张呼铁路地基处理施工的技术控制探析

发表时间:2020/6/17   来源:《建筑实践》2020年第39卷2月4期   作者:刘大伟
[导读] 本文结合作者在张呼铁路4标的具体施工实践,就铁路地基处理几种方法的技术控制进行了简要阐述。
         摘要:本文结合作者在张呼铁路4标的具体施工实践,就铁路地基处理几种方法的技术控制进行了简要阐述。
关键词:铁路路基 地基处理 方法探究 技术控制

         由中铁十九局集团第六工程有限公司施工的张呼铁路第4标段线路长度45.054km。其中,路基9782m,主要工程量为土方457394m3、石方337312m3、填渗水土272619m3、级配碎石128276m3、AB组填料257192m3。本文就地基处理施工方法和工艺进行介绍。
         1.水泥搅拌桩
         1.1施工方法
         ⑴施工准备
         首先根据设计选用固化剂和外加剂。
         按设计要求,现场取样做配比试验,通过试验确定最佳水灰比、水泥掺入量及外加剂品种、掺量,要求拌和的灰土早期强度高、龄期强度满足设计要求,配置的灰浆要流动性好、不离析、便于泵送、喷搅。通过试验了解强度的增长和龄期关系,便于施工安排。
         施工前要求清理场地,并做好施工机械进、出场地及材料运输的道路;施工场地清理后即进行定位测量。定出桩位确定标高以便控制好搅拌桩的设计深度。为控制桩入土深度,在搅拌机架上划出标尺,以确保桩底标高符合设计要求。
         1.2施工工艺
         搅拌机到达指定桩位、对中,桩位偏差不得大于50mm。使搅拌机基本垂直于地面,要注意平整度和导向架垂直度,偏差不得超过1%。
         水泥搅拌桩施工工艺流:定位下沉→沉到设计标高→喷浆搅拌上升→复搅下沉→复搅上升→结束
         启动搅拌机电机,搅拌头在原地搅拌1~3min待搅拌头转速正常后放松起吊钢丝绳,使搅拌头沿导向架边搅边下沉,下沉速度由电气控制装置的电流监测表控制,工作电流不应大于额定值70A,一般不超过0.5~0.6m/min。下沉时不宜冲水,当遇到较硬土层下沉较慢时,方可适量冲水,但应考虑冲水对成桩强度的影响,此时应适当调整配合比和适当减少用水量。记录员按规定的表格样式填写下沉速度、深度和相关的技术参数。
         在搅拌头下沉同时,后台拌制固化浆液,浆液要搅拌均匀,加筛过滤,现制现用,不得停放过久,在压浆前按配合比拌匀后倒入集料斗。在拌浆液前,水泥要过筛。
搅拌头下沉到达设计深度(标高)后,开启灰浆泵,泵送距离宜小于50m。待浆液到达喷浆口,再按规定的提升速度边喷浆边提升搅拌头,使浆液和土体充分拌和直至设计顶面标高加预留量。在成桩过程中,凡由于电压过低或其他原因造成停机,使成桩施工中断的,在搅拌机重新启动后,将搅拌叶再搅拌下沉0.5m后再继续成桩。搅拌头喷浆提升的速度和次数必须符合施工工艺的要求。
         搅拌头喷浆提升至设计顶面标高加预留量时,关闭灰浆泵,搅拌头重复下沉或按设计要求在桩顶下局部部位重复下沉、提升、拌和一次,此时集料斗中浆液正好排空。为使原土和固化剂搅拌均匀,可再次将搅拌头边旋边进入土中直到设计深度后,再边旋边提升提出地面。
          2.CFG桩
         2.1施工工艺
         CFG桩施工工艺流程:原地面处理→测量放线→钻机就位→钻进至设计深度→停钻→泵送混合料→均匀拔管至桩顶→钻机移位
         ⑴测量放样:用全站仪先放样出控制桩位,根据控制桩位及桩位布置图采用钢尺确定出每根CFG的桩位,并用木桩标示。然后复核CFG桩的轴线定位点等。
         ⑵钻机就位:操作钻机就位并对准桩位,然后调整钻杆垂直度,垂直度偏差不大于1%,CFG桩直径φ50cm。
         ⑶钻进成孔:CFG桩采用长螺旋钻孔法施工,钻孔开始时,关闭钻头阀门,向下移动钻杆至钻头触及地面时,启动电机,将钻杆旋转下沉至设计标高,关闭电机,清理钻孔周围土。钻进时应先慢后快,避免钻杆摇晃,及时检查并纠正钻杆偏位的差值,在成孔过程中,如发现钻杆摇晃或难钻时,应放慢进尺。
         ⑷混合料搅拌:按设计配比配制混合料,混合料坍落度宜为160mm~200mm,搅拌时间不得少于1min。
         ⑸灌注及拔管:CFG桩成孔到设计标高后,停止钻进,开始泵送混合料,当钻杆芯管充满混合料后开始拔管,严禁先拔管后泵料。拔管速率应按试桩确定参数进行控制,成桩的提拔速度宜控制在2m/min~3m/min,成桩过程宜连续进行,应避免供料出现问题导致停机待料。施工桩顶标高宜高于设计标高50cm。


         ⑹移机:移机前对下一根桩的桩位进行清理辨识,确保桩位的准确性。必要时,移机后清洗钻杆和钻头。
          3.堆载预压
         3.1施工工艺
         堆载预压施工工艺流程为:路基填筑到预压条件→铺土工布→逐级堆载至设计高程→沉降稳定或达到控制要求→分层卸载→重型压路机追密碾压
         基床底层施工完毕,便可以进行堆载预压,可先在填筑面铺一层土工布,然后进行预压荷载填筑。第一层预压土填筑采用轻型机具摊铺后压实,防止破坏土工布,避免污染基床底层表面。堆载预压荷载分级逐渐施加,确保每级荷载下地基的稳定性。填筑完成后采用中型碾压机具压实。填筑完成后将土工布回折于预压土顶面每侧宽度不小于2.5m,并用土压好,防止预压土流失,污染坡面。
         通过沉降观测,并进行工后沉降分析,满足设计要求后方可进行预压土卸载(分层进行卸载)和上部轨道结构施工。
         预压土卸载应分层进行,卸载过程中不得污染已施工完成的路基;预压土卸除后,对基床底层进行修整,必要时补充填土,碾压达到设计要求后施工基床表层级配碎石。
         3.2施工要点
         ⑴堆载前先铺设一层土工布,其上分层摊铺预压土,预压土碾压后平均重度应不小于18KN/m3。第一层选用轻型机械或人工作业,大面积堆载采用自卸汽车与推土机联合作业。
         ⑵堆载预压施工中,作用于地基上的荷载不得超过地基的极限荷载。采用分级加载的方式,注意控制每级加载重量的大小和加载速率,使之与基底的强度增长相适应,以免基底发生剪切破坏。
         ⑶堆载采用清除地表土、CFG桩施工弃土或其它施工弃土,但不得使用淤泥土或含垃圾杂物的填料。堆载高度及范围满足设计要求,堆载边坡坡度1:1。
         ⑷堆载过程中的沉降观测。位于基床底层顶面的各类沉降观测设备在堆载前埋设。预压堆载期间及堆载完成后,加强沉降观测,绘制填土-时间-沉降曲线图,并进行分析预测工作,为确定预压土卸载时间提供依据。
         4.重型碾压
         4.1施工工艺
         重型碾压施工工艺流程:施工准备→测量→场地清理平整→修筑临时排水设施→重型碾压→质量检测→下道工序
         4.2.施工方法
         ⑴施工前准备
         按照设计图纸要求在原地面将重型碾压边界进行测量放样,并用石灰洒出压实边界线。
施工前,按设计要求清理重型碾压处理范围表层土,并查看现场地质情况,做相关地质勘探。
         场地平整完成后,进行重型碾压前的地面标高测量,检验土体的含水量。当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%。
         ⑵设备就位碾压
         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25~28m为宜,以后每分钟33~40m。
         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。若碾压过程中路基表面扬尘,可用洒水车适量洒水后继续碾压;在碾压过程中当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按连续重型碾压,至结束,进行设计要求的项目检测。
         ⑦若未能达到设计规定的施工质量要求,则继续碾压,直至达到设计要求为止。
         5.结束语
         通过对以上施工方法的关键工序进行严格的技术控制,中铁十九局张呼铁路4标管段的路基施工合格率为100%,完全满足设计要求。
        
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