- 黄直久-20110816铁路路基施工控制与试验检测要点(摘要)

'黄直久高速铁路路基施工控制与试验检测要点2011年08月 主要内容Ø概述Ø地基处理Ø路基填筑Ø路基防排水及附属 1.概述高速、平稳、安全运送旅客是高速铁路铁路的主要特点。要达到这一目标，对线路来说必须确保轨道结构几何尺寸的高度平顺和稳定，而这依赖于给轨道结构提供一个强度高、刚度大且纵向变化均匀、长久稳定的路基。因此，高速铁路对路基的高标准要求，给铁路的设计、施工和养护提出了新的挑战，必须用全新的观念来设计、施工高速铁路路基这种高标准土工结构物,把路基填料作为建筑材料来对待。 o路基工程土工结构物的理念Ø路基工程应作为土工结构物来施工，应将地基处理、路基填筑、基床表层、边坡防护、支挡结构、路基排水及沉降观测等作为系统工程施工，严格按照工程质量标准进行管理。o路基填料作为建筑材料的概念Ø将路基填料作为结构物建筑材料，采用工厂（场）化加工、集中供应方式。填料应符合设计要求，通过试验段来验证能否达到压实标准。 Ø工后沉降：在铺轨工程完成以后，基础设施产生的沉降量。(原标准工后沉降指有碴轨道铺轨工程（包括铺碴）开始时沉降量与最终形成的沉降量之差；无碴轨道：在铺轨工程完成以后，基础设施产生的沉降量。)u有碴轨道工后沉降值：u时速350km铁路路基工后沉降量不应大于5cm，年沉降速率应小于2cm/年。桥台台尾过渡段路基工后沉降量不应大于3cm。u时速250km铁路路基工后沉降量不应大于10cm，年沉降速率应小于3cm/年。桥台台尾过渡段路基工后沉降量不应大于5cm。u时速200km铁路路基工后沉降量不应大于15cm，年沉降速率应小于4cm/年。桥台台尾过渡段路基工后沉降量不应大于8cm。u无碴轨道工后沉降值：u15mm，30mm，路桥路隧差异沉降不大于5mm，折角不大于1/1000 o工后沉降与沉降观测Ø高速铁路路基验收标准规定路基的工后沉降达不到设计要求时，严禁进入轨道工程施工工序。Ø工后沉降需要通过现场的沉降观测、分析、推算来确定。Ø路基填筑过程中，应做好沉降观测工作；观测资料应连续、真实、可靠。Ø填筑至基床表层时的沉降观测及沉降预测。Ø如在路基放置期间沉降不能稳定，应采取处理措施，使铺轨时估算的剩余沉降满足设计工后沉降要求。 o过渡段Ø过渡段是路基与结构物等衔接时需要特殊处理的地段；是路基不均匀沉降控制的关键。Ø设置目的：线路刚度均匀过渡，满足平顺性要求。Ø过渡段包括路基与桥台过渡段、路基与横向结构物过渡段、路基与隧道过渡段、路堤与路堑过渡段、填料过渡段等。 o检验批Ø检验批是为了在质量控制过程中及时掌握质量控制效果、发现存在问题，并及时解决而设定的最小检验单位。 2.地基处理Ø地基处理施工准备Ø地质勘察与地质核查Ø常用的地基加固处理方法、施工控制要点 2.1地基处理准备地质核查和地基条件复核工艺性试验复合地基承载力确认试验 o地质核查和地基条件复核Ø地基处理施工前，必须对地基地质资料进行核查，特别是软土、松软土地基、水塘、洞穴等不良地质地基，主要核查软土、松软土厚度、不良地质条件是否与设计提供的资料相符，当核查的地质条件与设计资料不符时，应提交设计单位确认地质资料，重新评价地基条件，重新确定地基处理措施。 o工艺性试验Ø路基验标规定：搅拌桩（粉喷桩、浆喷桩）、CFG桩、灰土挤密桩等，施工前，应进行成桩工艺性试验（不少于3根）。强夯（重锤）夯实、冲击碾压等特殊处理方法也应做工艺性试验。（4.13.2施工前需在工程现场进行试验施工，以便按实际的试验测试结果，对设计参数和施工各项工艺参数进行调整，报监理单位确认后，方可进行施工。）。Ø工艺试验的目的：确定主要工艺参数，应作为大面积施工控制的依据。 Ø复合地基承载力确认试验（一般规定中）Ø复合地基承载力是检验地基加固处理措施是否能满足路基工后沉降的重要指标，为确保路基工后沉降满足设计要求，高速铁路地基处理应进行动态设计。在一般规定中要求检验复合地基承载力确认设计参数，就是为了给设计的沉降计算提供参考依据，使沉降计算更合理、准确。 2.2地质勘察与地质核查高速铁路地基处理措施能否满足工后沉降要求，一个重要的因素就是地质资料提供的地基条件的可靠性，标准中明确了在设计地质勘察工作中应能准确查明地基地质条件和填料工程性质，提供评价地基和路基结构物的变形状态必要的地质资料；施工中对地质资料的要进行核查工作。 为什么进行核查？ o一般施工中进行的地质核查Ø在施工图设计阶段，结合初步的地质勘察资料进行详细的补充地质勘查，准确评价路基地基条件。Ø路堤施工前，在进行地基处理和路基填筑前，根据施工图设计提供的地质资料进行现场复核。Ø在路堑开挖至路基面标高时，根据施工图设计提供的地质资料对基床范围地质进行现场复核。 高速铁路路基验标对施工中地质核查的规定Ø原地面处理前，应对地基地质资料进行核查，路堤地基条件应符合设计文件，当不符合时，应及时反馈。Ø施工前应对换填的范围和深度进行核实。Ø路堑开挖过程中,应对照设计文件核对水文地质和工程地质资料。Ø路堑基床底层为软质岩、强风化的硬质岩及土层时，其范围内的地基土基本承载力不满足要求时，应按设计要求采取土质改良或加固措施。 o现场地质资料复核常用方法：Ø一般地基及特殊地基（软土、松软土地基，膨胀土地基）——原位测试+室内土工试验——常用的测试方法：N轻型动力触探、N重型动力触探、标准贯1063.5入、静力触探，必要时采用钻探取样。——根据开挖揭示的地质情况判断是否可能存在特殊土地基——如设计对基床范围不换填或部分换填，开挖至设计开挖底面标高以上30-50cm时，采用上述核查方法进行现场勘测 Ø沿线路纵向每100m检验2点，动力触探、静力触探试验等Ø勘察设计单位现场确认，是指施工单位核查发现问题后，要提交勘察设计单位重新评价地基条件时，勘察设计单位必须到达现场确认施工单位的地质核查结果。 2.3地基处理方法、施工控制要点常用的地基处理措施Ø原地面处理Ø换填地基处理Ø冲击碾压地基处理Ø强夯及强夯置换地基处理ØCFG桩地基处理Ø挤密桩地基处理Ø预制管桩地基处理Ø复合地基承载力检验Ø土工格栅碎石垫层 l2.3.1原地面处理施工质量控制要点：n做好排水工作和清表后的晾晒工作；n处理路基宽度是否符合设计要求。n碾压后的质量检验关于陡坡地面沿线路纵向开挖台阶宽度Ø考虑压路机工作的有效性，当原地面坡度陡于1:5时，规定沿线路纵向挖台阶的宽度不应小于2m。 n2.3.2换填地基处理施工质量控制要点Ø换填深度、范围Ø填筑压实工艺、压实质量l出现的问题和解决方法：Ø问题：回填后，碾压达不到要求的K30或Ev2。Ø解决方法：取土样做含水率试验，鉴别含水率是否合适，若高，则应进行翻晒；反之，则要洒水。如仍达不到设计要求，则要与设计代表联系，商讨处理办法。有可能是受下层软土的影响。 换填垫层---施工方法Ø①填筑前应将基层上的杂物、浮土清理干净。Ø②检验砂石料的质量，有无杂质，粒径是否符合要求，含水率是否在控制的范围内，级配是否符合要求。Ø③铺筑砂石应分层摊铺，每层铺筑厚度应通过压实试验确定。Ø④砂石施工时应适当控制含水率，应在夯实碾压前根据其干湿程度和气候条件，适当洒水以使砂石的含水率尽量接近最佳含水率。Ø⑤每层的夯压遍数，根据工艺试验确定；压路机往复碾压不少于4遍，轮距搭接不小于50cm，边缘和转角应用人工或打夯机夯振密实。Ø⑥砂石垫层分段施工时接槎应做成台阶式斜坡，每层接槎处的水平距离应错开1m，并应充分压实。Ø⑦施工时应分层找平，碾压密实，经检测合格后方可填筑下层。 n2.3.3冲击碾压地基处理冲击碾压是岩土工程压实技术的最新发展。冲击压路机由牵引车带动非园形轮滚动，多边形滚轮的大小半径产生位能落差与行驶的动能相结合沿地面对土石材料进行静压、搓揉、冲击的连续冲击碾压作业，其高振幅、低频率的冲击碾压使工作面下深层土石的密实度不断增加。与一般压路机相比，其压实土石的效率提高3～4倍（考虑上料、摊铺、平整的工序）。冲击碾压适用于处理碎石土、砂土、低饱和度的粉土与粘性土、湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基的填前碾压，填方达到标高后的追密压实，土石混填、填石路堤分层夯实等。 Ø冲击碾压加固机理：冲击压实也称非圆碾压，是将传统振动压实的高频率小振幅改为低频率大振幅，是一种冲击和揉搓作用相结合的全新压实方法，能在压实作业中较大地增加对土石的压实能量。冲击压实机的特点是适合深层岩土的压实以及含水量较高的粘性土体压实。它将能量以冲击波方式传递于路基土体，改善土体的原状结构，使土体孔隙率减小，土的粘聚力c和内摩擦角φ值增大，抗剪能力提高，将土体未来的沉降量在冲击、振动、压实过程中提前实现，达到土体加固的效果。 清除植被整平地基不合格检测原位土改良符合要求冲击碾压不合要求检测沉降量及表层压实度补充冲击碾压符合要求清除表土、地基整形格不合地基测量合格光轮压路机碾压1～3遍地基验收冲击碾压地基施工工艺流程示意图 冲击碾压地基施工要点1冲击碾压前的准备工作施工准备包括现场地基表层处理，施工技术准备，工艺性试验三方面的工作。地基表层处理主要是清理地表植被和非适用性填料；技术准备包括现场测量，技术、安全交底，岗前培训；工艺试验内容主要包括：1）工艺试验可在路基填筑试验的同时进行冲击碾压工艺试验。2）试验段选定路基长度不宜短于200m，以便于冲击碾压作业。3）试验段施工时记录原地面压实到合格的遍数、填筑层的松铺厚度、压实遍数、压实厚度、压缩比、平整度、横坡度。4）原地面压实度合格后用冲碾进行碾压，具体的冲碾遍数根据5遍的下沉量确定。5）在冲碾5、10、15、20、25遍时测量标高，计算每冲碾5遍的地表下沉量。6）对试验段记录的各项数据进行总结，用于指导全段路基填方施工。 冲击碾压施工时应注意事项1）冲击碾压的压实深度和压实影响深度应根据现场冲击碾压试验或根据当地经验确定。2）冲击碾压宽度不宜小于6m，自行式冲击压实机单块最小冲压施工面积不宜小于1000m2，牵引式冲击压路机单块施工面积不宜小于1500m2，工作面较窄时需设置转弯车道，冲击碾压最短直线距离不宜小于150m。3）冲击碾压行驶速度以10～12km/h为宜。4）冲击碾压工作面长度以200～500m为宜；冲击压实时应均匀碾压，相邻两段冲击碾压搭接长度不小于15m。5）冲击式压路机工作时，压实轮外缘应与填层边缘保持不小于1m的安全间距，因为冲击能量大，易损坏填层边部。行驶速度控制在10～20km/h。 6）冲击式压路机工作前方如有结构物应及时调头，安全距离不小于5m。7）管涵、拱涵顶上的填土高度大于2.5m和板涵顶上的填土高度大于3m时，方可对填方进行冲击压实作业；否则应将填方视为结构物。8）靠近结构物台背处2.0m及结构物顶部的填土高度不大于2.0m范围禁止冲击碾压。9）高程监控测点平面位置应保持不变，在施工过程中，应保证测点位置的固定（拟采用Ⅱ级钢筋制作）。10）路床的补强压实与高填方每2m的补强压实宜先松铺一层30cm以上的填料再进行冲击压实。 11）填层表面干燥时要适量洒水，防止表面粉尘化，影响能量向深层传递。12）驾驶员在拖车每次转弯时，应调整转弯路线，使冲击凸轮落点不与前次落点重复，以减少出现波浪现象。13）若工作面起伏过大，应停止冲压，用平地机平整后再继续施工。14）冲击碾压边角及转弯区域应采取其它措施压实，以达到设计标准。15）施工中若出现“橡皮土”现象时应暂停施工，这时应将“橡皮土”挖出，填筑含水率在设计控制范围内的粘土后，重新碾压。16）冲碾完成后必须恢复路基面的横坡和平整度，以利路基排水。 冲击碾压施工安全保证措施1）各种设备必须按性能说明书使用，按操作规程进行操作，不得违章指挥、操作，不得超负荷工作，加强设备的维修和保养工作。2）经常检查牵引车与冲击式压路机的联接销是否插好，液压油路的油管联接有无异常，蓄能器压力是否正常，轮胎气压是否正常，缓冲系统压力是否正常，作业前还必须检查并确保举升油缸杆能缩到最短位置。确认一切正常后才能开始进行作业。3）压实作业按施工工艺进行，但车辆的转弯半径不应过小，并使顺时针、逆时针转弯的次数相等。4）作业间隙应检查冲击压实轮与轮毂的联接螺母、摆架长、短轴两端的紧固螺栓等紧固件的锁紧情况，使其始终处于锁紧状态。5）施工现场必须统一指挥。 冲击碾压施工质量控制措施冲击压实必须严格按质量控制指标进行工艺控制，做好试验段施工，认真分析试验检测数据，选择最佳冲击压实参数，用以指导施工生产。按照有关规范和设计文件的要求，严格管理，科学施工，不断提高施工技术水平。具体控制措施如下：1）明确质量标准、操作规程和工艺流程。2）严格按照试验选定的冲击压实遍数进行压实作业。3）填筑面冲碾结束经监理验收后，检测表面以下20cm、50cm、80cm处压实度，核定冲碾对压实度的提高指数。4）冲碾作业时的行驶速度太快时会将填筑面表层击松，所以应根据填料类别和现场实际情况控制行驶速度。 n2.3.4强夯及强夯置换地基处理Ø强夯法是指反复将重锤提到高处使其自由下落，对地基施加冲击，利用冲击能量在地基中形成的压缩波使地基土改变原有结构得到强力夯实，使表面形成一层较为均匀的硬层。强夯适用于处理碎石土、砂土、低饱和度的粉土与黏性土、湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基。其加固机理为夯锤夯击地基表面的瞬间，能量以压缩波、剪切波、面波等形式传向地基深处，通过波动的能量使土体发生压缩并使土体结构致密，从而收到提高地基的承载力、降低土的压缩性、改变砂土的共振频率，消除振动液化的效果。 强夯置换法是在强夯形成的夯坑内回填块石、碎石等粗颗粒材料，然后用夯锤夯击，重复夯填形成一个墩体，称为强夯置换墩。对高饱和度的粉土与黏性土等地基，当采用在夯坑内回填块石、碎石或其他粗颗粒材料进行强夯置换时，应通过现场试验确定其适用性。强夯置换除在土中形成墩体外，还对墩间土和墩底端以下土有挤密作用，同时墩体本身也是一个特大直径排水体，有利于加快土层固结。 o强夯及强夯置换地基处理施工要点1工艺性试验：1）强夯法处理地基设计大多采用经验法并结合类似工程采用工程类比法确定，为验证设计参数的有效性和机械设备、施工参数的合理性，在正式施工前应进行工艺试验，确定设计、施工参数，为正式施工提供依据。2）工艺试验应选择有代表性的几个区域作为试夯区，测量地面标高，测定原状土的物理力学性能指标，以便校核场地的地质条件，更重要的是和夯后指标对比，确定夯击效果。 3）按设计参数和拟定的不同试验工艺参数进行单点试夯和小区域试夯，并记录不同的夯击能、夯点间距、夯击次数、夯击遍数、夯沉量、场地下沉量等参数。4）试夯结束，待孔隙水压消散后，对夯后地基进行测试，与夯前试验数据对比，检测是否达到设计要求的处理效果。5）根据试夯后的测试资料，对能达到设计要求处理效果的施工参数进行对比，调整、选择最佳的工艺参数和机械设备，确定正式施工方案。 2强夯法施工1）场地清表、整平：用推土机或装载机清除表层50㎝厚腐殖土并整平，清表土运送到指定地点集中堆放。当场地表土软弱或地下水位较高影响施工时，须采取措施降低地下水位或铺填一定厚度的松散性材料，使地下水位低于坑底面以下2ｍ。2）在平整好的场地上标出第一遍夯点位置，并测量场地高程。3）强夯设备就位，使夯锤对准夯点位置。 4）将夯锤起吊至预定高度，夯锤脱钩自由下落完成一次夯击。若发现因坑底倾斜而造成夯锤倾斜时，应及时将坑底整平。重复该点夯击，并测量每次夯沉量，当夯沉量达到控制标准后（一般以最后2击平均夯沉量小于5㎝控制），移机进行下一夯点夯击。5）重复步骤4），完成第一遍全部夯点的夯击后，将夯坑填平，测量场地高程，进行第二遍夯点的夯击。6）完成第二遍直至第N遍全部夯点的夯击后，填平夯坑，改用小的夯击能满夯两遍，将表层松土夯实。满夯单击能500～1000kN﹒m,每一夯搭接前一夯1/4夯锤直径，每点控制最后2击夯沉量小于5㎝。3强夯置换法施工：步骤1）～步骤3）同强夯法施工。 4）夯击并测量夯坑深度。当夯坑过深而发生起锤困难时停夯，向坑内填料至与坑顶平，记录填料数量，如此重复直至满足：墩底穿透软弱土层，且达到设计墩长；累计夯沉量为设计墩长的1.5～2.0倍；最后两击的夯沉量小于5㎝。按规定的夯击次数及控制标准完成一个墩体的夯击。当夯点周围隆起影响施工时，随时清理软土铺垫碎石，继续施工。5）按由内而外，隔行跳打原则完成全部夯点的施工。6）推平场地，用低能量满夯，将场地表层松土夯实，并测量夯后场地高程。7）铺设垫层，并分层碾压密实。 质量控制措施1强夯法施工质量控制项目主要为夯点位置、夯锤落距、夯击次数以及分遍间隔时间等。桩点位置须严格按设计和工艺试验确定的间距测量放线，并标识清楚。夯锤提升高度由自动脱钩装置控制，夯击次数要满足最后两击的平均夯沉量符合设计要求。两遍夯击之间的间歇时间，以土中超静孔隙水压力消散时间控制，对于渗透性较差的黏性土地基的间隔时间，应不少于3～4周，对于渗透性好的地基土可连续夯击。2强夯置换法除控制夯点位置、夯锤落距、夯击次数处，还须控制置换材料粒径要求，粒径级配良好，累计夯沉量应达到墩高的1.5～2.0倍。 n2.3.5CFG桩地基处理CFG桩地基处理机理1）桩体作用：在荷载作用下CFG桩的压缩性明显比桩周土小，因此基础传给复合地基的附加应力，随地层的变形逐渐集中到桩体上，出现应力集中现象。大部分荷载将由桩体承受，桩间土应力相应减小，于是复合地基承载力较原来地基承载力有所提高，沉降量亦减小，随着桩体刚度增加，桩体作用发挥更加明显。2）挤密作用：当采用振动沉管法施工时，由于振动和挤压作用使桩间土得到挤密，特别是在砂层中这一作用更为显著。3）垫层作用：CFG桩复合地基中，采用桩网结构时桩和基础不是直接接触，其间有一层颗粒材料组成的散体垫层，为桩向上刺入提供了条件，并通过垫层材料的流动补偿，使桩间土与基础始终保持接触，在桩、土共同作用下，地基土的强度得到了一定程度的发挥，相应地减少了对桩的承载力的要求。 oCFG桩施工要点1）施工前，平整场地，探明地下管线，地面标高高于设计桩顶标高30~50cm，并用压路机将原地面碾压至K30≥30MPa/m；2）大面积开钻前，先进行试桩，试桩不少于3根，以便掌握地质情况，钻进速度、提钻速度等参数；3）施工过程中严格控制钻机钻进速度，穿透地质较硬地段，采用低档慢速钻进，软弱地层，快速钻进，以降低扩孔系数；4）钻机钻进到位后，先泵送混合料至钻杆中充满后，才能提升钻杆，严禁先提钻杆，再泵送混合料； 5）泵送混合料的过程中，根据钻机的生产能力，配备砼罐车数量，尽量减少钻机停工待料，严禁出现钻机灌桩过程中断料，避免出现不必要的断桩产生；6）当地下出现软弱层，发生窜孔现象时，钻机应采用跳孔作业，待相邻位置混合料凝固后，再钻相邻桩位。7）当平均气温低于5℃时，混合料按冬季施工要求进行加热保温处理，混合料泵送时温度不低于10℃，气温在零下时，停止CFG桩作业；8）雨季开挖基坑或桩间土时，周围应设计集水坑或临时排水沟，并配备抽水机抽水，严禁基坑或施工现场被雨水浸泡，降低复合地基承载力。 o质量控制措施1）在配合比选定时，混合料强度要符合设计要求强度，施工中严格按照设计配合比进行，每台钻机每台班随机抽取混凝土试件一组，根据抗压强度作为混合料强度判定标准；2）钻机进场后先用钢尺检查钻机钻杆的尺寸，钻杆尺寸不小于设计桩径，钻机主塔高度大于桩长5m左右；3）开钻前放出控制桩位，对钻机人员进行技术交底，钻机人员根据控制桩位，用钢尺放出每根桩位，且用60cm长的钢筋在桩位作出明显标志，钻机每次对位，钻杆中心基本要和钢筋位置重合。4）开钻前根据桩基设计桩长和桩头保护层厚度，在钻机主塔位置作明显标记，作为控制钻机钻进深度的依据。5）钻机到位后，指挥人员指挥钻机调整位置，利用机架上悬挂的两个方向垂直标确定钻机垂直度满足要求； 6）桩基在钻进过程中，一定要控制钻进速度，减少钻机钻杆的挠度，以保证桩基垂直度满足规范要求；7）CFG桩混合料初凝后，禁止重载设备在桩顶行走；8）CFG桩混合料龄期达14天后方能进行桩间土开挖、清理，开挖、清理时采用小型挖掘机配合人工进行，施工过程中严禁挖掘机碰撞桩头，以免造成断桩，桩周土采用人工清理干净。9）设计桩顶标高以上的桩头保护层，用切割机进行切割，避免形成大面积的浅层断桩。部分断桩和桩顶高度低于设计高程的桩，采用提高一级标号的混合料，比设计桩径大20cm接长至设计高程。10）桩间土清理完成后，检查桩的数量是否符合设计要求，桩基检测则应在混合料达到设计强度后进行。 pCFG桩施工易出现的问题和解决方法：Ø问题1：机具下沉中遇有钻进困难的特殊土层。解决方法：改进叶片材质。Ø问题2：按设计桩长施工达不到持力层。解决方法：查明是否地质不符，设计桩长不够；与设计沟通，考虑能否减少工作垫层厚度。Ø问题3：凿除桩头导致断桩。解决方法：试验并培训凿除方法。 n2.3.6挤密桩地基处理挤密桩地基处理机理挤密桩是在成桩过程中通过成孔机具和填入料将桩间土挤密，由成桩时的填入料与挤密的桩间土形成复合地基以提高地基承载力和减小沉降的一种地基处理方法。根据成桩材料的不同可以分为砂石、碎石和灰土挤密桩，三者的施工原理、工艺基本相同。这几种桩的主要区别在于前面两者带有排水固结的作用而后者没有，砂石、碎石桩不受地下水位限制，灰土挤密桩只适用于处理加固地下水位以上，深5～15m的湿陷性黄土、素填土、和杂填土地基。灰土（水泥土）挤密桩适用于处理地下水位以上的湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基，可处理地基的深度为5～10m。当以消除地基土的湿陷性为主要目的时，宜选用灰土挤密桩。当以提高地基土的承载力、增强其水稳性、降低压缩性和控制地基沉降变形为主要目的时，宜选用水泥土挤密桩。当处理深度范围有地下水或地基土的含水量小于12％或地基土的含水量大于24％、饱和度大于65％时，选用挤密砂石桩或挤密碎石桩。 Ø柱锤冲扩桩是传统挤密桩基础上发展起来的一种新型挤密桩，其通过钻孔、强力冲孔等方式成孔，然后通过孔道在地基处理的深层部位进行填料，用具有高动能的特制重力锤进行冲、砸、挤压的高压强、强挤密的夯击作业，从而达到加固地基、消除湿陷性、消除液化性、减少地基沉降和提高地基承载力的目的。柱锤冲扩桩适用于处理大厚度黄土、杂填土、粉土、粘性土、素填土、液化土地基，各类软弱土、湿陷性土以及具有酸、碱、盐腐蚀的地基，具有硬夹层的不均匀地基，石料、废料及回填垃圾地基以及地下人防工事等各种复杂建筑场地等地基。Ø挤密桩通过成孔过程中的横向挤压作用，桩孔内的土被挤向周围，使桩间土得以挤密，夯实而成的挤密桩与挤密的桩间土组成复合地基，共同承受基础上部的荷载。 n挤密桩地基处理技术要求Ø挤密桩地基处理设备：履带式柴油打桩机；机械洛阳铲或履带式螺旋钻机等成孔设备；夹杆夯实机、夯击柱锤。Ø挤密桩地基处理需主要确定的参数：地基处理加固范围，柱锤冲扩桩布置方式、桩长、成孔直径、成桩直径、桩间距、褥垫层厚度、桩身材料、桩身强度等级；复合地基应达到的地基承载力、复合地基的沉降量；检测指标要求等。Ø挤密桩桩体材料：可采用水泥土、灰土、级配砂石等。当采用其它材料时，应经试验确定其适用性和配合比。Ø挤密桩注意事项：1）对大型的、重要的或场地复杂的工程，为验证设计是否能达到预定目标，在正式施工前，应在有代表性的场地上进行夯击工艺性试验，以校正各设计、施工参数，考核施工设备的性能。2）挤密桩处理范围应大于路基基底面积。对一般地基，在路基基础外缘外应扩大1～2排桩，并不应小于基底下处理土层厚度的1/2；对可液化和湿陷性黄土地基，处理范围可按上述要求适当加宽。 灰土挤密桩地基处理施工要点1）施工准备（1）进行图纸复核，编制施工方案，并对作业人员进行培训和技术交底。（2）对施工现场进行平整，形成横坡，作好排水沟，保证排水畅通。（3）根据工期要求，组织机械设备及人员进场，配备测量及检测设备并对各种设备进行调试。（4）平整好堆料场，选定取土场和石灰供应商，对选定的石灰和土进行原材料和土工试验，确定石灰土的最大干密度、最佳含水量等技术参数。（5）作好施工场地的“三通一平”工作。（6）施工前进行成孔及成孔挤密工艺性试验，以确定合理的工艺参数。（7）测量放线完毕。 2）灰土挤密桩施工（1）备料将土和石灰运至拌和场，如用生石灰，在拌和前7天进行消解。每天施工前测定土和石灰的含水量，确保拌合后石灰土的含水量接近最佳含水量。（2）桩机（冲锤）就位桩机就位时，机身应平稳，桩管或冲锤应与桩孔对正，并确保施工中不发生倾斜、位移。冲击成孔时、钻机上应装有钢管导向器，导向器由壁厚10mm以上的无缝钢管制成，内径应大于锤头直径，高度接近2倍的冲锤长度。桩管和冲击钻机钢丝绳上应醒目牢固的尺度标志，标志点间隔0.5m。 （3）成孔施工成孔是灰土挤密桩能否应用和顺利施工的前提。成孔的施工方法有：沉管法、冲击法、爆扩法和钻孔法等，其中最常用的是沉管法。沉管法成孔可按施工机械的不同分为锤击沉管和振动成管法。当前国内采用锤击沉管法施工居多，它是利用柴油锤打桩机等将钢管打入土中，然后利用机械本身动力拔管。桩管由壁厚10mm以上的无缝钢管制成，桩管上标有观测入土深度的标志。沉管法是最常用的成孔方法，孔壁光滑规则，挤密效果和施工技术都比较容易控制和掌握。 3）灰土挤密桩常见事故及处理（1）夯打时桩若孔内有渗水、涌水、积水现象可将孔内水排出地表，或将水下部分改为混凝土桩或碎石桩，水上部分仍为土（或灰土、二灰）桩。（2）桩锤回跳过高、桩管沉入速度过慢或桩管贯入度过小，可能是由于土的含水率偏低、土质密实坚硬、土层内有砂石或砖渣层。处理方法：如土的含水率偏低，可进行定量预浸水，使含水率接近最优值；如遇到坚硬层，可强行穿越、清除后穿越或不予越过。（3）桩管贯入度过大、桩锤无法起跳爆发或沉入速度过快可能是由于土质松软或土中有墓穴或桩管直径偏小。处理方法：如土中有墓空，可拔出桩管填入非黏性土料再沉管挤压；如桩管直径偏小，可考虑改换桩管；如局部的含水率过大，可在下班前将桩管沉入该土层中，使土中超静水压力减小或消失，上班时再拔出桩管。（4）成孔后要及时检查桩孔质量，观测孔径和深度偏差是否超过容许值。轻微的缩颈可以稍扩至能够顺利填夯施工。严重缩颈和回淤的桩孔应填入干砂、石灰块或砖渣，重新沉管成孔。 4）质量控制措施施工中要经常检查桩位、桩径、桩深、桩孔垂直度、缩颈、坍孔、浸水、土料的含水量以及拌合均匀程度等问题。（1）每天施工前要对填料的含水量进行严格控制，含水量过大或过小都会影响夯填密实效果。（2）夯机就位后要保持平稳，沉管垂直，夯锤对中桩孔，确保夯锤能自由落入孔底。（3）施工场地一定要排水畅通，否则一旦下雨，基底含水量增大，更容易引起缩孔。雨水进入桩体内，也影响桩体质量。（4）成孔采用隔排跳打的方式，如先打1排和3排，再在中间打第2排，有利于增加挤密效果。（5）成孔后应及时回填，以免缩孔和雨水进入孔内。（6）填筑施工前进行夯填试验，以确定每次合理的填料数量和夯填次数。（7）人工填料时要按交底要求均匀投料，灰土要拌和均匀。旁站质检人员作好施工记录。 2）柱锤冲扩桩工艺要点（1）清理、平整场地：清除地表耕植土，平整场地，清除障碍物，标记处理场地范围内地下构造物及管线。（2）布置桩位：根据工艺性试验，确定施工工艺和参数，测放桩位。（3）夯机就位：起重机就位，柱锤对准桩位。（4）柱锤冲孔：根据土质及地下水情况可分别采用冲击成孔、填料冲击成孔、复打成孔等成孔方式。（5）填料分层冲夯：根据设计选择填料，分层填入桩孔，用柱锤夯实形成桩体。（6）成桩检测：按照设计要求和《高速铁路铁路路基工程施工质量验收标准》对相关项目进行检测。（7）机具移位下一根桩施工。 2）主要设备柱锤冲扩施工的主要设备有：自行式起重机、柱锤、脱钩装置、装料机、测量仪器等。起重机宜采用自行式，起重能力为锤质量的3～5倍。柱锤直径宜为300～500mm，长度2～6m，质量1～8t，材料可用铸钢（铁），或在钢板壳内浇筑混凝土或浇铸铁制成。装料机可用装载机或人工手推车上料。测量仪器包括经纬仪、钢卷尺等。3）主要材料填充材料可采用级配碎石、矿渣、灰土、水泥混合土等，具体施工所选用的填料种类及其技术条件应符合设计要求，施工前必须经试验确定其适用性和配合比等有关参数。 柱锤冲扩桩地基处理施工要点1）工艺性试验（1）为验证设计参数的有效性和机械设备、施工参数的合理性，在正式施工前要进行工艺试验，确定设计、施工参数，为正式施工提供依据。（2）工艺试验要选择有代表性的几个区域进行，测量地面标高，测定原状土的物理力学性能指标。（3）按设计参数和拟定的不同试验工艺参数进行工艺试验，试验结束后，测试桩身压实度、桩间土密实度和复合地基承载力，检测是否达到设计要求的处理效果。（4）根据工艺试验后的测试资料，选择最佳的工艺参数和机械设备，编制正式施工方案，指导施工。 柱锤冲扩桩质量控制措施（1）施工质量控制包括桩位偏差、桩径、桩长、桩体干密度以及原材料控制，施工允许偏差按设计要求和《高速铁路铁路路基工程施工质量验收标准》规定要求。（2）桩点位置要严格按设计布置测量放线，并标示清楚，成孔机械对位准确，成孔深度符合要求。夯填时柱锤要位于孔中心，防止偏心破坏孔壁，造成桩体偏斜。（3）分层夯填要严格按工艺试验确定的分层厚度、柱锤落距、夯击次数进行，保证桩径、桩体干密度满足要求。（4）加强现场材料检测，把好填料关，施工原材料符合质量要求，施工配合比准确，填料含水量满足要求。（5）柱锤冲扩桩法夯击能量较大，易发生地面隆起，造成桩表层和桩间土出现松动，从而降低处理效果，因此成孔及填料夯实的顺序宜间隔进行。 n关于复合地基承载力检验试验Ø当复合地基经动态设计能够在工期范围内满足高速铁路路基工后沉降要求时，大面积处理后的复合地基承载力必须满足设计要求。Ø复合地基承载力检验应在设计规定时间检验。验标中仅提出复合地基承载力检验要求和检验数量，未规定检验单位。 复合地基承载力试验试验主要针对复合地基处理后进行的施工质量检查，粉喷桩、搅拌桩、挤密砂（石）桩、旋喷桩等复合地基，一般应取5‰的桩进行复合地基承载力试验。Ø试验加载系统：试验采用地锚施加反力，慢速维持分级加载法。通过1.0m×1.0m方形荷载板（钢板）对复合地基施加竖向压力。Ø荷载分级：加载分8～12级进行，每级加载量为预估计加载总量的1/（8～12）。Ø变形观测：每级加载后，间隔5、10、15min各测读一次，以后每隔15min测读一次，累计1h后隔30min测读一次。Ø沉降稳定标准：每一小时的沉降不超过0.1mm时认为已达到相对稳定，可加下一级荷载。 l褥垫层施工---土工格栅碎石垫层褥垫层结构与碎石的配制方案⑴褥垫层结构组成：25cm碎石（第一层）＋5cm砂＋土工格栅＋5cm砂＋25cm碎石（第二层）⑵褥垫层碎石配制方案：10～30mm碎石：5～20mm碎石：小于5mm石屑粉＝32%：38%：30%【间断级配：10～30mm碎石：5～20mm碎石＝46%:54%---压不密实】Ø．．．．．．．．（略） 3.路基填筑施工－主要内容主要内容Ø路基填料分类与标准Ø填料生产与改良Ø基床表层以下路堤填筑Ø过渡段填筑Ø基床表层级配碎石填筑 3.1路基填料分类与标准3.1.1路基填料分类Ø《铁路工程岩土分类标准》（TB10077－2004局部修订)、和TB1001－2005Ø3.1.2路基填料技术要求 3.1.1路基填料的分类《铁路工程岩土分类标准》和TB1001表2.1.1－1巨粒土、粗粒土填料分组一级定名二级定名填料细粒含颗粒分类别名称说明名称量级配组粒径大于200mm颗碎硬巨块块粒的质量超过总石块粒石石质量的50%（不易——硬块石A类石土类土风化，尖棱状为土土主） 良好级配好的粗圆砾A＜5%级配不好的粗圆砾B不良粒径大于20mm粗颗粒的质量超良好级配好的含土粗圆砾A圆过总质量的50%5%～15%砾级配不好的含土粗圆砾B不良土（浑圆或圆棱状为主）15%～30%—土质粗圆砾B碎粗石砾粗＞30%—土质粗圆砾C粒石砾土类类土良好级配好的粗角砾A土＜5%级配不好的粗角砾B粒径大于20mm不良粗颗粒的质量超级配好的含土粗角砾A良好角过总质量的50%5%～15%砾级配不好的含土粗角砾B不良土（尖棱状为主）15%～30%—土质粗角砾B＞30%—土质粗角砾C 良好级配好的细圆砾A＜5%不良级配不好的细圆砾B粒径大于2mm细颗粒的质量超良好级配好的含土细圆砾A圆过总质量50%5%～15%级配不好的含土细圆砾B砾不良土（浑圆或圆棱状为主）15%～30%—土质细圆砾B碎粗砾细＞30%—土质细圆砾C石粒石砾土类类土良好级配好的细角砾A土＜5%粒径大于2mm不良级配不好的细角砾B细颗粒的质量超良好级配好的含土细角砾A角过总质量的5%～15%砾级配不好的含土细角砾B不良土50%（尖棱状主）15%～30%—土质细角砾B＞30%—土质细角砾C 良好级配好的砾砂A粒径大于2mm颗＜5%不良级配不好的砾砂B粒的质量超过砾砂良好级配好的含土砾砂A总质量的5%～15%不良级配不好的含土砾砂B25%~50%＞15%—土质砾砂B良好级配好的粗砂A＜5%粗砂粒径大于0.5mm不良级配不好的粗砂B粒类粗砂颗粒的质量超良好级配好的含土粗砂A5%～15%土土过总质量的50%不良级配不好的含土粗砂B＞15%—土质粗砂B良好级配好的中砂A粒径大于＜5%不良级配不好的中砂B0.25mm颗粒的中砂良好级配好的含土中砂A质量超过总质5%～15%不良级配不好的含土中砂B量的50%＞15%—土质中砂B 良好级配好的细砂B粒径大于＜5%0.075mm颗粒细砂不良级配不好的细砂C的超过总质量粗砂的85%5%～粒类—含土细砂C15%土土粒径大于0.075mm颗粒粉砂——粉砂C的质量超过总质量的50%Ø注：1颗粒级配分为良好(Cu≥5,且Cc＝1～3)和不良（Cu＜5,且Cc≠1～3）。Ø式中：不均匀系数Cu=d60/d10；曲率系数Cc=d302/(d10×d60）Ød10、d30、d60分别为颗粒级配曲线上相应于10%、30%、60%含量颗粒的粒径。Ø2硬块石为单轴饱和抗压强度Rc＞30MPa的块石；软块石为单轴饱和抗压强度Rc≤30MPa的块石。Ø3细粒指黏粒（d≤0.075mm）的质量占总质量的百分数。 表2.1.1-2细粒土填料分类与分组一级定名二级定名填料液限含土名土名塑性图分水率wL组Ip≤10,且粒低液限粉w＜40%C径大于L土BA00.075mm颗粒粉土pI=4-20)的质量不超过高液限粉40L全部质量的wL≥40%wCD土：=0.63(w50%的土30Ip细CL线线:粉低液限粉塑性指数D粒w＜40%20线：Ip=17CL质黏土土黏质10＜Ip≤17高液限粉10线：Ip=10黏MH性wL≥40%质黏土MwD土液限L%（）土0黏wL＜40%低液限黏1020304050607080CIp＞17土w≥40%高液限黏土DL有机土土有机质含量大于5%E 3.1.2路基填料技术要求⑴基床表层①基床表层级配碎石粒径级配应符合表2.2-1的规定，且其不均匀系数U＝D60／d10不得小于15,0.02mm以下颗粒质量百分率不得大于3%。Ø②道碴与基床表层级配碎石、基床表层级配碎石与下部填土之间应满足D15<4d85的要求。当与下部填土不能满足此项要求时，基床表层应采用颗粒级配不同的双层结构，或在基床底层表面铺设土工合成材料。但当下部填土为改良土时，可不受此项规定限制。 Ø④在粒径大于22.4mm的粗颗粒中带有破碎面的颗粒所占的质量百分率不少于30%。Ø⑤基床表层级配碎石材料性能Øa.粒径大于1.7mm颗粒的洛杉矶磨耗率不大于30%。Øb.粒径大于1.7mm颗粒的硫酸钠溶液浸泡损失率不大于6%。Øc.粒径小于0.5mm的细颗粒的液限应不大于25%，塑性指数应小于6。Ød.不得含有粘土及其它杂质。 表3.1.2基床表层级配碎石粒径级配方孔筛孔边长(mm)0.10.51.77.122.431.5450～1113～41～67～82～过筛质量百分率(%)7～32100（5）467591100注：括号内数字适用于寒冷地区铁路。 ⑵基床底层填料Ø采用A、B组填料或改良土，最大粒径≤60mm。⑶基床以下路堤填料Ø应优先选用A、B组填料和C组的碎石类、砾石类填料，最大粒径≤75mm。当选用C组细粒土填料时，应根据土源性质进行改良后填筑。 ⑷过渡段填料Ø过渡段级配碎石颗粒中针状、片状碎石含量应不大于20%；质软、易破碎的碎石含量不得超过10%；黏土团及有机物含量不得超过2%（--高铁新验标已删除此项目），过渡段用碎石的粒径、级配及质量应符合《高速铁路路基工程施工质量验收标准》的规定。 3.23.2填料生产与改良填料生产与改良Ø对缺少合格的天然A、B填料的地段，经作技术与经济比较后，可选择生产A、B组碎（砾）石土或改良土填筑。Ø填料生产原料可利用沿线河滩中的天然砂卵石、隧道硬质岩石出渣、部分路堑开挖石方及改良土取土场；Ø为满足填料粒径、级配及质量要求，应可全线各区段设置专门的填料生产场，对不符合要求的填料进行加工、改良，必要时在沿线填料生产场配备破碎、筛分设备，并在有改良要求的填料生产场配备拌和系统。 3.2.1碎、砾石土填料生产基床底层A、B组填料最大粒径按60mm控制，基床以下路堤（含C砾石土，以下同）填料的最大粒径按75mm控制。为保证路基填料质量稳定，并使填筑施工能得以顺利进行，A、B（C）组填料应在路堤填筑前1～2个月开始开采和制备集料。Ø生产工艺流程见下图。 原料分选＞900mm石块石块解小破碎机当超粒径颗粒较少＞＞10060，或150mm75mm石块颗粒时，可直接过筛过φ60或75mm筛填料检验出料【A、B〔C〕组填料】 A、B组填料生产工艺要点⑴料源分选：根据路基填筑的不同部位，对岩块混合或砾、卵石料源进行相应分选。选用不易风化的母岩块石或砾、卵石混合料加工A、B（C）组填料；对满足C组砾石土填料标准的土石，当粒径及级配满足基床以下填料要求时，直接进行填筑；当粒径及级配不满足基床以下填料要求时，经填料生产场破碎筛分后，再用于基床以下路堤的填筑。 ⑵将料源粒径大于900mm的进行二次解小，或砾、卵石混合料料用皮带输送机将混合料输入破碎机破碎，再经孔径为60或75mm的振动筛筛分，使其生产填料的粒径全部小于60或75mm。⑶堆放料时用装载机在振动筛出料口处及时转运，分层堆放，防止形成自然坡角的料堆，避免颗粒发生离析，以保证成品填料颗粒级配的均匀性。⑷对破碎筛分出的集料的颗粒级配、颗粒密度等项目分批进行试验检测。 A、B组填料质量控制⑴正常情况下，每生产5000m3抽检一次颗粒级配，以分析评价级配的波动情况，并进行颗粒密度或最大干密度试验，为检测填筑施工的压实质量提供标准参数。⑵填料生产过程中，随时观察目测出料级配情况，当出料级配发生明显变化时，增加抽检试验次数，将级配相差较大、细粒含量小于15％、15％～30％和大于30%（但小于40%）的集料，按A、B组和C组填料的标准分别堆放。 填料在料场加水并拌和均匀 3.2.2级配碎石生产级配碎石可利用自己生产或采购的25～45mm、16～25mm、7.1～16mm、小于7.1mm四种规格（也可自行分成3～4种其它规格）的粗细集料，分别按级配碎石的粒径级配范围要求通过室内试验和现场填筑工艺试验验证取得的配合比，进行配料，经具有自动计量装置的拌和机拌和，生产出级配稳定、质量合格的级配碎石混合料。在路堤填筑前2个月开始储备各种规格的集料。为保证填筑压实质量，填料随拌随用。 3.2.2.1生产工艺流程以四种不同粒径规格的碎石及石屑粉的生产方式为例，级配碎石的生产工艺流程见下图。生产桥涵过渡段和过渡段路堤基床表层用级配碎石时，可按设计掺加水泥或不掺水泥。 水现场室内配合比试验25～45mm碎石填筑工艺试验计15～25mm碎石合格拌出量检验7～15mm碎石配合料料<7mm石屑粉水泥不合格，调整配料级配碎石生产工艺流程图 级配碎石破碎筛分系统---用卵（砾）石为原料 级配碎石破碎筛分系统---用岩块石料为原料 级配碎石拌和系统 3.2.2.2工艺要点⑴采用3～4种分级粒径大小搭配合理的不同规格的粗细集料，如：25～45mm、15～25mm、7～15mm、小于7mm四种规格的碎石和石屑粉集料（或分成其它规格）。⑵贮存集料时用装载机及时转运，分层堆放，防止形成自然坡角的堆，避免颗粒发生离析，各种集料隔离堆放。⑶根据各集料用级配碎石方孔筛的筛分结果，按“验标”规定的粒径级配范围要求，分别设计出三种基床表层级配碎石配合比例。⑷根据各集料用过渡段级配碎石筛的筛分结果，按设计规定的过渡段1号级配碎石的粒径级配范围要求，设计出三种过渡段用级配碎石的配合比例。 ⑸按设计的配合比例进行室内击实试验和现场填筑工艺试验，从中分别优选出合适比例、并求得混合料颗粒密度和最优含水率。⑹采用具有自动计量配料系统的拌和机，按试验确定的配合比（加水量根据气候及运距在最优含水率基础上增加1～2%）进行配料和拌和，以获得颗粒级配稳定和含水率合适的基床表层级配碎石混合料和过渡段级配碎石混合料。⑺需掺加水泥的级配碎石按设计要求在拌和过程中掺加水泥。⑻经检测混合料级配、含水率、水泥含量符合工艺试验确定的允许范围方可出场。 3.2.2.3质量控制⑴各种集料进场过程中，每2000m3/5000m3进行一次颗粒级配检验，并进行试配混合料的颗粒级配、颗粒密度、重型击实的最大干密度、最优含水率试验，基床表层级配碎石同时进行黏土团和其他杂质含量的检验（其他项目每料场抽样检验不少于3次），过渡段级配碎石同时进行针状和片状颗粒含量、质软易碎颗粒含量、黏土团及其他杂质含量检验，其检测指标符合设计要求。 ⑵路桥过渡段、路堤与横向结构物过渡段级配碎石中掺入的水泥，以同一产地、品种、规格、批号每200t为一检验批（当不足200t时也按一批计），其品种、规格及质量符合设计要求。⑶每工班生产混合料前测定粗细集料的含水率，换算施工配合比。级配碎石混合料拌合生产过程中，随时观察目测混合料级配和含水率变化情况，正常情况下，每一工作班抽检三次（每次不大于2000m3/5000m3），第一次必须在拌合开始时检验，如发现生产过程有异常，增加抽查试验次数，根据水泥含量、颗粒级配和含水率检测信息及时调整配料比例，使混合料符合要求。 3.2.3.2改良填料施工工艺分类改良填料施工工艺可分为：厂拌法，路拌法和集中场拌法。⑴厂拌法：采用专用的破碎、拌和机械工厂化生产。主要优点是拌和均匀，质量易控，但成本高、效率低。主要工艺流程：填料摊铺、晾晒---含水率检测---填料入仓---机械破碎---粒径检测---添加剂含量检测---添加剂+破碎料机械拌和----均匀性检测---出厂---摊铺、平整、碾压。 ⑵路拌法：采用路拌机械在路堤施工现场拌和。方法简便，成本低，一般限用于含水率变化对压实效果影响较小的土类。但受气候影响大，污染较大，改良土的质量不易稳定。主要工艺流程：填料摊铺、晾晒---添加剂含量检测---拌和---含水率、均匀性检测---平整、碾压⑶场拌（集中路拌）法：采用路拌机械集中在场地（如取土场、专用拌和场）内拌和，其拌和工艺与路办法相同。可减少对施工沿线的污染。 3.3基床表层以下路堤填筑3.3.1施工准备3.3.2工艺试验3.3.3普通填料填筑3.3.4化学改良土填筑3.3.5路拌法物理改良土填筑 3.3.1施工准备Ø土质调查与编制土石方调配计划开工前，进行土质调查，获取足够的详细数据，为下一步取土场的选择、弃方利用等提供依据，以便确定最佳施工方案。根据取土场和挖方地段的土工试验结果，进一步判定填料的名称、分类（分组），土的工程性质等，与设计规定值、规范允许值加以比较，进而确定取土场设计方案，编制土石方调配计划，选定机械设备 3.3.2工艺试验Ø机械设备选型为保证达到高标准的压实质量和满足工程进度要求，选用的压实机械应为自重18t以上的重型振动压路机，摊铺机械为100kW以上的平地机和推土机。Ø试验方法根据现场实际，在路基范围内选择1～2段宽度为路基宽度与超填宽度之和、长100～200m的试验场地。按不同种类的填料选用不同压实机械进行填筑压实工艺试验，找出机型、厚度、碾压遍数与设计规定指标间的规律曲线，经试验段施工后，确定其工艺参数和施工方法。 Ø结果分析⑴绘制不同虚铺厚度的压实系数（孔隙率）随碾压遍数变化的关系曲线，并根据相应的K30（Ev2）试验结果和经济分析情况，确定最佳虚铺厚度。⑵绘制不同含水率条件下压实系数（孔隙率）与碾压遍数的关系曲线，并根据相应的K30（Ev2）试验结果，确定施工控制含水率范围。⑶根据以上试验分析确定不同类型的土、不同型号的压路机达到不同部位压实系数（孔隙率）和地基系数所需的碾压遍数以及施工控制含水率。⑷对软土/松软地基地段，根据观测沉降及边坡位移，确定合适的填筑速率和填层厚度。 3.3.3普通填料填筑基床底层及以下路堤填筑应按“三阶段、四区段、八流程”的施工工艺组织施工，填筑按路基横断面全宽一次分层填筑，纵向分层压实，不同性质填料分别在不同段落或层次填筑。松软土地段在路基施工过程中应及时按沉降观测设计要求埋设沉降观测设备和综合试验测试传感器，并进行沉降观测数据采集、分析和沉降预测，指导施工组织安排。 Ø工艺流程u普通填料包括A、B组砂类土、砾石类土和碎石类土，其填筑施工工艺流程见图3.3.3。u每个区段的长度应根据使用机械的能力、台数确定。为了保证机械有足够的安全作业场地，每区段长度一般应在200m以上或以构造物为界。各区段或流程内只能进行该段和流程的作业，严禁几种作业交叉进行。 图3.3.3普通填料填筑施工工艺流程图准备阶段施工阶段整修验收阶段填土区段平整区段碾压区段检测区段施工准备基底处理摊铺平整碾压夯实路基整修拌和运输检验`不合格合格，填筑下层 Ø施工控制要点⑴基地处理。⑵测量放线。⑶分层填筑。⑷摊铺平整⑸洒水或晾晒⑹碾压夯实⑺检测试验⑻路基整修 Ø施工控制要点⑴基地处理。按照设计或变更规定进行严格的基底处理，使地基处理达到预定的工后沉降控制的目标值。⑵测量放线。测出基底处理后的原地面标高，依据设计资料精确测放路基坡脚及线路中心线，打桩标示。直线地段每20m一个桩，曲线地段每10m一个桩，并在桩上作出虚铺厚度的标记。 ⑶分层填筑①路基填筑采用横断面全宽一次分层填筑、纵向水平分层压实方法。当原地面高低不平时，先从低处分层填筑，并由两边向中心填筑。②不同性质的填料分别填筑，每一水平层的全宽采用同一种填料填筑，每种填料累计总厚度不小于50cm。对于不同种类的填料，遵循有利于层间土层的渗透反滤的原则施工，其粒径符合D15＜4d85。③按工艺试验确定的合理摊铺层厚，进行分层上土，虚铺厚度控制采用“方格网法”和“挂线法”，填筑时路基两侧各加宽50cm以上，以保证边坡压实质量。 钢筋边桩网格布料控制虚铺厚度 Ø⑷摊铺平整①填料摊铺平整使用推土机进行初平，再用平地机进行精平，控制层面应无显著的局部凸凹，平整面应做成向两侧的横向排水坡。②对路堤填筑较高地段,按设计要求在边坡宽度2.5m～3.0m范围内铺设双向土工格栅，铺设土工格栅后严禁汽车及其它重型施工机械直接行驶在土工格栅上。 Ø⑸洒水或晾晒①对含细粒较多的填料，应控制其填料的含水率在工艺试验确定的施工允许含水率范围内。②填料含水率较低时，应及时采用洒水措施。③填料含水率过大时，宜采用取土场内开挖沟槽降低水位和用推土机松土器拉松晾晒相结合的方法，或将填料运至路堤摊铺晾晒。 Ø⑹碾压夯实①碾压前应进行技术交底，其内容包括碾压起讫范围、碾压遍数、碾压的速度等。②各种压路机的碾压行驶速度最大速度不宜超过4km/h。③各区段交接处，应互相重叠压实，纵向搭接长度不小于2m，沿线路纵向行与行之间压实重叠不小于40cm，上下两层填筑接头错开不小于3m。④沉降标周围碾压不到的边角部位，采用冲击夯夯实。 碾压重叠宽度≥40cm 台阶长度≥2m高度≤0.6m Ø⑺检测试验碾压至工艺试验确定的遍数，且无明显轮迹时，再按表5.3.3-2规定频次进行检测试验。经检测达到质量标准，方可进行下一层填筑施工。Ø⑻路基整修及有关事项①路基填筑施工过程中应按设计要求埋设路基沉降观测仪器。松软土地段在路基填筑过程中，应每天测量边桩侧向位移，以指导控制填土速率。②雨季施工应作好临时汇水、排水措施，以免导致边坡冲刷。③路基整修包括路基面的横坡、平整度、边坡等整修内容，路基整修应严格按照设计结构尺寸进行。对于加宽部分应在整修阶段人工挂线清刷夯拍。 Ø质量控制与检验①填料质量控制：路堤填料种类、质量应符合设计要求。填筑前应对取土场填料进行取样检验；填筑时应对运至现场的填料进行抽样检验。当填料土质发生变化或更换取土场时应重新进行检验。填料的检验项目、检验数量应符合“验标”的规定②填筑过程控制：在每一层的填筑过程中，确认填料颗粒级配、含水率的均匀性、铺土厚度、填料表面平整符合设计及施工工艺参数后，再按工艺试验确定的碾压速率和遍数进行碾压。 ③填筑压实质量控制：基底换填及路堤填筑按《验标》的检测频次和压实标准对压实质量进行检测和控制。对站场内多线路基或填筑压实质量可疑地段，应根据工程质量控制的需要，增加检验的点数。 o3.1土体密度试验本试验应根据土的类别采用下列方法：Ø1环刀法适用于测定粉土和黏性土的密度。Ø2蜡封法适用于测定环刀难以切削并易碎裂的土的密度。Ø3灌砂法适用于现场测定最大粒径小于75mm的土的密度。Ø4灌水法适用于现场测定最大粒径小于200mm的土的密度。Ø5气囊法适用于现场测定最大粒径小于40mm的土的密度。Ø6核子射线法适用于现场测定填料为细粒土、粗粒土的压实密度，测定前宜用灌砂法的结果进行标定。 o灌砂法要点154将选定试坑位置处的地面铲平，其面积略大于试坑直1径，按试坑直径划出坑口轮210廓线，在轮廓线内下挖至要求深度，边挖边将挖出的土23放入盛土容器内，称土的质量mp，准确至10g，然后取代4135表性土样测定含水率。5165．．．．．5.4灌砂法300 表5.4.4灌砂法试坑尺寸(mm)试坑尺寸(mm)试样最大粒径（mm）直径深度5(20)150200402002506025030075300400 o灌水法要点试样最大试坑尺寸(mm)粒径（1）在选定的试坑位置处铲平略直径深度(mm)大于试坑直径的地面，并根据土的最大粒径，按表5.5.2确5～20150200定试坑尺寸，试坑深度不应大40200250于该层填筑深度。（2）按确定的试坑直径划出坑口60250300轮廓线，在轮廓线内下挖至要75300400求深度。边挖边将坑内的试样装入盛土容器内，称土的质量150600750mp，准确至10g。并取代表性土样测定含水率。20080010005.5灌水法 地基系数K30试验的基本步骤为：1）预加荷载，30s后卸除荷载，然后等待30s后，将下沉量测表调至零位或读取测表读数作为下沉量的起始读数。直径为300mm、400mm和600mm的承载板预加荷载分别为0.04MPa、0.03MPa和0.02MPa。2）以0.04MPa的增量，逐级加载。每增加一级荷载，1min的沉降量不大于该级荷载产生的沉降量的1％时，读取荷载强度和下沉量读数，然后增加下一级荷载，每级荷载的稳定时间不得少于3分钟。试验中施加了比原定荷载值高的荷载时，应保持该荷载，并在试验记录单中记录该荷载和该荷载下的下沉量读数。 3）达到下列条件之一时，试验即可终止：①总下沉量超过规定的基准值(1.25mm)，且加载级数至少5级；②荷载强度大于设计标准对应荷载值的1.3倍，且加载级数至少5级；③荷载强度达到地基屈服点。试验过程中出现承载板严重倾斜、承载板过度下沉及试验数据异常等情况时，应查明原因，另选点进行试验，并在试验记录表中注明。 ΔsσσσσΔs 3.3.4化学改良土填筑（略）3.3.5路拌法物理改良土填筑（略） 3.4过渡段填筑Ø过渡段与相邻路堤应作为相同施工区段同步填筑，横向结构物两侧过渡段对称均匀分层同步填筑施工。桥台后和横向结构物后2m范围内不能用大型压路机施工的部位及横向结构物的顶部填土厚度小于1m时，采用小型手扶式振动压路机和冲击夯碾压夯实。 图3.4.1过渡段填筑施工工艺流程施工准备阶段拌合运输阶段摊铺碾压阶段检测修整阶段填至顶基基拌运摊碾层底底修处压检验整检理养查合输铺夯护验实收不合格合格，填筑下层 Ø工艺要点⑴过渡段基底处理与桥台、横向结构物及相邻路基的地基同时进行，过渡段填筑与相邻路堤按相同施工区段同步施工。⑵按设计要求对各种形式过渡段的基底进行处理，经检查验收合格后再进行上层级配碎石填筑。⑶将级配碎石生产厂拌合好的过渡段级配碎石混合料用自卸汽车尽快运输到现场，防止水分蒸发损失过多。⑷台后2m范围内，每层摊铺厚度为相邻路堤分层摊铺厚度的1/2，采用小型手扶式振动压路机和冲击夯按工艺试验确定的参数进行碾压夯实。⑸台后2m范围外，每层摊铺厚度与相邻路堤分层摊铺厚度相匹配，采用压路机按工艺试验确定的碾压遍数、行驶速率及碾压程序进行碾压。⑹路堤与路堑过渡段的基床表层采用不掺水泥的基床表层级配碎石填筑，表层以下采用不掺水泥的过渡段级配碎石分层填筑。 过渡段分层碾压，控制虚铺厚度，保证压实质量A、B组填料与级配碎石分界线，保证级配碎石的范围掺水泥的级配碎石与A、B组填料分界线控制填层厚度 Ø质量控制⑴填料质量控制：对运至现场的级配碎石混合料按每施工作业工班段每一层抽检不少于一组的频次，检测其颗粒级配和含水率。当发现运至路基填筑现场的混合料级配或含水率有明显变化时，及时抽样复查，并将检测信息反馈给填料生产拌合站，以对配料比例作相应调整，使生产的级配碎石混合料符合要求。⑵填筑过程控制：在每一层的填筑过程中，确认级配碎石混合料颗粒级配、含水率的均匀性、铺筑厚度、填层表面平整符合设计及施工工艺参数后，再按工艺试验确定的碾压速率和遍数进行碾压夯实。⑶填筑压实质量控制：填筑施工过程中，每填高90cm抽样检验3处（左、中、右各1处）级配碎石混合料中水泥的含量，水泥含量控制在试验配合比设计掺量～设计掺量＋1％范围。 l⑷基床表层以下过渡段级配碎石填筑压实质量按下表检测频次和压实标准（三项指标同时满足）进行检测和控制。(该表不包括路堑过渡段级配碎石压实标准)。过渡段级配碎石填筑压实标准地基系数K动态变形模量E项目30vd压实系数K（MPa/m）（MPa）压实标准≥150≥50≥0.95检验数量：施工单位每压实层抽样检验压实系数K3点，其中距路基两侧填筑级配碎石边线1m处左、右各1点，路基中部1点；每填高约30cm抽样检验动态变形模量E3点，其中1点必须靠近桥台或横向结构物边缘处；每填高约60cm抽样检验地基系vd数K2点，其中距路基两侧填筑级配碎石边线2m处1点，路基中部1点。监理单位按30施工单位抽检次数的20%进行平行检验，但至少一次。检验方法：按《铁路工程土工试验规程》（TB10102）规定的试验方法检验。 3.5基床表层级配碎石填筑3.5.1工艺要点⑴基床表层填筑前对基床底层的压实质量和几何尺寸进行复查确认。⑵对路堑换填地段，当开挖至换填底面标高时，将开挖表面整理平顺整齐，并按设计做成向两侧的横向排水坡。⑶依照设计资料精确测放路基边线及线路中心线，打桩标示；直线地段每10m一个桩，曲线地段每5m一个桩，并在桩间挂线标示出填料分层摊铺厚度。⑷路堤中心填高h≤0.7mm的软质岩、强风化的硬质岩及土质路堑地段，按设计要填中粗砂和不透水的复合土工膜。 ⑸将级配碎石生产厂拌合好的级配碎石混合料用自卸汽车尽快运输到现场，防止水分蒸发损失过多。⑹采用摊铺机按工艺试验确定的每层摊铺厚度分层铺摊，曲线地段根据所在地段级配碎石的总厚度均匀分层，但分层的压实厚度最大不超过25cm，最小不低于15cm。摊铺前根据测量标线调整好摊铺机左右的控制高度。⑺摊铺时，在摊铺机后面配备人员及时消除粗细集料离析现象。对于粗集料“窝”和粗集料“带”，应添加细集料并拌合均匀；对于细集料“窝”，应添加粗集料，并拌合均匀。⑻整形后，当表面尚处湿润状态时应立即进行碾压。如表面水分蒸发较多，明显干燥失水，在其表面喷洒适量水分，再进行碾压。 ⑼直线地段，由两侧路肩开始向路中心碾压；曲线地段，由内侧路肩向外侧路肩进行碾压。碾压时，压路机的碾压行驶速度开始采用慢速，以后几遍逐渐加快，但最大速度不超过4km/h。沿线路纵向行与行之间压实重叠不小于40cm,各区段交接处,纵向搭接压实长度不小于2m。曲线地段两线间及曲线外侧台阶部位采用冲击夯夯实. Ø质量控制⑴对运至现场的级配碎石混合料按每施工作业段每一层抽检不少于一组的频次，检测其颗粒级配和含水率。当发现运至路基填筑现场的混合料级配或含水率有明显变化时，及时抽样复查，并将检测信息反馈给填料生产拌合站，以对配料比例作相应调整，使生产的级配碎石混合料符合要求。⑵在每一层的填筑过程中，确认级配碎石混合料颗粒级配、含水率的均匀性、铺筑厚度、填层表面平整符合设计及施工控制参数后，再按工艺试验确定的碾压速率和遍数进行碾压。⑶每层的填筑压实质量按验标要求的检测频次和压实标准（三项指标同时满足）进行检测和控制。 －－沉降观测与预测高速铁路及时速200km客货共线应对垂直沉降和测向位移建立观测体系，特别是对于软土、松软土地段及过渡段必须进行沉降观测。 o1关于填筑过程中的沉降观测Ø路堤填筑过程中的沉降观测要及时整理、汇总、分析，并进行综合分析和评估，满足三方面的需要：⑴满足动态设计的需要，当发现非正常沉降或沉降值、沉降速率超过设计时，及时分析，采取措施；⑵满足施工组织的需要，填筑速率在满足标准对地面沉降速率和坡脚水平位移要求前提下，可加快施工速度，给填筑后的路基留有足够的沉降观察分析时间；⑶满足作为控制工后沉降量的依据提交沉降观测资料、施工过程记录的需要。 o2沉降观测设备及观测方法Ø沉降观测数据是推算工后沉降的依据，必须保证观测设备的质量、精度和沿线路连续系统的观测；Ø高速铁路路基验收暂行标准规定了观测精度、观测时间、观测装置埋设要求，以及观测数据要定时整理分析等。 o3沉降观测设备的保护Ø要取得可靠的沉降观测资料，需要可靠的沉降观测设备。由于路基施工的特殊性，沉降观测设备的保护非常重要。 o关于预压卸载时间Ø堆载预压或真空预压的预压时间，在设计时是根据计算得来的，由于地质参数选择与具体工点有差异、施工时间、方法工艺等原因，设计的卸载时间还需要根据观测资料和工后沉降推算结果进行分析，由于沉降分析方法多样，存在一定差异，需要由建设单位组织设计、监理、施工单位共同研究路基沉降是否已稳定、能否满足工后沉降要求等，比较已完沉降量与计算沉降量，确定是否卸载。o把路基附属作为主体工程对待：改变“重主体、轻附属”的错误思想，确保路基附属工程质量。．．．．．．．． 4结语Ø几个新概念：工后沉降与沉降观测、路基结构物、填料作为建筑材料、过渡段；Ø地基处理与路基填筑：1、工艺性试验：成桩，路基填筑压实；（注意：工艺性试验结果要报监理单位确认，并在今后施工中作为施工控制的依据）2、动态设计：地质情况、地基条件核查，地基处理深度和范围、复合地基承载力检验；3、填料控制：源头和目的地双控4、填筑压实质量：物理和力学指标双指标控制、过渡段填筑与路基同步进行（至少要留一定长度的路基）。5、把路基附属作为主体工程对待：改变“重主体、轻附属”的错误思想，确保路基防排水及路基附属工程的质量。'