浅谈重载铁路路基改良土施工技术.docx

浅谈重载铁路路基改良土施工技术 摘 要：文章结合水泥改良土在新建邯黄铁路低液限粉土路基填筑上的应用，介绍了水泥改良土施工的方法、工艺流程及质量检测，并将路基填筑试验段确定的水泥改良土填筑施工参数，在施工中进一步验证优化。 关键词：水泥改良土；路基填筑；施工技术 1 工程概况 邯郸（邢台）至黄骅港铁路设计为时速120公里单线国铁级，位于河北省南部及东南部的黑龙港流域地区，西南端与京广、邯济铁路相连，线路长380.048km。建成后，作为沿线地区矿产资源、工业产品对外运输的主要通道，与既有石德铁路修建上下行联络线，预留与京九、津浦铁路联络线条件。 路基基床分为表层和底层，表层厚度为0.6米，底层厚度为1.9米，其中基床底层的下部厚度1.4米的范围内填筑C组土加强碾压，基床底层的上部0.5米范围内填筑改良土。分两层填筑，每层压实厚度为25cm，采用路拌法施工改良土。 图1路基标准断面示意图 2 水泥改良土的作用机理 水泥改良土是由于填料的强度和压实性不能满足要求而向土中掺入水泥进行改良的一种方法。水泥的初凝时间一般为23h，与土拌合后，水泥矿物与土中的水分发生强烈的水解和水化反应。同时从溶液中分解出来的氢氧化钙并形成其他化合物。水泥的各种化合物形成后，与空气中的CO2发生碳化作用或与土相互作用形成水泥石骨架，从而使颗粒粗化和粘结，提高土的强度。用少量的水泥掺入土中，可以改变土的性质，由于水泥分布在土中形成坚固的核心，在所有的空隙中形成水化水泥骨架，结义约束土颗粒，从而改变土颗粒组成和结构。在水泥改良土中，水泥、土和水之间发生了多种复杂的作用，用水泥来改良土可以显著的改善土的力学性质，获得良好的整体性，以及足够的力学强度，水稳定性和抗冻性。 3路基改良土施工方法 3.1 施工工艺流程图 图2施工工艺流程图 3.2 施工准备 (1)土源：路基填土采用正线DK122+822处左侧1000米处的取土场。摊铺素土前必须对土场内的土进行闷湿。 (2)水泥：采用P.S.A32.5缓凝型矿渣硅酸盐袋装水泥，水泥的各项检测指标需满足要求，其初凝时间为270min，终凝时间为380min。 (3)改良土配合比的选定：经过实验选定的水泥改良土配合比为水泥掺入量4%。7d无侧限抗压强度1Mpa，符合设计要求。根据水泥改良土配合比在室内进行重型击实求得水泥改良土最大干密度为1.82 g/cm3，最佳含水率15.3，液限25.6，塑限17.6，塑性指数8.0。 (4)施工机械、试验检测仪器及测量设备配备： 序号 机械名称 型号 生产厂家 数量 1 挖掘机 大宇220 韩国大宇 1 2 挖掘机 日立240 合肥日立 1 3 装载机 厦工 XG951 50 厦门 1 4 路拌机 WB400 徐州 1 5 振动压路机 徐工XS202G 徐州 2 6 推土机 山推 SD160 山东 2 7 平地机 徐工GR180 徐州 1 8 洒水车 东风 中国二汽 2 9 自卸车 欧曼336 北京福田 6 10 自卸车 金王子 山东重汽 3 11 自卸车 重汽斯太尔 290 山东 2 12 自卸车 重汽斯太尔王 山东 5 13 灌砂筒 150mm 沧州 6 14 平板荷载试验仪 K30 铁科院坎贝尔公司 1 15 GPS V8 广州中海达 2 16 全站仪 TCRP1201 徕卡 1 17 电子水准仪 DINI12 德国天宝 1 18 水准仪 AT-G6 拓普康 1 表1施工机械、试验检测仪器及测量设备表 3.3 摊铺素土 在摊铺素土前对下承层进行洒水湿润，保证填层之间的结合。恢复线路中线、边线，并用石灰划摊铺素土的方格网。采用框格法控制素土摊铺数量及松铺厚度，现场每车装素土为24m3，每层改良土的压实为25cm，最大干密度取=1.82g/cm3 ，由路基断面图可知，改良土第一层底宽5.5m，第二层底宽为5.21m，顶口宽为4.75m。框格取6.55.5m,一车素土均匀摊铺在两个框格线内，并现场实测含水量，考虑水泥的水化热及吸水作用，用于拌合水泥土的素土的含水量比水泥土的最优含水量高2%3%。在素土摊铺完成后首先是推土机进行粗平，然后用平地机精平,精平后测量摊铺素土的顶面高程。 3.4 摊铺水泥 素土精平后恢复线路的中线、边线，摊铺水泥采用装载机运输，人工摊铺。摊铺前用石灰划线打网格，保证水泥撒布均匀。根据改良土的最大干密度= 1.82g/cm3、最佳含水量=15.3%计算水泥用量。即1m2水泥用量为17.5 Kg，推算出网格尺寸为5.2m（纵向）5.5m（横向）。 即每格网格内均匀撒布50kg水泥10袋。及时进行拌合、碾压、整形。 3.5 拌合水泥 在半幅水泥摊铺完成后，采用WB400路拌机进行及时拌合，拌合机应匀速、平稳行走，现场取5m/min行走速度,路拌机每道拌合有效宽度为2.2m，注意每道搭接宽度不少于30cm，确保工作区内无漏拌。路拌机根据层厚调整拌合深度，拌合两遍，拌合后及时挖验拌合深度及拌合的均匀性，确保本层拌合彻底，无夹层现象。 3.6碾压 在半幅水泥土拌合完成后，首先推土机进行排压一遍，然后用平地机初平和整形，当混合料接近最佳含水率时，用压路机在路基全宽内进行快速静压封面，这样可以防止土中水分的过早散失，方便表面的初次找平。然后用平地机刮平并测量顶面高程，保证刮平后的平整度满足基床底层的要求。刮平后采用两台20t重型振动压路机碾压，先静压1遍，再弱振1遍、然后强振碾压46遍，根据经验，从强振3遍开始每强震一遍检测压实度和K30，直至达到要求的压实度和K30标准，静压收面，收面后再次测量高程。施工过程中注意改良土从拌合完毕到碾压完毕的时间不得超过水泥的初凝时间3小时。压路机碾压过程中，禁止急停、变速、转弯，碾压时交接处相互重叠压实，纵向搭接长度应2m，沿线路纵向行与行之间轮迹重叠应40cm，上下两层填筑接头错开应3m。 3.7检测 （1）压实系数的检测：采用灌砂法，检测频率沿线路每层纵向每100m每压实层抽样检验压实系数4点。设计要求93%，实测值为93.4%98.9%，满足设计要求。 （2）强度的检测：采用K30平板荷载试验，检测频率每层地基系数K30检查4个点。设计要求100 MPa/m，实测值在120130 MPa/m，满足设计要求。 （3）灰剂量的检测：每100米检测3个点，用EDTA滴定法检测，含灰量设计值为4%，实测值都略大于设计值。 3.8养生 当改良土分层施工时，下层验收如压实度、平整度等指标合格后，洒水养护使改良土的表面保持湿润，养生期应7d，并且根据气温条件及时补水，保证水泥土表面湿润。养生期间勿使改良土过湿，更不能忽干忽湿，严禁车辆在改良土表面行走。 4总结 水泥改良土随着经济和社会的发展，铁路向着高速、重载的方向发展。高速、重载铁路对路基填料提出了更高的要求。由于铁路沿线往往缺少符合要求的路基土，如果完全依靠外运来置换原土的话，是非常不经济的，因此需要对不合格填料土进行改良。水泥改良土具有良好的水稳定性、较高的力学强度、良好的整体性等优异的工程性能，能够满足现代高速重载铁路对于路基工程的要求。绝大数的土类都可以用水泥改良，从而使水泥改良土能适应