过60mm。

6 结语

渗水土的特殊之处在于透水性较强，将其作为路基填筑施工材料可达到提高排水效率、减小工后沉降的效果，解决了传统方式下因填料透水性不足而引发的路基质量问题。本文则围绕渗水土路基施工工艺展开探讨，提出施工技术要点，以期给类似工程提供参考。