浅谈重载铁路路基改良土施工技术.docx

1、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

2、 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 2 3h，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

3、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

4、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

5、 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

6、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.

7、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

8、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 4 6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

9、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 120 130 MP

10、a/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各种不同的气候条件和水文地质条件。是一种可靠的且具有较大适应性的路基施工技术。 参考文献： 【 1】、客货共线铁路路基工程施工技术指南 TZ202-2008。北京：中国铁道出版社。 2008 【 2】、铁路路基工程施工质量验收标准。北京：中国铁道出版社。 2010 【 3】。新建邯郸（邢台）至黄骅港铁路工程路基施工技术指南