铁路客运专线路基施工技术

'第一章铁路客运专线路基技术标准与综合施工关键技术第一章铁路客运专线路基技术标准与综合施工关键技术第一节国内外高速铁路路基发展状况一、高速铁路路基设计原则高速铁路路基是一种土工结构物。对其设计应考虑路基结构的受力及变形要求、填筑材料类型的要求、结构尺寸的要求、压实标准的要求等。路基结构的受力及变形要求主要考虑——在列车荷载作用下，路基表层最大动应力和动变形值，以及经地基处理后满足高速铁路路基平顺性要求的路基工后沉降值。路基结构形式及尺寸要求主要考虑——路基表层、路基底层、路基本体、路肩等部分组成的路基断面形式。以及路基结构厚度、路基宽度、路肩宽度、边坡坡度等尺寸。路基填筑材料类型要求主要考虑——对路基不同结构部位填筑材料的要求，如级配碎石、A、B、C组土及改良土等。路基压实标准要求主要考虑——对路基不同结构部位的填筑材料提出的压实标准，如图1-1-1所示，压实系数K、基床压实系数（K30）、孔隙率n及动刚度值等。图1-1-1客运专线路基的结构形式及压实标准31 第一章铁路客运专线路基技术标准与综合施工关键技术路基基床由表层和底层组成。表层厚度应为0.7m，底层厚度应为2.3m，总厚度为3.0m。基床表层应采用级配碎石或级配砂砾石等材料，压实标准应符合：地基系数K30≥190（MPa/m），动态变形模量Evd≥55（MPa），孔隙率n＜18%。对路基工后沉降量提出了要求，路基工后沉降量不应大于5cm，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。对路桥过渡段的设置结构形式、填筑材料及压实标准提出了要求。路桥台过渡段采用纵向正梯形断面形式，如图1-1-2所示。过渡段长度为L=2（h-0.7）+a；过渡段采用级配碎石分层填筑,填筑压实标准应满足K30≥150MPa/m、Evd≥50MPa和孔隙率n＜28%。图1-1-2路桥过渡段设置图二、国外高速铁路路基发展状况三、我国铁路客运专线路基的发展情况路基工程是铁路工程建设项目中所占比例较大的工程，在线下工程中占有举足轻重的地位。随着铁路向高速化发展，路基标准及施工状况直接影响列车高速、平稳、舒适和安全的技术指标。我国客运专线铁路路基的技术标准及主要参数，是九十年代以来在高速铁路“八五”、“九五”31 第一章铁路客运专线路基技术标准与综合施工关键技术研究成果的基础上，吸收了国外高速铁路路基施工和建设的经验；在设计过程中借鉴、消化、吸收了国外铁路设计新方法和新标准；结合秦沈线的实际情况，并经有关部门多次组织国内专家的论证而最终确定的。通过秦沈客运专线的工程实践，铁路技术人员对路基工程有了新的认识，路基工程的设计和施工达到了新的水平和标准。客运专线路基工程有如下技术特点：（一）路基填筑质量标准高秦沈客运专线提出路基填筑采用双控压实标准的新概念。秦沈线路基施工标准较目前的国铁标准提高了很多，路基填筑根据不同部位，提出了压实系数K、地基系数K30、孔隙率n等压实标准。为此，要求各施工单位在正式进行路基施工前必须做路基填筑试验段的压实工艺试验。针对不同土质，在试验室得出最大干密度和最佳含水量的基础上，控制现场含水量范围，虚铺厚度，并采用重型压实机械压实，得到压实度和碾压遍数的关系，以指导大面积施工。秦沈客运专线沿线填料种类很多，有些粉质土和粉细砂，经现场试验达不到K30标准，通过专家论证和反复试验，进行了物理改良处理。沿线大量的山皮土属粗粒土，在重型击实试验中表现出较好的可击实性，属于级配良好的填料，但压实后达不到孔隙率n的要求，同样经专家论证和反复试验，提出对可击实性山皮土采用压实系数K和地基系数K30作为双控指标。秦沈线路基填筑充分体现了新技术和高标准。（二）路基基床表层采用级配碎石强化结构铁路路基的基床表层是路基直接承受列车动荷载的部分，是路基设计中最重要的部分之一。秦沈线首次在基床表层采用了60cm厚的级配碎石结构。其主要作用是①增强线路强度，使路基更加坚固、稳定，并具有一定的刚度；②均匀扩散作用到基床土面上的动应力，使其不超出下部基床土的容许动强度；③隔离作用，防止道碴压入基床及基床土进入道碴层；④防止雨水浸入使基床软化，防止发生翻浆冒泥等基床病害；⑤满足基床防冻等特殊要求。31 第一章铁路客运专线路基技术标准与综合施工关键技术为保证级配碎石的施工质量，施工技术细则中对级配碎石的材料质量、颗粒粒径级配范围、含水量、拌合、摊铺及碾压工艺和压实质量控制方法等提出了技术要求，施工过程中进行了严格地控制。（三）路桥及横向构筑物间设置过渡段路桥及横向构筑物间的过渡段，是以往设计及施工中的薄弱环节，也是既有线发生路基病害的重要部位。由于桥台与路堤的刚度相差显著，高速列车通过时对轨道结构及列车自身会产生冲击，从而降低列车运行的平稳性和舒适度，加快结构物和车辆的损坏。为此，在秦沈客运专线的设计中，为保证列车高速运行时的平稳舒适，对路桥过渡段采用了刚度过渡的设计方法。在桥台后一定范围内，采用刚度较大的级配碎石作为过渡填筑段，与路堤相接处采用1：2的斜坡过渡。在施工过程中要求路桥过渡段与路堤同步分层填筑，用振动碾进行碾压，对振动碾达不到的边角部位应用小型压实机具补充压实，以保证整体的施工质量。压实质量采用K30和孔隙率指标控制。秦沈线把路桥过渡段作为结构物进行了专门的设计。对软土、松软地基地段采用复合地基处理方式，如旋喷桩、水泥搅拌桩、粉喷桩、碎石桩、砂桩等，以减少地基沉降，提高地基刚度；同时在路桥过渡段采用倒梯形级配碎石填筑，以使过渡段之间的刚度平缓过渡。施工过程中严格分层填筑压实，（四）严格控制路基变形和工后沉降秦沈客运专线工后沉降要求一般地段15cm（年沉降量不得大于4cm），路桥过渡段8cm（年沉降量不得大于3cm）。运营期间的弹塑性变形主要发生在路基本体部分和地基部分。秦沈线基床表层采用级配碎石，其压实标准高K30≥190Mpa/m，表层弹性模量可达200Mpa，基床底层的K30≥110Mpa/m，基床底层以下的K30≥90Mpa/m，路基本体部分的弹塑性变形可满足运营动荷载的要求。地基的沉降变形控制是秦沈线的关键和重点。31 第一章铁路客运专线路基技术标准与综合施工关键技术为保证施工期间松软、软土地基满足工后沉降控制的要求，针对强度低，压缩性大，渗透系数小的秦沈线东部松软、软土地基采用了排水固结法和复合地基法进行地基加固处理，以保证施工过程中尽量完成沉降变形。在工期紧标准高的情况下，在部分地段的基床底层填筑时采用土工格室（栅）加筋垫层和堆载预压的方法进行处理，以加快沉降和保证地基的稳定。在填筑施工全过程中，每天都定时进行沉降和路基坡脚的位移观测，依据沉降和位移量确定下一步的填筑高度，从而保证了路基在施工过程中从未出现失稳的情况。（五）路基动态设计秦沈线有93km的松软土和软土路基，占全线总长度的比例较大，为了有效地控制工后沉降量及沉降速率，开展了动态设计。为此，在每个松软、软土地基工点及台尾过渡段均于路基中心、两侧路肩及边坡坡脚之外设置沉降和位移观测设备，全线共设置了720个观测断面，并提出了观测控制标准和随施工进程而定的观测频次及观测精度，及时绘制填土～时间～沉降曲线。一方面控制填土速率，保证了路基在施工过程中的安全与稳定，避免施工控制不当而产生过大附加沉降。同时，根据沉降观测资料及沉降发展趋势、工期要求等，采取相应的措施，如调整预压土高度，确定预压土卸荷时间，提出基床底层顶面抬高值，以及铺轨前对路基进行评估及合理确定铺轨时间，以确保铺轨后路基工后沉降量与沉降速率控制在允许范围内。路基动态设计的成果为后续的轨道工程打下了良好的基础。（六）路基质量评估针对秦沈线箱梁运架过程中的路基安全稳定问题及铺轨前路基质量状况进行了路基质量评估工作。秦沈线大部分桥梁为预制梁，梁体结构尺寸及重量均较大，其中24m双线整孔箱梁重达540t，加上运架设备总重已超过800t。通过路基运架远超过设计荷载，为保证秦沈通过运架梁段的路基安全稳定，特对高填方、桥头及软基地段进行安全监测评估，确保了箱梁运架的顺利完成。为保证铺轨前路基满足工后沉降要求及路基表层符合设计要求，分段对全线路基进行了施工质量状况调查、沉降观测分析、表层抽检、地质雷达检测等工作，进一步保证了路基质量。（七）地基处理的种类多31 第一章铁路客运专线路基技术标准与综合施工关键技术根据地质勘察资料，结合秦沈铁路路基的工后沉降要求，针对不同地质条件的地基土选用了合理的10种地基处理方法。对于浅层软弱地基采用了换填碾压处理、或换填砂垫层处理。对于深层软基的主要地段采用了袋装砂井、塑料排水板的排水固结加预压的处理方法。对于工后沉降要求高及路桥过渡段，根据地质条件和经济对比，采用了砂桩、碎石桩、粉喷桩、搅拌桩、旋喷桩等地基处理方法。对于有地震液化的粉土或粉细砂层的地基段，采用了挤密砂桩的处理方法。不同的地基处理方法在秦沈线得到了成功地应用，为今后我国客运专线的设计施工提供了有益的经验。总的来看，秦沈线路基工程一方面从设计和施工，另一方面从技术管理和建设管理，都积累了很多的经验与教训；可以说全线路基工程的完成，将成为我国铁路客运专线路基建设的新起点。四、高速铁路路基特点（一）控制路基变形高速铁路对轨道的平顺性提出了更高的要求，对轨道不平顺管理标准要求非常严格。路基是铁路线路工程的一个重要组成部分，是承受轨道结构重量和列车荷载的基础，它也是线路工程中最薄弱最不稳定的环节，路基几何尺寸的不平顺，自然会引起轨道的几何不平顺。因此，高速铁路路基除应具备一般铁路路基的基本性能之外，还需要满足高速铁路轨道对基础提出的性能要求。不仅要求静态平顺，而且还要求动态条件下平顺。一般铁路路基是以强度控制设计，而对于高速铁路，变形控制是路基工程设计的主要控制因素。因为在强度破坏前，可能已出现了不容许的过大变形。日本东海道新干线的设计时速为220km，由于在设计中仅仅采取了轨道的加强措施，而忽略了路基的强化，以至从1965年开始，因为路基的严重下沉，使路基病害不断，线路变形严重超限，不得不对线路以年均30km以上的速度大举整修，10年内中断行车200多次，列车的平均速度也降到100～110km/h。（二）路基刚度的均匀性31 第一章铁路客运专线路基技术标准与综合施工关键技术列车速度越高，要求路基的刚度越大，弹性变形越小。弹性变形过大，高速运行就得不到保证，就像车辆在松软的沙滩上无法快速行驶一样。当然，刚度也不能过大，过大了会使列车振动加大，也不能做到平稳运行。路基刚度的不平顺则会给轨道造成动态不平顺，研究表明，由刚度变化引起的列车振动与速度的平方成正比。列车速度越高，刚度变化越剧烈，引起列车振动越强烈。轻则使旅客舒适度降低，重则影响列车运行安全。所以，要求路基在线路纵向做到刚度均匀、变化缓慢，不允许刚度突变。（三）在列车运行及自然条件下的稳定性在列车运营时，路基不仅承受轨道结构和附属构筑物的静荷载，还要承受列车荷载的长期反复作用。同时，由于路基直接暴露在自然条件下，需要抵抗气温变化、雨雪作用、地震破坏等不良因素的影响。路基工程必须在这些条件的长期作用下，其强度不会降低，弹性不会改变，变形不会加大。真正做到长寿命，少维修。只有这样，才能高速行车，减少维修费用，并增加运行的安全性。以上几点要求，目前的普通铁路路基是不能满足的。而高速铁路必须在路基结构、路基材料及路基施工工艺等方面采取一系列与普通路基不同的技术标准才能实现。具体表现在有一个强度高、刚度大的路基基床，沉降很小或没有沉降的地基以及沿线路方向平缓变化的刚度等三个方面。五、相关技术标准《新建时速300～350公里客运专线铁路设计暂行规定》《客运专线无碴轨道铁路设计指南》《客运专线铁路路基工程施工技术指南》《客运专线铁路路基工程施工质量验收标准》《客运专线铁路无碴轨道铺设条件评估技术指南》《铁路工程土工试验规程》《铁路工程原位测试规程》《变形模量EV2检测规程》《铁路工程竣工验收动态检测评价指南》31 第一章铁路客运专线路基技术标准与综合施工关键技术第一节客运专线路基设计暂规的主要内容一、路基一般规定主要提出了客运专线铁路路基的设计原则。对路基工程勘察、结构设计、填料、工后沉降控制等作了一般性的要求和规定。强调路基工程应按土工结构物进行设计，其地基处理、路堤填筑、边坡支挡防护以及排水设施等应具有足够的强度、稳定性和耐久性。路基工程应加强地质调绘和足够的勘探、试验工作，查明基底、路堑边坡、支挡结构等基础的岩土结构及其物理力学性质，查明不良地质情况，查明填料性质和分布等，在取得可靠的地质资料基础上开展设计。无碴轨道地段地质勘察横断面沿线路方向间距不大于50m，横断面上的地质点不应少于3个。过渡段或地质地形复杂地段应适当加密，并应在横断面之间作物探检查。为满足高平顺和舒适度的要求，在轨道基础竖向刚度出现突变的路基与桥台、路基与横向结构物连接处及路堤与路堑、路基与隧道、有碴轨道与无碴轨道、不同的无碴轨道类型等分界处应设置竖向刚度均匀变化的过渡段。路基工后沉降值应控制在允许范围内。地基处理措施应根据地形和地质条件、路堤高度、填料、工期等经过分析检算工后沉降和稳定确定。对路基与桥台及路基与横向结构物过渡段、地层变化较大处和不同地基处理措施连接处，应采取逐渐过渡的地基处理方法，减少不均匀沉降，满足轨道平顺性要求。路堤填筑后，应对路基沉降进行系统的观测与分析评估，观测断面沿线路方向的间距一般不大于50m，过渡段和地形地质条件变化较大的地段应适当加密。对沉降控制较困难的软土和松软土地段路基，应做好沉降观测设计，提前安排施工预压，保证必需的预压期。无碴轨道地段应保证在路基完成或施加预压荷载后应有6～18个月的观测和调整期，分析评估沉降稳定满足要求后方可铺设无碴轨道。31 第一章铁路客运专线路基技术标准与综合施工关键技术二、基床对路基基床结构形式和尺寸做了具体规定，基床表层应根据区域环境、气候特点和路堤填料等选择适宜的材料和结构型式，并满足防排水和防冻要求。有碴轨道基床由表层和底层组成，表层厚度应为0.7m，底层厚度应为2.3m，总厚度应为3.0m。一般情况下，基床表层由5～10cm厚的沥青混凝土和65～60cm厚的级配碎石组成。无碴轨道路基表层厚度与无碴轨道的混凝土支承层或混凝土底座的总厚度不应小于0.7m，底层厚度为2.3m。混凝土支承层或混凝土底座以外的路基面应设防排水层，采用厚5～10cm沥青混凝土或C25混凝土。三、路堤对基床以下路堤填料和压实标准做了规定。基床以下路堤应优先选用A、B组填料和C组块石、碎石、砾石类填料，当选用C组细粒土填料时，应根据填料性质进行改良后填筑，其填料及压实应符合表4.4.1的规定。采用无碴轨道时还应增加对变形模量(Ev2)的控制标准。对地基条件提出了要求，当有碴轨道路堤基底以下压缩层范围内（一般不小于25m）的地基土不符合表4.4.3要求时，应作工后沉降分析。无碴轨道路基设计应对土质地基作工后沉降分析。对路基工后沉降量提出了要求，路基工后沉降量按以下标准执行：1.无碴轨道路基工后沉降量不应大于5cm，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。2.无碴轨道地段路基在无碴轨道铺设完成后的工后沉降应满足扣件调整和线路竖曲线圆顺的要求。工后沉降一般不应超过扣件允许的沉降调高量15mm；沉降比较均匀，长度大于20m的路基，允许的最大工后沉降量为30mm，并且调整轨面高程后的竖曲线半径应能满足下列要求：式中：——轨面圆顺的竖曲线半径，m；——设计最高速度，km/h；31 第一章铁路客运专线路基技术标准与综合施工关键技术路桥或路隧交界处的差异沉降不应大于5mm，过渡段沉降造成的路基与桥梁或隧道的折角不应大于1/1000。四、路堑对软质岩、强风化岩及土质路堑的基床处理提出了要求。软质岩、强风化的硬质岩及土质基床处理，应符合下列规定：1.基床表层深度范围内应进行换填并满足第4.3.2条压实标准要求；2.基床表层以下，基床底层表面作成向两侧4%排水坡，且在基床范围内不得夹有Ps<1.5MPa或σ0<0.18MPa的土层（采用无碴轨道时，基床范围内的地基应无Ps＜1.8MPa或σ0＜0.2MPa的土层），不满足以上条件时应进行改良或加固处理；3.土质路堑其地层土质不满足基床底层填料条件时，换填A、B组填料或改良土，厚度不应小于1.0m；4.基床挖除、换填或改良、加固处理时，应采取加强排水和防渗等措施，分层压实标准应执行基床相应部位标准。五、过渡段对过渡段的设置提出了规定。路堤与桥台连接处应设置过渡段，可采用沿线路纵向倒梯形级配碎石过渡段或二次填料过渡段型式附件一：新建时速300～350公里客运专线铁路设计暂行规定（路基部分）路基（自习）第一节路基铺设无碴轨道的关键技术31 第一章铁路客运专线路基技术标准与综合施工关键技术第一节客运专线地基处理施工工艺及方法客运专线地基处理施工主要包括：原地面处理，排水固结法的塑料排水板和袋装砂井施工，挤密桩复合地基的砂桩和碎石桩施工，半刚性桩复合地基的粉喷桩、搅拌桩和旋喷桩施工，土工格栅碎石垫层施工，CFG桩施工等。一、原地面处理1.施工质量控制要点：（1）检查地基条件（按《验标》要求）；（2）做好排水工作和清表后的晾晒工作；（3）换填材料是否符合设计要求(做液塑限、击实等试验)；（4）压实度能否满足设计要求；（5）路基宽度是否符合设计要求。2.出现的问题和解决方法：问题：回填细粒土后，碾压达不到要求的地基系数k30。解决方法：取土样做含水量试验，鉴别含水量是否合适，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。二、排水固结法：塑料排水板、袋装砂井1.施工质量控制要点：（1）控制好施工所用的材料、机械，使施工人员熟悉施工工艺；（2）铺设砂垫层并碾压到一定密实度，以保证正常施工，压实后的厚度约为30cm；（3）桩位布置检查；（4）排水板用量控制、袋装砂井的用砂是否符合要求；（5）施工中需要经常检查的项目：a.打入深度；b.有无回带现象(回带超过50cm，需要重打)；31 第一章铁路客运专线路基技术标准与综合施工关键技术c.严格禁止使用破损或有接头的排水板，砂袋灌砂是否密实；d.排水板、砂袋长度能否满足设计要求；（6）打完后及时用砂回填因打桩形成的空洞；（7）应及时核对实际施工工程量是否符合设计，有无漏桩现象，确认工程量。2.出现的问题和解决方法：（1）问题：排水板回带现象严重。解决方法：分析原因，改进工艺。如在拔管前停顿一会儿，让液化后的粉细砂可以恢复一定的强度；或是将桩头的销子改换为靴头。如仍解决不了问题，就得与设计协调，考虑变更打入深度。（2）问题：袋装砂井回带现象严重。解决方法：分析原因，改进工艺。用绳子吊住砂袋，在拔管的同时释放绳子，以绳子的下坠力冲开桩头；检查桩头的密封性能，避免因管中挤入泥浆或砂浆产生大的摩擦力。（3）问题：袋装砂井出露长度少于30cm。解决方法：在拔管过程中，以一定的力拉着砂袋，尽量使得砂袋在孔中保持垂直。三、挤密桩复合地基：砂桩、碎石桩1.施工质量控制要点：（1）控制好施工所用的材料、机械，使施工人员熟悉施工工艺；（2）桩位布置检查；（3）砂(碎石)桩的用砂(碎石)是否符合要求；（4）施工中需要经常检查的项目：a.打入深度；b.灌砂(碎石)量是否满足设计要求；c.上拔速度不能太快；d.加强反插(特别是在表层4m范围内)；e.需要加强旁站监理；31 第一章铁路客运专线路基技术标准与综合施工关键技术（5）应根据桩位图及时核对实际施工工程量是否符合设计，有无漏桩现象，确认工程量。(6)通过复合地基承载力试验和动力触探试验检查施工质量。2.出现的问题和解决方法：(1)问题：受地层情况影响，无法在桩与桩挤密的情况下按设计长度施工。解决方法：召集施工单位技术人员现场分析原因，根据具体情况决定具体的处理方法，可以考虑用大功率的振动头来代替小功率的振动头；先跳桩(也可考虑跳排)施工，对中间桩根据实际情况，与设计代表联系，确定是否进行变更。(2)问题：挤密砂桩在淤泥质软土中，桩身动力触探试验达不到设计要求。四、半刚性桩复合地基：粉喷桩、搅拌桩、旋喷桩（一）粉喷桩1.粉喷桩施工质量控制要点：（1）把好开工质量关，控制好施工所用的材料(水泥等)、机械(有自动记录装置)，施工人员应熟悉施工艺；（2）做好试桩工作，针对试桩工作出现的问题进行分析解决，需要听取设计代表意见的及时与设计联系；（3）对电子计量装置进行标定；（4）桩位布置检查；（5）施打时桩管的垂直度；（6）水泥用量控制(定期统计水泥进货量及剩余量，与施工桩数进行核对)；（7）每天检查打印记录纸，发现问题及时解决；（8）保证桩长符合设计要求，复搅深度大于2／3桩长；（9）施工完毕后，清除桩顶50cm的一段(如桩头强度很高，也可以考虑予以保留)，用碎石回填压实；31 第一章铁路客运专线路基技术标准与综合施工关键技术（10）应及时核对实际施工工程量是否符合设计，有无漏桩现象，确认工程量。（11）通过复合地基承载力试验和钻芯取样检查施工质量。2.出现的问题和解决方法：（1）问题：每米喷灰量达不到设计要求的50kg。解决方法：召集施工单位技术人员现场分析原因，如是由于土层较硬，则要放慢提升速度：如是手控阀控制不好，则要求施工单位尽快熟悉施工方法、新工艺，提高责任心，以满足设计要求。如果每米喷灰量少于42kg，则要重打。（2）问题：桩长达不到设计深度或复搅达不到全程复搅。解决方法：如涉及的范围较小、根数较少，可以在验收时根据实际施工的工程量进行计量，如涉及范围较广，就要与设计代表联系，商讨处理办法。（二）搅拌桩1.搅拌桩施工质量控制要点：（1）把好开工质量关，控制好施工所用的材料(水泥等)、机械，使施工人员熟悉施工艺；（2）做好试桩工作，针对试桩工作出现的问题进行分析解决，需要听取设计代表意见的及时与设计联系；（3）桩位布置检查；（4）施打时桩管的垂直度；（5）浆液配制，最好采用425#的普通硅酸盐水泥，严格控制水灰比；（6）水泥用量控制(定期统计水泥进货量及剩余量，与施工桩数进行核对)；（7）在钻搅施工中不得停浆，一旦断浆，立即将钻具提到断浆处上部1m处，再重新钻搅喷浆下进，严禁自断浆处续接，以保证成桩的连续性；（8）保证桩长符合设计要求；31 第一章铁路客运专线路基技术标准与综合施工关键技术（9）施工完毕后，清除桩顶50cm的一段(如桩头强度很高，也可以考虑予以保留)，用碎石回填压实；（10）应及时核对实际施工工程量是否符合设计，有无漏桩现象，确认工程量。(11)通过复合地基承载力试验和钻芯取样检查施工质量。2.出现的问题和解决方法：（1）问题：机具下沉搅拌中遇有硬土阻力较大。解决方法：增加搅拌机自重，启动加压装置加压，或边输入浆液边搅拌钻进。（2）问题：因故停机超过3小时。解决方法：折卸管道清洗，防止堵塞管道。等恢复供电再施工时应在断浆面上或下重复搭接0.5m喷浆施工。（三）旋喷桩旋喷桩施工质量控制要点：（1）把好开工质量关，控制好施工所用的材料(水泥等)、机械，使施工人员熟悉施工艺；（2）做好试桩工作，针对试桩工作出现的问题进行分析解决，需要听取设计代表意见的及时与设计联系；（3）桩位布置检查；（4）施打时钻杆的垂直度；（5）浆液配制，最好采用425#的普通硅酸盐水泥，严格控制水灰比；（6）施工过程中水压、气压、浆压应经常检查；（7）保证桩长符合设计要求；（8）施工完毕后，清除桩顶50cm的一段(如桩头强度很高，也可以考虑予以保留)，用碎石回填压实；（9）应及时核对实际施工工程量是否符合设计，有无漏桩现象，确认工程量。（10）通过复合地基承载力试验和钻芯取样检查施工质量。31 第一章铁路客运专线路基技术标准与综合施工关键技术五、土工格栅碎石垫层碎石垫层施工质量控制要点:1)材料控制(碎石、土工格栅等)；2)土工合成材料和碎石之间设置5cm的中粗砂保护层；3)对出库的每卷土工格栅都由施工单位进行质量检验并填写出库检验单，随材料一同进场，（按《验标》要求检查）；4)施工中需要经常检查的项目：土工格栅的铺设、连接是否符合设计要求；垫层的压实情况；垫层的外形检查。六、CFG桩CFG桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称(即cementfIying-ashgravelpile)。它是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和形成的高粘结强度桩，和桩间士、褥垫层一起形成复合地基。CFG桩多用振动沉管机施工，也可用螺旋钻机。而选用哪一类成桩机和什么型号，要视工程的具体情况而定。对于粘性土、粉土、淤泥质土采用振动沉管成桩工艺。对存在的夹有硬土层地质条件的地区，使用振动沉管机施工，会对已成的桩造成较大的振动，导致桩体被震裂或震断。对于灵敏度较高的土，振动会造成土的结构强度破坏、承载力下降。此时宜采用螺旋钻预引孔，再用振动沉管成桩工艺。对于成孔要求质量高的地区，使用长螺旋钻孔管内泵压成桩工艺。钻机就位成孔下沉停机混合料入管均匀提管钻机移位CFG桩可施工流程如图1-4-1所示。图1-4-1　CFG桩施工流程图31 第一章铁路客运专线路基技术标准与综合施工关键技术(一)振动沉管灌注施工1.机械按设计桩位就位。2.振动沉管至设计深度。3.搅拌水泥、粉煤灰、碎石混合料，检查其坍落度。向管内一次投放混合料，投放数量按试桩时确定的数量进行，投料后留振5～10s，拔管。拔管过程中不允许反插，如上料不足，须在拔管过程时空中加料，不允许停拔再投料，拔管至桩顶。施工桩顶标高宜高于设计标高50cm，浮浆厚度不超过20cm。4.桩顶采用湿黏土封顶。5.机械移位。6.施打顺序可连续、间隔一根或多根。(二)长螺旋钻管内泵压混合料灌注施工1.机械按设计桩位就位。2.钻至设计深度，停钻。3.搅拌水泥、粉煤灰、碎石混合料，检查其坍落度。向管内泵混合料，管内充满混合料时拔管，混合料的泵送量与拔管速度按试桩确定的参数执行，不得停泵待料，拔管速度均匀，拔管至桩顶。施工桩顶标高宜高于设计标高50cm。4.机械移位。开挖表土，截桩。不得造成桩顶设计标高以下的桩体断裂和扰动桩间土。褥垫层压实宜采用静压法施工。(三)施工控制1.CFG桩的数量、布置形式及间距符合设计要求。2.桩长、桩顶标高及直径应满足设计要求。3.褥垫层厚度和密实度应满足设计要求。31 第一章铁路客运专线路基技术标准与综合施工关键技术4.CFG桩施工中，每台班均须制作检查试件，进行28d强度检验。成桩28d后应及时进行复合地基、单桩承载力试验，其复合地基、单桩承载力应满足设计要求。CFG桩施工允许偏差应满足表1-4-1的要求。表1-4-1CFG桩施工允许偏差序号项目允许偏差1桩位（纵横向）0，50mm2桩身垂直度1.0%3桩体有效直径不小于设计值31 第一章铁路客运专线路基技术标准与综合施工关键技术第一节路基填筑压实工艺及方法客运专线路基填筑主要包括：路堤下部填筑，基床底层填筑，基床表层填筑，过渡段填筑，膨胀改良土施工，土工合成材料应用等施工内容。一、路堤下部填筑(一)施工质量控制要点1.控制好施工所用的材料(特别是填料的最大干密度和最佳含水量)，使施工单位熟悉施工工艺；2.压实控制以核子密度仪、K30或灌砂法(水)检测（按《验标》要求检查）；3.以每层的实测标高结合现场做标志控制填筑厚度；4.对出库的每卷土工格栅都由施工单位进行质量检验并填写出库检验单，随材料一同进场，以备监理抽检；(二)出现的问题和解决方法1.问题：填筑时出现填料混杂现象，以至压实标准不好控制。解决方法：按压实标准最大的填料标准进行检测控制，达到此标准后方可进行下一步的填筑，否则继续重新压实。2.问题：有的层次路拱达不到要求。解决方法：在不影响层厚的情况下，用推土机和平地机进行整理。3.问题：出现填料不符合路堤底部填筑标准。解决方法：将其推掉并换合适的填料。二、基床底层填筑施工质量控制要点：1.控制好施工所用的材料、机械、使施工单位熟悉施工工艺；2.压实控制以核子密度仪、K30或灌砂法(水)检测（按《验标》要求检查）；3.以每层的实测标高结合现场做标志控制填筑层厚；31 第一章铁路客运专线路基技术标准与综合施工关键技术4.对出库的每卷土工格栅都由施工单位进行质量检查并填写出库检验单，随材料一同进场，以备监理抽检。出现的问题和解决方法同上。三、基床表层施工质量控制要点：1.控制好施工所用的材料、机械、使施工单位熟悉施工工艺；2.压实控制以核子密度仪、K30或灌砂法(水)检测；3.现场做标志控制填筑层厚，第一层级配碎石可采用平地机整平碾压，第二层级配碎石应用摊铺机摊铺碾压。四、过渡段填筑施工质量控制要点：1.控制好施工所用的级配碎石材料、摊铺碾压机械、使施工人员熟悉施工工艺；2.压实控制用核子密度仪、K30或灌砂(水)法，双控检测孔隙率n和K30值；3.现场在结构物上做标志控制填筑层厚；4.过渡段与相邻的路堤和锥坡应按水平分层一体同时填筑。五、膨胀改良土施工膨胀土是矿物质多为蒙脱石、伊利石和高岭石的粘性土。其体积随含水量的增加而膨胀，反之随含水量的减少而收缩，具有较强的胀缩性。作为路基填料必须经改良处理后才能使用。目前处理膨胀土的方法主要是化学改良，如掺石灰、水泥、粉煤灰、固化剂等，使膨胀土与之起一定的化学反应，改变膨胀土的胀缩性。改良土施工工艺：场拌法如图1-5-1和路拌法如图1-5-2。六、土工合成材料应用31 第一章铁路客运专线路基技术标准与综合施工关键技术土工合成材料是以人工合成的高分子聚合物为原料，将其制成各种类型的产品。把土工合成材料置于路基土体的内部、表层、边坡及土层之间提高土体的整体工程特性。土工合成材料具有重量轻，抗拉强度高，施工简便等特性。其具有的反滤、排水、加筋、隔离、防渗和防护等基本作用可在路基工程及支挡工程建筑中充分发挥作用。因此在新建铁路路基工程中土工合成材料的应用都得到广泛的重视。在软土地基加固中应用塑料排水板、袋装砂井起到加快软土地基排水的作用。在软基垫层中铺设单层土工格栅、多层土工格栅或土工格室起到垫层加固减小路基差异沉降的作用。在路基边坡铺设土工格栅起到控制边坡压实质量及增大边坡坡度的作用。在坡面铺设三维植被网起到固土植草的作用。运输、粉碎、拌和阶段摊铺碾压阶段检测、修整、养生阶段粉碎拌和运输摊铺整平碾压检测整形养生图1-5-1场拌法改良土施工工艺运输、摊铺、粉碎、拌和碾压阶段检测、修整、养生阶段运输摊铺土粉碎土料拌和石灰养生检测整形检测整平碾压合格不合格调整31 第一章铁路客运专线路基技术标准与综合施工关键技术图1-5-2路拌法改良土施工工艺第一节路基施工检测技术路基施工检测技术是指地基处理和路基填筑工程中的各种进行质量控制的检查方法。主要包括复合地基承载力试验、动力触探试验、钻芯取样试验、K30试验、核子密度仪试验等。一、复合地基承载力试验复合地基承载力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，一般应按验标要求的频率检测，或取5‰的桩进行复合地基承载力试验。1.试验加载系统：试验采用地锚施加反力，慢速维持分级加载荷载法。通过1.0×1.0m方形荷载板（钢板）对复合地基施加竖向压力。复合地基产生变形沉降时，通过对称放置在承载板上的两个百分表进行观测。2.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/（8～2）。3.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。4.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。5.终止加载条件：①沉降量急速增大、土被挤出或压板周围出现明显裂缝。31 第一章铁路客运专线路基技术标准与综合施工关键技术②累计沉降量已大于压板宽度或直径的10%。③总加载量已为设计要求值的两倍以上。采用复合地基承载力试验，其基本值应满足（σ0≥150kPa的）设计要求。二、动力触探试验动力触探试验主要针对挤密碎石桩和挤密砂桩进行的桩身施工质量检查，一般应取2%的桩进行动力触探试验。1.动力触探设备类型和规格：触探设备主要参数符合铁道部部标准《动力触探技术规定》TBJ18－87的规定，具体尺寸为重锤质量63.5±0.5kg，重锤落距76±2cm，探头截面积43cm2，探杆外径42.5mm。2.动力触探作业要点：动力触探对桩身进行重型动力触探，要求合理锤击，记录每贯入10cm相应的锤击数。当桩身较软时，可采用测量每阵击（一般为1~5击）的贯入度，换算成贯入10cm时的锤击数。对于个别桩重型动力触探贯入有困难时，宜改用特重型动力触探。桩身动力触探应结合地层结构、根据触探曲线形状进行分层计算其触探击数平均值；当触探曲线形状分层特点不明显且呈线形分布时，宜给出触探击数的线形关系式。现场记录应清晰完整，除填写动力触探记录表外，并应在附注栏中记录工作过程中的异常情况。3.动力触探击数校正：动力触探实测击数应按下列公式进行杆长击数校正：N/（63.45）=α×N（63.5）式中：N/（63.45）——重型动力触探校正后击数，击/10cmα——杆长击数校正系数N（63.5）——重型动力触探实测击数，击/10cm4.动力触探成果统计原理：根据动力触探校正后的击数与贯入深度曲线图，对碎石桩、砂桩的桩身质量进行综合评定。31 第一章铁路客运专线路基技术标准与综合施工关键技术采用动力触探的方法进行挤密桩桩身均匀性检测，桩身质量标准应满足N63.5≥10击的设计要求。三、钻芯取样试验钻芯取样试验主要针对粉喷桩、搅拌桩和旋喷桩进行的桩身施工质量检查，一般成桩28天后取2‰的桩抽芯进行无侧限抗压强度试验。1.钻芯设备：钻探取芯检测可采用油压100型钻机，该型钻机采用全液压钻进。移动方便、迅速、安全。劳动条件好，钻进效率高，传动载荷平稳，孔内安全。2.钻芯方法：采用定位钻孔取芯法。钻芯深度为自孔口下有效桩头至设计桩底标高处，全程钻取芯样。3.桩的质量分为四类：（1）Ⅰ类桩：岩芯呈长柱状，搅拌均匀，芯样硬，无断灰、夹泥、喷灰不足、喷灰不均、水泥结核状结块等现象。无侧限抗压强度试验满足设计要求。（2）Ⅱ类桩：岩芯呈短柱状，搅拌均匀，芯样较硬，无断灰、夹泥等现象。无侧限抗压强度试验达到设计要求。桩身有轻微缺陷。（3）Ⅲ类桩：岩芯呈块状，搅拌均匀程度一般，局部芯样软，有少量夹泥、水泥结核状结块等现象。桩身无严重缺陷。（4）Ⅳ类桩：岩芯呈角砾状或土状，搅拌均匀程度较差，桩身中上部芯样软，局部有断灰、夹泥、水泥结核状结块等现象。桩身存在严重缺陷。采用钻芯取样试验的方法对粉喷桩、搅拌桩和旋喷桩进行的桩身质量检查，无侧限抗压强度应满足（qu≥1.2MPa的）设计要求。四、K30试验（一）试验原理K30试验方法是铁路和公路部门在现场确定路基填筑层的地基系数的试验方法，也可用其确定建筑物基础的地基系数。K30仪器装有精密的压力表和百分表，可在现场提供准确可靠的数据，并且操作简便。K30试验原理是在地基土上用直径30cm的刚性荷载板垂直分级加荷，测得下沉量S与荷载强度P的关系曲线，取1.25mm下沉量S1.25对应的荷载强度31 第一章铁路客运专线路基技术标准与综合施工关键技术P1.25,计算K30值，即地基系数：（二）试验仪器的主要组成部分K30试验仪器主要由荷载板、千斤顶、百分表、基准支架及反力装置组成。荷载板为厚度大于22mm，直径30cm的钢制圆板。千斤顶选用5吨带有精密压力表（精度1%）的千斤顶。百分表的最小刻度为0.01mm,量程大于30mm。基准支架由长3m的杆和支脚组成，基准支架的杆上安装固定百分表。反力装置可利用汽车或其它反力设备，其支点应距荷载板1m以外。（三）试验方法及步骤K30试验应按以下步骤做好准备工作：1.平整试验作业面，整平地基土，如有必要可薄薄地铺一层细砂；2.在平整好的土面上安置荷载板；3.将千斤顶放置在荷载板上，并与反力装置对正，反力装置支点应距荷载板1m以外；4.安装基准支架，其支脚应放置在距荷载板及反力装置支点1m以外的位置；5.将百分表固定在荷载板两侧的基准支架的杆上，并调零位；6.为使读数稳定，先预加10Kpa的荷载，然后卸除，记录百分表初读数。准备工作完成后，就可进行分级加荷试验，分级加荷每级增量为40Kpa。每增加一级荷载，等该荷载的下沉量终止后，记录荷载强度和下沉量读数（注：当一分钟的下沉量不大于该级荷载强度下产生的总下沉量的1%时，即可认为下沉已终止）。当总下沉量达到2mm，或者荷载强度超过估计的现场实际最大接触压力，或者达到地基土的屈服点时，试验即停止。五、变形模量试验变形模量Ev1和Ev2试验也属于平板载荷试验，在试验装备上与地基系数K3031 第一章铁路客运专线路基技术标准与综合施工关键技术是及其相似的。主要差别在于操作步骤与资料整理和计算方法的不同。该试验在一般情况下也采用直径300mm的载荷板。先预压0.01MPa的荷载30s，然后分级加载，直到沉降达到5mm或荷载达到0.5MPa。加载时，对荷载的增量没有作硬性规定，但规定加载等级不应小于6级，每级加载要在1分钟内完成，加载完成后经120s加下一级荷载。变形模量计算的理论基础是弹性半空间体上圆形局部荷载的公式：取μ为0.21，并采用增量形式：计算0.3到0.7的割线。为了有效地利用测试记录的数据，减小误差也采用对试验数据作二次回归：利用下式计算：试验经两次加载。Ev1和Ev2分别为第一次加载和第二次加载时计算的情况。六、动态变形模量Evd试验动态变形模量Evd试验是落锤施加冲击荷载的载荷板试验。通常，载荷板的直径也为300mm，锤重为10kg，最大的冲击力为7.07kN，荷载脉冲宽度18ms。试验记录落锤冲击时板的沉降。在假定冲击力恒定和泊松比μ为0.21的情况下，由弹性半空间体上圆形局部荷载的公式计算模量：七、核子密度仪试验工作原理：核子密度湿度仪内部装有两种放射源。一个是铯137γ源用来测量密度。一个是镅241/铍中子源用来测量水分。通过核子密度仪的试验可以快速检测到压实土体的干密度γd31 第一章铁路客运专线路基技术标准与综合施工关键技术、湿密度γ、含水量ω，并可换算得到压实土体的压实度K、相对密度Dr、孔隙率n等物理指标。路基压实土采用打孔透射式检测方法，可测试12英寸内的压实质量。第一节路基评估技术一、一般规定1.路基上铺设无碴轨道前，应对路基变形作系统的评估，确认路基的工后沉降和变形符合设计要求。2.路基填筑完成或施加预压荷载后应有不少于6个月的观测和调整期，观测数据不足以评估或工后沉降评估不能满足设计要求时，应延长观测期或采取必要的加速或控制沉降的措施。3.观测期内，路基沉降实测值超过设计值20%及以上时，应及时会同建设、勘察设计等单位查明原因，必要时进行地质复查，并根据实测结果调整计算参数，对设计预测沉降进行修正或采取沉降控制措施。4.评估时发现异常现象或对原始记录资料存在疑问，可进行必要的检查。二、观测点布置和观测频次路基沉降观测应以路基面沉降和地基沉降观测为主。路基沉降观测断面的设置及观测断面的观测内容应根据地形地质条件、地基处理方法、路堤高度、堆载预压等具体情况，结合沉降预测方法和工期要求具体确定观测方案。沉降观测可在线路两侧地基、路肩和线路中心设置观测桩、在地基和基床底层的顶面设置剖面沉降管，或在线路中心设置沉降板。沉降观测断面的间距一般不应大于50m，地势平坦、地基条件均匀良好的路堑、高度小于5m的路堤可放宽到100m；地形、地质条件变化较大地段应适当加密。沉降观测装置应埋设稳定，观测期间应对观测装置采取有效的保护措施。沉降水准的测量精度为±1mm，读数取位至0.1mm；剖面沉降31 第一章铁路客运专线路基技术标准与综合施工关键技术的测量精度为8mm/30m。路基沉降观测的频次不低于表1-7-1的规定。当环境条件发生变化或数据异常时应及时观测。图1-7-1剖面沉降管设置示意图表1-7-1路基沉降观测频次观测阶段观测频次填筑或堆载一般1次/天沉降量突变2～3次/天两次填筑间隔时间较长1次/3天堆载预压或路基施工完毕第1个月1次/周第2、3个月1次/2周3个月以后1次/月无碴轨道铺设后第1个月1次/2周第2、3个月1次/月3～12个月1次/3月表1-7-2观测内容和观测断面的布置观测内容断面布置观测断面间隔适用条件路基面沉降路基两侧路肩或路基中心设置沉降观测点。100m1.地势平坦、地基条件良好；2.31 第一章铁路客运专线路基技术标准与综合施工关键技术路堑或高度小于5m的路堤。路基面沉降与地基沉降1.路基两侧路肩或地基设置沉降观测点；2.代表性断面在地基和基床表层底面位置设置剖面沉降管。（如说明图4.2.1－1）50m其它路基（复杂条件下需要加密）路基面沉降与地基沉降1.路基两侧路肩或地基设置沉降观测点；2.沿线路方向斜向对角线布置剖面沉降管。（如说明图4.2.1－2）紧靠桥台设1断面、10m、30m处各设一个断面。过渡段注：对于不堆载预压的路基或观测期较短或拟采用修正对数或修正双曲线法进行沉降预测的路基，地基沉降的观测是非常必要的。图1-7-2过渡段剖面沉降管斜向设置示意图三、评估方法和判定标准（一）评估工作应根据下列资料综合分析1.路基沉降观测资料；31 第一章铁路客运专线路基技术标准与综合施工关键技术2.路基地段的线路设计纵断面图、工程地质纵横断面图、设计图纸和说明书、沉降计算报告（包括不同阶段的设计沉降值与时间的关系曲线）等相关设计资料；3.施工过程、施工核查以及填料、级配、地基和压实检验情况等施工资料；4.施工质量控制过程和抽检情况等监理资料。（二）路基沉降预测应采用曲线回归法，并满足以下要求1.根据路基填筑完成或堆载预压后不少于3个月的实际观测数据作多种曲线的回归分析，确定沉降变形的趋势，曲线回归的相关系数不应低于0.92。2.沉降预测的可靠性应经过验证，间隔不少于3个月的两次预测最终沉降的差值不应大于8mm。3.路基填筑完成或堆载预压后，最终的沉降预测时间应满足下列条件：S(t)/S(t=∞)≥75%式中:S(t)：预测时的沉降观测值；S(t=∞)：预测的最终沉降值。沉降和时间以路基填筑完成或堆载预压后为起始点。4.设计预测总沉降量与通过实测资料预测的总沉降量之差值不宜大于10mm。路基沉降的评估应结合路基各观测断面以及相邻桥（涵）隧的沉降预测情况进行，预测的路基工后沉降值不应大于15mm。四、评估工作组织及职责分工（二）《客运专线无碴轨道铁路铺轨评估技术指南》中的要求1.建设单位负责无碴轨道铺设条件的评估工作，并组织勘察设计、施工、监理和咨询等单位实施。评估过程中各方应明确职责，密切配合，确保观测数据及评估结果的真实、可靠。建设单位的主要职责：（1）委托咨询单位或专业队伍进行无碴轨道铺设条件的评估工作。（2）根据设计要求及本指南的相关规定，制订变形观测及评估工作实施细则。（3）负责观测及评估人员的技术指导和培训。31 第一章铁路客运专线路基技术标准与综合施工关键技术（4）对观测数据的真实、可靠性负责，并建立变形观测和评估数据库。（5）组织阶段评估工作，并及时将阶段评估结果提交勘察设计、施工、监理和咨询等单位；评估工作完成后，提交《无碴轨道铺设条件评估报告》。（6）检查、监督、协调、处理变形观测及评估工作中的有关问题。2.勘察设计单位的主要职责：（1）提交线路设计纵断面图、工程地质纵横断面图、设计图纸和说明书；线下工程变形观测断面、观测点布置等要求；变形计算报告，包括不同阶段的设计沉降值与时间的关系曲线等。（2）对变形观测的设计要求进行技术交底。（3）参与制订变形观测及评估工作实施细则。（4）根据变形观测结果，对设计预测沉降进行实时修正，并将设计预测的结果提交建设单位。3.施工单位的主要职责：（1）负责线下工程变形的观测。（2）参与制订变形观测和评估工作实施细则。（3）变形监测网的建立。（4）根据建设、勘察设计等单位和本技术指南提出的相关要求，设置变形观测点，进行观测，并及时提交观测数据。（5）负责观测设施的保护，确保施工过程中不受扰动或破坏。4.监理单位的主要职责：（1）参与制订变形观测及评估工作实施细则。（2）对重要环节进行旁站监理。（3）监督、检查观测设施的保护，确保其不受施工或外界的扰动和破坏。（4）对施工单位的观测数据及时签字确认。5.委托的咨询单位或专业队伍应全过程对变形进行平行观测，并将路基作为监测的重点。平行观测的数量，31 第一章铁路客运专线路基技术标准与综合施工关键技术一般地段应不少于总测点的30％，对于地质复杂、沉降变化大以及过渡段等区段，平行观测的数量不应少于50%。31'