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'第一章铁路路基工程施工简介一、路基工程概述1路基工程的作用1.1铁路路基是轨道的基础,是经过开挖或填筑而形成的土工建筑物,其主要作用是满足轨道的铺设,承受轨道和列车产生的荷载,提供列车运营的必要条件。1.2在纵断面上路基必须保证线路需要的高程;在平面上路基和桥梁、隧道连接组成完整贯通的线路。2路基工程的主要内容2.1路基标准横断面如图1.2.1、图1.2.2所示。路基面形状为三角形,并由路基面中心向两侧4%的横向排水坡。曲线加宽时,仍应保持路基面三角形形状。路堤、路堑的两侧路肩宽度,当为双线时不小于1.4m;当为单线时不小于1.5m。直线地段的路基面宽度:双线时不小于13.8m;单线时不小于8.8m。图1.2.1双线路基路堤标准横断面示意图图1.2.2双线路基路堤和路堑标准横断面示意图
2.2过渡段2.2.1台尾过渡段路堤可按以下方式设计:过渡段路堤基床表层在与桥台连接的20m范围内基床表层的级配碎石内掺入适量的水泥,表层以下的级配碎石掺入适量水泥并分层填筑,其后采用A、B组填料填筑。级配碎石过渡段设计规范上有正梯形和倒梯形两种形式,但目前大多采用倒梯形结构。图1.2.3台尾路堤过渡段设置方式示意2.2.2路堤与横向结构物(立交框构、箱涵等)连接处,应设置过渡段。横向建筑物顶至轨底高度小于1.5m时,横向建筑物顶面以上路堤以及两侧20m范围内基床表层填筑级配碎石并掺入适量水泥,并在级配碎石连接段采用A、B组填料填筑。级配碎石过渡段设计规范上有正梯形和倒梯形两种形式,但目前大多采用倒梯形结构。
图1.2.4路堤与横向结构物连接处过渡段设置示意图2.2.3路堤与路堑连接处,应设置过渡段。可采用下列设置方式:当路堤与路堑连接处为硬质岩石路堑时,在路堑一侧顺原地面纵向开挖台阶,台阶高度0.6m左右。并应在路堤一侧设置过渡段,如图1.2.5。图1.2.5硬质岩石堤堑过渡方式当路堤与路堑连接处为软质岩石或土质路堑时,应顺原地面纵向挖成1:2的坡面,坡面上开挖台阶,台阶高度0.6m左右。如图1.2.6,其开挖部分填筑要求应同路堤。
图1.2.6软质岩石或土质堤堑过渡方式2.3路基本体工程:地基、基床以下路堤、基床底层、表层。基床表层是根据区域环境、气候特点和路堤填料等选择适宜的材料和结构形式,并满足防排水和防冻要求。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。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。2.4路基防护工程:包括植物防护和工程防护;也可按材料分。铺草皮防护、边坡固土网垫植草防护、种草防护草籽、喷播植草、喷浆、喷射混凝土(或带锚杆铁丝网)防护、浆(干)砌片石防护、浆砌片石骨架防护、砌筑预制块防护、勾缝、灌浆、嵌补、支顶等防护。2.5路基排水工程:地下、地表、过渡段、路堤横向排水。地下排水:暗沟、暗管、明沟及槽沟、边坡渗沟、截水和引水渗沟、渗水隧洞、立式渗水井和渗水管、平式排水钻孔。地表排水:浆砌片石水沟、混凝土预制构件砌筑水沟、混凝土现场浇筑水沟、成品排水管埋设、集水井、无砟轨道路基面防水层。2.6路基支挡和加固工程:重型、轻型,不良地质的加固重力式挡土墙、短卸荷板式挡土墙、悬臂式和扶臂式挡土墙、锚杆挡土墙、锚定板挡土墙、加筋土挡土墙、土钉墙、抗滑桩、桩板式挡土墙、预应力锚索。2.7改河、改沟等配套工程:主体引起的。2.8相关工程:电缆沟槽、接触网支柱基础、声屏障基础、预埋管线、综合接地等与路基相关工程。3路基工程特点3.1材料复杂:路基工程主要材料为岩土。3.1.1岩土是不连续的介质,具有破碎性、孔隙性、多相性,性质复杂多变,具有极大的不确定性。3.1.2岩土的成因、成份、颗粒大小、级配、结构不同,其力学性质会有明显的不同。3.2路基受环境影响大。路基完全暴露在自然环境中,极易受到气候、水和温度变化的影响。如:3.2.1膨胀土路基干缩湿胀会引起边坡路肩的破坏。3.2.2北方寒冷气候影响会引起路基冻胀。3.2.3西北地区一些路基容易遭受风蚀或沙埋。
3.2.4东北地区一些路基容易遭受雪害。3.2.5黄泛区一些粉土路基容易遭受雨水冲刷。4路基工程的基本要求根据路基工程的特点,为了使路基正常工作,路基除断面尺寸应符合设计要求外,还应满足下列要求:4.1路基必须具有足够的整体稳定性。路基建成后改变了原来地面的天然平衡状态,在土质不良地区,填筑路堤加剧不平衡,开挖路堑边坡溜坍等,应加固。4.2路基必须具有足够的强度和刚度。4.2.1强度指路基指抵抗应力作用;刚度是指路基抵抗变形的能力。4.2.2为了防止路基在车辆荷载及各种自然因素作用下发生破坏和失稳,必须采取措施保证路基具有足够的强度。4.2.3为了防止荷载作用下,不致产生超过允许范围的变形,要求路基必须具有一定的刚度。4.3路基必须具有的水热稳定性4.3.1路基的水热稳定性由于湿度与温度变化产生的共同影响称为路基的水热状况。在相应水热状况下的稳定性称为路基的水热稳定性。路基的强度和稳定性在很大程度上与路基的水热状况有关。4.3.2路基应在最不利的条件下,不致于冻胀和春融期强度不致于发生显著降低,这就要求路基有足够的水热稳定性。二、铁路路基规范铁路路基工程有设计规范、施工规范和验标。原有标准规范体系中,施工规范服从设计规范,验标服从于施工规范。在体系调整后的新关系中,验标服从设计规范,施工规范服从验标,突出验标的控制作用,削弱了施工规范地位。施工规范将逐步改为技术指南,属于指导性技术文件。目前铁路路基相关的规范很多,有的在实施,有的在编写,为了适应铁路跨越式发展,铁道部还不断地编写或修订规范,每年拟新编规范达几十项,所以施工中应注意:一定要配齐规范,正确使用有效正本。由于在短时间内出台如此多的规范,不同规范之间存在矛盾,原则应执行标准高条款。
1客运专线含200~250km/h、300~350km/h两种类型,如合宁铁路和武广铁路。其相应的路基规范有9本。1.1新建时速300~350公里客运专线铁路设计暂行规定(铁建设[2007]47号),第4章路基。适用有、无砟轨道,2007年3月15日发布。进行了局部修改,详见铁建设[2006]141号、铁建设[2007]104号、铁建设[2008]147号、铁建设[2009]62号,但第4章路基内容不变。1.2京沪高速铁路设计暂行规定(铁建设[2004]157号),第4章路基。2004年12月30日发布。1.3新建时速200~250公里客运专线铁路设计暂行规定(铁建设[2005]140号),第4章路基。适用于有碴轨道,2005年8月10日发布。1.4客运专线无碴轨道铁路设计指南(铁建设[2005]754号),第4章路基。2005年10月9日发布。1.5客运专线铁路路基工程施工质量验收暂行标准(铁建设[2005]160号),适用于有碴轨道,2005年9月1日发布。注:本验标局部条文进行了修订。在2006年10月23日以铁建设[2006]196号文发布。仅对4.13节“灰土挤密桩”内容进行了修订,增加水泥挤密桩和柱锤冲扩桩内容。1.6客运专线无碴轨道铁路施工质量验收暂行标准(铁建设[2007]85号),适用于无碴轨道,第4章至第6章包含路基的内容。2007年4月17日发布。1.7客运专线铁路路基施工技术指南(TZ212-2005),适用于有碴轨道,2005年9月22日发布。1.8客运专线无碴轨道铁路施工技术指南(TZ216-2007),适用于无碴轨道,第4章包含路基的内容,2007年7月4日发布。1.9客运专线铁路无碴轨道铺设条件评估技术指南(铁建设[2006]158号),第4章路基。2006年8月17日发布。2新建时速200公里客货共线含200km/h客车、120km/h货车两种类型,如胶济线。其相应的路基规范有4本。2.1新建时速200公里客货共线铁路设计暂行规定,(铁建设[2005]285号),第4章路基。2005年4月25日发布。进行了局部修改,详见铁建设[2006]141号、铁建设[2007]104号、铁建设[2008]147号、铁建设[2009]62号,但第4章路基内容不变。
2.2新建时速200公里客货共线铁路工程施工质量验收暂行标准,(铁建设[2004]8号),第2章路基。2004年1月30日发布。与现行验标配套使用。进行了局部修改,详见铁建设[2005]55号、铁建设[2006]141号、铁建设[2007]159号,第2章路基中多条内容有变,主要是对基底处理检验要求和监理单位的检验数量有调整。2.3新建客货共线铁路工程施工补充规定(暂行)(铁建设[2004]8号),第2章路基。2004年1月30日发布。与现行施工规范配套使用。2.4客货共线铁路路基工程施工技术指南(TZ202-2008),适用于有碴轨道,2008年10月20日发布。3时速160公里客货共线含小于等于160km/h客车、小于等于120km/h货车两种类型,属Ⅰ、Ⅱ标准轨距铁路。其相应的路基规范有3本。3.1铁路路基设计规范(TB10001-2005),2005年4月25日发布。进行了局部修改,详见铁建设[2007]104号、铁建设[2009]62号,主要对过渡段填料、设计标准等进行了修订。3.2铁路路基工程施工质量验收标准(TB10414-2003),2004年1月1日发布。3.3铁路路基施工规范(TB10202-2002),2002年7月1日发布。4路基工程相关规范在路基规范中引用的一些常用规范。4.1铁路工程岩土分类标准(TB10077-2001)。进行了局部修改,详见铁建设[2004]148号。主要对路基填料分组进行了修订。4.2铁路工程土工试验规程(TB10102-2004)。进行了局部修改,详见铁建设[2009]62号,主要增加孔隙率计算公式,还取消有机质含量试验等内容。4.3铁路工程土工合成材料应用设计规范(TB10118-2006)。设计、施工要点、质量标准。4.4铁路路基边坡绿色防护技术暂行规定(建技[2003]7号)。4.5铁路混凝土与砌体工程施工规范(TB10210-2001)。4.6铁路混凝土与砌体工程施工质量验收标准(TB10424-2003)。进行了局部修改,详见铁建设[2007]159号,主要对监理的抽检数量进行了调整。
4.8铁路混凝土工程施工技术指南(TZ210-2005)。包含耐久性混凝土内容。4.9铁路混凝土工程施工质量验收补充标准(铁建设[2005]160号)。包含耐久性混凝土内容。进行了局部修改,详见铁建设[2006]141号、铁建设[2008]140号、铁建设[2007]159号,主要对一些验收指标和监理的抽检数量、要求进行了调整。4.10新建铁路工程测量规范(TB10101-99)。4.11客运专线无碴轨道铁路工程测量暂行规定(铁建设[2006]189号)。进行了局部修改,铁建设[2009]62号,主要对平面布网要求、控制点定位精度等进行了调整。4.12时速200~250公里有砟轨道铁路工程测量指南(铁建设函[2007]76号)。进行了局部修改,详见铁建设[2008]42号、铁建设[2009]62号,主要对适用范围、复测频次及有关测设要求进行了修订。4.13铁路路基支挡结构设计规范(TB10025-2006)。进行了局部修改,详见铁建设[2009]22号,主要增加设计方法,对材料的耐久性、防腐等提出了要求。4.14铁路特殊路基设计规范(TB10035-2006)。进行了局部修改,详见铁建设[2009]22号,主要对运架梁作业的路堤稳定安全系数、沉降位移观测等提出了明确的要求。4.15铁路站场工程施工质量验收标准(TB10423-2003)。三、客运专线铁路路基工程施工技术指南1主要内容1.1本指南共分11章1.2主要内容包括:总则、术语和符号、施工准备、地基处理、路堤、路堑、过渡段、支挡结构、路基防护及排水、路基相关工程及附属设施、环境保护。另有2个附录:填料分组、试验记录表格。2施工要点2.1土工结构物的理念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。
2.2试验段的要求2.2.1路基工程试验段的选择:试验段应根据工程地质、填料性质、施工机械等选取有代表性的地段。2.2.2试验段目的:确定施工机械设备的配备及组合、施工工艺参数,同时确定相应的试验、检测方法。2.3地质资料的核查2.3.1路基工程施工的不同阶段均应进行地质资料核查。2.3.2开工前必须对全线路基进行地质核查,特别是软土等特殊土地基应作为重点来核查。2.3.3施工过程中应进行地质资料核查,特别是对开挖后露出的地层及各种基坑基底的地质情况。2.4地基处理地基处理前应重视对本地区地基处理经验和类似工程情况的了解;强调施工前和处理过程中的地质核查;要求在地基处理施工前进行工艺性试验,以确定施工工艺参数;地基处理完工后,必须按要求进行质量检测。共列出地基处理方法19种。除铁路常规地基处理方法外,还引入“CFG桩”、“打入桩”、“混凝土灌注桩”及“桩帽板”等半刚性、刚性桩地基处理方法,其更能满足工后沉降控制的需要,都在客运专线中得到应用。2.5路基填料的控制2.5.1路基填料应按建筑材料来控制,有条件时宜集中供应,确保填料质量。2.5.2填料应符合设计要求,同时通过试验段验证能否达到压实质量标准。2.5.3施工过程中,要随时对填料进行检测监控。2.6路基填筑施工要求2.6.1路基填筑施工应按相应工艺并采用机械化施工。2.6.2填料摊铺应用推土机初平,再用平地机平整,保证填层无显著局部凹凸。2.6.3碾压应采用重型振动压路机,并严格按碾压程序进行。2.7基床表层沥青混凝土在客运专线有碴轨道路基中,路基面上应设置沥青混凝土防排水层。这是铁路路基工程中首次引入沥青混凝土的内容。2.8边坡压实质量的控制
2.8.1边坡压实质量的好坏直接影响路堤的整体稳定,要求边坡部位的压实质量应达到路堤中间部位同等质量标准。2.8.2措施:采用边坡专用压实设备;采用加宽超填的方法,超填宽度不宜小于50cm。2.9改良土施工要求2.9.1改良土施工目前主要采用场(厂)拌法或路拌法施工,条件具备时应优先采用厂拌法施工。另外路拌法中的集中场地路拌法效果也较好。2.9.2总体上来看,场拌法有利于质量控制,所以提出改良土施工应以场拌为主、路拌为辅,两者结合的原则。2.10过渡段施工要求为了保证线路的平顺性,强调不同构筑物之间应设置过渡段,以减少路基面发生突变。如路堤与桥台、路堤与横向构筑物、路堤与路堑、路堑与隧道之间均应设置过渡区段。过渡段桥台基坑应以混凝土回填或以碎石分层填筑并用小型平板振动机压实。路堤基底原地面平整后,用振动碾压机碾压密实,并使K30≥60MPa/m。过渡段路堤应与其连接的路堤按一整体同时施工,并将过渡段与连接路堤的碾压面,按大致相同的高度进行填筑。级配碎石中,掺入适量的水泥,充分振动碾压压实。过渡段处理措施及施工工艺应结合工程实际,进行现场试验。2.11支挡结构支挡结构与现行普通铁路相似,重点要注意几点2.11.1基础地质资料核对。2.11.2泄水孔、反滤层、排水层、隔水层、沉降缝和伸缩缩等的设置。2.11.3支挡结构混凝土的要求。2.12路基防护主要介绍了常用的边坡面防护和冲刷防护施工方法及要求,地面排水、地下排水设施及检查井的施工方法及要求。2.12.1坡面植物防护。植物防护施工应符合设计要求,并符合《铁路路基边坡绿色防护技术暂行规定》的有关规定。植物防护工程施工应根据植物的特性,适时种植,避免在暴雨季节、大风和高温条件下施工。
植物播种前应进行种子发芽率试验,或植株移植试验,根据试验结果确定种植密度和种植时间,确保在雨季来临之前形成一定防护能力。在防护未形成一定能力时,宜采取排水和覆盖等临时保护措施。铺草皮防护宜选用带状或块状草皮,草皮厚度不宜小于10cm。铺设时,应由坡脚自下而上施工,并用尖木(或竹)桩将其固定于边坡上。种草防护草籽应均匀撒布在已清理好的坡面上,同时做好保护措施。对不利于草类生长的土质,应在坡面先铺一层10~15cm厚的种植土。喷播植草应先将生长液与草籽按设计要求混合并搅拌均匀,采用喷播设备将其喷洒在已清理好的坡面上,喷洒应自下而上进行,草籽喷洒均匀,不得流淌。对不利于草类生长的土质,应按设计要求在坡面上先铺一层种植土,然后再进行草籽喷洒。草籽喷洒完毕后,应及时做好养护直至植物覆盖坡面。2.12.2路基工程防护。路堤防护应安排在适宜时间施工,堑坡防护应随施工完成。软土、松软土地基地段的路基防护工程应在沉降稳定后进行施工。各种防护设施应在稳定的基脚和坡体上施工。在设有支挡结构物及排除地下水设施地段,应先作好支挡结构物、排水设施,再施作防护工程。防护的坡体表面应进行检查处理,防护设施应与坡面密贴结合。水泥砂浆、混凝土的质量要求:防护及排水工程所用的砂浆、混凝土应按施工配合比对原材料进行计量并采用机械拌和。采用土工合成材料作为路基防护的工程,施工应符合现行《铁路路基土工合成材料应用技术规范》(TB10118)的有关规定。各种水泥砂浆的强度等级和石料的强度均应符合设计要求,并应符合现行《铁路混凝土与砌体工程施工规范》(TB10210)的有关规定。各种混凝土的强度等级均应符合设计要求,并应符合现行《铁路混凝土工程施工技术指南》的有关规定。泄水孔及反滤层的设置:泄水孔的位置、布置形式、孔径尺寸及泄水孔背反滤层的材料、设置应符合设计要求,且排水畅通。砌体及反滤层(或垫层)的材料、设置应符合设计要求。2.13路基排水路基工程施工前,对影响路基稳定的地下水,应予以截断、疏干、降低水位,并引排到路基范围以外,防止漫流、聚积和下渗。路基施工中应核对全线排水系统,全线的沟渠、管道、桥涵应构成完整的排水体系。
路基施工中,具备条件的地段应按设计做好排水工程以及施工场地附近的临时排水设施,然后再做主体工程。不具备条件的地段应先做好临时排水设施,正式排水工程可与路基同步施工,并随路基施工逐步成型。在路基施工期,不得任意破坏地表植被或堵塞水的通路;各类排水设施应及时维修和清理,保持排水畅通、有效。防护及排水工程所用的砂浆、混凝土应采用机械拌和。2.13.1地面排水设施施工侧沟、路堤横向排水沟采用砼预制构件砌筑,砌缝砂浆应饱满,沟身不漏水。预制砼构件强度、尺寸应符合设计要求,有破损、裂缝的构件严禁使用。路堤横向排水沟沟底纵坡由中心向两侧为4%;横向排水沟与路堤边坡排水沟应相接将水排出路基。路堤横向排水沟和路堤边坡上的排水沟均应在路堤处于稳定后方可施工。采用浆砌片石加固水沟时,砌缝砂浆应饱满,沟身不漏水。截水沟应防止水流下渗和冲刷。地质不良地段和土质松软、透水性较大或裂隙较多的岩石路段,对沟底纵坡较大的土质截水沟及截水沟的出水口,均应采用加固措施,防止渗漏和冲刷沟底及沟壁。急流槽、平台截水沟应随路基防护圬工同步砌筑,排水坡度、沟槽断面不得小于设计要求。当路堤基本成型或跨雨季填筑时,路堤边坡较高地段宜每隔30m左右于路堤边坡上设置临时排水沟,路堤面边缘设置土埂,以免冲毁路基。2.13.2地下排水设施施工当地下水位较高、潜水层埋藏不深时,可采用排水沟或暗沟截流地下水及降低地下水位,沟底宜埋入不透水层内。沟壁最下一排渗水孔的底部宜高出沟底不小于0.2m。排水沟或暗沟采用混凝土浇筑或浆砌片石砌筑时,应在沟壁与含水地层接触面的高度处,设置一排或多排向沟中倾斜的渗水孔。沟壁外侧应填以粗粒透水材料或土工合成材料作为反滤层。沿沟槽每隔10~15m或当沟槽通过软硬岩层分界处时应设置伸缩缝或沉降缝。排除地下水的渗沟均应设置排水层、反滤层和封闭层。渗沟沟内用作排水和渗水的填充料在使用前须经过筛选和清洗。渗沟的出水口宜设置端墙,端墙下部留出与渗沟排水通道大小一致的排水沟,端墙排水孔底面距排水沟沟底的高度不宜小于0.2m;端墙出口的排水沟应进行加固,防止冲刷。
当管式渗沟长度为100~300m,其末端宜设横向泄水管分段排除地下水。渗沟的开挖宜自下游向上游进行,应随挖随即支撑并迅速回填,不可暴露太久,以免造成坍塌。支撑渗沟应间隔开挖。用于排水隔离层的土工合成材料的种类性能指标和其上铺筑的材料应符合设计要求。施工过程中遇有与设计不符时,应及时报监理和设计单位。2.14沉降观测要求2.14.1客运专线应对沉降和侧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。2.14.2路基工后沉降没有达到设计要求时,严禁进入轨道施工工序。2.15过程控制要求在客运专线施工中,强调过程控制,应将质量问题消灭在施工过程中,控制好每一步,才能保证最后满足要求。所以在每一工序作业中,都提出了相应的过程控制要求。2.16相关专业的协调相关工程必须与路基同步施工,重点是修筑于路基上的电缆槽、接触网支柱基础、声屏障基础、预埋管线、综合接地等应与路基同步施工,不得因其施工而损坏、危及路基的稳固与安全。2.17环境保护的要求将环境保护内容引入到路基工程中,要求路基施工中必须做好环境保护的安排,制定环境保护措施,走可持续发展道路。2.17.1减少水土流失;2.17.2固体、液态废物应集中处理;2.17.3控制粉尘,减少空气污染;2.17.4噪声不得超过国家有关规定。
第二章铁路路基地基处理一.粉体喷射搅拌桩一)、基本要点1施工准备应符合下列要求:1)核查地质及设计参数。根据处理深度进行核查,一般可采用挖探坑、静力触探或地质钻探法进行。2)测量放样、平整地表、清除障碍物;并进行碾压,一般要求地基系数达到60MPa/m。在软土地基或地下水位较高不能直接碾压的路段,也可进行改良表土。3)在施工现场取样按设计要求进行室内配比试验,确定试桩配合比。一般取地层中最弱的土层的土样进行试验。4)固化剂的种类和规格应符合设计要求,并有产品质量合格证。严禁使用受潮、结块和变质的固化剂。(铁路、公路、市政等建筑项目的常压固化剂一般为水泥。)5)施工前应进行成桩工艺试验,每种工艺和机型的试桩不得少于2根,检验成桩质量及效果,编写试桩报告,以确定大面积施工的各项技术参数及工艺(钻进速度、持力层电流值、桩端定喷时间、拔管速度、喷浆压力、复搅复喷长度、气压与拔管速度配合等)。2制定环保措施,避免污染环境。3粉体喷射搅拌桩的数量、布桩、间距等形式应符合设计要求。4粉体喷射搅拌桩单桩喷粉量应满足设计要求。5粉喷桩施工应符合以下规定: 1)施工机具设备性能及工艺应满足喷粉均匀性、桩的连续完整性及加固深度的要求。2)粉喷机械应配置灰量自动记录仪,且处于检定有效期内。3)严格控制钻进速度、提升速度、喷粉量及空气压力,控制下钻深度、喷粉高程及停灰面,桩端应原位搅拌约2min,确保成桩质量。4)单桩喷粉量应符合设计要求,喷粉应均匀。施工中随时检查加固料用量、桩长、复搅长度,评定成桩质量。如有不合格桩或异常情况,应及时采取补桩或其它处理措施。
二)、检查要点1粉体喷射搅拌桩施工流程见图2.1.1原地面处理测量放样钻机就位送风、启动记录仪钻进至设计深度喷粉、搅拌、提升钻机移位提升搅拌至桩顶复搅至设计深度关闭自动记录仪提升至停灰面停止喷粉图2.1.1粉体喷射搅拌桩施工流程图2粉体喷射搅拌桩用水泥种类、规格及质量应符合设计要求,检查产品质量证明文件及抽样检验。现场检验要求见表2.1.1。表2.1.1水泥检验项目、方法、频次序号项目方法频次1胶砂强度GB/T17671同厂家、同批号、同品种、同强度等级、同出厂日期的散装水泥每500t(袋装水泥每200t)检验一次,当不足500t或200t时,也需检验一次。监理单位按施工单位抽样数量的20﹪见证检验,且每检验批不少于1组。2安定性GB/T13463凝结时间3粉体喷射搅拌桩成桩长度及复搅长度应满足设计要求,检验方法、频次见表2.1.2。表2.1.2检验方法、频次序号项目方法频次1成桩长度测量钻杆长度施工单位全部检验。监理单位按施工单位检验数量的20﹪见证检验2复搅长度4喷粉中断时,第二次喷粉接桩的喷粉重叠长度不得小于1m,中断时间超过3h,应在原桩旁边补桩。5桩身完整性、均匀性、无侧限抗压强度、复合地基承载力应满足设计要求,检验要求见表2.1.3。
表2.1.3桩身质量检验项目、方法、频次序号项目方法频次1完整性、均匀性、无侧限抗压强度取芯、芯样无侧限抗压施工单位抽样检验粉喷桩总数的2‰,且不少于3根。监理单位按施工单位抽样数量的20%见证检验,且每检验批不少于3根2复合地基承载力平板载荷试验注:1.完工后28d,在每根检测桩桩径方向1/4处、桩长范围内垂直钻孔取芯,观察其完整性、均匀性,拍摄取出芯样的照片,取不同深度的三个试样作无侧限抗压强度试验。钻芯后的孔洞采用水泥砂浆灌注封闭。检验单位必须有相应的省(部)级资质。2.取芯长度宜取到桩底以下50cm。三)、检查标准1粉体喷射搅拌桩施工允许偏差应符合表2.1.4的规定。表2.1.4粉体喷射搅拌桩施工允许偏差序号检验项目允许偏差施工单位检验数量检验方法1桩位(纵横向)0,50mm抽样检验粉喷桩总数的10%,且每检验批不少于5根经纬仪或钢尺丈量2桩身垂直度1%经纬仪或吊线测钻杆倾斜度3桩体有效直径不小于设计值开挖50~100cm后,钢尺丈量现场记录推荐表的格式见表2.1.5。
表2.1.5粉喷桩现场记录表钻机型号机长姓名钻机编号施工里程序号桩号桩长(m)钻进喷浆风压水泥浆用量停钻电流值备注设计施工开钻时间停钻时间钻进速度(m/min)开喷时间停喷时间喷粉速度(m/min)记录人旁站人技术员项目分管人
二.浆体喷射搅拌桩一)、基本要点1施工准备应符合下列要求:1)核查地质及设计参数。根据处理深度进行核查,一般可采用挖探坑、静力触探或地质钻探法进行2)测量放样、平整地表、清除障碍物。一般要求地基系数达到60MPa/m。在软土地基或地下水位较高不能直接碾压的路段,也可进行改良表土。3)在施工现场取样按设计要求进行室内配比试验,确定浆液最佳配比。一般取地层中最弱的土层的土样进行试验。4)固化剂、外加剂的选用应符合设计要求,并有产品质量合格证。(铁路、公路、市政等建筑项目的常压固化剂一般为水泥。)5)施工前应进行成桩工艺试验,每种工艺和机型的试桩不得少于2根,检验成桩质量及效果,编写试桩报告,以确定大面积施工的各项技术参数及工艺。(钻进速度、持力层电流值、桩端定喷时间、拔管速度、喷浆压力、复搅复喷长度,浆液比重、流速与拔管速度配合等)2施工控制应符合下列规定:1)施工机具设备性能及工艺应满足喷浆均匀性、桩的连续完整性及加固深度的要求。2)严格控制搅拌机钻头下沉和提升速度、供浆与停浆时间,控制下钻深度、喷浆高程及停浆面。单桩喷浆量应符合设计要求。桩端必须原位喷浆搅拌一定时间,确保成桩质量。3)复搅时应避免浆液上冒。4)成桩过程中,如因故停浆,继续施工时必须重叠接桩,接桩长度不得小于0.5m。若停机超过3小时,应拆卸输浆管路,清洗干净,在原桩位旁边补桩。5)搅拌机械应配置自动记录仪,且处于检定有效期内。及时打印每米喷浆量记录,并留存记录。6)配制好的浆液不得离析,供浆必须连续,固化剂与外掺剂的用量、泵送浆液时间、比重等必须有专人记录。7)随时检查施工记录,如有不合格桩或异常情况,应及时采取补桩或其它处理措施。8)制定环保措施,在钻机成孔和喷浆过程中,应将废弃的加固料及冒浆回收处理,防止环境污染。
二)、检查要点1浆体喷射搅拌桩施工流程如图2.2.1所示。原地面处理测量放样钻机就位钻机移位提升搅拌至桩顶复搅至设计深度提升 至停浆面喷浆、搅拌、提升搅拌钻进至设计深度泥浆排泄处理图2.2.1浆体喷射搅拌桩施工流程图2浆体喷射搅拌桩所用的固化剂和外掺剂品种、规格及质量应符合设计,检查产品质量证明文件及抽样检验。现场检验要求见表2.2.1。表2.2.1固化剂检验项目、方法、频次序号项目方法频次1胶砂强度GB/T17671同一产地、品种、规格、批号的固化剂和外掺剂,每200t为一批,当不足200t时也按一批计。监理单位按施工单位抽样数量的20﹪见证检验,且每检验批不少于1组。2安定性GB/T13463凝结时间3浆液应严格按设计配方和试验确定的配合比拌制,制备好的浆液应均匀,不得离析。并用浆液比重计检测浆液密度,施工单位每根桩施工过程中抽样检验2次。监理单位每工班平行检验2次。4浆体喷射搅拌桩的数量、布桩、间距形式应符合设计,其检验应符合《验标》的规定。5浆体喷射搅拌桩单桩喷浆量应符合设计要求,现场检查自动记录仪打印记录。6浆体喷射搅拌桩成桩深度及复搅长度应符合设计要求,检验方法、频次见表2.2.2。表2.2.2检验方法、频次序号项目方法频次1成桩长度测量钻杆长度施工单位全部检验。监理单位按施工单位检验数量的20﹪见证检验2复搅长度7因故停浆时,恢复供浆后的喷浆重叠长度不得小于0.5m。
8浆体喷射搅拌桩完整性、均匀性、桩身无侧限抗压强度、复合地基承载力应满足设计要求,检验要求见表2.2.3。表2.2.3桩身质量检验项目、方法、频次序号项目方法频次1完整性、均匀性、无侧限抗压强度通长取芯、无侧限抗压施工单位抽样检验浆喷桩总数的2‰,且不少于3根。监理单位按施工单位抽样数量的20%见证检验,且每检验批不少于3根2复合地基承载力平板载荷试验注:1.完工后28d,在每根检测桩桩径方向1/4处、桩长范围内垂直钻孔取芯,观察其完整性、均匀性,拍摄取出芯样的照片,取不同深度的三个试样作无侧限抗压强度试验。钻芯后的孔洞采用水泥砂浆灌注封闭。检验单位必须有相应的省(部)级资质。2.取芯长度宜取到桩底以下50cm。三)、检查标准1浆体喷射搅拌桩桩位、桩身垂直度、桩体有效直径的允许偏差应符合表2.2.4的规定。表2.2.4浆体喷射搅拌桩施工的允许偏差、检验数量及检验方法序号检验项目允许偏差施工单位检验数量检验方法1桩位(纵横向)0,50mm按成桩总数的10%抽样检验,且每检验批不少于5根经纬仪或钢尺丈量3桩身垂直度1%经纬仪或吊线测钻杆倾斜度4桩体有效直径不小于设计值开挖50~100cm后,钢尺丈量现场记录推荐表的格式见表2.2.5。
表2.2.5浆体喷射搅拌桩现场记录表钻机型号机长姓名钻机编号施工里程序号桩号桩长(m)钻进喷浆水泥浆比重水泥浆用量复搅停钻电流值备注设计施工开钻时间停钻时间钻进速度(m/min)开喷时间停喷时间喷粉速度(m/min)开始时间结束时间深度(m)记录人旁站人技术员项目分管人
三.高压旋喷桩一)、基本要点1施工准备应符合下列要求:1)核查地质及设计参数。根据处理深度进行核查,一般可采用挖探坑、静力触探或地质钻探法进行。2)测量放样,平整地表,设置回浆池。3)在施工现场取样按设计要求进行室内配比试验,确定浆液最佳配比。4)水泥和外掺剂的种类和规格应符合设计要求,并有产品质量合格证,搅拌水泥浆用的水,应符合现行《混凝土拌合用水标准》(JGJ63)的规定。5)施工前应进行成桩工艺试验,每种工艺和机型的试桩不得少于2根,检验成桩质量及效果,编写试桩报告,以确定大面积施工的各项技术参数及工艺。(钻进速度、持力层电流值、桩端定喷时间、拔管速度、喷浆压力与拔管速度配合等)2施工控制应符合下列规定:1)机械就位应平稳,立轴、转盘与孔位对正,高压设备与管路系统应符合设计及安全要求,防止管路堵塞,密封良好。2)喷射注浆应注意设备开动顺序。二重管,三重管的水、气、浆供应应有序进行,衔接紧密。3)对深层长桩应根据地质条件,分层选择适宜的喷射参数,保证成桩均匀一致。4)在高压喷射注浆过程中,当出现压力突增或突降、大量冒浆或完全不冒浆时,应查明原因,采取相应措施。5)注浆完毕应迅速拔出注浆管,桩顶凹坑应及时以水灰比为0.6的水泥浆补灌。6)制定环保措施,在钻机成孔和喷浆过程中,应将废弃的加固料及冒浆回收处理,防止环境污染。二)、检查要点1高压旋喷桩施工流程如图2.3.1所示。
钻机移位拔管喷射结束高压喷射注浆插入注浆管至设计深度钻进至设计深度钻机就位测量放样原地面处理泥浆排泄处理图2.3.1高压旋喷桩施工流程图2高压喷射注浆所用的水泥和外掺剂品种、规格及质量应符合设计要求,检查产品质量证明文件及抽样检验。现场检验要求见表2.3.1。表2.3.1水泥检验项目、方法、频次序号项目方法频次1胶砂强度GB/T17671同一产地、品种、规格、批号的固化剂和外掺剂,每200t为一批,当不足200t时也按一批计。监理单位按施工单位抽样数量的20﹪见证检验,且每检验批不少于1组。2安定性GB/T13463凝结时间3浆液应严格按设计配方和试验确定的配合比拌制,制备好的浆液应均匀,不得离析。并用浆液比重计检测浆液密度,施工单位每根桩施工过程中抽样检验2次。监理单位每工班平行检验2次。4高压旋喷桩的长度应符合设计要求,检验方法、频次见表2.3.2。浆体喷射搅拌桩成桩深度及复搅长度应符合设计表2.3.2检验方法、频次序号项目方法频次1成桩长度测量钻杆长度施工单位全部检验。监理单位按施工单位检验数量的20﹪见证检验。5高压旋喷桩的完整性、均匀性、无侧限抗压强度、复合地基承载力应满足设计要求,检验要求见表2.3.4。表2.3.4桩身质量检验项目、方法、频次序号项目方法频次1完整性、均匀性、无侧限抗压强度取芯、无侧限抗压施工单位抽样检验旋喷桩总数的2‰,且不少于3根。监理单位按施工单位抽样数量的20%见证检验,且每检验批不少于3根。2复合地基承载力平板载荷试验
注:1.完工后28d,在每根检测桩桩径方向1/4处、桩长范围内垂直钻孔取芯,观察其完整性、均匀性,拍摄取出芯样的照片,取不同深度的三个试样作无侧限抗压强度试验。钻芯后的孔洞采用水泥砂浆灌注封闭。检验单位必须有相应的省(部)级资质。2.取芯长度宜取到桩底以下50cm。三)、检查标准1高压旋喷桩的桩位、垂直度、有效直径的允许偏差应符合表2.3.5的规定。表2.3.5高压旋喷桩施工的允许偏差、检验数量及检验方法序号检验项目允许偏差施工单位检验数量检验方法1桩位(纵横向)0,50mm按成桩总数的10%抽样检验,且每检验批不少于5根。经纬仪或钢尺丈量2桩体垂直度1%经纬仪或吊线测钻杆倾斜度3桩体有效直径不小于设计值开挖50~100cm深后,钢尺丈量。现场记录推荐表的格式见表2.3.6。
表2.3.6高压旋喷桩现场记录表钻机型号机长姓名钻机编号施工里程序号桩号桩长(m)钻进喷粉风压水泥用量复搅停钻电压值备注设计施工开钻时间停钻时间钻进速度(m/min)开喷时间停喷时间喷粉速度(m/min)开始时间结束时间深度(m)记录人旁站人技术员项目分管人
四.CFG桩一)、基本要点1施工准备应符合下列要求:1)核查地质及设计参数,选择合适的施工机械和施工方法。根据处理深度进行核查,一般可采用挖探坑、静力触探或地质钻探法进行。2)测量放样,平整场地,清理障碍物。一般要求地基系数达到60MPa/m。在软土地基或地下水位较高不能直接碾压的路段,也可进行改良表土。3)选用的水泥、粉煤灰、碎石及外加剂等原材料应符合设计要求,并按相关规定进行检验。4)按设计要求进行室内配合比试验,选定合适的配合比。5)施工前进行成桩工艺试验,确定施工工艺和参数,每种工艺和机型的试桩不得少于2根,检验成桩质量及效果,编写试桩报告,以确定大面积施工的各项技术参数及工艺。(钻进速度、持力层电流值、拔管速度与泵送速度、泵压等)2采用振动沉管机成桩时,设备型号选择应根据地质条件及桩径、设计加固深度要求确定,其施工应符合下列要求:1)振动沉管机沉管表面应有明显的进尺标记,并根据设计桩长、沉管入土深度确定机架高度和沉管长度;2)沉管过程中每沉1m应记录电流表电流一次,并对土层变化处予以说明;3)混合料应按设计配合比经搅拌机拌和,坍落度、拌和时间应按工艺性试验确定的参数进行控制,且拌和时间不得少于1min;4)拔管速率应按工艺性试验确定并经监理工程师批准的参数进行控制,拨管中严禁反插;5)每根桩的投料量不得少于设计灌注量;6)成桩后桩顶标高应计入浮浆厚;3采用长螺旋钻管内泵压混合料灌注成桩时,设备型号选择应根据桩径、设计加固深度要求确定,其施工应符合下列要求:1)施工组织、施工工艺、施工作业指导书应有防止堵管等措施;2)钻进应先慢后快。在成孔过程中,如发现钻杆摇晃或难钻时,应放慢进尺。
3)混合料应按设计配合比经搅拌机拌合,坍落度、拌合时间应按工艺性试验确定的参数进行控制,且不得少于1min;搅拌的混合料必须保证混合料圆柱体能顺利通过刚性管、高强柔性管、弯管和变径管而到达钻杆芯管内;4)CFG桩成孔到设计标高后,停止钻进,先提钻10~20cm,开始泵送混合料,当钻杆芯管充满混合料后开始拔管,严禁先提管后泵料;5)钻杆应采用静止提拔,施工中应严格按工艺性试验确定并经监理工程师批准的参数控制钻杆提拔速度和混凝土泵的泵送量,并保证连续提拔,施工中严禁出现超速提拔;6)施工中应保证排气阀正常工作,施工中要求每工班经常检查排气阀,防止排气阀被水泥浆堵赛;7)桩机移机至下一桩位施工时,应根据轴线或周围桩的位置对需施工的桩位进行复核,保证桩位准确。4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、桩顶标高及直径应符合设计要求。3)褥垫层厚度和密实度应符合设计要求。4)CFG桩施工中,每台班均须制作检查试件,进行28d强度检验。二)、检查要点1CFG桩振动沉管灌注施工流程如图2.4.1所示。下沉至设计深度原地面处理测量放样沉管机移位均匀拔管至桩顶混合料入管停机沉管机就位图2.4.1 CFG桩振动沉管灌注施工流程图2长螺旋钻管内泵压混合料灌注施工流程如图2.4.2所示原地面处理测量放样钻机移位均匀拔管至桩顶泵送混合料停钻钻进至设计深度钻机就位图2.4.2 CFG桩长螺旋钻管内泵压混合料灌注施工流程图3所用的水泥和粗细骨料品种、规格及质量应符合设计要求。检验数量:同一产地、品种、规格、批号的袋装
水泥,每200t为一批,不足200t时也按一批计。同一产地、品种、规格且连续进场的粗、细骨料,分别每400m3为一批,当不足400m3时也按一批计。各种原材料施工单位每批抽样检验1组。监理单位按施工单位抽样数量的20%见证检验或10%平行检验,且每检验批不少于1组。检验方法:检查产品质量证明文件。在水泥库抽样检验水泥强度、安定性、凝结时间,在料场抽样检验粗细骨料含泥量、筛分试验颗粒级配。4CFG桩混合料坍落度应按工艺性试验确定并经监理工程师批准的参数进行控制。检验数量:施工单位每台班抽样检验3次。监理单位按施工单位抽样数量的20%见证检验或10%平行检验。检验方法:现场坍落度试验。5CFG桩混合料强度应符合设计要求。检验数量:施工单位每台班做一组(3块)试块。监理单位按施工单位抽样数量的20%见证检验或10%平行检验。检验方法:每台班制作混合料试块,进行28天标准养护试件抗压强度检验。6每根桩的投料量不得少于设计灌注量;检验数量:施工单位每根桩检验。监理单位按施工单位检验数量的20%平行检验。检验方法:料斗现场计量或混凝土泵自动记录。7CFG桩的有效长度应满足设计。检验数量:施工单位每根桩检验。监理单位按施工单位检验数量的20%平行检验。检验方法:测量钻杆或沉管长度,并在施工中检查是否达到设计深度标志,施工后检查浮浆厚度,计算出桩的有效长度。8CFG桩的桩身质量、完整性应满足设计要求。检验数量:全部检验。监理单位20%见证检验。检验方法:低应变检测。9CFG桩处理后的复合地基承载力应满足设计要求。检验数量:总桩数的2‰,且每检验批不少于3根。监理单位见证检验,勘察设计单位现场确认。检验方法:平板载荷试验。三)、检查标准1CFG桩的桩位、垂直度、有效直径的允许偏差应符合表2.4.1的规定。
表2.4.1CFG桩施工的允许偏差、检验数量及检验方法序号检验项目允许偏差施工单位检验数量检验方法1桩位(纵横向)0,50mm按成桩总数的10%抽样检验,且每检验批不少于5根经纬仪或钢尺丈量2桩体垂直度1%经纬仪或吊线测钻杆倾斜度3桩体有效直径不小于设计值开挖50~100cm深后,钢尺丈量
五.打入桩一)、基本要点1施工准备1)测量放样,平整场地,清理障碍物。一般可采用挖探坑、静力触探或地质钻探法进行。2)按设计要求检验预制桩的质量。桩头损坏部分应截去,桩顶不平时应修切或修垫(钢筋混凝土桩)平整。3)测量放样、平整地表、清除障碍物;并进行碾压,一般要求地基系数达到60MPa/m。在软土地基或地下水位较高不能直接碾压的路段,也可进行改良表土。3)施工前应进行成桩工艺试验,每种工艺和机型的试桩不得少于2根,检验成桩质量及效果,编写试桩报告,以确定大面积施工的各项技术参数及工艺。2预制桩模板及支架、钢筋、混凝土和预应力的施工应符合铁道部现行《铁路混凝土与砌体工程施工质量验收标准》(TB10424)的有关规定,并符合下列规定:1)混凝土应连续浇注,不得中断。2)桩的混凝土应达到吊运要求的强度,且不得低于设计强度的70%后,方可吊运,达到设计强度方可使用;3)钢筋混凝土桩及预应力混凝土桩桩节间的连接部件,应符合设计强度和耐久性要求。接桩铁件应做防腐处理。3混凝土桩(管桩)的堆放、起吊和运输必须符合下列规定:1)桩应根据种类和使用顺序堆放:堆放场地必须平整、坚实,堆放层数不宜超过四层;堆放桩的支承垫木位置,当两点支承时,应设在距两端0.21倍桩长处;当三点支承时,应设在距两端0.15倍桩长及中点处。每层垫木必须保持在同一平面上。各层间垫木应在同一垂直线上。2)起吊时桩的吊点位置和混凝土强度应符合设计要求。应平稳提升,使各吊点同时受力。一个吊点吊桩时,吊点应设在距桩上端0.3倍桩长处,在起吊中,应用钢丝绳捆绑并控制桩的下端。3)桩在起吊、搬运和堆码时,应防止冲撞和发生附加弯矩。4打桩前必须对桩的质量进行验收,其质量和规格必须符合设计要求。吊插桩前应重复检查桩架、桩位、桩身,质量合格后始可插桩。
5锤击打桩宜重锤低击。打桩前应从两个方向检查确认桩锤、桩帽与桩身保持在同一轴线上,直桩的垂直度或斜桩的倾角应符合设计要求。6打桩过程中应防止偏移。遇下列情况应停止打桩,经分析研究并采取措施后,方可继续施工:1)贯入度发生急剧变化或振动打桩机的振幅异常;2)桩身突然倾斜移位或锤击时有严重回弹;3)桩头破碎或桩身开裂;4)附近地面有严重隆起现象;5)打桩架发生偏斜或晃动。二)、检查要点1打入桩施工工艺流程见图2.5.1。图2.5.1打入桩施工工艺流程2打入桩基础施工检查要点见表2.5.1。表2.5.1打入桩基础施工检查要点序号检查项目检查要求1打入桩前预制桩的检测验收,预制桩堆放、起吊、搬运1)对预制桩的质量进行检验,并在每根桩上用油漆画出长度标志。2)预制桩堆放场地应平整、坚实,堆放层数不宜超过四层,两点支承时应设在距桩端0.21倍桩长处,三点支承时应设在距桩端0.15倍桩长及桩中点处。3)起吊桩时,混凝土强度和吊点位置应满足设计要求。起吊桩时,应平稳提升,使各吊点同时受力。一个吊点吊桩时,吊点应设在距桩上端0.3倍桩长处。
4)桩在起吊、搬运和堆码时,应防止冲撞和发生附加弯距。用驳船运桩,装卸时应注意保持驳船稳定。2锤击沉桩1)锤击沉桩应采用与桩和锤相适应的桩帽及适合桩帽大小的弹性衬垫。顶面和底面应平整并与桩的中轴线相垂直,桩锤、桩帽和桩身是否保持在同一轴线上。2)锤击沉桩开始时应用较低落距,并在纵横两方向观察、控制桩位和桩的竖直度或倾斜度,待桩入土一定深度并确认位置正确和方向无误后,再按规定落距进行锤击。坠锤落距不宜大于2m,单打汽锤落距不宜大于1m,柴油锤应使锤芯冲程正常。3)当落锤高度已达规定最大值和每击贯入度小于等于2mm时(或按设计文件提供的贯入度控制),立即停锤。但沉桩深度还未达到设计要求时应查明原因,采用换锤等措施。4)桩尖设计位于硬塑及半干硬状态的黏性土、碎石土、中密状态以上的砂类土或风化岩层时,按贯入度变化和工程地质资料,经与有关单位会商,确认桩尖已沉入设计土层,贯入度符合要求时即可停锤。5)桩尖设计位于一般土层时,应以桩尖设计高程控制为主,贯入度为辅。桩尖达到设计高程,但贯入度与试桩所确定的最终贯入度相比,或与地质资料对比有出入时,应与设计部门研究停锤控制标准。6)水上沉桩,可用固定平台、浮式平台或打桩船进行施工。有潮汐的水域,宜用固定平台或专用打桩船施工。已沉好的水中桩,应用钢制杆件把相邻桩连成一体加以防护,并在水面设置标志。严禁在已沉好的桩上系缆。3振动成桩1)振动沉桩一般适用于松软的或塑态的黏性土和较松散的砂土中,在紧密黏性土和砂质土中可用射水配合施工。2)振动锤的振动力应大于下沉桩的土摩阻力。在插好桩后,初期宜依靠桩和振动锤的自重下沉,待桩身入土达到一定深度并确认桩位和竖直度符合要求后再振动下沉。每根桩的沉桩作业应连续完成,接桩和停水干振时间不可过久。3)采用振动为主射水配合沉桩时,桩尖沉至距设计高程2m时应停止射水并将射水管提高,应即进行干振直至设计高程,当最后下沉贯入度≤试桩最后下沉贯入度、振幅符合规定时,即可认为沉桩合格。4)同一基础的基桩全部沉完后,宜将全部基桩再进行一次干振,保证全部基桩达到合格标准。4过程控制1)沉桩前查明施工区(高空、地面、地下和水中)有无妨碍沉桩的障碍物,根据桩重及类型、设计荷载、地质情况、设备条件和对邻近建筑物产生的影响等条件确定沉桩方法。2)平整场地,测定墩、台、基桩的纵、横轴线并做好记录,在陆地和静水区每根基桩轴线偏位应不大于1.5cm,单排桩轴线允许偏差为1cm。流速较大的深水中基桩轴线偏位不得超过设计允许范围。3)沉桩顺序可按水流、地形、地质、桩架移动难易等因素确定,当桩基平面尺寸较大或桩距较小时,宜由中间向外周进行沉桩,在较松软的土层中宜由外周向中间进行沉桩。
4)复查桩位、桩身、桩架质量,检查桩锤、桩帽与桩身的中心线、检查桩垂直度。接桩时应保持各节桩的轴线在同一条直线上,上下节桩轴线偏斜不应大于0.3%,并应使各节偏斜反向错开。5纠偏措施1)贯入度发生急剧变化或振动打桩机的振幅异常。2)桩身突然倾斜、移位或锤击时有严重回弹。3)桩头破碎或桩身开裂。4)附近地面有严重隆起现象。5)打桩架发生偏斜或晃动。6)同一基础,当土质与设计不符,致使桩的入土深度相差很大时,应提交设计部门确定,采取适当措施。3混凝土原材料、配合比设计和施工的检验应符合铁道部现行《铁路混凝土与砌体工程施工质量验收标准》(TB10424)的有关规定。4桩的混凝土表面质量应符合下列规定:1)桩的棱角破损深度应在10mm以内,其总长度不大于40cm;2)预应力混凝土桩不得有裂缝(表面收缩裂缝除外);3)普通混凝土桩表面裂缝深度不应大于7mm,裂缝宽度不应大于0.15mm;横向裂缝长度:方桩不应大于边长1/3,管桩及多角形桩不应大于直径或对角线1/3;纵向裂缝长度:方桩不应大于边长的1.5倍,管桩及多角形桩不应大于直径或对角线的1.5倍;检验数量:施工单位、监理单位全部检验。检验方法:观察、尺量或用刻度放大镜检查。5接桩应符合设计要求,当混凝土桩用法兰盘拼接时,应连接牢固,防锈处理符合设计要求。检验数量:施工单位、监理单位全部检验。检验方法:观察。6桩的入土深度和最终贯入度应符合设计要求。检验数量:施工单位、监理单位全部检验。检验方法:施工单位观察、测量并填写沉桩记录;监理单位对最终沉桩进行旁站并检查沉桩记录。7桩顶高程和桩头处理应符合设计要求。检验数量:施工单位、监理单位全部检验。检验方法:测量、观察。8打入桩地基处理后,按设计要求检验桩的承载力应满足设计要求。检验数量:施工单位、监理单位按设计要求数量检验;勘察设计单位现场确认。
检验方法:施工单位进行静载试验;监理单位见证试验。三)、检查标准1桩的钢筋骨架的允许偏差应符合表2.5.2的规定。表2.5.2桩的钢筋骨架允许偏差、检验数量及检验方法序号项目允许偏差施工单位检验数量检验方法1主筋间距±5mm按桩总数的5%抽样检验,且每检验批不少于5根。尺量不少于5处2箍筋间距或螺旋筋的螺距±10mm3钢筋保护层+5mm-2mm4吊环对桩中轴线的位置±20mm尺量或拉线尺量5吊环沿垂直于轴线方向的位置±20mm6吊环露出桩表面的高度±10mm7主筋顶端与桩顶净距±5mm8桩顶钢筋网片的位置±5mm9桩尖对中轴线的位置±10mm2桩身外型尺寸的允许偏差应符合表2.5.3的规定。表2.5.3桩身外型尺寸的允许偏差、检验数量及检验方法序号项目施工单位检验数量允许偏差检验方法1实心方桩⑴横截面边长按桩总数的5%抽样检验,且每检验批不少于5根。±5mm尺量不少于5处⑵桩顶对角线±10mm⑶桩尖对中轴线的位移10mm拉线尺量⑷桩身弯曲矢高20mm矢高与桩长比1‰⑸桩顶平面对桩纵轴线的倾斜3mm角尺和拉线尺量⑹中节桩两接触面对桩纵轴线的倾斜之和3mm2空心管桩⑴直径±5mm尺量不少于5处⑵壁厚-5mm⑶抽芯圆孔平面位置对桩中轴线的位移5mm⑷桩尖对桩纵轴线的位移10mm拉线尺量⑸桩身弯曲矢高20mm矢高与桩长比1‰⑹法兰盘对桩纵轴线垂直度4mm角尺和拉线尺量3桩位、倾斜度的允许偏差应符合表2.5.4的规定。
表2.5.4桩位、倾斜度的允许偏差、检验数量及检验方法序号项目允许偏差施工单位检验数量检验方法1桩位群桩中间桩d/2且不大于250mm全部检查测量或尺量外缘桩d/4排架桩顺桥方向100mm横桥方向150mm2直桩垂直度1%吊线和尺量3斜桩倾斜度15%tanθ注:1d为桩径或短边,单位为mm;2θ为斜桩轴线与竖直线间的夹角。
六、试桩一)、基本要点1试桩所用的原材料(粉喷桩、浆喷桩、高压旋喷桩:固化剂、外加剂、水等;灰土挤密桩:石灰、土料等;CFG桩:水泥、粉煤灰、碎石、砂、外加剂等;打入桩:混凝土强度等)应符合设计要求。2地基处理施工应根据环保要求,结合现场情况,编制实施性施工组织设计和施工工艺细则。3原材料起吊、运输和堆放(储存)必须符合施工工艺设计要求。4根据地质条件、桩型等,选择合适的施工机具,明确试桩工艺;每种成桩工艺性试验的试桩数量不少于2根,以复核地质资料以及设备、工艺、施打顺序是否适宜,确定混合料配合比、坍落度、搅拌时间、拔管速度等各项工艺参数,报监理单位确认后,方可进行施工。。5从事桩基工程检测及试验的单位,必须具备省(部)级建设行政主管部门颁发的资质证书。二)、检查要点1试桩的程序见图2.6.1。图纸审核地质核查编制施工工艺监理设计单位确认现场试桩试桩检测正式施工建设单位确认设计单位确认监理单位确认编制试桩总结报告图2.6.1试桩程序流程图2各种原材料的检验报告、质保证书,检验批。3粉喷桩、浆喷桩、高压旋喷桩单桩固化剂的总用量及平均用量,浆喷桩、高压旋喷桩浆液配比及比重;灰土挤密桩的配合比、击实试验、桩体干密度、最小挤密系数等;CFG桩混合料的配合比,混合料的拌和时间、坍落度及经时损失、原材料的计量等。4现场的各种施工记录与工艺设计是否一致,修改或优化的依据。5现场施工、监理、设计等相关人员的确认记录。桩体质量(粉喷桩、浆喷桩、高压旋喷桩、灰土挤密桩:无侧限抗压强度;CFG桩:强度)6小应变报告;打入桩:混凝土强度等)及复合地基承载力检测报告。7试桩报告及签认手续。
三)、检查标准1水泥的细度、凝结时间、抗压强度、抗折强度应满足国家标准GB175的有关规定。2石灰的质量应符合设计要求;设计无要求时,石灰中CaO含量不应低于50%,粒径应小于5mm,夹石量不大于5%。3试桩报告中确定的工艺流程及质量检验报告。
七.桩帽板一)、基本要点1施工准备1)按设计要求准备桩帽施工所需的模板、水泥、砂、石、钢筋等原材料。2)进行室内配合比设计。2桩帽板施工前必须将桩顶锤击面破损部分去除,全部凿除至新鲜混凝土面,桩体埋入桩帽板长度及桩顶主筋入桩帽板的长度应符合设计要求。3绑扎桩帽板钢筋前应核实每根桩体埋入桩帽板长度,并将基底压密至设计要求。4施工控制1)原材料按进场批次、炉号等要求进行检验。2)配合比设计及桩帽实体的强度应符合设计要求。二)、检查要点1桩帽板施工工艺流程见图2.7.1、2.7.2。平整场地开挖桩帽基槽二次破除桩头人工修整弃渣、弃土处理桩帽砼浇注破除桩头开挖桩头图2.7.1桩帽工艺流程图平整场地铺设碎石垫层垫层砂浆抹面钢筋制作模板加固筏板砼浇注破除桩头开挖桩头图2.7.2筏板工艺流程图2模板及支架安装和拆除、钢筋原材料、加工、连接和安装、混凝土原材料、配合比设计和施工的检验的检验必须符合铁道部现行《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》的规定。3桩头和桩帽板连接必须符合设计要求。当设计对桩帽板边缘与桩外缘净距无要求时,应符合下列规定:1)桩径≤1m
时,桩帽板边缘与桩外缘净距不小于0.5倍桩径,且不小于250mm;2)桩径>1m时,桩帽板边缘与桩外缘净距不小于0.3倍桩径,且不小于500mm。检验数量:施工单位、监理单位全部检查。检验方法:观察和尺量检查。三)、检查标准1桩帽板的允许偏差、检验数量及检验方法应符合表2.7.1的规定。表2.7.1桩帽板的允许偏差、检验数量及检验方法序号项目允许偏差施工单位检验数量检验方法1桩帽板平面尺寸±30mm按桩帽板数量5%抽样检验每块长、宽各尺量2点2桩帽板厚度+30mm-20mm每块尺量4点3中心位置15mm测量纵横各2点
第三章铁路路堤填筑及路堑开挖中铁四局集团技术中心彭宏伟一、填筑施工准备1.土工试验路基工程施工前,对取土场和路堑挖方及路堤填料进行土工试验,确定填料名称、分类、工程性质等,与设计规定值、规范允许值加以比较,选定填料最大干密度、最佳含水量和压实度等各项指标。2.填筑工艺性试验选择具有代表性的施工段作为填筑工艺性试验段,编制填筑工艺性试验方案,试验段长度不小于100m。通过对比试验,确定最合理的虚铺厚度、压实厚度、最经济的压实遍数、最佳含水量、最佳的机械组合、合理的机械走行速度、合理的分段长度以及最合理的施工控制方法。现场工艺性试验流程见“图3.3.1现场压实试验流程图”,压实试验记录按“表3.3.1路基填土压实试验记录表”填写。图3.1.1现场工艺性试验流程
表3.1.1路基压实试验记录表序号填土种类含水量虚铺厚度压实厚度压实遍数走行速度机械组合密实度检测值填筑加宽量备注最佳含水量实测含水量地基系数K30压实系数K孔隙率nEvdEv2备注:序号从0编起,1及以后为填土层数,O层表示原地面处理情况;备注栏说明填层位于路基何部位(基底、本体、基床底层、表层);压实遍数中应注明静压、动压遍数。现场填筑工艺性试验,是将设计标准和室内试验数据转化为施工控制参数的必要环节,在大规模施工之前,或材料来源发生变化后,均应按规定进行现场工艺性试验,以确保填筑工艺,保证填筑质量。填筑工艺性试验应根据施工进展情况,按不同部位分别进行试验,主要有以下六种路基填筑工艺性试验:1).基床以下填料填筑压实工艺试验;2).基床底层填筑压实工艺试验;3).基床表层级配碎石填筑压实工艺试验;4).基床表层沥青混凝土填筑压实工艺试验;5).过渡段填筑工艺试验;6).改良土填筑工艺试验。通过工艺性试验取得的工艺参数经现场监理单位确定后,方可对路基土石方进行全面大规模的施工。二、路堤填筑施工技术1.路堤填料规定1.1基床以下路堤填料1.1.1基床以下路堤应选用A、B组填料和C组碎石类、砾石类填料。1.1.2当选用C组细粒土填料时,应根据填料性质进行改良。1.1.3当选用硬质岩石及不易风化的软质岩的碎石时,应级配良好,块石类填料粒径不大于15cm。
1.1.4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;填料土质发生变化或更换取土场时应重新进行检验,检验项目及频次应满足表3.2.1要求。1.2基床底层填料1.2.1基床底层应选用A、B组填料或改良土。1.2.2块石类作为基床底层填料时,应级配良好,其粒径不应大于10cm。1.2.3基床底层填料的检验项目及频次应满足表3.2.1要求。表3.2.1填料检验项目及检验数量填料类别试验项目、频次颗粒级配液塑限击实试验颗粒密度细粒土5000m35000m3碎石类土10000m310000m31.3基床表层填料1.3.1基床表层填料应采用级配碎石、级配砂砾石。无砟轨道基床表层填料采用级配碎石。1.3.2级配碎石一般选用3-4种碎石集料(如10-31.5m、10-20mm、5-10mm石粉等),按一定比例搅拌而成混合料(每一种集料都有一定的筛分成分)。通过颗料间的摩擦作用、嵌锁作用和粘结作用,经过碾压达到压实板结的目的。1.3.3基床表层级配料按2000m3为一个批量进行常规试验。同时对颗粒小于5mm的细粒料的液塑限实行有效控制。1.3.4级配碎石碎石粒径、级配及材料性能应符合《客运专线基床表层级配碎石暂行技术条件》规定。1.4过渡段填料1.4.1基床表层以下级配碎石其颗粒中针状、片状碎石含量不应大于20%,质软、易碎的碎石含量不应超过10%,黏土团及有机物含量不超过2%。1.4.2过渡段内与级配碎石连接段采用A、B组填料。1.4.3级配碎石范围应符合表3.2.2要求。表3.2.2级配碎石范围级配编号通过筛孔质量百分率(%)50403025201052.50.50.075110095~100——60~90—30~6520~5010~302~102—10095~100—60~90—30~6520~5010~302~103——10095~100—50~8030~6020~5010~302~10
1.5改良土填料1.5.1物理改良土填料一般为砂、碎石土、砂类土。砂应采用天然级配的中、粗、砂砾,含泥量不得大于5%,3000m3为一个检验批;碎石土、砂类土应满足基床底层填料要求。1.5.2化学改良土填料一般为水泥、石灰、粉煤灰等外掺料。外掺料按200t一个批次检验相关指标。1.5.3物理改良土混合料均匀性检验为5000m3一个检验批。混合料中不得有大于10mm的土块、未消解的石灰颗粒和素土层。1.6沥青混凝土材料1.6.1沥青混凝土材料中矿料按200m3一个检验批次,沥青按100t一个检验批次,原材料质量指标按客专沥青技术条件相关要求执行。2.基床以下路堤填筑2.1路堤填筑应按“三阶段、四区段、八流程”的施工工艺组织施工,填土作业区段划分原则是保证施工互不干扰,每一作业区段以200~300m为宜。图3.2.1路堤本体填筑施工工艺流程图2.2路堤填土施工顺序按下层面处理→卸填料土→推土机摊铺整平→轻型压路机静压→重型压路机振压→平地机精平→重型压路机终压,具体施工顺序如图3.2.3所示。
不同性质的填料应分层填筑,不得混填,每一水平层的全宽应用同一种填料填筑,每种填料层累计总厚度不宜小于50cm。填土区段按照网格化布料,用推土机或平地机摊铺平整,使填层在纵向和横向平顺均匀,以保证压路机碾压轮表面能基本均匀接触层面进行压实,达到最佳碾压效果。推土机摊铺平整的同时,应对路肩进行初步压实,保证压路机进行压实时,压到路肩而不致滑坡。初压工序之后用平地机精平,局部凹坑采用人工修整。图3.2.2压实层纵向施工顺序示意图2.3应根据工艺性试验确定的虚铺厚度确定分层填筑厚度。路堤填筑细粒土虚铺厚度一般按35~40m;填筑砂类土一般按40cm虚铺;填筑块石按0.5~0.8m虚铺。碎石类土分层的最大压实厚度不大于40cm,砂类土分层的最大压实厚度不大于30cm,分层填筑的最小分层厚度不小于10cm。填料摊铺时,应在已压实好的路基面上设置方格网(石灰),控制填料摊铺数量,虚铺厚度应采用路基两侧设标竿和红色施工绳等措施给予控制。2.4进行碾压前对填筑层的分层厚度和大致平整程度应进行检查,确认层厚和平整程度符合要求;碾压前向压路机司机进行技术交底,内容包括:碾压里程范围、压实遍数、机械走行速度、压实顺序、压实时纵横向重叠长度及有关安全注意事项。碾压顺序:直线地段:先两侧后中间,先慢后快,先静压后振动,
如图3.1.4所示;曲线地段:从曲线内侧向外侧,先慢后快,先静压后振动,如图3.1.5所示。第一遍采取静压使填土表面平整度较好,振动压实效果比未采取静压的效果好,故按照静压、弱振、强压、静压四步骤进行。各种压路机的最大碾压行驶速度不宜超过4Km/h,纵向搭接长度不小于2m,上下层填筑接头应错开3m。压路机按下图式走行,相邻两行碾压轮迹至少重叠40cm,保证不漏压。图3.2.3直线段路堤填筑碾压顺序图图3.2.4曲线段压路机碾压走行路图2.5路基路肩部分采用斜向进退碾压法。斜向进退碾压法是将压路机的走向与边线成约45°的交角走行,至前轮缘外端1/4悬空后即行后退,如此反复进退碾压,压实至要求的密实度为止。采用斜向进退碾压法碾压路肩时,压路机下必须设专人指挥进退,防止覆车。2.6
碾压遍数:按照不少于填筑工艺性试验确定的压实遍数进行压实。对细粒土和砂类土一般先采用轻型压路机静压2遍,再用重型振动压路机碾压4~6遍;对碎石土填料采用重型振动压路机碾压5~7遍。2.7填方断面边坡线按每侧超宽不宜小于50cm进行控制,为保证断面几何尺寸准确无误,直线段边桩设置间距20m,曲线段边桩设置间距10m。每隔20~50m用标竿和红色施工绳作成标准几何断面,如图3.1.6所示。图3.2.5路基横断面控制图2.8地面自然横坡或纵坡陡于1:2.5~1:5时,应将原地面挖成台阶,台阶宽度大于1m。纵向搭接时,采用人力开挖宽度大于2m的搭接平台,进行台阶处理,如图3.1.7所示。图3.2.6斜坡处理大样图2.9.当上、下两填层采用不同种类或颗粒条件的填料时,其粒径应符合D15/d85≤4((渗水土间)或D15≤0.5mm((非渗水土间)的要求,否则应铺设隔离作用的土工合成材料。2.10当填料含水量过高时,在碾压过程中填层会出现侧挤、“弹簧”等现象,填层难以压实。一般处理方法:①在取土坑四周挖设深沟降低水位,土场内拉槽控水,降低土源含水量。②将填料运至路堤摊铺晾晒处理;已碾压的土层采用松土器拉松、翻拌晾晒,应将压实层翻挖至少10cm深,再补填压实。③
直接在取土坑的填料中加入干土、生石灰粉等翻拌混合,降低填料含水量。当采用掺加生石灰粉降低填料含水量时,应在翻拌均匀后3~4小时待生石灰水化膨胀基本完成后才能挖装、运填、碾压。④适当减薄填层厚度,但最小压实厚度不得小于10cm。2.11当填料含水量过低时,填层压实时易产生起层、干裂纹、疏松现象,压实度难以达到。一般处理方法如下:①取土坑内提前洒水闷湿和路堤内洒水搅拌的方法。人工洒水润湿的加水量Mw可按下式估算:MsMw=-----(ωopt-ωn)1+ωn式中:Mw----加水量(kg);Ms----所取填料的湿重(kg);ωopt、ωn----填料最佳含水量、天然含水量,以小数表示。②先挖弃取土坑上层表土,取用含水量适中的下层土。2.12每层填筑时,应向路基两侧做4%的人字横向排水坡。2.13在路堤本体最后几层施工时逐步进行刷坡,将刷坡土利用作填料。2.14平地机整平修正时易将粗集料刮到表面,造成离析和粗细集料成“窝”或“带”,平地机来回刮平的次数越多,离析现象愈严重,平整时应设2~3人小组负责消除平地机整形后的“窝”或“带”。2.15当路堤高度小于基床厚度(3.0m)时,应按设计进行整平碾压、夯实、翻挖回填、换填或其他加固措施。2.16检验签证基床以下填料压实质量必须随分层填筑碾压施工分层检测。有砟轨道采用K30和K(或n)作为控制指标;无砟轨道采用K30、K(或n)和Ev2作为控制指标,控制标准见3.2.3表、3.2.4表、表3.2.5。表3.2.3基床以下路堤填筑压实标准表填料轨道类型填料类别压实指标改良细粒土粗粒土碎石类A、B组填料及细粒改良土有砟轨道K30(MPa/m)≥90≥110≥130K≥0.9孔隙率n(%)<31<31无砟轨道K30(MPa/m)≥90≥110≥130Ev2(MPa)≥45≥45≥45K≥0.92孔隙率n(%)<31<31
表3.2.4基床以下路堤填筑压实质量检测数量及方法表填料种类检测频度检测数量检测方法改良细粒土每层沿纵向每100m检测6点,左、右距路肩1m各2点,路基中间2点。核子密度仪、环刀法粗粒土碎石类土块石类土灌砂法、灌水法各种土每填高0.9m,纵向100m检查4点,距路肩2m处2点、中间2点K30荷载板、Ev23.2.5表基床以下路堤顶面外形尺寸标准表检查项目允许偏差范围检查方法纵断面高程(mm)±50每100m用水准仪检查5点中线至边缘(mm)±50每100m用经纬仪检查5点宽度(mm)≮设计值每100m检查5处横坡±0.5%每100m检查5个断面边坡≯3%设计值每100m检查2处平整度(mm)土质≯15每100m用2.5m直尺检查10点3.基床底层路堤填筑基床底层填筑前,应做填筑压实工艺试验,以获得施工工艺参数。填筑压实工艺流程按照基床以下路堤压实要求组织进行。当采用碎石类和砾石类填筑时,分层的最大压实厚度不应大于35cm,当采用砂类土和改良细粒土填筑时,分层的最大压实厚度不应大于30cm,分层填筑的最小压实厚度不宜小于10cm。基床底层路堤填筑压实控制见表3.2.6、表3.2.7、表3.2.8。
表3.2.6基床底层路堤填筑压实标准表填料轨道类型填料类别压实指标改良细粒土粗粒土碎石类A、B组填料及细粒改良土有砟轨道K30(MPa/m)≥110≥130≥150K≥0.95孔隙率n(%)<28<28Evd(MPa)≥40≥40≥40无砟轨道K30(MPa/m)≥110≥130≥150Ev2(MPa)≥60≥60≥60Evd(MPa)≥35≥35≥35K≥0.95孔隙率n(%)<28<28表3.2.7基床底层路堤填筑压实质量检测数量及方法表填料种类检测频度检测数量检测方法改良细粒土每层沿纵向每100m检测6点,左、右距路肩1m各2点,路基中间2点。核子密度仪、环刀法粗粒土碎石类土块石类土灌砂法、灌水法各种土每填高0.9m,纵向100m检查4点,距路肩2m处2点、中间2点。K30荷载板、Ev2、Evd表3.2.8基床底层路堤顶面外形尺寸标准表检查项目允许偏差范围检查方法厚度(mm)±30每100m用水准仪检查3点中线至边缘距离(mm)+500每100m用经纬仪检查5点宽度(mm)≮设计值每100m检查3处横坡±0.5%每100m检查2个断面平整度(mm)土质≯15每100m用2.5m直尺检查10点4.基床表层路堤填筑高速铁路以变形控制做为主要控制因素设计,基床表层的材质和强度应能承受列车荷载的长期作用,刚度应使列车运行时产生的弹性变形控制在一定范围内,厚度应使扩散到其底层面上的动应力不超出基床底层土的承载能力,并能防止道碴压入基床及基床土进入道床,防止地表水侵入基床土中导致基床软化及产生翻浆冒泥等基床病害。研究标明,如基床底层土的压实度能达到100%,基床表层厚度约需
0.6m,如果压实度达到95%,基床表层厚度需要0.8m以上,综合考虑路基顶面变形控制与基床表层下填土动强度因素,当基床表层材料的变形为180MPa,土基变形模量为36MPa时,基床表层设计厚度为0.7m。基床表层的填筑质量直接影响路基的稳定性、线路的平顺性和列车的安全性,故在施工中应给予足够的重视。在客运专线有砟轨道中,路基面上应设置沥青混凝土防渗层,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,有砟轨道路基面全宽设置。无咋轨道基床表层厚度与混凝土支撑层的总厚度不小于0.7m,在混凝土支撑层至路肩和两线间路基面设置沥青混凝土防渗层。这是铁路路基工程中首次引入沥青混凝土的内容。4.1基床表层级配碎石填筑4.1.1级配碎石搅拌和储运4.1.1.1级配碎石优先采用厂拌法生产。一般采用稳定土厂拌设备,装载机配合上料,电脑程控计量,厂拌计量设备要经计量局核准,并有专人操作维修,日常应对计量仪器进行校核。4.1.1.2在生产厂、搅拌场、搅拌设备料斗内,集料储备应分类存放、相互隔开。其中石屑应现用现备,防止因多备造成下雨水化板结失去胶粘力。4.1.1.3为确保材料清洁,在堆放场地要防止粘土、杂物及粉尘渗入;装料时要防止将泥土铲入;装车前车内要进行清扫,车厢应严密,防止小颗粒渗漏。4.1.1.4为防止拌和好的材料在装料至汽车时发生离析,尽量保持拌合机出料口位于自卸车车斗的中部,并且尽量减小出料口与车斗的高度。在高温及风大的天气情况下施工,当运输路程较远或道路运输状况不良时,应将混合料表面进行覆盖,减少水的蒸发(挥发),运输途中,尽量保持汽车平稳运输,不得突然大起大落、剧烈颠簸,以防止加速集料离析。搅拌的混合料要现拌现用,严禁存放。施工中拌合能力、运输能力、摊铺能力要相互匹配、相互衔接。4.1.1.5拌和中须根据配比要求,结合天气、运输等条件,认真掌握好含水量,含水量对级配碎石的质量响影极大,水少难以压实,水多造成离析。4.1.2级配碎石配合比的设计。4.1.2.1级配碎石的级配范围应满足规定。
在实际工作中,最有效的判定方法是配比的筛分结果,应达到或接近规范要求的级配中值,为最佳配比。特别是在0.075mm、0.5mm、1mm、16mm几个点上要力求达到中值。4.1.2.2为保证筛分曲线圆滑,容易击实,配比筛分结果应满足颗粒不均匀系数Cu=≥5及曲率系数Cc==1~3。4.1.2.3为防止道碴及下部土层颗粒嵌入基床表层,基床表层与上部道碴与下部填土之间的颗粒级配均应满足太沙基的反滤准则,即D15/d85<4。如不能满足反滤准则,基床表层可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。4.1.2.4为了验证理论配合比的正确性,应按照《铁路工程土工试验规范》(TB10102)进行四项试验。(1)颗粒密度试验,求出颗粒密度Ps,以计算空隙率。(2)颗粒分析试验,制定级配范围。(3)界限含水率试验,判定液限ωL。(4)重击试验确定最佳含水量wopt及最大干密度Pmax。级配碎石含水量一般可选取一个合适的含水量范围(如5%~7%)为宜。4.1.2.5根据理论配合比,做工程试验段,通过实践对配比进行调整,以确定实用的最佳配比及工艺参数。(1)调整含水量。级配碎石填筑中可能有多次补水过程(搅拌、摊铺碾压、养护),应根据天气等现实条件及实际经验,反复试验确定。施工过程中的含水量是保证级配碎石路面质量极为重要的因素。(2)调整颗粒集料含量。在理论配比计算中常常大颗粒偏高,易于离析,造成路面观感差,空隙率高,粗细颗粒应根据实际情况做局部调整(一般是增加细颗粒,减少大颗粒含量)。调整后的配比,除做工程检测外,关键指标仍需通过试验进行判定。4.1.3施工工艺技术4.1.3.1填筑前的准备(1)做好前道工序的验收工作。基床表层填筑前应对基床底层的路基系数K30、压实度K、空隙率N、Evd模量、Ev2模量进行核对。(2)路基标高、中线、纵横坡平整度等项指标组织工序间的验收。在路基基床底层表面恢复线路中线,测设中心桩和级配碎石填筑宽度边桩(设计宽度向外移20cm~30cm设置),在直线地段每隔20m
设一组(3根),曲线地段每隔10m设一组。在桩上测设虚铺填筑高程并作出标记,以准确控制松铺厚度,在填筑施工时每个断面桩分别用细绳按所作标记挂线控制。在填筑最后一层级配碎石时,应在桩上标识出基床表层顶面设计高程,用以控制基床表层的厚度、高程和表面的平整度。(3)认真做好级配碎石的试验段,条件可能力争多做对比试验,通过填筑压实试验与质量检测试验,确定填筑工艺参数,制定施工工艺,送监理审查同意后再大规模施工。(3)根据设计要求,填筑路基施工时,应与接触网基础,电缆沟槽同步施工。4.1.3.2工艺流程施工顺序一般按“四区段”“六流程”进行,如图3.2.7所示。验收基床底层区搅拌运输检测整修摊铺碾压测量放样检验修整基床底层拌合运输摊铺碾压检测试验修整养护图3.2.7基床表层施工工艺流程图4.1.3.3.摊铺工艺对于有砟轨道,基床表层下层可用地平机,配合推土机进行施工,上层应采用摊铺机摊铺;对于无咋轨道,应采用摊铺摊铺机摊铺。长度100m~200m为宜。(1)均匀卸车由专人负责指挥卸车。用地平机摊铺时应采用方格网控制填料量,方格网纵向桩距不得大于10m,并结合“挂线法”控制虚铺厚度。用摊铺机时,采用“挂线法”控制虚铺厚度,虚铺厚度应按填筑工艺性试验确定的参数严格执行,虚铺厚度基床表层一般20cm~35cm,每层的填筑压实厚度不得大于30cm,最小填筑压实厚度不得小于15cm。(2)推土机初平(不采用摊铺机摊铺或摊铺机摊铺但在级配碎石底层施工时采用)
卸料后及时用推土机将混合料均匀摊铺,推土机摊铺时按桩位所示高程的虚铺厚度粗略摊平,目测局部有较大凹凸不平或局部未覆盖级配碎石的采用人工横向拉线,将不平的地方人工用铁锹找平,同时人工对级配碎石边线进行粗略顺直调整,力求表面平整、边线基本顺直。(3)平地机精平(不采用摊铺机摊铺或摊铺机摊铺但在级配碎石底层施工时采用)用平地机将摊铺基本均匀平整的混合料进行精平,施工时,调整平地机刮刀的高程和倾斜角度,以便按规定的路拱坡度和虚铺厚度进行精确摊铺。用压路机在已精平的路段上快速碾压一遍,以暴露潜在的不平整,及时采用人工局部平整。(4)摊铺机摊铺摊铺采用双机联铺,双机联铺方法如图3.2.8所示,前后机位相距10m,熨平板重叠8~10cm。图3.2.8基床表层双机联铺示意图双机联铺时虽然没有施工缝,但是两机布料在交缝区的均匀性和一致性会比单机布料器范围内的均匀性、一致性稍差。因此两台摊铺机的布料宽度不能绝对相等,保持上下基层交缝区错开,如图3.2.9所示,保证基层整体性良好。图3.2.9纵向交缝区上下层错缝示意图根据工艺试验确定的松铺系数,算出松铺厚度作为摊铺控制标准。在路肩边线处用张紧钢丝引导法控制标高、层厚、横坡。联铺时中间接缝处安装一组传感器控制两侧标高,如图3.2.10所示。碾压过程中安排一个测量小组进行跟踪测量、检测。
图3.2.10双机联铺接缝处标高控制示意图联机摊铺的摊铺强度控制在400t/h左右,与拌和站的能力保持匹配。摊铺间隔时间不得超过30min,超过30min时应按接缝处理。摊铺速度控制在1.5~2.0m/min,施工过程中摊铺机不得随意变速、停机,保持摊铺的连续性和匀速性。防止过快造成混合料离析。摊铺时混合料的含水量宜高于最佳含水量1%,以补偿摊铺和碾压过程中的水分损失。在摊铺机后面设专人消除粗细集料离析现象,特别是粗集料窝或粗集料带应该铲除,并用新混合料填补或补充细混合料并拌和均匀。两作业段的横缝衔接处应搭接拌和碾压,第一段在末端只留0.5m进行初步碾压,第二段施工时,前段留下的未压实部分混合料必须铲除,再将已碾压密实且高程符合要求的末端挖成一横向(与路面垂直)向下的断面,然后再摊铺新的混合料,并同第二段一起碾压。(5)机械摊铺平整后,要派足够的人力辅助整治,这是一个重要环节。对个别低凹或离析处人工找平,除去较大的颗粒,补平用料应选用小粒径碎石及石粉现场拌合为宜,不宜用大骨料。4.1.3.4碾压工艺(1)碾压设备一般选用自行式振动压路机(如SD15C型、YZ18型等)。一般应遵循先轻后重、先慢后快的原则,如先静压2遍使大面平整,人工修整找平,然后重振2~3遍,轻振1~2遍最后静压1~2遍收光,具体程序及遍数,应由填筑工艺性试验确定,不能照搬照套,既要防止碾压遍数不足,又要密切注意振动对表层的破坏作用,防止出现过剩压实。(2)整形后当表面尚处湿润状态时应立即进行碾压,以防止水分丢失。直线段由两侧向中间碾压,曲线段由内侧向外侧碾压。碾压时横向重叠不小于0.4m;纵向衔接处塔接长度不小于2m;各区段交接处,纵向搭接压实长度不小于2m
(接缝处填料应翻开并与新铺填料混合均匀后再进行碾压),上下层填筑接头应错开不小于3m。对靠电缆沟槽附近处的级配碎石,应采用冲击夯补压夯实。碾压顺序应按下图3.2.11、图3.2.12执行。图3.2.11直线地段路堤填筑碾压顺序示意图图3.2.12曲线地段路堤填筑碾压顺序示意图(3)碾压中应控制好含水量,一般控制在5~7%较易达到碾压标准。碾压前检测含水量,当含水量大于最佳含水量1%以上时,应适当晾晒;当含水量小于最佳含水量应洒水(考虑碾压过程中的水份损失),采用人工洒水方式,可用喷雾器喷洒水雾,以求均匀并容易控制水量。洒水后静置3小时左右,等水分充分浸润集料后再进行碾压。
4.1.3.5养生及保护(1)对碾压成型的级配碎石层,由于石粉的水化粘结作用,有一定的板结过程,一般1天的强度可达60%左右,3天可达70%左右,7天可达85%左右,因此养护期以7天为宜。(2)养护期内禁止跑车扰动;保持含水量,按时喷雾洒水;防止大雨冲淋,细粒渗漏,如用草帘子、塑料布等进行覆盖养护。(3)养护期后要做好成品保护工作,应严格限制车辆、控制车速,严谨在已完成的或正在碾压的路段上调头或急刹车。4.1.3.6质量检测碾压完毕并养生48小时后立即进行内部填筑质量检测和外形几何尺寸检查,填筑质量主要检测内容包括:级配碎石均匀性、填筑层压实质量(有砟轨道采用K30、Evd、n控制;无砟轨道采用K30、Evd、Ev2、n控制);外形几何尺寸检查主要内容包括:分层填筑厚度、表面平整度、中线高程、中线至路肩边缘距离、宽度、路拱横坡等。检测项目、质量控制指标及检测方法如下表3.2.9、表3.2.10、3.2.11。表3.2.9基床表层级配碎石填筑压实标准填料轨道类型压实度标准地基系数K30(MPa/m)孔隙率n(%)动态变形模量Evd(MPa)变形模量Ev2(MPa)级配碎石有砟轨道≮190﹤18≥55无砟轨道≮190﹤18≥50≥120表3.2.10基床表层路堤填筑压实质量检测数量及方法表填料种类检测频度检测数量检测方法级配碎石每层沿纵向每100m检测6个点,左、右距路肩1.5m各2点,路基中间2点。Evd、Ev2灌砂法、灌水法级配碎石每层沿纵向每100m检测4点,距路肩1.5m处2点、中间2点。K30荷载板
表3.2.11边缘距离、宽度、横坡允许偏差及检验方法序号项目允许偏差施工单位检验数量检验方法1中线高程±10mm每100m抽样检查5点水准仪测量2路肩高程±10mm每100m抽样检查5点水准仪测量3中线至路肩边缘距离+20,0mm每100m抽样检查5处尺量4宽度不小于设计值每100m抽样检查5处尺量5横坡±0.5%每100m抽样检查5个断面坡度尺量/水准测量6平整度不大于10mm每100m抽样检查10个点2.5m长直尺量7厚度-20mm每100m抽样检查3点水准仪测量4.2基床表层沥青混凝土施工4.2.1沥青混凝土施工应按照配合比设计、拌制、运输、摊铺、碾压工序流程进行。不得在气温低于10oC、雨天、路面潮湿的情况下施工。4.2.2热拌沥青混凝土的施工温度应按试验确定,无条件的可参照下表确定。表3.2.12热拌沥青混凝土的施工温度表(oC)
4.2.3沥青混凝土配合比设计(1)规范采用马歇尔配合比设计方法,应具有良好的高温稳定性、水稳定性、低温抗裂性及防渗水性能等。(2)配合比设计应通过目标配合比设计、生产配合比设计及生产配合比验证三个阶段,确定矿料级配及最佳沥青用量。4.2.4沥青混凝土拌制应符合下列规定:(1)沥青混凝土必须在拌和厂采用拌和机械拌制。拌和厂选址应考虑运输距离和运输道路因素,确保混合料温度下降不超过规定要求以及确保混合料和温度不离析。拌和厂应设置防雨顶棚,料场及道路应给予硬化,拌合厂应做好排水设施。(2)沥青混凝土可采用间歇式或连续式拌和机,必须配置计算机控制系统,连续式拌和机使用的集料必须稳定不变,如从多处进料、料源或质量不稳定时,不得采用连续式拌和机。拌和设备的各种传感器必须经鉴定合格后方可使用,鉴定周期为一年。(3)烘干集料的残余含水量不得大于1%,每天开始几盘集料应提高加热温度,并干拌几锅集料废弃,再正式加沥青拌和混凝土料。(4)沥青混凝土出厂时应逐车检验重量和温度,记录出厂时间,签发运料单。4.2.5沥青混凝土运输应符合下列规定:(1)应尽量采用较大吨位的运输车辆运输,不得在级配碎石路面上急刹车、急掉头,应匀速行驶。(2)运输车辆每次使用前后必须清扫干净,车厢板上涂一薄层防止沥青粘结的隔离剂或防粘结剂。从拌合机向运料车装料时,应多次挪动汽车位置,平衡装料,减少混合料离析。运料车运输混合料应覆盖保温、防雨、防污染。(3)运料车每次卸料必须倒尽。4.2.6沥青混凝土防渗层摊铺应符合下列规定:对于有砟轨道沥青混凝土防渗层施工,应采用摊铺机摊铺,压路机碾压工序;对于无咋轨道沥青混凝土防渗层施工,由于空间受限,施工时采用小型配套机具设备配合人工施工沥青混凝土防渗层。下面讲述有砟轨道沥青混凝土防渗层施工工艺。(1)沥青混凝土采用摊铺机摊铺,摊铺机的受料斗应涂刷薄层隔离剂或防粘结剂。
(2)沥青混凝土表层分两幅摊铺,采用热搭接方法,两幅之间应有30~60mm左右宽度的搭接。(3)摊铺机开工作业前提前30~60min预热烫平板至不低于100oC。铺填过程中应选择烫平板的振捣或夯锤压实装置具有适宜的振动频率,以提高路面的初始压实度。烫平板加宽连接应仔细调节至摊铺的混合料没有明显的离析痕迹。(4)摊铺机必须缓慢、匀速、连续不间断的摊铺,摊铺速度控制在2~6m/min。(5)摊铺机应采用自动找平方式,可采用钢丝绳引导、平衡梁或雪橇式等摊铺厚度控制方法。(6)沥青混凝土的松铺系数应按工艺试验确定。(7)局部机械作业不能到位部分可采用人工摊铺,人工摊铺时,沥青混凝土应卸在钢板上,摊铺时应扣锹布料,铁锹等工具应涂防粘结剂或加热使用;边摊铺边刮板整平,摊铺不得中间停顿,如不能及时碾压,应停止摊铺,并对卸下的料覆盖保温,低温施工时,每次卸下的料均需及时覆盖保温。4.2.7沥青混凝土碾压应符合下列规定:(1)压实层最大厚度不宜大于10cm。(2)应配备足够的压路机,选择合理的压路机组合方式及初压、复压、终压的碾压步骤,以达到最佳碾压效果。低温、风大、薄层碾压时压路机数量应适当增多。(3)压路机应以慢而均匀的速度碾压,压路机的碾压线路、方向不应突然改变,碾压速度应符合下表规定:表3.2.13沥青混凝土碾压速度(Km/h)(4)碾压在尽可能高的温度下进行,不得在低温状况下反复碾压,压路机的碾压温度应上表规定。(5)压路机不得在未碾压成型的路段转向、掉头、加水或停留。初压一个紧跟摊铺机进行,并保持较短的间隔区段,复压紧跟初压后进行,不得随意停顿,碾压长度控制在60m~80m
内。终压紧跟复压后进行,且不少于2遍,无明显轮迹为止。(6)当天成型的沥青混凝土路面上不得停放各种机械设备或车辆,不得散落矿料、油料等杂物。4.2.8沥青混凝土接缝必须紧密、平顺,不得产生明显的接缝离析。上下层纵缝应错开15cm(热接缝)或30~40cm(冷接缝)。相临两幅及上下层的横向接缝应错开1m以上。4.2.9沥青混凝土压实质量采用核子密度仪每纵向100m检测6个点,左右距路肩1.5m各2点,中间2点;每200m钻心法取样2点,距路肩1.5m1点,中间1点。沥青混凝土厚度不应小于设计值,每纵向100m检测3个点。5.改良土填筑因A、B组填料缺乏,采用细粒土作为填料时,应对细粒土进行改良,外掺材料一般为水泥、石灰及粉煤灰等。对细粒土进行改良,应优先采用厂拌法。改良土掺料配比应通过室内试验和现场压实情况进行设计和调整。大规模填筑前,应取有代表性的段落进行填筑工艺性试验,以取得施工工艺参数。5.1施工工艺施工区段一般按底层准备区段、拌合摊铺区段、碾压整形区段、检测报验区段。厂拌改良土施工工艺如图3.2.13所示。图3.2.13厂拌法改良施工工艺图5.2原状土破碎采用碎土设备对填料进行破碎处理,正式破碎前须与下级改良土拌和站进行联动联调,使两级设备的生产能力协调一致,以便达到最佳的质量和经济效果。原状土破碎的最佳含水量在16.8~22%左右,偏离须
采取措施调整含水量。原状土的粒径须小于40cm,超过此限的土团应剔除或改小。植物根茎应在取土源处予以清除。后台上料选用装载机或皮带运输机上料。破碎出料运输皮带的落料口对准下级改良土拌和站的配料仓漏斗,破碎土可快速通过漏斗进入搅拌筒。5.3拌和采用拌和站对已破碎的填料进行拌和。在设定拌和产量时,宜将拌和产量设定在略大于破碎机产量的工况,使拌和站配料仓保持较少的存料,防止拌和站配料仓因进料过快而出现“粘”、“堵”、“拱”、“卡”的现象。改良土的含水量低于设计要求时,应在拌和站这一级设备加水拌和,切忌在破碎设备这一级加水。采用雾化加水技术,加水量通过精密计量装置加以控制,严禁人工随意乱加。原状土和改良土混合料的实际含水量都要进行跟班检测,以便实时调整。混合料中不应含有10mm的土块和未消解的掺合料颗粒。拌和成品混合料经皮带机运送进入储料仓。改良土二级厂拌法机械布置如图3.2.14所示。图3.2.14改良土二级厂拌法机械布置图5.4运输采用大型自卸车运输,成品仓前一般准备数
台车在等待装料,防止成品仓储料过多时间过长造成“粘”、“堵”、“拱”、“卡”现象。气候干燥水份蒸发过快的天气条件下运输时,车斗加苫布覆盖,以保证混合料的含水量维持在允许的误差范围内。运料车不能从新铺且未碾压成型的层面上行驶。5.5摊铺摊铺采用大功率平地机和推土机联合摊铺整平,摊铺、整平工艺与基床以下路堤要求相求。摊铺因故中断超过2h时,应设置横向施工缝,横向施工缝采取搭接施工。摊铺过程中随时用检验填料含水量。石灰改良粉质粘土经运输、等待、摊铺后容易失去一定的水份,特别是在秋季和高温季节更是如此。碾压时不易压实,甚至出现细裂缝,说明含水量偏低,此时要用喷雾器适量洒水,以便于压实。5.6碾压分层填筑压实厚度不大于30cm。混合料摊铺完成后,先用平地机初平和整形,再用压路机快速碾压1~2遍,碾压结束前,用平地机终平一次。其他碾压工艺与路堤基床以下路堤碾压要求相同。5.7检验、养生改良土的检验项目、方法及质量控制指标与基床以下路堤要求相同。化学改良土应保持良好的养生,养生期不少于7天。当改良土土分层施工时,下层碾压合格后,可以立即填筑另一层改良土,不需专门的养生期。6.路堤修整路基整修应在路基工程陆续完毕,所有排水构造物已经完成并在回填之后进行。整形前应恢复各项标桩,并按设计图纸要求检查路基的中线位置、宽度、纵横坡、边坡及相应的标高。带线控制边坡坡度,直线段每隔20m设置一道坡度标志线,曲线段每隔10m设置一道坡度标志线。并用坡度尺实时检测实际坡度。当锤球垂线与对准线重合时表示坡度符合要求,当锤球垂线与对准线不重合时(虚线位置)表示坡度不符合要求。边坡坡度尺检查如图3.2.15所示。
图3.2.15边坡坡度尺检查示意图两侧超填的宽度应予切除,低边坡(1.5m内)用推土机或平地机刮土整修成型。高边坡用挖掘机和人工联合整形,人工刷坡时应采取方格网控制边坡平整度和坡度,方格网桩距不大于10m。松散的或半埋的尺寸大于100mm的石块,应从路基表面层移走,并按规定填平压实。边坡受雨水冲刷形成小冲沟时,应将原边坡挖成台阶,分层填补,仔细夯实。如填补的厚度很小(100~200mm),而又是非边坡加固地段时,可用种草整修的方法以种植土来填补。边坡用液压振动夯或牵引式机械振动碾压实,边坡压实方法如图3.2.16所示。图3.2.16边坡压实示意图整修完成后的路堤外观质量应符合表3.2.14中规定。表3.2.14路堤边坡坡率、平台外形尺寸标准表检查项目允许偏差范围检查方法边坡≯3%设计值每100m每侧用坡度尺检查点3点变坡点位置(mm)±200平台高度(mm)±100平台宽度(mm)±50三、特殊路基施工技术1.半填半挖路基
半填半挖地段施工时,在填方边坡开挖台阶,台阶宽度1~2m,其高度与填筑层厚度相同,坡度较陡时台阶高度可以做成填筑层厚度的2~3倍。台阶应根据填筑进度实时开挖,做到随填随挖,避免一次性开挖后裸露久置。填筑前用小型碾压设备对台阶进行就地碾压。挖方地段顶部路基面以下基床范围内土方予以挖除,挖除深度满足设计要求,并换填和填筑相同符合基床要求的土。换填底部应设向外4%的横向排水坡。其它施工工艺同一般路堤填筑施工,半填半挖路基施工如图3.3.1所示。图3.3.1半填半挖地段施工图路基面同时出现硬质岩石和非硬质岩石时,当硬质岩石占路基面宽<1/2时,路基面以下基床范围内采用挖除换填级配碎石及AB组填料;当硬质岩石占路基面宽≥1/2时,路基面以下基床范围内采用挖除换填C20混凝土,如图3.3.2所示。硬质岩石路基与土质路基连接时,路基面应以级配碎石加5%水泥由土质路基的路肩高程向硬质岩石路肩施工高程顺坡,其长度满足设计要求,图3.3.3所示。图3.3.2石质路基基床处理施工大样图
图3.3.3岩石路基和土质路基沿线路方向衔接施工图2.过渡段填筑路桥、路涵等过渡段产生不平顺的原因主要是以下两个方面造成:一.路基竣工后继续发生沉降,桥涵结构物沉降很小,造成沉降差,即静态不平顺;二.路基部分与桥涵部分刚度差异悬殊,在活荷载作用下产生的压缩变形不同造成动态不平顺。过渡段不平顺的实质原因是结构物刚度的突变,过渡段的处理要解决两个问题:1.将桥背、横向结构物两侧的错落式沉降变成连续的斜坡式沉降。2.刚性结构物与柔性路基间工后沉降引起的轨面弯折变形的限值问题。铁路设计中,为解决错落式沉降,将过渡段设计成碎石类材料倾斜填筑(正梯形、倒梯形);为解决轨面弯折变形限制问题,一般通过控制过渡段长度来解决,通过系统分析理论,建立振动分析模型(动应力、动位移、加速度及路基面沉降变形),一般要求过渡段长度不小于20m。2.1桥路过渡段2.1.1桥路过渡段设置型式如图所示。倒梯形桥路过渡段如图3.3.4所示;正梯形桥路过渡段如图3.3.5所示。目前客专大部分采用倒梯形结构形式,二次过渡结构少。
图3.3.4桥路过渡段施工断面图(倒梯形)图3.3.5桥路过渡段施工断面图(正梯形)2.1.2施工组织安排中,应优先安排软土地基过渡段路堤的填筑施工;过渡段地基加固工程宜在桥涵基础施工前完成。2.1.3过渡段大规模施工前,应选取有代表性的段落进行填筑工艺性试验,以取得施工工艺参数。过渡段施工流程如图3.3.6所示:
基坑回填基底处理过渡段与路基同步摊铺碾压或夯实检测压实质量合格不合格填筑至基床底层顶面填筑基床表层过渡段施工结束图3.3.6路桥过渡段工艺流程图2.1.4路堤基底原地面平整后,用振动碾压机碾压密实,并使K30≥60MPa/m。与桥台连接的20m范围内基床表层的级配碎石内掺入适量的水泥。2.1.5施工时先在桥台背面用墨线划出每层填筑水平线,每层虚铺厚度应根据试验参数确定,每层压实厚度不大于30cm,且最小压实厚度不小于15cm,压实层路拱坡面符合设计要求,无积水现象。填筑时沿填层设计界边加宽0.4m,以保证填筑压实度满足设计、规范要求;在过渡段填筑完成后,加宽部分按设计坡度及时采用人工挂线清刷成型。。2.1.6与路基连接处应刷去松土,开挖出宽度不小于1.2m的台阶并压实。路堤基底地面平整后,用振动碾压机碾压密实。台后基坑以混凝土回填填筑压实。2.1.7过渡段级配碎石和其连接段的路堤A、B组填料层应与相邻的路堤及锥体同步施工,并将过渡段与连接路堤的碾压面按大致相同的水平分层高度同步填筑。
2.1.8台后2.0m范围外大型压路机能碾压到得部位,其填筑施工工艺要求与基床表层填筑要求相同。2.1.9大型机械碾压不到位的部位及在台后2.0m范围内,用小型振动压实设备进行碾压,填料的虚铺厚度不大于20cm,碾压遍数由试验参数确定。桥台过渡段填筑工序如图3.3.7所示。图3.3.7桥台过渡段填筑工序示意图2.1.10台后边角和锥坡体要用轻型压路机和冲击夯联合碾压,台后过渡段压实工艺如图3.3.8所示。
图3.3.8台后过渡段压实工艺图2.1.11过渡段路堤基床表层压实质量与路堤基床表层的要求相同,碾压后,每层检测孔隙率3点,每填高30cm检验Evd、Ev2各3点,每填高60cm检验K302点,并检验Ev2各2点。基床表层以下级配碎石压实质量应满足表3.3.1要求:表3.3.1基床表层以下级配碎石填筑压实标准填料轨道类型压实度标准地基系数K30(MPa/m)孔隙率(%)动态变形模量Evd(MPa)变形模量Ev2(MPa)级配碎石有砟轨道≮150﹤28≥50无砟轨道≮150﹤28≥50≥802.2路涵过渡段2.2.1路基与涵洞过渡段设置型式如图3.3.9、图3.3.10所示。h>2m无咋轨道路涵过渡段图(有砟h>1.5m)
图3.3.9桥涵过渡段施工断面图(倒梯形)图3.3.10桥涵过渡段施工断面图(正梯形)2.2.2横向结构物顶至轨底高度小于1.5m(无咋轨道为2.0m)时,横向结构物顶面以上路堤以及两侧20m范围内基床表层填筑掺入5%水泥的级配碎石。结构物强度必须达到设计强度的100%后方可过渡段填筑施工。2.2.3涵洞基坑采用混凝土分层回填至原地面,涵两侧过渡段填筑必须分层对称进行,并应与相邻路堤同步施工。路涵过渡段施工流程图如如图3.3.11所示。
基底处理基坑回填结构物后背墙绘填筑线涵顶距路基面高度0.4m≤h<2m涵顶距路基面高度h≥2m过渡段与路基同步摊铺与路基同步摊铺合格碾压或夯实合格不合格不合格碾压或夯实检测压实质量检测压实质量填筑至涵洞顶面填筑至涵洞顶面涵顶以上填料同路堤填筑至涵洞顶面涵顶以上填料同过渡段和路堤同步填筑到基床表同填料填筑到基床表层下道工序图3.3.11路涵过渡段工艺流程图2.2.4涵顶两侧大型压路机能碾压到的部位,其填筑施工与基床表层填筑要求相同,填土厚度大于1m后,才可采用大型振动压路机碾压,方可通行大型施工机械。2.2.5大型机械碾压不到位的部位,用小型振动压实设备分层进行碾压,填料的虚铺厚度不大于20cm,碾压遍数由试验参数确定。2.2.6大型压路机靠近结构物的部位,应平行于结构物进行横向碾压。2.2.7过渡段路堤基床表层压实质量与路堤基床表层的要求相同,基床表层以下级配碎石压实质量与路桥过渡段基床以下级配碎石压实标准相同。
2.3路基与路堑过渡段2.3.1路基与路堑过渡段设置型式如图3.3.12所示。图3.3.12路基与路堑过渡段设置图2.3.2当路堤与路堑连接处为坚硬岩石时,在路堑一侧应顺原地面纵向开挖台阶,台阶高度一般为0.6m左右,并在路堤一侧设计级配碎石过渡段。2.3.3当路堤与路堑连接处为软质路堑时,应顺原地面纵向挖成1:2的坡面,坡面上开挖台阶,台阶高度一般为0.6m左右,其开挖部分应与相邻路堤同样填料填筑。2.3.4填筑前,应平整地基表面,碾压密实;并应挖除堤堑交界坡面的表层松土,按设计要求做成台阶状。2.3.5过渡段路堤基床表层压实质量与路堤基床表层的要求相同,基床表层以下级配碎石压实质量与路桥过渡段基床以下级配碎石压实标准相同。2.4隧路连接处和隧桥连接处过渡段2.4.1隧路连接处和隧桥连接处过渡段设置型式如图3.3.13所示。
图3.3.13隧路连接处和隧桥连接处过渡段设置图2.4.2隧道与路堑连接处为软质岩、强风化硬质岩或土质路堑时,底部换填C20混凝土,顶宽11m,基床表层采用长5m填筑级配碎石并加5%的水泥过渡,填筑标准应满足基床表层标准。碎石的级配范围应符合有关规定。2.4.3隧道与路堑连接处为硬岩石路堑时,在路堑侧不设过渡段。过渡段与其相邻路堤按一体同时施工。3既有线路基帮宽3.1既有线路基帮宽施工前,必须按设计的施工防护方案严格设置防护。3.2邻近既有线路堤段填筑时,必须先按试验确定的填筑层厚,采用人工分层开挖台阶,台阶宽度应不小于2m,应边挖边填,确保既有路基与帮填路基结合牢固,保证既有路基稳定。并行地段路堤施工断面如图3.3.14所示。
图3.3.14并行地段路堤施工断面图3.3既有线有挡护工程段施工时,可拆、填交替同时进行,边拆除既有挡护边填筑,必要时采取扣轨慢行或封锁线路施工的方法,确保既有线路基稳定和行车安全。3.4帮填施工时,每一压实层均应作成4%向外的横向排水坡,防止雨水侵蚀既有路基,确保既有线行车安全。3.5为严格控制帮填施工质量,须控制好九道工序的施工、操作质量:测量放样、基底处理、选料取土、铺设土工织物、填土、整平、压实、检验、路基整修;严把“五关”:施工防护、填料复查、含水量控制、压实质量、检验签证。3.6填料严格按每层虚铺30cm标准施工,尽可能减少暴露时间,加强施工前后的排水,避免形成蓄水坑,确保基底稳定。3.7其它施工方法及要求同路堤填筑施工工艺。四、路堑施工技术1.土质路堑开挖1.1路堑开挖不论开挖工程量和深度大小,均应自上而下分层开挖,不得乱挖超挖,严禁掏洞取土。1.2表层土可利用推土机配合挖掘机预先给予清除,并用汽车运输到指定弃土场。1.3路堑开挖方法1.3.1短而深的路堑开挖采用横挖法。即以路堑整个横断面的宽度和深度,从一端或两端逐渐向前开挖的方式。若就近填土,采用推土机推土。若填土(弃土)较远宜用挖掘机配合自卸汽车进行,每层台阶高度为3~5m,边坡采用人工分层修刮平整。施工方法如图3.4.1所示。
1.3.2长而深且两端地面纵坡较缓的路堑采用通道纵向开挖法。先沿路堑纵向挖掘一通道,然后将通道向两侧拓宽,上层通道拓宽至路堑边坡后,再开挖下层通道。施工方法如图3.4.2所示。图3.4.2路堑通道纵挖法示意图1.3.3沿路堑以全宽深度不大的纵向分层挖掘前进时采用分层纵挖法。施工方法如图3.4.3所示。
图3.4.3路堑分层纵挖法示意图1.3.4当路堑的一侧堑壁较薄,路堑过长,弃土运程过远,沿路堑纵向选择一个或几个适宜处将堑壁较薄处横向挖穿,使路堑分成两段或数段,各段再纵向开挖。施工方法如图3.4.4所示。图3.4.4路堑分段纵挖法示意图1.3.5当路线纵向长度和挖深均很大时采用混合式开挖,即将横挖法和通道纵挖法混合使用。先沿线路路堑纵向开挖通道,然后沿横向坡面开挖。每个坡面应设置一个施工小组或一台机械作业。施工方法如图3.4.5所示。
图3.4.5路堑分段纵挖法示意图1.4路堑开挖前,定出路基地界桩和路堑堑顶、弃土堆等具体桩位,并将路基范围内的既有房屋、道路、河沟、电力设施、上下水道、坟墓及其它建筑物拆迁或改造。1.5施工前应妥善做好场地排水,截水沟应提前做完,防止堑内积水。开挖过程中如发现有泉眼等不良地质时应认真处理。1.6路堑开挖常用推土机、铲运机、挖掘机、装载机,一种或几种机械联合作业。推土机适用于开挖长度小于100m,深度小于3m,坡度陡的路堑。铲运机适用于开挖长度大于100m的路堑。1.7路堑开挖前作好堑顶水沟,并作好防渗工作;在施工期间需修建排水设施,并与永久性排水设施相结合,流水不得排入农田耕地,污染水源,也不得引起淤积和冲刷。1.8路堑开挖中,如遇土质变化,需要修改施工方案及边坡坡度时,及时与监理、设计及甲方协商沟通,不得私自改变设计。1.9施工至路床顶面,考虑其压实下沉量,挖方路基施工标高比设计标高抬高2~5cm。2.石质路堑开挖2.1石质路堑开挖根据路堑岩石开挖深度、地形情况及岩体的岩性采用一次全断面开挖或分层台阶开挖,并视分层台阶高度分别采用浅孔爆破和深孔爆破,两侧边坡采用预裂爆破。路堑深度<8m
,一次开挖成形;路堑深度≥8m,分两次或三次开挖成形,台阶高度一般以4m为宜。当开挖深度<4m时采用浅孔爆破;当开挖深度≥4m时采用深孔爆破。2.2远离民房的路堑,采用大区多排微差深孔松动控制爆破;近邻民房地段,由安全允许振动计算最大一段用药量所确定的爆破规模,可采用浅眼台阶爆破或小规模深孔松动爆破。2.3爆破网路的选择实施纵向松动爆破,最小抵抗线方向与线路平行;通过起爆网路改变临空面方向,达到控制飞石方向的目的;爆破作用以“松”、“裂”为爆破破碎标准,即控制爆破岩石不产生位移或产生少量位移,做到“宁松勿散”、“宁散勿飞”。2.3.1孔内延期,排间微差。适用于远离民房、规模不大的深孔松动爆破。2.3.2孔外延期、排间微差。适用远离民房,规模很大的大区多排微差深孔爆破。2.3.3孔外微差、V字型起爆。适用于村庄附近,对爆破地震要求较严的地段。2.3.4空间微差、对角起爆。适用于穿过村庄,对爆破地震要求及严的地段。2.4石质路堑开挖工艺流程如图3.4.6所示。现场勘查爆破设计公安部门审批监理理师审查施工准备机具、人员配备爆破器材准备钻孔装药封锁现场起爆测定爆破效果清碴联接起爆网路排架防护、覆盖警戒防护解除警戒检查处理瞎炮、危石试爆爆破计划报批
图3.4.6石质路堑开挖工艺流程图2.5石质挖方边坡,每下挖2~3米需对新开挖的边坡从上而下清刷边坡。清刷后的路堑边坡不陡于设计要求。软质岩石用人工或机械清刷,对次坚石、坚石用炮眼法,裸露药包法爆破清刷边坡,清刷后的路堑边坡不陡于设计要求。2.6针对岩层、石质情况应先进行试爆,选用合理的孔网参数和装药结构,以使岩石既充分破碎又尽量减少飞石,并使破碎后的岩块能直接适合机械装运和路基填筑。2.7爆破安全2.7.1覆盖防护:采用编织袋上铺加筋橡胶条编制的炮被进行防护。炮被面积2×3m2,炮被与炮被间用10号铁丝联结。保护性防护:对于防护对象较单一时,如电线杆等,可用废旧枕木或竹排靠近被防护对象进行防护。2.7.2大雾天、黄昏和夜间禁止进行爆破。确需在夜间爆破时,必须采取有效的安全措施。遇雷雨时应停止爆破作业并迅速撤离危险区。2.7.3警戒区周围必须设警戒人员;警戒范围:小药量爆破应距离放炮地点200m以外,用药量较多的爆破的警界距离应经过计算确定(最小安全距离不得小于300m),公式如下:R=20Kn2W式中---R:飞石安全距离(m),最小安全距离不得小于300m;K:与岩石性质、地形、地质、气象有关的系数,一般取1.0~1.5;对着抛掷方向取大值,背着抛掷方向取小值。n:最大一个药包的爆破作用指数,按式n=r(漏斗半径)/W(最小抵抗线)计算;W:最大一个药包的最小抵抗线(m)。2.8临近铁路既有线爆破安全2.8.1紧邻既有线爆破时,必须根据工程数量、施工环境、爆破规模制定爆破方案和安全防护措施、封锁时间等,提前一个月报运输部门审批,纳入施工计划后方可施工。2.8.2爆破前应设好施工防护,防护人员应由培训合格的路工担任,驻站联络员在每次爆破前2小时应向相邻车站提出“申请施工爆破表”。2.8.3驻站联络员在接到现场准备就绪的报告后,向车站值班员提出请求爆破时间。当接到封锁命令后,双方进行签认,必须按调度命令进行施爆,严禁不请点施爆、追尾施爆。
2.8.4爆破中应记录起爆个数,最后一炮响后20min,方可进入爆破区检查。炮响后爆破人员应按规定对爆区进行全面检查,发现问题及时处理。2.8.5瞎炮处理应符合下列规定:(1)应由原装药人处理;处理瞎炮时不得撤除警戒;瞎炮位置应设明显标志,其周围5m内禁止人员通行,并且交接班时,必须将装炮、位置、方向、药量等情况介绍给下班处理人员。(2)炮眼中的爆破线路、导爆索等完好时可引线或电线重新接通,再行引爆。(3)应在取出堵塞物后重装起爆药包。(4)不得在残眼中继续打眼。(5)可在距瞎炮不小于0.6m处打一平行炮眼进行诱爆。2.8.6爆破后应迅速对既有线进行检查,清理轨道上及建筑限界内的土、石,抢通线路。道床顶的泥碴不得超过轨面,留在线路上的泥碴在每班下班前必须清理干净。2.8.6严禁在列车通过前先将炸药装好等待起爆。2.8.7施工时人员机械严禁侵限,防护钢管排架最外缘距既有线路中心的距离不得小于规定值。2.8.8若爆破地段靠近民居时,在爆破前对民房的原有状况调查清楚(拍照存档),并加以标记,以便应对地方老百姓的索赔,最大限度地降低损失。2.8.9正式爆破施工前,必须按规定进行试爆,以修正爆破设计参数,确保达到预期的爆破效果。严禁不经试爆即进行爆破施工。2.8.10临近铁路既有线防护排架如图3.4.7所示。
图3.4.7既有线防护排架示意图3.路堑基床3.1对于开挖出来的路堑,如基床范围内有Ps<1.5MPa或σo<0.18MPa的土层时(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)
,应及时与监理、设计沟通,进行土质改良或加固处理,不得私自处理。3.2不易风化硬质岩石基床,应将表面做成向两侧的4%排水坡,做到表面平顺,路肩整齐,对凹凸不平处应采用不小于C25混凝土补齐。3.3基床底层表面宜保留10cm~20cm厚土层带基床表层施工前开挖,以防扰动。3.4强风化硬质岩石、软质岩石及土质路堑基床表层应按设计换填级配碎石,施工工艺应与路堤基床表层的要求一致。压实质量应满足表3.4.1规定。表3.4.1基床表层级配碎石填筑压实标准填料轨道类型压实度标准地基系数K30(MPa/m)孔隙率(%)动态变形模量Evd(MPa)变形模量Ev2(MPa)级配碎石有砟轨道≮190﹤18≥55无砟轨道≮190﹤18≥50≥120
第四章铁路路基沉降观测技术高速铁路、客运专线的高速行驶要提供一个高平顺性和稳定性的轨下基础,而路基作为轨道结构的基础,必须具有强度高、刚性大、稳定性和耐久性好的特点。因此路基的设计和施工都应改变过去传统的理念,这主要体现在:过去对路基工程主要是强度上要满足要求,而高速铁路和客运专线更体现在对变形沉降的严格控制中。因为一般而言,在路基强度达到破坏之前就可能出现了不能容许的大变形,而路基的变形直接反映到轨面上,过大或不均匀的变形将造成轨道的不平顺,这就无法满足高速运营的要求。因此如何认真做好路基沉降观测,严格控制路基工后沉降,这将是高速铁路和客运专线路基修建的关键。下面就对路基沉降观测的有关内容进行系统介绍。一.路基沉降变形相关基本概念1.1变形的定义线下结构由于荷载、环境等作用引的起随时间发生的位移。1.2沉降的定义基础设施在竖直方向产生的变形,包括下沉和隆起,向下为“正”,向上为“负”。1.3工后沉降的定义有砟轨道工后沉降定义:有砟轨道基础设施竣工铺轨工程(包括铺碴)开始时的沉降量与最终形成的总沉降量之差。无砟轨道工后沉降定义:在铺轨工程完成以后,基础设施产生的沉降量。1.4差异沉降定义在铺轨工程完成以后,路桥或路隧等连接处产生的沉降差。1.5折角的定义在铺轨工程完成以后,路基与桥梁或隧道间由于过渡段沉降造成的弯折角度。二.路基沉降的组成
路基总沉降是由不同阶段的沉降组成,与铁路运营直接相关的是路基的工后沉降,要注意有砟轨道和无砟轨道对工后沉降计算的起点是不一样的,如图4.2.1所示,有砟轨道工后沉降从B点开始计算,无砟轨道从A点开始计算。路基的工后沉降主要由路基填土的压密下沉、行车引起的基床累计变形和地基产生的路基工后沉降三部分组成。图4.2.1路基沉降曲线2.1路基填土压密下沉路基填土压密下沉是由填土自重引起的,主要发生在两个阶段,第一是施工阶段的下沉,不计入工后沉降;第二是施工完成后对后期运营有影响的工后沉降。由于路基是散体材料填筑而成的,其填土产生一定的压密下沉是正常的,其大小取决于填料和压实质量。根据目前各国的经验,路堤填土总的压密下沉量中有相当一部分是施工期间完成,对于剩下部分的工后沉降还没有较好的算法,工后沉降大概占总的压密下沉量的1/3。日本按路堤高度的0.1~0.5%计算,德国按公式s=h2/3000(h为路堤高度,单位m)估算,我国按路堤高度的0.1~0.5%估算。但由于高速铁路和客运专线对路基填料、压实质量要求严格,按上述方法估算得到的数值是偏大的。若能合理安排施工并有一定的放置时间,路基本体的压密沉降很小可以基本完成,不计入工后沉降。2.2行车引起的基床累计下沉运营阶段由于行车(动应力作用)引起的基床累计下沉,主要是列车通过道床传递到路基面的动荷载引起道床嵌入基床的下陷量。根据日本经验一年运营后的累计下沉量1~2.5mm,且一年时间行车后趋于稳定。我国还还缺乏高速条件下的实测数据。对于有砟轨道来说,这部分的沉降量很小,一般不计入工后沉降。2.3地基下沉引起的工后沉降
地基下沉引起的工后沉降主要与地基类型、处理措施、填土高度、施工周期等因素有关。对于一般地基而言,其工后沉降有限,都能满足要求,但对于软土地基来说,由于压缩性大、渗透系数小、强度低等特点,路基建成后的沉降量大且延续时间较长才能完成。路基工后沉降主要是由地基沉降而引起的。三.沉降观测的目的及相关指标值路基沉降观测的目的:一是用来指导现场路基施工填筑速率,二是用来推算路基工后沉降。根据《铁路特殊路基设计规范》要求“在软土地基上填筑路堤时,应在边坡坡脚外设置边桩,在路堤中心线地面上设置沉降观测设备,进行水平位移和沉降观测,控制填土速率,测定地基沉降值,同时作为验交时控制工后沉降量的依据。”根据《时速300-350公里新建客运专线铁路设计暂行规定》要求“软土及松软土地基上填筑路堤时,应在边坡坡脚外设置边桩进行水平位移观测,在路堤基底地面设置沉降观测设备进行沉降观测。在路堤填筑过程中,必须控制填土速率。控制标准应为:路堤中心地面沉降速率≤1.0cm/每昼夜,坡脚水平位移速率≤0.5cm/每昼夜。应根据沉降观测情况进行综合分析,以推算地基的最终沉降量,并及时调整工艺、工法使地基处理达到预定的控制要求,同时应作为验交时控制工后沉降量的依据。”根据《客运专线无碴轨道铁路设计指南》要求“软土路堤在填筑过程中,必须控制填土速率。控制标准为:路堤中心地面沉降速率每昼夜不得大于10mm,坡脚水平位移速率每昼夜不得大于5mm。”“土质地基路基均应进行工后沉降分析。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。”可见,无砟轨道铁路要求凡土质地基路基均应进行工后沉降观测分析,其它铁路的软土地基或设计要求地段应进行工后沉降观测分析。3.1指导现场施工现场路堤施工应根据沉降观测结果严格控制填筑速率,应满足路堤中心沉降每昼夜不得大于10mm,或边桩水平位移每昼夜不得大于5mm,否则应立即停止填筑,待观测值恢复到限值以内,沉降稳定后再恢复填土,必要时采用卸载措施。路堤施工中必须严格控制填土速率,过快的填土速率会破坏地基土的结构,加大沉降总量,以往铁路路基的施工对填土速率的控制主要是从路基的稳定着眼的,以减少沉降为目的的控制施工速率的做法是从高速公路的建设开始的,它们采用的控制标准是中心沉降小于等于10mm/d,边桩的水平位移小于或等于5mm
/d,现行的《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》(GTJ017)中,将这一标准应用到所有高速公路和一、二级公路的设计施工中。秦沈铁路客运专线采用了相同的控制标准。实践证明对于沉降总量比较大的软土地基,应采用这个标准。3.2路基工后沉降根据沉降观测数据分析回归沉降与时间的关系曲线,预测最终沉降和工后沉降。路基的工后沉降控制标准应符合表4.3.1的要求。表4.3.1 路基工后沉降控制标准铁路等级旅客列车设计行车速度(km/h)工后沉降量沉降速率一般地段路桥过渡段客运专线无砟轨道300~350≤15mm≤5mm——有砟轨道300~350≤5cm≤3cm≤2cm/年200~250≤10cm≤5cm≤3cm/年200≤15cm≤8cm≤4cm/年I级铁路200≤15cm≤8cm≤4cm/年120~160≤20cm≤10cm≤5cm/年II级铁路≤120≤30cm————注:无砟轨道工后沉降一般不应超过扣件允许的沉降调高量15mm;有足够资料证明、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;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.沉降评估的职责和相关要求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,否则不得施工无砟轨道。评估的主要依据之一是沉降观测,也是沉降评估中施工单位的主要职责。下面介绍建设、设计、施工和监理单位的职责及有关要求。4.1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。4.2建设单位的主要职责:
4.2.1委托咨询单位或专业队伍进行无砟轨道铺设条件的评估工作。4.2.2根据设计要求及评估技术指南的相关规定,制订变形观测及评估工作实施细则。4.2.3负责观测及评估人员的技术指导和培训。4.2.4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。4.2.5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》。4.3勘察设计单位的主要职责:4.3.1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。4.3.2对变形观测的设计要求进行技术交底。4.3.3参与制订变形观测及评估工作实施细则。4.3.4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。4.4施工单位的主要职责:4.4.1负责线下工程变形的观测。4.4.2参与制订变形观测和评估工作实施细则。4.4.3变形监测网的建立。4.4.4根据建设、勘察设计等单位和评估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。4.4.5负责观测设施的保护,确保施工过程中不受扰动或破坏。4.5监理单位的主要职责:4.5.l参与制订变形观测及评估工作实施细则。4.5.2对重要环节进行旁站监理。4.5.3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。4.5.4对施工单位的观测数据及时签字确认。4.6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,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%。
4.7参与观测的人员必须经过培训才能上岗。五.路基工后沉降方案的主要内容5.1编制依据5.2工程概况5.3沉降变形监测的目的及原则5.3.1沉降变形监测的目的5.3.2沉降变形监测的原则5.4沉降变形组织机构及人员分工5.4.1监测组织机构5.4.2沉降变形监测人员分工5.5监测网的建立5.5.1变形监测网5.5.2观测水准基点、工作基点的布设5.5.3沉降变形观测主要技术要求5.6观测元器件埋设及防护5.6.1沉降观测桩(点)埋设5.6.2沉降板5.6.3单点沉降计5.6.4剖面沉降管5.7沉降变形观测数据分析要求六.路基沉降观测具体要求一般情况下,路基沉降观测应以地表沉降观测、路基面沉降观测、水平位移观测为主,其它的观测按设计要求设置。6.1一般要求6.1.1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。6.1.2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。6.1.3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。6.1.4
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。6.2变形监测网的建立监测网包括水平位移监测网、垂直位移监测网。水平位移监测网采用独立坐标系统按三等平面监测网建立,对于软土地基等设计有特别技术要求的复杂工点,可根据需要按二等的规定执行,并一次布网完成。不能利用CPⅠ和CPⅡ控制点的监测网时,至少与一个CPⅠ或CPⅡ控制点联测,以便引入客运专线无砟轨道铁路工程测量平面坐标系统,实现水平位移监测网坐标与施工平面控制网坐标的相互转换。垂直位移监测网可根据需要独立建网,按二等水准测量精度施测,高程采用施工高程控制网系统。不能利用水准基点的监测网,在施工阶段至少与一个施工高程控制点联测,使垂直位移监测网与施工高程控制网高程基准一致;全线二等水准贯通后,将垂直位移监测网与二等水准基点联测,将垂直位移监测网高程基准归化到二等水准基点上。观测时按国家一等水准测量的技术要求施测。6.3观测基准点、工作基点的布设变形测量点分为基准点、工作基点和变形观测点。6.3.1基准点。每个独立的监测网设置不少于3个稳固可靠的基准点,基准点要求建立在沉降变形区以外的稳定地区,同大地测量点的比较,要求具有更高的稳定性,其平面控制点一般应设有强制归心装置。基准点使用全线二等精密高程控制测量布设的基岩点、深埋水准点、CPI、CPII和二等水准点,增设时按国家二等水准测量的相关要求执行。基准点标石埋设规格应符合图4.6.1的规定。
注:1-盖;2-砖;3-素土;4-贫混凝土;5-冻土线图4.6.1基准点标石埋设图6.3.2工作基点。应选在比较稳定的位置,要求这些点在观测期间稳定不变,测定沉降变形点时作为高程和坐标的传递点,同基准点一样,其平面控制点应设有强制归心装置。工作点除使用普通水准点外,按照国家二等水准测量的技术要求进一步加密水准基点或设置工作基点至满足工点垂直位移监测需要。为满足沉降变形观测精度要求,在两水准基点之间沿线路方向按间距不大于200m、距路基中心距离小于100m布设工作基点。工作基点引出采用附合式或闭合式,工作基点布设在不受施工干扰的稳定土层内,以便长期保存和使用的地点。采用Ф20mm长60cm顶端圆滑的钢筋打入土中,桩周上部30cm用混凝土浇注固定并编号。图1 基准点及工作点布设图6.3.3基准点、工作基点布设见图4.6.2所示。图4.6.2基准点、工作基点布设图6.3.4基准点和工作基点是变形分析的参考点,必须对其进行定期检测。垂直位移监测网的观测分为首次观测和施工过程中的定期复测,基准点与工作基点定期复测按每半年进行一次,并结合精测网复测进行。根据有关复测结果,进行基准点稳定性分析,并对可能受到影响的变形观测点进行汇总,最后必须及时提交沉降变形网复测报告。6.3.5对观测条件较好或观测项目较少的工程,可不设工作基点,在基准点上直接测量变形观测点。6.3.6变形观测点应设立在变形体上能反映变形特征的位置,具体见后面观测点设置。6.3.7观测网中,工作基点应定期与基准点进行校核。当对沉降观测成果发生怀疑时,应随时进行复测校核。
6.4沉降观测断面的设置原则6.4.1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,在变化点附近应设观测断面,以确保能够反映真实差异沉降。6.4.2对地形横向坡度大或地层横向厚度变化大的地段,应布设不少于1个横向观测断面。6.4.3一个沉降观测单元(连续路基沉降观测区段为一单元)应不少于2个观测断面。6.4.4路堤与不同结构物的连接处应设置沉降观测断面,每个路桥过渡段设置距离桥头5~10m、20~30m、50m处分别设置一个沉降观测断面,每个横向结构物每侧各设置一个观测断面。6.4.5为有利于测点看护、集中观测、统一观测频率、观测数据的综合分析,各部位观测点须设在同一横断面上。6.5沉降观测点的设置断面观测点包括沉降观测桩、沉降板、剖面沉降管、单点沉降计、分层沉降计、定点式剖面沉降测试压力计等沉降观测设备,还包括测斜管、水位井、孔隙水压计、位移桩等辅助设备。其中沉降观测桩和沉降板需要进行水准测量,其余设备的规格型号、观测技术要求及成果输出格式,由设计单位在设计文件中说明并对施工单位、监理单位进行技术交底。目前主要采用沉降观测桩、沉降板、剖面沉降管、单点沉降计、和位移桩。6.5.1一般路基填方断面观测点设置。1)一般路基填方地段沉降观测桩每断面设置3个,位于基床表层顶面,布置于双线路基中心及左右线外2.7m处;沉降板设置1处,位于双线中心。2)当路基有预压土时,应将中心沉降板接管至预压土顶部,并在中心两侧向外3.5m处增设2个沉降板,可每2个断面设置1处,位于基床底层顶部,预压期间按规定要求进行观测。3)预压土卸除后,将双线中心沉降板截管至基床表层高度,两侧沉降板拆除,待级配碎石填筑完成后,再设沉降观测桩。4)一般每间隔3个观测断面设置一处剖面沉降管;
4.6.3一般路基填方断面观测点布置示意图6.5.2路基与桥头过渡段断面观测点设置。图4.6.4路基与桥头过渡段断面观测点布置示意图1)沉降观测桩与沉降板设置同前;2)线路中心设定点式剖面沉降测试压力计;6.5.3路基与横向结构物过渡段断面观测点设置。1)沉降观测桩与沉降板设置同前;2)横向结构物顶部沿横向结构物的对角线方向铺设剖面沉降管。
图4.6.5路基与桥头过渡段断面观测点布置示意图6.5.4路基路堑断面观测点设置。图4.6.6路堑地段观测点布置示意图1)一般路基填方地段沉降观测桩每断面设置3个,位于基床表层顶面,布置于双线路基中心及左右线外2.7m处;沉降板设置1处,位于双线中心。2)当路基有预压土时,应将中心沉降板接管至预压土顶部。3)预压土卸除后,将双线中心沉降板截管至基床表层高度,待级配碎石填筑完成后,再设沉降观测桩。
6.5.5特殊土地段路堑断面观测点设置。图4.6.7特殊土路堑地段观测点布置示意图1)当路堑基底为膨胀土、红黏土及其他特殊土地基时,沉降观测桩与沉降板设置同前。2)单点沉降计一般每2个沉降监测断面设1处,位于路基中心距沉降板5米处。6.5.6软土、松软土路堤地段除设置沉降观测设施外,还应设置位移观测桩。外移观测桩设置与两侧坡脚外2m、10m处,并与沉降观测桩、观测板等位于同一断面上。6.6观测元件及埋设要求6.6.1沉降观测桩:桩体选择Φ20mm不锈钢棒,顶部磨圆并刻画十字线,底部焊接弯钩,待基床表层级配碎石施工完成后,通过测量埋置在设计位置,埋置深度不小于0.3m,桩周0.15m用C20混凝土浇筑固定,完成埋设后测量桩顶标高作为初始读数。图4.6.8路基沉降观测桩埋设布置图6.6.2沉降板:应严格按设计要求进行埋设,一般情况如下:由钢底板、金属测杆(φ40mm镀锌铁管)及保护套管(φ75mmPVC
管)组成。钢底板尺寸为50cm×50cm,厚3cm。图4.6.9路基沉降板埋设布置图1)沉降板位于路堤中心,基底铺设碎石垫层的地段埋设于垫层顶面,基底设混凝土板地段置于板顶面;沉降板埋设位置应按设计测量确定,埋设位置处可垫10cm砂垫层找平,埋设时确保测杆与地面垂直。2)放好沉降板后,回填一定厚度的垫层,再套上保护套管,保护套管略低于沉降板测杆,上口加盖封住管口,并在其周围填筑相应填料,稳定保护套管,完成沉降板的埋设工作。3)采用水平仪按二级测量标准测量埋设就位的沉降板测杆杆顶标高作为初始读数,随着路基填筑施工逐渐接高沉降板测钢和保护套管,每次接长高度以1m为宜,接长前后测量杆顶标高变化量确定接高量。金属测杆用内接头连接,保护套管用外PVC管外接头连接。4)接长套管时应确保垂直,避免机械施工等因素导致套管倾斜。6.6.3剖面沉降管:采用专用塑料硬管,其抗弯刚度应适应被测土体的竖向位移要求,导管内十字导槽应顺直,管端接口密合。剖面沉降测量是将剖面沉降仪探头预埋在剖面沉降管十字导槽内,从一端按一定间距依次读数。图4.6.10路基剖面沉降管埋设布置图
1)路基基底剖面沉降管在地基加固及垫层施工完毕后,填土至0.6m高度碾压密实后开槽埋设,开槽宽度20~30cm,开槽深度至地基加固垫层顶面,槽底回填0.2m厚的中粗砂,在槽内敷设沉降管(沉降管内穿入用于拉动测头的镀锌钢丝绳),其上夯填中粗砂至与碾压面平齐。2)在涵顶敷设沉降管的应涵顶填土0.6m厚开槽施工埋设,原则同基底剖面管埋设方法。3)沉降管埋设位置挡土墙处应预留孔洞。沉降管敷设完成后,在两头设置0.5m×0.5m×0.95mC20素混凝土保护墩。并于一侧管口处设置监测桩,监测桩采用C20素混凝土灌注,断面采用0.5m×0.5m×1.6m,并在桩顶预埋半圆形不锈钢耐磨测头,监测桩用钢筋混凝土保护盒保护。待上部一层填料压实稳定后,连续监测数日,取稳定读数作为初始读数。4)采用横剖仪和水准仪进行横剖面沉降观测。每次观测时,首先用水准仪测出横剖面管一侧的观测桩顶高程,再把横剖仪放置于观测桩顶测量初值,然后用横剖仪测量各测点。区间每2.0m测量一点,车站内测点间距可为3.0m。6.6.4位移边桩:采用C15钢筋混凝土预制,断面采用15cm×15cm正方形,长度不小于1.5m。并在桩顶预埋Φ20mm钢筋,顶部磨圆并刻画十字线。1)边桩埋置深度在地表以下不小于1.0m,桩顶露出地面不应大于10cm。2)埋置方法采用洛阳铲或开挖埋设,桩周以C15混凝土浇筑固定,确保边桩埋置稳定。完成埋设后采用全站仪测量边桩标高及距基桩的距离作为初始读数。6.6.4单点沉降计:是一种埋入式电感调频类智能型位移传感器,由电测位移传感器、测杆、锚头、锚板及金属软管和塑料波纹管等组成。图4.6.11单点沉降计图采用钻孔引孔埋设,钻孔孔径Ф108或Ф
127,钻孔垂直,孔深应达到硬质稳定层(最好为基岩),并与沉降仪总长一致。根据钻孔深度配置沉降计的下锚段的标准节长度,实测标准节长度应减掉单点沉降计的长度。孔口应平整密实。安装前先在孔底灌浆,以便固定底端锚板,安装时锚杆朝下,法兰沉降板朝上,注意要用拉绳保护以防止元件自行掉落,采用合适方法将底端锚板压至设计深度。每个测试断面埋设完成后,位移计引出导线用钢丝波纹管进行保护,并挖槽集中从一侧引出路基,引入坡脚观测箱内。沉降板上填筑一层填料后,或埋设完成后3~5天待缩孔完成后测试零点,初始值测量时需进行三次以上,且该值稳定(每次误差不超过0.5mm)取平均值作为初始值。观测路堑换填基底沉降或隆起变形埋设在换填基底面,表面应平整密实;观测路基本体变形按设计断面图埋设。七.观测方法、精度和频次的要求7.1观测方法7.1.1沉降板观测方法采用水准测量方法,按测量精度要求和频次定期观测沉降板测杆顶面测点高程。沉降板观测时应在测杆头上套一个专用的测量帽。测量帽下部以刚好套入测杆为宜,测量帽上部以中心为一半球型的测点。在沉降板测杆接高时应同时测量接高前后的测杆高程。7.1.2横剖面沉降观测方法采用横剖仪和水准仪进行横剖面沉降观测。每次观测时,首先用水准仪测出横剖面管一侧的观测桩顶高程,再把横剖仪放置于观测桩顶测量初值,然后用横剖仪测量各测点。区间每2.0m测量一点,车站内测点间距可为3.0m。7.1.3路肩沉降观测桩观测方法采用水准测量方法,按测量精度要求和频次定期观测路肩观测桩顶面测点高程。7.1.4位移观测边桩观测方法采用水平位移观测方法,按测量精度要求和频次定期观测位移观测边桩水平位移。7.2观测测量精度及频次7.2.1垂直位移监测网主要技术要求表4.7.1垂直位移监测网主要技术要求
等级相邻基准点高差中误差(mm)每站高差中误差(mm)往返较差、附合或环线闭合差(mm)监测已测高差较差(mm)使用仪器、观测方法的要求二等0.50.130.3n√0.5nDS05型仪器,按国家一等水准测量的技术要求施测7.2.2水平位移监测网主要技术要求表4.7.2水平位移监测网主要技术要求等级相邻基准点点位中误差(mm)平均边长(m)测角中误差(″)最弱边相对中误差作业要求三等±6.0<350±1.8≤1/70000宜按国家三等平面控制测量要求观测<200±2.5≤1/40000宜按国家四等平面控制测量要求观测7.2.3沉降变形观测点的精度要求路基沉降观测水准测量的精度为±1.0mm,读数取位至0.1mm;剖面沉降观测的精度应不低于4mm/30m。位移观测测距误差±3mm;方向观测水平角误差为±2.5″。表4.7.3沉降变形观测点的精度要求等级高程中误差(mm)相邻点高差中误差(mm)观测方法往返较差、附合或环线闭合差(mm)二等±0.5±0.3按国家一等精密水准测量≤0.3n7.2.4路基沉降观测的频次不低于表7.2.4的规定。当环境条件发生变化或数据异常时,应及时观测。实际工作进行时,观测时间的间隔还要看地基的沉降值和沉降速率。当两次连续观测的沉降差值大于4mm时应加密观测频次;当出现沉降突变、地下水变化及降雨等外部环境变化时应增加观测频次。观测应持续到工程验收交由运营管理部门继续观测。表4.7.4路基沉降观测频次表
注:1、架桥机(运梁车)通过时观测要求:每1次/3天,连续3次;以后1次/1周,连续3次;以后1次/2周。八.过渡段沉降变形观测要点8.1控制标准路桥或路隧交界处的差异沉降不应大于5mm,沉降造成的路基与桥梁或隧道的折角不应大于1/1000。8.2一般规定8.2.1桥涵两端的过渡段、路隧过渡段及堑堤过渡段均需进行沉降观测。8.2.2过渡段工后沉降的分析评估应沿线路方向考虑各观测断面和各种结构物之间的关系综合进行。8.2.3对线路不同下部基础结构物之间以及不同地基条件或不同地基处理方法之间形成的各种过渡段,应重点分析评估其差异沉降。8.3观测技术要求8.3.1过渡段应考虑线路纵向平顺性和不同结构物差异沉降的观测和评估,不同结构物起点处、距起点5~10m、20~30m处分别设置观测断面。每个横向结构物每侧各设置一个观测断面。8.3.2过渡段观测点设置参照路堤。同时在横向结构物顶面埋设一根剖面沉降管。8.3.3沉降观测装置的具体埋设位置应符合设计要求,且埋设稳定。观测期间应对观测装置采取有效的保护措施。
8.3.4观测精度、频次及资料整理要求同路基。九.观测装置的保护基准点、工作基点、沉降观测板、边桩及路肩观测桩等,在观测期间必须采取有效措施加以保护或专人看管。沉降观测板、边桩等易遭施工机械碰撞损坏,应设醒目的警示标志。测量标志一旦遭受碰损,应立即复位并复测。9.1各工程项目部应成立专门小组,进行元器件的埋设、测量和保护工作,小组人员分工明确,责任到人。9.2元件埋设时应根据现场情况进行编号,有导线的元件应将导线引出至路基坡脚观测箱内。9.3凡沉降板附近一米范围内土方应采用人工摊平及小型机具碾压,不得采用大型机械推土及碾压,并配备专人负责指导,以确保元器件不受损坏。9.4各施工队应制定稳妥的保护措施并认真执行,确保元器件不因人为、自然等因素而破坏,元器件埋设后,制作相应的标识旗或保护架插在上方。路堤填筑过程中,派专人负责监督观测断面的填筑。十.路基沉降观测记录及数据处理10.1一般要求10.1.1观测资料应齐全、详细、规范符合设计要求。观测中有沉降异常情况应及时报告相关部门和项目负责人。10.1.2应采用统一的路基沉降观测记录表格,做好观测数据的记录与整理。所有测试数据必须真实准确,不得造假;记录必须清晰,不得涂改;测试、记录人员必须签名。10.1.3人工测试数据,必须在观测当天及时输入计算机,核对无误后在计算机内备份;自动采集测试数据应及时在计算机内备份。沉降观测资料及时输入沉降观测管理信息系统,以保证各相关单位在观测过程中时时监控。所测数据必须当天及时按照沉降评估单位规定的格式输入电脑,并进行分析,整理,核对无误后在计算机内保存。10.1.4按照提交资料要求及时对测试数据进行整理、分析、汇总,及时绘制路基面、填料及路基各项观测的荷载-时间-沉降过程曲线。并按有关规定整理成册,以书面及Excel电子表格两种形式同时报送有关单位进行沉降分析、评估。10.2工后沉降分析常用方法
工后沉降分析常用方法主要有双曲线法、固结度对数配合法(三点法)、抛物线法、指数曲线法、修正指数曲线法和修正双曲线法、沉降速率法、星野法、泊松曲线法等等。这里介绍一下常用的双曲线法。双曲线方程St=S0+t/(a+bt)(1)Sf=S0+1/b(2)式中St——时间t时的沉降量;Sf——最终沉降量(t=∞);S0——初期沉降量(t=0);a、b——将荷载不再变以后的实测数据经过回归求得的系数。沉降计算的具体步骤:1)确定起点时间(t=0),可取填方施工结束日为t=0;2)就各实测值计算t/(St-S0),见图4.8.1;图4.8.1用实测值推算最终沉降的方法3)绘制t与t/(St-S0)的关系图,并确定系数a和b,见图10.2-2;4)计算St;5)由双曲线关系推算出沉降S—时间t曲线图。双曲线法是假定下沉平均速率以双曲线形式减少的经验推导法,要求恒载开始后的沉降实测时间至少6个月以上。
图4.8.2求a和b的方法10.3沉降观测资料整理1)工点沉降观测断面、点布置表2)沉降板观测资料汇总表3)路基面沉降观测资料汇总表4)单点沉降计测试资料汇总表5)剖面沉降管测试资料汇总表6)绘制路堤施工过程和完成后填土高—时间—沉降曲线图4.8.3填土高—时间—沉降曲线图7)荷载—时间—沉降速率图
图4.8.4荷载—时间—沉降速率图8)观测记录本(簿)。9)平差计算、测量成果质量评定资料。10.4几点注意事项10.4.1为了观测到各部位的沉降,从路基填土开始,沉降观测也随即进行。预压地段按照相关要求在基床底层顶面设置临时沉降观测桩,非预压地段,此时基床表层的级配碎石也未填筑,在路基中心及两侧各2m范围内设置临时沉降观测桩,临时沉降观测桩的材质,埋置要求及观测标准与正式的沉降观测完全相同,待预压土卸载时,临时沉降观测桩随之拆除或废弃沉降板测杆随之降低,待基床表层的级配碎石铺设完成后,按照相关要求埋设正式的沉降观测桩,开始观测路基沉降。10.4.2沉降板随着预压土的填筑而接高,随预压土的卸载而降低,观测连续进行,剖面沉降管和位移观测桩不受预压土的影响。沉降设备的埋设是在施工过程中进行的,填筑施工要与设备的埋设做好协调,做到互不干扰、影响。观测设施的埋设及沉降观测工作应按要求进行,不能影响路基填筑质量。10.4.3观测过程中发现异常必须及时查明原因,尽快妥善处理。10.4.4路基填筑过程中应及时整理路堤边桩位移及中心沉降观测点的沉降量,当边桩水平位移大于5mm/天,垂直位移大于10mm/天,路堤中心地基处沉降观测点沉降量大于10mm/天时,应及时通知项目部,并要求停止填筑施工,待沉降稳定后再恢复填土,必要时采用卸载措施。
第五章铁路路基支挡、防护及排水工程中铁四局集团工管中心徐正齐一.铁路路基支挡工程目前铁路主要有10种类型铁路路基支挡工程:重力式挡土墙、短卸荷板式挡土墙、悬臂式和扶臂式挡土墙、锚杆挡土墙、锚定板挡土墙、加筋挡土墙、土钉墙、抗滑桩、桩板式挡土墙、预应力锚索。1.1.支挡工程施工总体要求1、施工前:对于支挡的边坡进行修整,根据现场实际情况在边坡坡顶和支挡结构的上方设置截水沟和防渗设施和周围排水沟等。2、支挡工程使用的各项材料须符合设计和施工技术规范的要求。3、明挖基坑及桩基础:1).在岩体破碎、土质松软或有水地段修建支挡结构,宜在旱季施工,并应集中力量,分段开挖和施工。2).开挖至设计高程时,应立即进行基底承载力检测,核对基础的地质条件,并经监理和设计确认合格后方可进入下道工序。3).当地质情况与设计不符时,应及时反馈,进行变更设计。4).采用倾斜基底时,应按设计要求的倾斜面准确挖凿,严禁超挖后用填补的方法修筑成倾斜面。采用机械挖凿时要预留量采用人工清底,准确修整至基底倾斜面。5).支挡结构采用桩基础的,其施工要符合现行桥涵施工技术规范相关要求。4、支挡结构施工:1).应分段随开挖、随下基、随施工墙身,施工中必须保证支挡结构各部分的几何尺寸符合设计要求。避免基础开挖后长时间暴露并不应长段拉开挖基,防止影响边坡稳定。2).支挡结构施工过程中,同时做好排水设施例如反滤层、泄水孔(管)、排水层以及沉降缝等的设置和安装。泄水孔(管)一般呈梅花形设置,向外墙面成一定的倾斜流水坡度,并防止堵塞,最下面一排应设置在基础回填土顶面的高程位置。沉降缝的设置一定要从基础底至墙身顶部贯通、竖直、平齐,其宽度和填缝料等符合要求,基础和墙身沉降缝要同时设置并设置要在同一个断面位置。
5、支挡基坑和墙背后的回填应及时进行,墙背后的填料、填筑和压实要符合设计要求。墙背后在填筑过程中及时设置反滤层,保证反滤层施工质量,防止填筑过程中漏设或将其破坏。墙背后进行回填时,挡墙混凝土强度或浆砌片石强度要达到设计要求,临近墙身一定范围内不得采用大型机械设备回填,回填时避免碰伤或损坏挡墙身。1.2.重力式挡土墙1、施工工艺流程框图施工准备、场地清理基坑放样、开挖泄水孔、沉降缝设置机械拌合砂浆或砼基础及墙身施工反滤层设置墙背回填勾缝及墙顶构件施工图5.1.1重力式挡土墙施工工艺流程框图2、施工控制要点1).基坑开挖基坑开挖应根据边坡地质及稳定情况合理确定开挖方式,石质可垂直或放坡开挖,土质按1:0.5~1:1予留0.5米工作面。必要时应进行分段跳槽开挖,做好临时支护。地质不良地段,应分段跳槽开挖,并及时施工基础和墙身。基坑挖到设计标高后,应将基底表面风化、松软土石清除干净。基坑开挖后,应进行基底夯实或检平,若其承载力未达到地基承载力要求,应重新进行地基处理,使其达到设计承载力要求。2).浆砌片石挡土墙基础和墙身砌筑砌筑基础的第一层时,如基底为基岩或混凝土基础,应先其表面加以清洗、湿润,砌筑采用挤浆法。砂浆须机械拌合、计量准确、随伴随用。片石厚度不小于150mm,基础与台身之间用石笋连接,以增强基础与台身之间的结合。
砌筑应分层挤浆法砌筑,砌筑上层时,不应振动下层,上、下层防止出现通缝。每砌高70~120cm应找平一次,每日砌筑前应检查找平。当砌筑停止后再次开始施工前应先洒水湿润。砌体外露面和坡顶、边缘及边角应选用较大、平整并加凿修的石块砌筑。砌体应在砂浆凝结前将灰缝勾好,或者在砂浆凝结前将灰缝砂浆刮深50mm,为以后勾凹缝作好准备。勾凹缝既美观也不易起壳脱落。3).片石砼或砼挡土墙施工片石砼或砼挡土墙模板采用厂制大块钢模,砼采用拌合站集中拌合,砼输送车运输,砼输送泵泵送入模,插入式振动器捣固。在砼中掺加片石时,掺加片石数量、质量及摆放间距均满足设计及规范要求。砼养护采用覆盖洒水养护。片石砼或砼挡土墙各段的基础和墙身应一次浇筑完成。4).墙身沿线路方向一般每隔10~20m结合墙高或地基条件的变化设置伸缩缝或沉降缝,挡墙沉降伸缩缝,应贯穿基础垫层设置,缝宽2厘米,沉降缝内采用沥青麻絮沿内、外、顶三边填塞,填缝深度符合设计要求。5).墙体砌筑要按设计设置泄水孔,泄水孔的设置要求向外倾斜以利排水,并防止堵塞。6).墙面应平顺整齐,墙顶排水及防渗设施应及时施工7).墙后回填墙后回填土在墙体砂浆或砼强度达到70%以上时进行,严格做到分层填筑分层夯实,要求压实度达到规范要求,并严格按照设计要求设置墙后砂夹碎石反滤层和粘土封层。泄水孔伸入反滤层部分打成小孔并用无纺土工布包裹砂砾碎石等。3、常见质量通病1).基础开挖松软土石清除不彻底;基础和墙身几何尺寸达不到设计要求。2).浆砌片石挡墙的片石材质和尺寸不合要求,砂浆砌筑不饱满、空洞,上下层砌筑通缝,勾缝起壳脱落;片石砼挡墙中的片石抛填过多;砼挡墙振捣不密实,蜂窝麻面。3).沉降缝不贯通,泄水孔和反滤层设置不符合要求。1.3.短卸荷板式挡土墙1、短卸荷板式挡土墙明挖基坑和基础施工的一般要求同重力式挡墙的规定,基础尺寸满足设计要求。
2、短卸荷板式挡土墙的墙身应该按上墙和下墙两个部分进行施工,上下墙结合部要有接茬,严禁砌成水平通缝;挡墙与填土的接触面宜留有一定的粗糙度;卸荷板顶面高度处墙体内要严格按设计要求设置泄水孔。3、卸荷板与上墙体接触面上沿纵向按设计要求插入短钢筋;卸荷板插入部分应该垫以砼垫板,其内设置构造钢筋。4、短卸荷板优先采用现浇法施工,当采用预制时,卸荷板和表面要有一定的粗糙度,并在板上预留设置板下竖直短钢筋的钻眼通孔,要达到设计规定的强度后方可吊装,铺设时应铺垫水泥砂浆使其与墙体连接牢靠。5、墙背填土必须严格按照设计规定的填料和压实标准施工。墙背反滤层宜用粒径5~40mm的级配卵石,随填土、随施工。6、墙背填土至卸荷板底面后,必须整平至与下墙顶面齐平,不得过高或过低;安装卸荷板时,应在板底上先铺一层2cm厚的水泥砂浆,精确整平后方可安装卸荷板。1.4悬臂式和扶壁式挡土墙1、凸榫必须按照设计几何尺寸及位置开挖,并与墙趾板、墙踵板一同浇筑混凝土。2、各部分墙体必须按照设计几何尺寸和要求进行施工,应保持良好的水平或垂直状态。3、每段墙的墙趾板、墙踵板、面板和肋的钢筋应一次安装绑扎,混凝土也宜一次完成浇筑。如有间断,第二次浇筑时,应保证新混凝土与已浇筑混凝土粘结牢固。4、沉降缝、伸缩缝、泄水孔设置按设计要求及时施工,并保证沉降缝、伸缩缝贯通、泄水孔通畅。5、浇筑混凝土后,应按规定进行养护;墙体必须达到设计强度的70%以上才可进行墙背填土,并应分层填筑、碾压密实,填料和密实度应符合设计要求;墙背反滤层应跟随填土同时施工。1.5.锚杆挡土墙1、锚杆类型、规格及性能应与设计相符,并应按设计尺寸下料、调直、除污、制造。2、锚杆挡土墙应自上往下进行施工。施工前,应清除岩面松动石块,整平墙背坡面,做好截水、排水设施;并按设计要求作锚杆拉拔试验,试验根数为工作锚杆数量的3%且不少于3根,以确定施工工艺和参数。3、钻孔施工控制要点:
1).根据设计孔径及岩土性质合理选择钻孔机具,并应采取干钻。2).必须按照设计孔径、孔位、深度和倾角钻孔,孔轴应保持直线并与墙面垂直,孔位及孔深度符合设计要求。3).钻孔后首选用高压风吹净孔内粉尘、石渣,并保持孔壁干净粗糙。4、安装普通砂浆锚杆控制要点:1).锚杆必须安装在钻孔中心,角度与钻孔角度一致,安装前应在锚杆上设置定位支架;安装时防止锚杆体扭转、弯曲;注浆管随锚杆一同放入钻孔,注浆端头距孔底5~10cm。4).注浆一般采用水泥砂浆,并严格按设计配合比拌制,随拌随用。5).锚孔注浆应采用孔底注浆法,注浆管应插至距孔底5~10cm处,并随水泥砂浆的注入逐渐拔出,中途不得停顿,注浆压力一般为0.2Mpa并保持一定的时间。孔内注浆必须饱满密实,在初凝前进行二次补浆。锚孔注浆时技术和试验人员全程旁站。6).砂浆锚杆安装后,不得敲击、摇动;普通砂浆锚杆在3d内,早强砂浆锚杆在12h内,不得在杆体上悬挂重物;必须待砂浆达到设计强度的70%以上才能安装肋柱或墙面板。2).锚杆未插入岩层部分,应按设计进行防锈处理。在腐蚀环境下,钢筋表面可采用环氧涂层等进行处理。3).有水地段安装锚杆,应将孔内的水排出或采用早强速凝药包式锚杆。5、安装墙面板时,应随装板、随作墙背的分层回填夯实,泄水孔、反滤层按设计要求及时设置。6、锚杆头应按设计进行防锈处理和防水封闭。7、分级平台应按设计采用混凝土进行封闭,并设2%的向外横向排水坡。1.6.锚定板挡土墙1、锚定板挡土墙明挖基坑和基础施工的一般要求同重力式挡墙的规定,基础的几何尺寸要满足设计要求。2、拉杆钢材及锚固件的品种、规格和性能应符合设计要求,使用前应按规定取样试验。拉杆埋于土中部分,应按设计要求进行防锈处理。3、拉杆及锚定板埋设时,应在填土夯填至拉杆高程以上20cm后再挖槽就位。挖槽时,锚定板比设计位置抬高3~5cm,严禁直接碾压拉杆及锚定板。锚定板前方存在超挖的部分要用砼或灰土等回填夯实。4、肋柱与锚定板均应预留拉杆孔洞,
拉杆安装必须顺直,拉杆与肋柱、锚定板的连接要紧密牢靠。5、肋柱、锚定板上的锚头及螺丝杆连接处,在填土前要做好除锈、防锈处理,一般采用沥青砂浆充填,并用沥青麻筋塞缝;外露的端杆和部件在填土沉降基本稳定后及时用砂浆或砼封闭,并作永久性防腐处理。6、吊装肋柱时,应在基础的柱座槽内铺垫2cm厚的沥青砂浆。肋柱严禁前倾,而应该是适当向填土一侧倾斜,其仰斜度满足设计要求。7、锚定板挡土墙的肋柱高度、间距和与线路中心距离要符合设计及施工规范要求。8、墙背应按设计要求填筑渗水性材料,不得采用膨胀土、盐渍土,严禁采用有腐蚀作用的酸性土和有机质土;反滤层施工要随填筑同时进行,用无砂混凝土板、土工织物作为反滤层,保证反滤层施工质量,并应采取排水措施。墙背填土时严禁直接碾压拉杆或锚定板,碾压方向应垂直于拉杆,距挡板1.5m范围内采用小型机具夯实。10、分级平台应按设计采用混凝土进行封闭,并设2%的向外横向排水坡,保持纵、横排水通畅。1.7.加筋土挡土墙1、明挖基坑和基础施工的一般要求同重力式挡墙的规定,施工前应检查地基承载力和基础砌体强度和几何尺寸;2、预制构件的质量、尺寸、精度及拉筋材料的品种、性能均应符合设计要求,使用前必须抽样检查试验。3、拉筋材料进场后要妥善保管,金属拉筋防止锈蚀,复合土工带,土工格栅合成材料等拉筋严禁暴晒。施工过程中应随填随埋,尽量减少拉筋材料在阳光下直接暴晒的时间。4、墙面板在运输、吊装和存放过程中防止面板断裂和楔口碰损。5、直立式墙面板安装要根据不同填料和拉筋预设仰斜坡,即墙面板适当后仰,不得前倾,确保填土后墙面垂直度符合设计要求。6、当第一层墙面板安装完成后,立即进行墙背填筑施工。填料的碾压顺序是:从拉筋中部开始平行于墙面,然后向拉筋尾部逐步进行,再向墙面板方向进行,严禁平行于拉筋方向碾压。全面轻压后再重压,压实过程中碾压机械不得作90°转向操作。距墙面板距离1m范围内不得采用大型压实机械,应采用小型机具或人工夯实。压实机械严禁采用羊足碾。
7、拉筋平直铺设于密实填土上,底部与填土密贴,局部与填土不密贴时应铺砂垫平。连续铺设的拉筋接头应置于其尾部,拉筋尾端宜用拉紧器拉紧,各拉筋的拉力应大体均匀,但应避免拉动墙面板。拉筋位置和间距要符合设计要求。拉筋顶面填土时,严禁沿拉筋方向推土和施工车辆直接碾压拉筋,碾压前拉筋顶面的填土厚度不得小于20cm。8、墙面板上的金属连接件及金属拉筋应进行防锈、防腐处理。筋材之间连接及筋材与墙面板之间连接强度不得低于设计强度。9、墙背填料宜采用粗粒土,填料与筋带直接接触部分不应含有尖锐棱角的块体,填料中最大粒径不应大于10cm,不得采用膨胀土。10、沉降缝的预留与塞封要符合设计要求,上下贯通、接缝平直、塞填密实。反滤层及排水层应按设计要求设置。1.8.土钉墙1、土钉墙是路堑边坡支挡的一种类型,施工前要检测已开挖的路堑横断面和边坡是否符合设计要求,施工前应按设计要求做注浆工艺试验和土钉拉拔试验,以验证设计参数。2、土钉钢材的品种、规格、性能应符合设计要求;下料后应做调直、除污处理,并焊接定位支架,在腐蚀环境下钢筋表面应按设计要求进行处理。3、土钉墙施工原则是:“自上而下、分段施工”,“分层开挖、分层锚固、分层喷护”,“及时挂网喷护”。不得使坡面长期暴露风化失稳。分层开挖的高度,应按坡面土质允许暴露的时间结合土钉排距确定,土层一般为0.5~2.0m,岩层一般为1.0~4.0m。4、开挖时应选用对坡面扰动较小的施工机具和施工方法。在开挖中,应防止上部和上下层连接处局部失稳。发生局部超挖时,应采用浆砌片石或砼回填。5、钻孔施工控制要点:1).钻孔直径应不小于设计尺寸,土钉孔的孔深、间距、长度等必须满足设计及施工规范要求。2).土钉钻孔时严禁向孔内灌水,防止塌孔、缩孔。6、钉孔注浆采用的水泥浆或水泥砂浆应按工艺试验确定的参数要求配制;当边坡渗水较严重时,宜添加膨胀剂。7、注浆应采用孔底注浆法,注浆压力一般为0.2Mpa,确保注浆饱满。注浆前,应把注浆管插至钉孔底部,随着浆液的注入,慢慢拔出注浆管,必须保证砂浆均匀地填满钢筋与孔壁间的空隙;当注浆管拔至孔口时应减压回零避免喷浆,并应防止浆液不足空气进入钉孔。8、土钉孔注浆后至少应养护7d;养护期间,严禁敲击钢筋。
9、喷射混凝土墙面前,应清除坡面浮土、松动石块,并用混凝土将凹坑嵌补密实平整,并按设计要求挂好钢筋网,并预留伸缩缝和泄水孔。钢筋网搭接宜采用焊接,土钉外端与钢垫板或加强钢筋应采用螺丝端杆锚具或焊接进行连接。10、浆砌片石或砼坡脚墙分段开挖,及时快速施工,并要保证几何尺寸和实体质量,做好泄水孔和反滤层,泄水孔不得堵塞或倒坡。1.9.抗滑桩抗滑桩施工工艺框图如图5.1.2所示:场地平整砼备料就地灌注砼护壁桩位放样设置孔口四周防护挖掘中间检查终孔检查清理钢筋加工制作安装钢筋笼钢筋笼检查制作砼试块砼试块养生输送砼制备砼施工完毕清理场地砼灌注图5.1.2抗滑桩施工工艺框图1、在抗滑桩开挖施工中应核对桩孔地质情况,桩孔挖至设计标高后,应由监理、设计和施工方会同验孔,并结合滑动面实际情况确定终孔标高。当地质情况特别是滑动实际位置与设计出入较大时,应及时通报设计、监理进行变更设计处理。2、抗滑桩开挖前应作好下列工作:1).整平孔口地面,设置地表截、排水及防渗设施;雨季施工时,孔口应搭雨棚,做好锁口;孔口地面以上加筑适当高度的围埂。2).备好各项工序的机具、器材和井下排水、通风、照明设施。加强孔内照明、通风和排水。
3).设置对滑坡变形、移动的观测标桩。制定井下作业和撤出人员的安全防护技术措施。3、开挖及支护应符合下列规定:1).分节开挖的每节高度宜为0.6~2.0m,应按设计要求灌注混凝土护壁。护壁混凝土应紧贴围岩灌注,灌注前应清除孔壁上的松动石块、浮土。地层较松软、破碎或有水时,分节不宜过长。不得在土石层变化处或滑动面处分节。2).在滑动面处的护壁应予以加强。在承受较大推力护壁和锁口的混凝土中应增加钢筋。3).开挖应在上一节护壁混凝土拆模后进行;护壁混凝土模板的支撑可于灌注后24h拆除。4).在围岩松软、破碎和有滑动面的节段,应在护壁内顺滑动方向用临时横撑加强支护,并经常观察其受力情况,及时进行加固。当发现横撑受力变形、破损而失效时,孔下施工人员必须立即撤离。5).开挖、出渣、运输应符合现行规范有关规定,爆破应采取减震措施,弃渣不得堆在滑坡范围内。6).开挖桩群应从两端向滑坡主轴隔桩开挖,混凝土灌桩1d后才可开挖邻桩。4、灌注桩身混凝土注意事项:1).钢筋笼可在桩孔内搭接,搭接接头不得设在土石分界和滑动面处。2).砼灌注必须连续进行,不得中断。当滑坡有滑动迹象或需加快施工进度时,宜采用速凝、早强混凝土。5、桩间支挡结构及与桩相邻的挡土、排水设施等,均应与抗滑桩正确连接,及时配套完成。6、抗滑桩应按设计进行检测。1.10.桩板式挡土墙1、桩板式挡土墙的锚固桩施工注意事项和控制要点同抗滑桩的相关要求。锚固桩身的地上部分应该按设计要求安装预埋件或设置牛腿,预埋件或牛腿的规格、尺寸、数量等要符合设计要求。2、锚索(杆)安装和注浆的施工注意事项和控制要点同锚杆挡土墙及预应力锚索的相关要求。2、挡土板宜预制;每块应预留两个吊装孔,孔的直径宜为5cm,孔的位置应靠近板的两端约1/4板长处。预制挡土板砼强度达到设计强度的75%以上方可吊运。
3、桩身混凝土达到设计强度后方可开挖桩前土体或安装挡土板,以及进行墙背填土。滑坡地段桩间土体应间隔开挖,并宜从上至下逐层开挖,随挖随安装挡土板,随设置挡板后的反滤层。4、当桩间为土钉墙或喷锚支护时,桩间土体应分层开挖、分层加固;当锚固桩上部设有多排锚索(杆)时,应等上一排锚索(杆)施工完成后,才可开挖下一层的桩前土体。5、锚索(杆)桩板式路堤挡土墙,应严格控制墙背填土的压实密度;压实时不得直接碾压锚索(杆)。1.11.预应力锚索预应力锚索适用于构造发育的岩质路堑高边坡、顺层及滑坡地段、软硬质岩互层路堑高边坡加固工程。预应力锚索施工工艺框图如图5.1.3所示:施工准备、孔位放样钻孔、清孔锚索制作锚索安装锚梁施工锚固段注浆、养护锚索张拉锚索补张拉、锁定锚头封闭图5.1.3预应力锚索施工工艺框图1、预应力锚索施工使用的材料、机具设备应符合下列规定:1).钢绞线的品种、规格及性能应符合设计要求,并须具有出厂质量证书及标牌。使用前必须抽样检查,合格后才可使用。严禁使用有机械损伤、电弧烧伤和严重锈蚀的钢绞线。
2).严禁将钢绞线及锚索束直接堆放在地面或露天储存,并应防止受潮、受腐蚀气体腐蚀。3).注浆所用的水泥必须符合设计要求。4).防护涂料与套管材料的技术特性和钻孔、注浆、张拉机械设备及锚具、夹具、垫板的选型,品种、规格、质量等均应符合设计要求。2、钻孔应采用风动干钻,高压风清孔。钻孔应按照设计要求的孔位、孔径、孔深、方向及倾角施工。锚索孔的布置形式、间距、位置孔径、倾角及深度等要符合设计及施工规范要求。钻孔时记录地层变化情况,核实地层分界面、滑动面高程及设计长度,置于稳定岩层中的锚固段长度要符合设计要求。3、锚索束安装注意事项和控制要点如下:1).钢绞线的下料长度,应满足锚索束结构设计及张拉的需要。下料应采用切割机或砂轮锯切割,严禁用电弧切割。2).锚索束必须顺直地安放在钻孔中心。3).锚索束的锚固段必须进行清污、除锈处理;锚索束的自由段须涂防腐剂、外套塑料管防护等。4).锚索束的锚固段应按设计要求安装紧箍环和扩张环,制成波浪状;锚索束的自由段要有防护套,每隔0.6~1.0m设一紧箍环和定位支架。4、锚索束注浆锚固的注意事项和控制要点如下:1).在锚索施工前期,应进行预应力锚索的注浆锚固试验,注浆锚固试验的数量不少于工作锚索数量的3%,且不少于3根。2).锚索的锚固注浆应采用孔底注浆法,注浆前要清孔。注浆压力应符合锚固试验时取得的压力参数,并应二次补浆,确保注浆饱满。5、锚索束张拉应按设计要求进行,并应符合下列规定:1).张拉设备必须配套标定。张拉设备的标定期不宜超过6个月,经拆卸检修的张拉设备或压力表经受强烈撞击后,必须重新标定。2).锚索张拉应在其锚固段的砂浆强度及锚梁砼强度达到设计规定的强度以后进行。张拉前按设计要求安装测力计,做好观测工作。锚索张拉顺序按设计要求进行。3).锚具、夹片、垫板的安装位置应符合设计要求,锚具底座顶面应与钻孔轴线垂直,确保锚索张拉时千斤顶张拉力与锚索在同一轴线上。4).锚索预应力张拉应分两次逐级张拉,第一次张拉值应为总张拉力的70%,两次张拉间隔时间不宜少于3~5d,其总张拉力要满足设计要求。5).锚索张拉实际伸长值与计算伸长值之差不得超过±
6%。采用伸长值校核应力,当实际伸长值大于计算伸长值的10%或小于5%时,应暂停张拉,查明原因处理后,才可继续张拉。6).锚索张拉完成7d后,应对其拉力和外观复查,必要时进行补张拉。复查合格后方可切除多余的锚索。7).锚索束张拉端最终锁定后,其回缩量以及夹片外露量要符合设计要求。6、垫块及封闭砼的强度等级要符合设计要求。5.1.12路基支挡工程施工允许偏差铁路路基支挡工程的施工允许偏差应符合表5.1.1要求。表5.1.1支挡结构施工允许偏差部位项目允许偏差(mm)基础前边缘距路基中线0,+20宽度(前缘至后缘)0,+20顶面高程(水平基线)±20墙身前边缘距路基中线0,+20厚度(前缘至后缘)0,+20顶面高程±20垂直度h≤5m10h>5m15沉降缝位置+50,-50宽度+4,-4预制钢筋混凝土构件(板、柱、块体)长度柱+10,-5板、块体+10,-5板对角线差10横截面尺寸柱、块体±5板宽+3,-5高+5,-3厚+4,-2侧向弯曲柱L/750板、块体L/1000外表面平整5预埋件中心3
二.铁路路基防护目前铁路主要有17种类型铁路路基路基防护:植物防护;土工网垫、土工网护坡;混凝土、浆砌石护坡(墙);干砌石护坡;边坡喷护;边坡挂网锚喷防护;边坡勾缝、灌浆、填缝、嵌补;边坡支顶;拦石墙、拦石堤、缓冲填土层;拦石网、拦石桩、拦石柱;固沙及阻沙设施;挡风墙;防雪害设施;护岸;导流堤;消能堤;挡水埝。2.1.路基防护一般要求1、路基防护材料:使用的砂浆或混凝土必须有配合比和强度试验,并留够试件。石头尺寸、强度等应符合设计要求。使用的砂浆、混凝土应采用机械拌和,并应随拌随用,不应直接在砌体面上或路面上以人工拌和。2、路基防护准备工作:当路基土石方施工时或完毕后,应及时进行路基防护施工。各类防护与加固应在稳定的基础或坡体上施工。设有支挡结构物及排除地下水设施地段,应先作好支挡结构物、排水设施,再施作防护工程。防护的坡体表面应进行检查处理,防护设施应与坡面密贴结合。施工前应先清刷坡面浮土,填补坑凹,使坡面大体平整。2.2.边坡植物防护1、边坡植物防护施工工艺如图5.2.1所示:修整骨架内坡面铺撒客土不合格不合格喷播植草碾压或夯实养护管理图5.2.1边坡植物防护施工工艺框图2、边坡植物防护施工技术要求:①准备阶段:喷植前应修好天沟等排水设施,修整坡面,嵌补凹槽、坑洼、准备好喷混材料等。喷射混合物由黏土、谷壳、锯末、水泥及复合肥等拌合,喷混材料应随拌随喷。粘土要先放在搅拌机中预拌,粉碎成粉状达到要求后,再加草籽和化肥,拌合均匀。备好风、水、电。备好塑料网、梯架。②喷播操作:检查风、水、电路与机具。在已修整好的边坡上先撒上一层客土。
人员与喷射机就位,调整好进料阀门,向机组的料斗中加料。打开进风管阀门,开启喷头水阀,湿润坡面。调整供水量,使混合料湿润成浆状,喷到坡面上的泥浆光泽而不下流。喷射枪尽量垂直坡面,从上到下反复喷射数次达设计厚度。喷射厚度为0.08~0.1m。停料、断水电、关闭风路、停机。回收回弹料。③养护:护坡喷植后,进行不少于20天的喷(洒)水养生,务使喷植护坡始终具有足够水份,促使草籽发芽、生长。3、边坡植物防护施工技术措施:骨架内铺立体植被护坡网时,在纵横向每隔1m左右用不短于15cm竹钉垂直打入边坡固定,客土后夯拍,使网与坡面密贴。草籽需选用根系发达茎矮叶茂且适于本地区成活的多年生草种,喷播草籽含量每平方米不小于15~20g。完成喷播后,需及时进行洒水养生。对漏喷、草籽发芽成活率小于90%的部位还应进行补喷。种草时分撒播和行播两种方式,草籽埋入深度不小于5cm,为使草籽均匀分布,可将种子与砂、干土或锯末混合。草籽养生期内,需用透气农膜覆盖,避免雨水冲刷。路堑边坡较陡或较高时,可通过试验采用草籽与含肥料的有机质泥浆混合,喷射于坡面。喷射机作业应严格执行操作规程:①应连续向喷射机供料;②保持喷射机工作风压稳定;③完成或因故中断喷射作业时,应将喷射机和输料管内的积料清除干净。4、边坡植物防护施工注意事项:喷播植草应按设计要求施工,喷播材料与草籽应按配比充分搅拌均匀,清理好的坡面应提前湿润,喷洒应自下而上进行,草籽喷洒应均匀,不得流淌。植物防护工程施工应根据植物的特性,适时种植,避免在暴雨季节、大风和高温条件下施工。喷播植草时大面积的喷播工程应先进行试播,以得到合理的种子、肥料、农药、保水剂和营养土等的配合比,将混合料按一定比例加水制成喷投物料,喷投物料应有一定的稳定性,喷到预定的坡面上切忌浆材沿坡面流动。
5、栽植乔木、灌木:①种植前的准备工作a.苗木准备根据工程设计图纸,列出苗木的品种、数量、规格、落实苗木供应来源,以及运到栽植地的运输情况及方法。对符合规格、生长健壮无病虫害的苗木,逐株做记号。高质量的苗木应具备的条件:根系发达完整,主根短直,接近根茎范围内有较多的侧根和须根,起苗后根系无劈裂;苗木粗壮通直;主侧枝分布均匀,能构成完美的树冠;无病虫害和机械损伤。b.植前整地及放线根据设计图纸要求,栽植地土质应基本满足植物生长需要,如发现土质太差,在栽植前换填种植土,以保植株成活。根据图纸,在现场找出苗木实际栽植位置,用白灰撒处灰点,进行定点放线。一般采用行列式放线法及等距弧线放线法。c.树穴的开挖树穴开挖一般在运取苗木前1~2天进行。种植穴的大小依土球及根系情况而定,带土球的应比土球大16~20cm,穴的深度一般比球高度稍深10~20cm,栽植裸根苗木应保护根系充分舒展,树穴必须保证上下口径一致,避免出现上大下小的“锅底坑”,挖出的表土、心土应分别堆放。②苗木栽植施工要点a.栽植时间:应尽量缩短起苗与栽苗之间的时间差,做到随起随栽。b.苗木运输:在运输过程中,所有植物必须有良好的包装,以保证不受太阳、风吹等不良气候的侵害。裸根植物的根系应沾泥浆,并包在稻草袋中,常绿树及灌木应有土球及草袋包装,到现场及种植前保持完好土球。c.苗木种植:将苗木的根系或土球放入树穴内,使其居中再将树木立起,保证垂直,然后分层回填种植土。一般每层20—30cm,先填较肥沃的表土,填土后将树根稍向上一提,使根系舒展,用锨把将土捣实,直至填满穴坑。土痕应略平稍高于坑口,防止栽植后出现陷落、下沉,导致树干基部积水腐烂。坑土填平后,用余土环树,筑起拦水围堰并拍实以利浇水,高度不低于15cm。d.苗木浇灌:新植苗木的浇灌应以天然水为佳,之后48小时之内必须浇上一遍水,第二遍水随后进行,第三遍水在第二遍水后5—
10天内进行。注意浇水必须浇足浇透,浇完第三遍后,应及时封堰,并在树干基部周围堆成20~30cm高的土堆,以保持土壤内水分。2.3.边坡土工格栅土工格栅按设计要求选定,按规定的批次进行检验。土工格栅运至工地后,分批整齐堆放在料棚(库)内,施工前根据设计长度将土工格栅裁剪好,搬运至现场。铺设土工格栅的路堤边坡下承层表面应整平、压实,清除表面坚硬凸出物,并适量洒水湿润。按设计铺设铺设土工格栅时,将土工格栅自下而上地摊铺,并使土工格栅露出坡面,而后回转,用U行卡固定于坡面上。边坡上的土工格栅同样用U形卡固定,使之与路基面密贴。搭接处U形卡间距0.3m,U形卡长20cm。土工格栅的铺设范围、层数及位置应符合设计要求。铺设的土工格栅属于隐蔽工程,应按隐蔽工程做好检查记录。2.4.干(浆)砌片石护坡1、干(浆)砌片石护坡施工工艺如图5.2.2所示:测量放样测量放样资料工、料、机准备开工申请报告基坑开挖基底检查沉降缝设置砌筑坡面勾缝砌体养护回填验收
图5.2.2干(浆)砌片石护坡施工工艺图2、干(浆)砌片石护坡施工技术要求:①准备:边坡砌筑应在坡面密实、平整、稳定后,方可铺砌。石料等级应符合设计要求。砌筑前,其表面泥土、水锈应清洗干净。②挖基:护坡施工采用人工挖基,人工刷坡,砌筑前,将基底平整夯实,检查合格后方可进行砌筑。③砌筑:片石采用挤浆法施工,铺砌时自下而上进行,砌块不得大面平铺,石块应彼此交错搭接,错缝一般为7~8cm,不得松动,严禁浮塞。砂浆在砌体内必须饱满、密实,不得有悬浆。砌体宜用15cm以上的块(片)石。干砌边坡表面应平整,如遇坚石可挖成台阶。砌体护坡分段施工时,每隔10~15m宜设一道伸缩缝,并做好伸缩、沉降缝及泄水孔,泄水孔后面,应设置反滤层。路基防护所设置的泄水孔的位置、布置型式、孔径尺寸及反滤层的材料、设置应符合设计要求,且排水畅通。④勾缝养生:应勾凹缝,并要沿石块接缝处勾设,及时进行覆盖洒水养生,以保证勾缝美观,防止勾缝起壳脱落。勾缝前,应先将松动和变形处修整完好,干砌护坡勾缝应在路堤沉降已趋稳定后进行。浆砌片石应进行洒水养生。砂浆凝固后,墙面全部刷干净,使外貌整洁美观。3、干、浆砌片石护坡施工技术措施:砌体应分层、分段砌筑,浆砌片石采用挤浆法砌筑,应坐浆饱满,各砌块的砌缝应相互错开,不得有通缝和空缝,表面平顺整齐,与边坡嵌接牢固密贴。砌筑完成后应及时采取有效的养护措施。骨架砌筑前应按设计型式、尺寸挂线放样,开挖沟槽,沟槽尺寸根据骨架尺寸而定。砌筑骨架应从衔接处开始,自下而上砌筑,两骨架衔接处应处于同一高度。骨架应与坡面密贴,骨架流水面应与草坡表面平顺。骨架基础与下部侧沟平台,浆砌片石或浆砌片石水沟连接时,应整体砌筑,灰浆饱满不留缝隙。
4、干、浆砌片石边坡施工注意事项:干、浆砌片石边坡防护施工前,应将坡面杂质、浮土、松动石块及表层风化破碎岩体等清除干净;当有潜水露出时,应作引水或截流处理。防护工程的各种防护都必须加强基础处理和圬工质量,防止水流冲刷和淘空,保证路基稳定。2.5.混凝土空心砖防护①准备:施工前应修整好坡面,清除浮土,填补坑凹,使坡面大致平整。空心砖在预制场预制,采用定制的钢模板。砼由拌和站集中搅拌,砼运输车运送,人工机械振捣。混凝土空心砖采用C15混凝土预制,一般为正六边行。空心砖内客土植草或喷播植草,用于路基边坡防护即可提高景观效果,又可防止地表水对路基边坡的直接冲刷。②铺砌:砌筑空心砖前,先对边坡进行修整,夯拍,检查验收,达到要求后才能进行下一道工序。混凝土空心砖应自下而上铺设,铺设时用橡皮锤击打使砖与坡面密贴,不得使用铁锤等硬物。混凝土空心砖间砂浆应饱满,砌筑后外面整齐,各方向接缝顺直。勾缝应于路堤已趋稳定后进行。③回填喷草:砌筑完成后,砖的空心部分回填适宜植物生长的黏性土,再撒播草籽或喷播植草。并经常喷雾洒水进行养护。④施工注意事项采用边坡满铺混凝土空心砖时,加固范围周边须设M7.5浆砌片石镶边。若为路堤,坡脚须设脚墙基础。截水骨架内结合空心砖使用时,应在骨架完工后再开始铺砌空心砖。2.6.路基防护质量控制及检验路基防护的质量控制及检验要求如表5.2.1:
表5.2.1 植物防护覆盖率、成活率序号项目覆盖率(%)成活率(%)1一般地区植草防护土质路基边坡85—2石质路基边坡70—3种植藤本植物、灌木、乔木防护土质路基边坡—804石质路基边坡—705干旱地区植草防护土质路基边坡65—6种植藤本植物、灌木、乔木防护—707寒冷地区植草防护土质路基边坡80—8石质路基边坡70—9种植藤本植物、灌木、乔木防护土质路基边坡—7510石质路基边坡—70表5.2.2 固土网垫铺设允许偏差序号项 目允许偏差1搭接宽度+30mm,-02上、下边埋入土深度不小于设计值3回转长度不小于设计值4固定钉长度不小于设计值5固定钉间距+50mm表5.2.3 土工格栅允许偏差序号项 目允许偏差1铺设范围不小于设计值2搭接宽度0—+50mm3上下层搭接缝错开距离±50mm4层间距±30mm5回折长度±50mm
表5.2.4砌体施工允许偏差序号项目允许偏差浆砌片石干砌片石带截水沟浆砌片石砼预制块1平面位置±50mm±50mm±50mm±50mm2基底高程±50mm±50mm±50mm±50mm3坡顶高程-20mm,0-20mm,0-20mm,0-20mm,04坡度±0.5%±0.5%±0.5%5护肩,镶边及基础厚度、宽度不小于设计值不小于设计值不小于设计值不小于设计值6砌石厚度不小于设计值不小于设计值7垫层厚度不小于设计值不小于设计值不小于设计值8坡面平整度30mm30mm30mm10mm9骨架净距±50mm10宽度及边槽高度不小于设计值11骨架厚度及嵌置深度不小于设计值12踏步宽度、厚度不小于设计值13砼板边长+6mm,-3mm14对角线长+6mm,-3mm15厚度+4mm,-2mm
三.铁路路基排水目前铁路主要有8种类型铁路路基路基排水:地表排水、急流槽、地下排水、支撑渗沟、渗井、渗水及泄水隧洞、河床开挖、河床冲刷与防护。3.1路基排水3.1.1施工技术要求1、路基排水设施施工1).各类排水设施的位置、断面、尺寸、坡度、高程及使用材料应符合设计要求。2).沟渠边坡必须平整、稳定。水沟底地基稳固、密实,3).排水设施应纵坡顺适、沟底平整、排水畅通、无冲刷和阻水现象。4).排水沟、天沟要求线型美观,直线线型顺直,曲线线型圆顺。5).各类防渗加固设施要求坚实稳定,表面平整美观。浆砌片石工程砂浆配合比应通过试验确定,砌体咬扣紧密,嵌缝饱满、密实,勾缝平顺无脱落,缝宽大体一致。干砌片石工程要求咬扣紧密、错缝,禁止叠砌、贴砌。2、地面排水设施施工1).路基地面排水设施如:排水沟、侧沟、天沟等要与周围天然沟渠和相邻的桥涵、隧道、车站等排水设施衔接配合,组成完整的排水系统。2).地表排水设施的平面位置应符合设计要求,并与周围实际地形相协调,不得反坡积水。3).排水沟铺砌背后及顶部与地面之间要填塞封严。4).侧沟、路堤横向排水沟采用砼预制构件砌筑,砌缝砂浆应饱满,沟身不漏水。预制砼构件强度、尺寸应符合设计要求,有破损、裂缝的构件禁止使用。5).路堤横向排水沟沟底纵坡由中心向两侧为4%;横向排水沟与路堤边坡排水沟应相接将水排出路基。路堤横向排水沟和路堤边坡上的排水沟均应在路堤处于稳定后方可施工。6).采用浆砌片石加固水沟时,砌缝砂浆应饱满,沟身不漏水。7).截水沟应防止水流下渗和冲刷。地质不良地段和土质松软、透水性较大或裂隙较多的岩石路段,对沟底纵坡较大的土质截水沟及截水沟的出水口,均应采用加固措施,防止渗漏和冲刷沟底及沟壁。
8).急流槽、平台截水沟应随路基防护圬工同步砌筑,排水坡度、沟槽断面不得小于设计要求。9).当路堤基本成型或跨雨季填筑时,路堤边坡较高地段宜每隔30m左右于路堤边坡上设置临时排水沟,路堤面边缘设置土埂,以免冲毁路基。3、地下排水设施施工1).地下排水设施要与地表排水系统相配套,水路保持畅通,沟槽内碎石回填均匀、密实。2).当地下水位较高、潜水层埋藏不深时,可采用排水沟或暗沟截流地下水及降低地下水位,沟底宜埋入不透水层内。沟壁最下一排渗水孔的底部宜高出沟底不小于0.2m。3).排水沟或暗沟采用混凝土浇筑或浆砌片石砌筑时,应在沟壁与含水地层接触面的高度处,设置一排或多排向沟中倾斜的渗水孔。沟壁外侧应填以粗粒透水材料或土工合成材料用反滤层。沿沟槽每隔10~15m或当沟槽通过软硬岩层分界处时应设置伸缩缝或沉降缝。4).排除地下水的渗沟均应设置排水层、反滤层和封闭层。渗沟沟内用作排水和渗水的填充料在使用前须须经过筛选和清洗。5).渗沟的出水口宜设置端墙,端墙下部留出与渗沟排水通道大小一致的排水沟,端墙排水孔底面距排水沟沟底的高度不宜小于0.2m;端墙出口的排水沟应进行加固,防止冲刷。6).当管式渗沟长度为100~300m,其末端宜设横向泄水管分段排除地下水。7).渗沟的开挖宜自下游向上游进行,应随挖随即支撑并迅速回填,不可暴露太久,以免造成坍塌。支撑渗沟应间隔开挖。8).用于排水隔离层的土工合成材料的种类性能指标和其上铺筑的材料应符合设计要求。4、检查井施工1).检查井应按设计位置、尺寸施工。2).检查井基础应与渗水暗沟混凝土基础同时施工。3).井身混凝土强度及井盖形状、强度、拉手安设应符合设计要求,井身混凝土表面平顺光洁,井盖安装平稳、密贴,拉手牢固。4).检查井基坑回填应按路基相同部位的材料和压实要求采用人工分层回填,夯击密实。施工时应避免机械损伤检查井井壁。5、质量通病
1).排水系统与实际地形不协调,与周围结构物的排水系统衔接不畅。地上排水系统和地下排水系统不配套。2).排水设施流水断面几何尺寸达不到要求,沟底地基不密实。3).流水坡度存在反坡或沟内局部下沉、凹陷、积水、淤塞。3.1.2冲刷防护1、路基冲刷防护应加强基础处理,冲刷防护的位置、长度、几何尺寸、构造形式等符合设计要求,做好沉降缝的设置和塞封,保证砌体或混凝土质量,防止水流冲刷和淘空。2、坡岸防护施工1).坡岸防护应按设计要求施工。2).基坑开挖中应核对地质情况、基础高程和嵌入基岩深度。明挖基坑应随时排干坑内积水,挖至设计标高后应立即检查基底承载力;水下和深基础采用沉井、桩基础施工时,应符合《客运专线铁路桥涵工程施工技术指南》。基础及其护基设施均宜在枯水期内完成。3).坡面铺砌应在填料和填筑压实符合设计要求及坡体沉降已趋稳定后进行。铺砌前应整平夯实坡面。4).护坡上、下游两端及顶部与边坡或岸坡的衔接应牢固、平顺、密贴。5).所用的砂浆或混凝土必须按配合比进行强度等级试验,石料强度应符合设计要求。3、导流构造物施工1).导流构造物施工时,应调查核对坝址情况,当地质、河道、水文条件在核查时或在施工中发现与设计不符时,应及时反馈给有关单位。2).导流构造物施工,应按设计要求并符合水工构筑物有关规定。应特别注意坝基处理、坝根与相连地层或其它防护设施的嵌接。4、改河工程施工1).改河工程应在枯水期施工。旱季不能完成时,应妥善采取防洪措施。2).河道开挖应先挖中段,再挖未段。必须经检查确认新河床已符合要求后,方可挖通其上游河段。3).利用开挖新河道的土石填平旧河道时,在新河道未通流前,不得堵断旧河道。4).通流时,改河上游进口河段的河床纵坡应稍大于设计坡度。5).河床加固设施及导流构造物的施工进度应合理,及时配套完成。
第六章铁路路基相关配套工程施工中铁四局集团技术中心彭宏伟修筑于路基上的电缆沟槽、接触网支柱基础、声屏障基础、预埋管、综合接地等应与路基同步施工,不得因施工而损坏、危及路基的稳定与安全。6.1电缆槽施工电缆槽施工工艺如图6.1所示:图6.1电缆槽施工工艺图6.2声屏障基础、接触网基础施工声屏障基础和接触网支柱基础施工工艺如图6.2所示。图6.2声屏障基础、接触网支柱基础施工工艺图
6.3综合接地、连通管道和排水管施工综合接地、连通管道、排水管应在路基施工中同步安装,禁止在基床底部完工后开槽布管。6.3.1综合接地施工为保证全线贯通地线的接地电阻满足技术要求,贯通地线在适当地方安装接地极来进行降阻处理。综合接地系统施工工艺如图6.3.1所示:图6.3.1综合接地系统施工工艺图6.3.2过轨钢管预埋设。在基床施工时预先埋入过轨防锈钢管,埋设高低需满足手孔槽与过道钢管的水平连接。并在过轨钢管两端用麻布进行堵塞封口,防止杂物进入管内。6.3.3电缆引下管预埋设。电缆引出到设备点,在线路两侧设置的手孔处预埋钢管沿路基引出,钢管与电缆槽成45度角沿边坡按倒人字埋设。两侧电缆手孔槽、过轨管及引下管均连通。过轨钢管及电缆引下管等连通管道施工工艺如图6.3.3所示:
图6.3.3轨钢管及电缆引下管等施工工艺图6.3.4PVC排水管埋设。按设计位置、数量采用机械开挖管槽、人工埋设排水管。施工时与路基同步施工。
第七章铁路路基季节性施工技术中铁四局集团技术中心彭宏伟6.1雨季施工6.1.1雨季中不宜安排施工的工点:洼地路堤填筑;土质路基的高填深挖。6.1.2雨季中可安排施工的工点:路基石方的填挖;砂夹石、土夹石或砂类土的路堑开挖;挖方高度较小,运输距离较短的土质路堑。6.1.3雨季施工,应做好路基两侧的排水措施,避免路基基底浸泡。6.1.4每次作业手工前必须将铺松的松土层碾压完毕。6.1.5雨后的路基面必须晾晒、刮除表面浮土和复压处理,经抽检合格后方可继续施工。6.2冬季施工昼夜平均气温在0oC以下且连续15d时,应按低温施工办理。6.2.1土壤防冻措施:(1)、挖松表层土覆盖保温。填筑路堤施工过程中,每日收工前表层用厚20~30cm的土覆盖,不要压实。松土粉碎越细,效果越好。(2)、草袋覆盖保温。(3)、组织不间断施工。除应尽量缩短各工序间的间歇时间外,宜组织昼夜连续施工,压缩新挖土及取土面暴露时间,以保证施工过程土壤不冻或少冻。6.2.2路堤填筑(1)基底处理:低温施工的路堤,其地基在冻结前处理,按设计对耕地或松土原地面进行处理,根据路堤高度、基底地质情况采取不同的处理措施。如:换填渗水土、挖除表层整平碾压或直接将基底整平碾压等。同时还要清除冰雪、疏干积水,坑洼处用与地基同类的未冻土填筑压实。处理好的地基随即掩盖以防冻结。(2)填料要求:低温填筑路堤用土,除按一般路基填料规定外,宜选用级配良好的渗水土,如确有困难,不得不采用非渗水土,其含水量宜低于塑限,并采取加大压实功能措施,如采用重型压路机或减薄填土层厚度。(3)填土压实:
①、填土厚度:冬期路基施工应按横断面全宽分层平填,分层填筑铺土厚度应按正常温度试验段施工所得出的厚度减薄20%~25%,并不得铺成斜层,已铺土层未压实前不得中断施工。②、施工中遇大雪或其他原因不得不中途停止时,要整平填层及边坡面并加掩盖,继续施工前,将表面冰雪清除。③、施工做到随挖随运、随填随压实。已铺土层未压实前,不得中断施工。保证挖、运、填、压的周转时间小于土的冻结时间,一般不宜大于7h。④、取土坑宜一次连续挖至标高,挖土前应清除积雪;外露土层用草袋覆盖。6.2.3路堑开挖:(1)、路堑施工前,先做好堑顶截、排水,并经常检查防止渗漏。堑顶为土质或含有软弱夹层的岩石时,天沟应及时铺砌。开挖区保持排水系统通畅,顺路堑两侧挖临时排水沟,在地下水丰富的地段应及时排干地表、地下水,防止土被反复冻融。(2)、冻土层采用挖掘机开挖。当冻土层开挖至未冻土后,应连续作业,分层开挖,中间停顿时间较长时,在表面覆盖草袋保温,避免重复受冻。(3)、路堑挖至路肩标高0.5m以上时(针对路堑底为土质),挖好临时排水沟后,应停止开挖,并将表面覆盖25~30cm松土,待到正常季节施工时,再挖去其余部分。(4)、路堑开挖每日开工时选挖向阳处,气温回升后再挖背阴处。
第八章铁路路基验收暂行标准中铁四局集团检测中心章国辉一、暂行标准主要内容1.《客运专线铁路路基工程施工质量验收暂行标准》共分15章,内容包括:总则,术语,基本规定,地基处理,基床以下路堤,过渡段,路堑,基床,路基排水,路基边坡防护,路基支挡结构,路基相关工程,路基附属设施,沉降观测,路基单位工程综合质量验收等。2.使用中的注意点(1).本标准应与《铁路耐久性混凝土工程施工质量验收暂行标准》等客运专线技术标准及《铁路路基工程施工质量验收标准》配合使用。(2).路基支挡结构只列了题目,没有内容。其分部、分项、检验批划分及验收执行《铁路路基工程施工质量验收标准》,其中混凝土的检验要求执行《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》。(3).路基上各种管线、电缆槽、声屏障基础、电化接触网立柱基础布置设计和施工十分繁琐,目前尚无定型设计,本标准仅就涉及路基安全和稳定的问题做了一些基本规定,施工和验收还应符合设计的要求。3.验收过程中,当涉及结构安全、系统功能部分的设计文件或设计规范的要求与本标准有差异时,应以标准高者为依据。4.本标准是合格标准,即工程合格的最低标准。5.本暂行标准的内容大致分为以下四类:(1)总体:1、2、3、15章(2)路基主体及其相关部分:4、5、6、7、8、12、14章(3)路基排水支挡防护:9-11章(4)路基附属工程:13章二、暂行标准特点1.本暂行标准基床以下路堤、过渡段、路堑、基床等部分内容仅适用于旅客列车设计行车速度200~350km/h的标准轨距客运专线铁路有砟轨道路基工程施工质量的验收。无咋轨道铁路的路基工程尚应执行客运专线铁路无咋轨道工程施工质量验收的有关规定。2.强调客运专线必须进行详细的工程地质核查。勘察设计单位参加地基处理、路堑开挖、支挡结构基坑开挖等重要分部工程验收。
3.提出路基填料在有条件时应作为结构物建筑材料采用集中供应方式4.修筑于路基上的电缆槽(沟)、接触网支柱基础、声屏障基础、预埋管线、综合接地等站后工程内容纳入路基工程同步修建和验收,保证路基的稳固与安全。5.规定质量检测应采用先进、成熟、科学的方法和手段,质量数据做到全面、真实、可靠。在检测的手段上尽可能利用已经成熟的、科学的检测手段,充分体现可操作性,尽可能实行量化管理,避免使用诸如“观察”、“目测”等检验手段。6.突出单位工程综合质量评定的要求,全面核查工程质量状况。7.条文的编制充分体现施工现场质量管理和工程施工质量过程控制的要求,明确建设各方在工程施工质量控制过程中的具体质量职责。8、统一工程施工质量验收记录等资料管理与保存的要求。9、要求参加客运专线铁路工程施工及验收的各方人员培训后上岗。三、使用中的关键问题和注意事项3.1总则方面3.1.1关于本暂行标准适用范围(1.0.2条)本条规定了本暂行标准适用条件,未明确说明仅适用于有砟轨道,主要是考虑无论有砟或无咋,其按设计施工的地基处理、路堑开挖、排水、边坡防护、支挡、附属工程等的验收是一样的,仅在填筑路基本身结构、质量控制标准方面不同。所以本暂行标准除适用于有砟轨道路基工程验收外,部分章节还可以在无碴轨道路基工程质量验收标准未制定前参考使用。3.1.2关于质量控制责任(1.0.4)本暂行标准总则中明确了参与工程建设各方对工程质量控制职责。施工单位是工程施工质量控制的主体,要对工程施工质量全过程进行控制,建设单位、监理单位、勘察设计单位的责任在本暂行标准具体内容中规定。如:在各分项工程的主控项目中,规定了监理单位的检验数量和检验方法;在表3.4.3分部工程质量验收记录中,规定了勘察设计单位参加地基处理、路堑开挖、支挡基坑、沉降观测等隐蔽工程的验收;在4.6.4条、4.7.4条中规定了堆载预压、真空预压的卸载时间由建设单位组织设计、监理、施工单位共同研究确定。3.1.3关于路基施工采用先进设备、工艺和检测手段(1.0.6条、
1.0.8条)随着工程检测技术的发展,已有相当多成熟先进的方法、仪器设备应用于工程检测。施工中可采取对比、验证的方法对先进的检测方法、仪器进行试验,在试验检验证明其先进、可靠并经客运专线铁路质量管理部门组织有关专家论证的基础上,可作为新的检验方法与既有检验方法共同组成客运专线铁路路基工程施工质量检验的方法。3.1.4关于工程建设过程中技术资料的形成、保存(1.0.9条)工程施工及验收的有关资料,反映了工程施工全过程的质量状况,是评价和追溯工程施工质量的主要依据,应当充分重视和做好其规范整理和归档保存工作。国家标准《建设工程文件归档整理规范》(GB/T50328-2001)对检验批、分项工程、分部工程、单位工程质量验收记录的保存单位和保管期限做出了明确的规定。其中,保管期限分为永久、长期、短期三种。“永久”是指需要永久保存;“长期”是指保存期限等于该工程的使用寿命;“短期”是指保存20年以下。其他文件、规章的规定也需遵照执行。鉴于施工过程文件资料数量繁多,应采用采用先进的信息化手段,以提高工作效率和保存质量。3.1.5关于铺轨时间的确定(1.0.11条)路基工后沉降达不到设计要求时,铺轨将会产生线路不平顺,并且很难治理,不能满足客运专线实现速度目标值的需要,所以本标准1.0.11条规定客运专线铁路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。在路基填筑过程中,应进行沉降观测,并根据填筑速率和观测情况及时进行沉降分析。当填筑至基床表层时,应根据沉降观测情况分析预测路基放置期间沉降量及工后沉降;如在路基放置期间沉降不能稳定,应采取处理措施,使铺轨时的估算工后沉降满足设计要求。3.1.6关于填料作为建筑材料集中供应(1.0.12条)随着路基工程质量标准的提高,对填料的要求也越来越严格,客运专线要求:基床以下填料应优先选用A、B组填料和C组碎石、砾石类填料,碎石最大粒径不大于15cm,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;基床底层填料应采用A、B组填料或改良土,碎石最大粒径不大于10cm;300-350km/h铁路基床表层采用级配碎石,200-250km/h铁路基床表层采用级配碎石或级配砂砾石。
由于很多天然填料无法直接达到以上标准,为有效控制工程质量和环境保护,并借鉴国外高速铁路建设经验,本标准建议在有条件时将路基填料作为结构物建筑材料采用集中供应方式。3.1.7关于上岗前培训(1.0.13条)客运专线铁路的建设标准和要求比一般铁路要高得多,并有很多新技术,要实现建设国际一流客运专线铁路的目标,需要建设各方充分做好技术和管理方面的准备。施工质量验收标准是保证工程施工质量的强制性标准,作业人员应全面理解和掌握,并准确执行,本暂行标准要求加强培训和考核,持证上岗。3.2术语方面3.2.1关于监理单位不同监理方式的几个术语:在术语中,解释了几种不同的监理方式,应深刻理解:旁站、见证都是看,平行检验是具体检验操作。“见证”包括见证检验、见证检测、见证试验等。“见证取样检测”是见证的一种形式。“旁站”是在工程的关键部位或关键工序施工过程中,由监理人员在现场进行施工过程中全程监督。“平行检验”是监理按主控项目中检验数量和检验方法的规定,利用一定的检查或检测手段,在施工单位自检的基础上独立进行检查或检测。对一般项目,现场监理可根据见证、旁站过程中掌握的质量情况,在认为有必要的情况下或建设单位有要求时进行平行检验。3.2.2关于主控项目与一般项目主控项目和一般项目都是工程质量控制的重要内容,其区别在于:主控项目的质量经抽样检验必须全部合格;一般项目的质量要求抽样检验全部合格,但其中有允许偏差的抽查点,除有专门要求外,80%及以上的抽查点应控制在规定允许偏差内,最大偏差不得大于规定允许偏差的1.5倍;3.2.3关于路基工后沉降工后沉降指有砟轨道铺轨工程(包括铺砟)开始时沉降量与最终形成的沉降量之差。需要通过现场的沉降观测、分析、推算来确定,由于客运专线对工后沉降控制要求严格,现有各种推算方法的推算结果之间存在差异,所以建议用不同方法推算,均表明稳定方可进行铺轨。3.3基本规定3.3.1关于路基工程检验批划分(表3.2.6)
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,路基工程本着以下原则划分检验批:(1)地基处理:原地面处理、换填、排水固结等技术成熟、工效高的地基处理方式按≤200m路基长度划分;复合地基、真空预压等技术较新、相对工效不太高的地基处理方式按≤100m路基长度划分;洞穴处理比较复杂,按≤50m路基长度划分。注意:连续长度,单个工点(2)路基填筑:路基填筑的检验批划分考虑了填筑压实区段的划分、每一工作班的工作内容、以及填筑不同高度检验项目不同的因素,规定同一压实工作班的单个压实区段的每一检测层为一个检验批,在施工组织中应注意施工区段、工作班组任务划分与检验数量尽可能匹配,可在控制质量的前提下检验点数最少,提高效率。(3)过渡段:过渡段是客运专线路基不均匀沉降控制的关键,每个过渡段的地基条件、施工班组能力、机械设备配备不尽相同,规定基底处理、基坑回填按每一个过渡段为一个检验批,填筑按每个过渡段的每一检测层为一个检验批。(4)路基边坡、路基面的质量控制主要考虑线路的整体平顺性、完整性,路堑开挖以控制开挖面为主要控制点,其检验批划分按≤200m连续路基长度划分。(5)路基排水、边坡防护考虑施工组织安排的特点,按一条连续排水沟或单侧连续护坡长度≤100m的单个工点划分。(6)路基相关工程及附属设施考虑工程特点和施工组织、工效等特点,按沿线路连续长度≤1000m的单个工点划分。3.4共性问题3.4.1在每一个分项工程中,基本包括了一般规定、主控项目和一般项目三部分:(1)一般规定:规定对工程施工质量有重要影响的和涉及施工安全、人体健康、环境保护和公众利益的施工工艺方法,明确必须执行还是禁止使用,没有具体的质量指标。(2)主控项目:对检验项目规定明确质量指标,并分别明确施工单位和监理单位的检验方法、检验数量。监理单位检验包括平行检验、旁站和见证。对监理的三种检验方法应很好的理解。(3)一般项目:明确质量指标或允许偏差,只规定了施工单位的检验方法和检验数量。没有对监理单位做具体要求。监理单位可根据施工质量情况自行确定质量控制工作。
主控项目与一般项目都规定了明确的质量指标,其区别在于,主控项目的检验不允许超出质量指标,而一般项目可以有20%的点超过允许偏差值。3.5地基处理方面地基处理共有20个分项工程,基本涵盖了当前铁路工程地基处理的成熟处理措施和正在试验的处理措施。地基处理分部工程质量验收除施工单位、监理单位参加外,勘察设计单位也要参加验收。这是因为地基沉降是路基工后沉降的主要部分,地基沉降能否满足要求,一是设计的处理措施应满足路基工后沉降要求,二是地基处理施工质量应满足设计要求。3.5.1关于地基条件(4.1.4条)本条是对地基地质资料进行核查的要求,当核查的地质条件与设计资料不符,应提交设计单位重新评价地基条件、确定地基处理措施。检验数量中要求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。检验方法静力触探试验等,是说明可以采用静力触探但不仅限于这一种方法,应根据现场地质条件确定方法。3.5.2关于陡坡地面沿线路纵向开挖台阶宽度(4.1.6条)当原地面坡度陡于1:5时,要求原地面挖台阶,设计横断面给出了线路横向挖台阶宽度和高度,考虑压路机工作的有效性,沿线路纵向台阶的宽度不应小于2m。3.5.3关于砂、碎石垫层压实质量控制标准(4.3.7条)砂、碎石垫层作为袋装砂井、塑料排水板等排水固结措施的水平排水层,与作为复合地基的垫层进行设计,其压实质量控制标准不尽相同,一般应由设计提出。当设计没有提出要求时,应按该垫层所处路基部位(基床以下或基床底层)分别符合5.2.2条或8.1.6条中关于碎石土的规定。但作为排水固结水平排水层的砂垫层的地基系数应在填筑一定高度后进行检验。3.5.4关于预压卸载时间(4.6.4、4.7.4条)
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,又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。3.5.5关于复合地基成桩工艺试验(4.8.1、4.9.1、4.10.1、4.11.1、4.12.1、4.13.2、4.14.1、4.16.1)复合地基桩的成桩质量受施工工艺影响很大,如粉喷桩、浆喷桩采用不同的设备有采用单喷单搅工艺的,有采用双喷双搅工艺的,能否得到强度满足设计要求的完整均匀的桩,需要在大面积施工前进行工艺试验,成桩后,应进行成桩质量检验,如粉喷桩应进行钻芯取样检查,桩的质量合格后方可证明设备、施工工艺可用于大面积施工。3.5.6关于复合地基承载力确认试验(4.8.2、4.9.2、4.10.2、4.11.2、4.12.2、4.14.2)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,为确保客运专线铁路路基工后沉降满足设计暂规的要求,客运专线铁路地基处理应进行动态设计。此处规定检验复合地基承载力就是为了验证设计的处理措施是否能满足路基工后沉降的要求,体现的是动态设计的理念。试验方法:连续里程地基条件相似情况下,采用相同设计处理措施的复合地基在成桩工艺性试验基础上,先施工一段(以满足地基承载力试验需要为原则)进行复合地基承载力试验。注意:这里没有规定谁来做,应根据具体情况确定,一般这一阶段的复合地基承载力检验由建设单位组织设计、监理、施工单位共同参与。3.5.7关于复合地基承载力检验试验(4.8.12、4.9.12、4.10.9、4.11.10、4.12.9、4.13.11、4.14.12)在设计的复合地基处理措施能够在工期范围内满足客运专线路基工后沉降要求的前提下,大面积处理后的复合地基承载力必须满足设计要求。复合地基承载力检验应在设计规定时间检验,考虑现阶段工程建设管理模式和施工单位进行地基承载力检验资质问题,此处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。现在很多项目复合地基承载力检验由建设单位指定有检测资质的第三方进行。3.5.8关于粉喷桩、浆喷桩、旋喷桩完整性、均匀性、无侧限抗压强度的检验(4.10.8、4.11.9、4.12.8)
采用在桩长范围内垂直钻孔取芯法进行粉喷桩、浆体搅拌桩、高压旋喷桩工后质量检验,其钻芯取样的工艺是关键,必须保证取芯质量。否则,往往因岩芯破碎而造成假象。因此,如有检测结果达不到设计要求时,应另行选桩加倍抽检。如仍有检测结果达不到设计要求,应进行单桩及复合地基载荷试验,并以此试验结果作为质量评定的最终依据。每根桩的无侧限抗压强度试验应制取3个试件,试件尺寸要求和试验方法可参照《铁路工程岩石试验规程》(TB10115)中关于单轴抗压强度试验的规定,但压力机宜采用5~7.5kN的无侧限强度试验机。注意:钻芯后的孔洞必须采用水泥砂浆灌注封闭。3.5.9关于半刚性桩、刚性桩地基处理措施(4.14、4.15、4.16)在客专建设中,为在有限时间内控制路基工后沉降,会较多采用半刚性桩复合地基(CFG桩)、刚性桩(打入桩、混凝土灌注桩)。半刚性桩、刚性桩均有设计采用增大承载面积的混凝土桩帽(板),为便于验收和使用,本标准将桩和桩帽(板)分别作为不同的分项工程。CFG桩在铁路工程中应用的经验有限,本暂行标准是参考中国建筑科学研究院的有关资料编写的,由于建筑地基与铁路地基不尽相同,本暂行标准中的质量控制指标还有待于实践的检验。注意:4.14.11条规定检验CFG桩的桩身质量、完整性应满足设计要求,没规定断桩率控制指标。3.5.10关于洞穴、陷穴处理(4.20)本条规定了岩溶洞穴地区,路堤填筑前及路堑开挖至设计标高后,应结合勘探设计资料对施工地段进行地质核查。4.20.4条规定了若施工前或施工过程中出现下列情况,应及时反馈设计单位,必须通过设计单位进行处理。(1).施工前地质核查或施工过程中发现地质情况与设计不符;(2).在路堑路基面、边坡上出现较大或有水的、有较厚松软充填物的溶洞;(3).施工中发现路堤地基的溶洞或查知有位于堑底下不深但未出露的溶洞;(4).注浆孔揭示的岩溶范围、深度与设计不符。使用中要注意做好这项地质核查工作,并作详细记录,包括核查时间、核查方法、核查范围、核查结果和核查人。3.6基床以下路堤3.6.1关于填筑压实工艺试验(5.1.2条)
根据秦沈客专施工经验,在进行大面积填筑前,对不同填料应分别选取有代表性的地段作为试验段,进行摊铺压实工艺试验,试验的主要内容包括:室内试验确认填料类别、天然含水率、最佳含水量、最大感密度等指标,现场试验不同压实设备条件下填料摊铺厚度、施工含水量范围、晾晒方式、晾晒辅助设备、碾压方式组合、碾压遍数等,通过现场试验确定该种填料使用试验所用性能的压实设备的施工工艺参数,经监理单位确认后,在大面积施工时按工艺试验的参数进行路基压实质量的过程控制。如在路基填筑压实施工时所用的填料或压实设备性能改变,应重新进行施工工艺试验。3.6.2关于基床以下路基填料的最大粒径和级配(5.1.4、5.1.5条)填料的粒径大小、大块石间空隙是否充填密实、是否分层压实等因素,对路堤的强度和密实程度影响很大,借鉴国外高速铁路建设经验,规定填料中碎石最大粒径不得大于15cm,不同性质的填料应分别填筑,不得混填;考虑我国填料分类,未明确提出填料级配要求,但要求每一摊铺层填料中的粗细料应摊铺均匀,不应有粗集料或细集料窝。较大粒径石块不应集中,应均匀的分布于填筑层中,石块间的空隙应用较小碎石、石屑等材料填充密实,并使层厚均匀层面平整。3.6.3关于具有可击实性土的施工含水量控制(5.1.5条)目前我国击实试验要求土的最大粒径为6cm,而基床以下填料最大粒径为15cm,基床底层填料最大粒径为10cm,在施工过程中,对具有可击实性的土的碾压含水量应控制在由试验段确定的施工允许含水量范围内,对不具可击实性的土的碾压含水量应根据试验段的试验参数控制,以保证压实质量为前提。3.6.4关于改良土生产(5.1.6条)改良土拌和均匀性是改良成功与否的关键,当前改良土施工存在的普遍问题就是拌和不均匀和环保问题,为此,本暂行标准要求改良土施工在条件具备时应优先选择厂(场)拌。厂拌指采用机械配料和拌和设备生产改良土。场拌指在固定的场地上集中晾晒、拌和生产改良土。3.6.5关于填筑过程中的沉降观测(5.1.13条)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,要满足三方面的需要:(1)要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;(2)要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(10mm/d)和坡脚水平位移(5mm/d
)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;(3)要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。3.6.6关于路堤填料检验(5.2.1条)取土场确定后,应在施工组织设计中对每一取土场取出填料应用的地点做好规划,保证同一种填料在路基高度范围内累计厚度不小于50cm,这样有利于对填筑好路基的物理力学性能的了解。为保证运至路基的填料满足设计要求,本标准规定一定数量的同一种填料在碾压前需进行两次检验,是考虑了在取土场经取样检验确定土的类别,判断是否满足路基填料要求,并进一步进行了最佳含水量、最大干密度试验后,为防止非设计取土场的不合格填料运至路基,在填料填筑至路基上后再次检验,核实运至现场的填料确实是取土场经检验可以用于路基的填料。第一次是作为建筑材料的产品检验,第二次是作为建筑材料的进场检验。当填料土质发生变化或更换取土场时还应重新进行检验。填料检验表中检验填料地点的填写应明确是取土场还是填筑现场。3.6.7关于基床以下路堤压实标准(5.2.2条)结合近年来铁路路基的科研与施工实践,以及国际上较为通行的压实质量控制方法,采用物理指标和力学指标双指标控制(物理指标有压实系数K、相对密度Dr、孔隙率n和含气率na,是为了检测土的压密程度;力学指标有地基系数K30、变形模量EV2、EVd、小型贯入试验N10、承载比CBR等,是为了检测土的变形特性)。本暂行标准基床以下路基采用了其中的压实系数K、孔隙率n二个物理指标,力学指标采用地基系数K303.6.8关于基床以下路堤压实标准(5.2.2条)不同种类填料压实质量的控制指标为:(1)当为细粒土时,采用地基系数和压实系数控制,当为砂类土、砾石类土、碎石类土及粗粒土时,采用地基系数和孔隙率控制。(2)由于浸水路堤受水的影响大,提高路基压实质量可有效提高路基的抗冲蚀能力,所以本标准要求基床以下浸水路堤填筑压实质量按基床底层标准控制。(3)有反压护道地段每100m增加1个检测点3.6.9关于填筑压实厚度的要求(5.2.7条)
新的铁路建设理念要求路基压实质量除控制密实度外,要控制路基的刚度,为保证路基填筑整体刚度,且方便过程控制,要求每种填料压实累计总厚度不宜小于50cm(大约是地基系数K30的的有效检验深度)。秦沈客运专线对路基填筑压实进行了大量试验,按当时的碾压设备,一般碎石类土、砾石类土压实厚度大于40cm、砂类土压实厚度大于30cm后,压实质量不宜控制;无论何种填料,当填筑压实厚度小于10cm时,易引起搓皮现象,质量不能保证。所以本标准推荐了不同类型填料填筑压实的最大厚度和最小厚度,便于施工工艺试验时参考,并在填筑过程中注意填筑厚度的计划,避免出现最后填筑层过厚或过薄,影响工程质量。3.6.10关于改良土施工(5.1.6条、5.3)客运专线对路基各部分填料提出了明确要求,很多地区符合要求的天然填料数量不能满足需求,远运天然合格填料一方面经济上的不合理,另一方面就近挖方大量弃掉占地,不利于环保,所以大量填料需要通过物理或化学改良后用于路基工程,改良土施工控制的关键应该是外掺料剂量、拌和均匀程度、压实后的养生措施、运输及施工中的环保措施。对化学改良土,本暂行标准规定掺料剂量允许偏差为试验配合比-0.5%~+1.0%。在化学改良土生产现场(厂拌法施工应在生产厂设检验站)采用滴定法或仪器法检测检验。对物理改良土,本暂行标准规定混合料拌合均匀,配合比符合设计要求,通过现场抽查计量设备及抽样筛分检验混合料配比和拌合均匀程度。用水泥或石灰改良细粒土,当细粒土颗粒较大时,其中的含水量不能有效降低,外掺料颗粒较大,不能充分混合,影响改良效果,甚至不能保证路基质量,高速公路改良土路基规定混合料中不应含有大于15mm的土块、未消解石灰颗粒和素土层,鉴于客运专线路基质量是变形控制,在本标准中规定混合料中不应含有大于10mm的土块、未消解石灰颗粒和素土层。对物理改良土,拌合均匀的混合料与天然合格填料相同,按普通土填筑检验压实质量。对化学改良土,除按普通土检验其地基系数和压实系数外,还要检验无侧限抗压强度。检验方法:压实系数宜采用环刀法。无侧限抗压强度的检验,是从已摊铺好填料的地段现场抽样,在室内按要求的压实密度成型,进行无侧限抗压强度试验。路基验标(TB10414-2003)5.5.3
条要求洒水养生,应是具体情况具体分析,不是所有改良土都可以洒水养生的;一般养生方法:压实检验后立即进行下一层填筑,可不养生;两层间填筑间隔较短,可采取覆盖薄膜或彩条布等方法。改良土施工设备和工艺应体现先进的原则,满足拌和施工质量要求和环境保护要求。条件具备时应优先选择厂(场)拌。3.6.11关于加筋土填筑(5.4)客运专线为加强路基边坡,大量采用在路基边坡一定宽度范围加筋的设计。加筋除了加强路基边坡外,在施工过程中还可以起到控制填层厚度的作用,所以,加筋材料质量(5.4.1条)和按设计位置加筋是质量控制的重点(5.4.2条)。搭接宽度允许偏差“+50mm,0”是指在原设计搭接宽度基础上,最多可以多搭接50mm,不允许少于设计搭接宽度。3.6.12关于路堤边坡施工(5.5.5条)拥有成熟技术的专用边坡压实机械很少,路堤边坡一般都采用加宽超填施工。质量控制应注意路基填筑后的刷坡范围。3.7过渡段3.7.1关于过渡段分项工程的划分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。其中路基与桥台过渡段、路基与横向结构物过渡段、路堤与硬质岩路堑过渡段的过渡形式基本相同,本暂行标准过渡段首先以路桥过渡段为模板,按过渡段横断面中各部位进行分项工程划分,包括:基底处理、基坑回填、基床表层以下级配碎石填筑、基床表层以下过渡段两侧及椎体填土;对以上分项中不能包括的内容,按过渡段类型划分,包括:填料过渡段、路堤与路堑过渡段,在使用时应加以注意。3.7.2关于过渡段填筑与检验(6.3、6.4)“基床表层以下级配碎石填筑”与“基床表层以下过渡段两侧及椎体填土”虽在两个不同的分项工程,但在施工组织过程中,应按大致同一标高同步施工,帮填两侧及椎体容易造成连接部位薄弱,雨天甚至可能造成坍滑。两个分项工程同步施工,应同步压实检验。3.7.3关于过渡段压实质量控制指标(6.3.6条)本暂行标准过渡段压实质量除采用物理指标孔隙率n和力学指标地基系数K30外,还增加了动态变形模量Evd,采用三项指标控制。3.7.4关于填筑压实过渡段(6.5)
为保证客运专线路基与刚性结构物间、土质路堤与硬质岩石路堑间平滑过渡,在级配碎石过渡段后面一般设置一个填料填筑压实过渡段,这个过渡段采用A、B组填料,填筑压实均按基床底层标准压实标准设计。填筑压实过渡段应与级配碎石过渡段按大致相同的高度填筑,与相邻路基尽量采用相同填料同步填筑。3.8路堑3.8.1关于分项工程划分客运专线路堑工程包括路堑开挖、基床换填和边坡。路堑基床换填与路堤基床的填筑方法、质量控制标准相同,引用第8章;路堑边坡的质量控制与开挖的质量控制是在路堑开挖时同步控制的,所以本标准路堑分部工程仅包含一个分项工程,与分部工程同名。3.8.2关于爆破开挖(7.0.4条)统计资料显示,在既有的运营线路中采用峒室爆破施工的路堑其边坡病害率高达70%以上。为确保路堑边坡的稳定,在本标准路堑开挖分项工程中规定:石质路堑开挖严禁采用峒室爆破。并推荐宜采用松动、预裂或光面爆破。爆破设计方案必须报有关部门审核批准后方可实施,监理单位应参与审核每次爆破设计且与现场核对。3.8.3关于地质核查(7.0.5条)本暂行标准规定在“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”是为了防止和尽量避免设计地质勘察阶段的遗漏,体现动态设计思想。特别注意:岩溶洞穴查漏,开挖路基面及一定深度地质核对,验证设计换填深度的合理性。3.8.4关于膨胀土、黄土路堑施工(7.0.5条)膨胀岩(土)、黄土路堑施工防水是保证质量的关键,特别是膨胀岩(土)路堑,至今仍称之为岩土工程的“癌症”。施工应加强组织的计划性和应变能力,支挡工程施工应与开挖紧密衔接。3.9基床3.9.1关于工艺试验(8.1.1、8.2.1、8.3.1条)基床底层与基床以下填层采用相同填料和同样压实设备时,工艺试验可与基床以下合并。在基床以下路基填筑时,得出能满足基床底层压实标准的碾压组合方式、碾压遍数等。如在基床底层填筑压实施工时所用的填料或压实设备性能改变,应重新进行施工工艺试验。
基床表层级配碎石、级配砂砾石、沥青混凝土大面积施工前,分别按室内配比试验选定的1-2种施工配合比进行现场配料、摊铺、碾压,通过现场工艺试验确定填料的施工配合比、含水量控制、每一摊铺层厚度、碾压方式组合、碾压遍数、松铺系数等参数。3.9.2关于基床底层填料最大粒径(8.1.2、8.1.9条)普速铁路路基基床底层及基床以下路基的填料没有最大粒径要求,基床表层最大粒径控制在15cm以内。客运专线要求线路平顺性高,填筑压实质量标准高,为避免由于填料粒径较大引起的颗粒间空洞,并借鉴国外高速铁路建设经验,对基床底层填料最大粒径提出不大于10cm的要求,在施工时应注意。3.9.3关于基床底层填料检验(8.1.5条)客运专线铁路路基基床底层可采用A、B组填料或改良土。其中:A、B组填料及被改良的土按5.2.1条的规定进行取土场检验和运至填筑现场的检验;物理改良外掺中粗砂按4.3.3条的规定进行检验,外掺粗粒土、碎石土按5.2.1条的规定进行检验;化学改良外掺料案5.3.3条的规定进行检验。3.9.10关于压实质量三项指标控制(8.1.6、8.2.9条)动态变形模量Evd是从德国引进的铁路路基工程压实质量控制指标,可以快速检查压实质量,由于该指标在我国铁路路基压实质量控制中应用时间较短,还需要大量实验样本说明该指标制定的科学和理性,所以仅在基床范围增加动态变形模量Evd检验,在使用时注意与地基系数K30对照检验,即检验地基系数K30时,同时在旁边检验动态变形模量Evd,以便积累资料。动态变形模量Evd在基床底层的检验因离散性较大,宜作为参考指标控制。3.9.11关于路堑基床换填(8.1.7、8.1.8、8.2.10条)软质岩、强风化的硬质岩及土质路堑开挖至路基面标高时,应进行地基条件检验。当设计路堑基床底层不换填时,基床范围内的地基条件应满足设计要求,设计没有说明时,基床范围内的地基土比贯入阻力PS值不应小于1.5MPa(1.8MPa)或基本承载力σ0不应小于0.18MPa(0.2MPa)(N≥10);如不能满足,应变更设计采取土质改良或加固措施。3.9.12关于基床厚度偏差、高程偏差(8.1.12、8.2.13、8.2.14、8.3.8条)
“基床底层厚度允许偏差”指填筑至基床底层标高时,与基床底层底面标高之差计算的基床厚度较设计基床底层厚度之差不应大于±30mm。“基床表层级配碎石厚度允许偏差”指基床表层级配碎石填筑顶面标高与填筑基床表层前测量的底层顶面标高之差不应大于-20mm,这里只限负误差,不限正误差,是考虑了基床底层或部分基床表层填筑完成后,需要放置或堆载预压进行沉降观测,为保证线路的平顺性,使基床表层级配碎石或级配砂砾石表面高程偏差控制在±10mm,在基床表层填筑时可将累计沉降填补齐。基床表层级配碎石填筑时将累计沉降填补齐后,采用摊铺机施工的基床表层沥青混凝土可保证基床表层沥青混凝土层厚度均匀,不小于设计值。所以路基面标高的控制主要是控制好基床表层级配碎石或级配砂砾石表面高程。本标准表8.4.2规定路基高程允许偏差±10mm;8.4.1条规定路基中线、高程及路基横断面各部尺寸应符合设计要求,其测量精度及误差应符合《客运专线铁路测量暂行规定》。3.9.13关于基床表层沥青混凝土(8.3条)在铁路路基上采用沥青混凝土已完成了室内实验,本标准根据室内实验结果并参照高速公路相关标准制定,还需要进一步现场试验积累质量控制资料,以便在修订时完善。3.10路基排水3.10.1关于分项工程的划分铁路路基排水工程主要有路堤排水沟、路堑侧沟、天沟、吊沟、渗水盲沟、渗水暗沟、渗水管、站场路堤横向排水沟等,客运专线为避免桥台背后积水,拟在桥台背后设渗水板、横向排水沟等。为方便工程管理中质量控制,将各种排水工程分类合并:地表浆砌或预制混凝土排水沟、路堑侧沟、天沟、吊沟等合并为一个地表排水分项工程;桥台背后设渗水板、横向排水沟等合并为一个过渡段排水分项工程;渗水盲沟、渗水暗沟、渗水管等合并为一个地下排水分项工程;站场路堤横向排水沟等在路基底部横穿路基的排水沟归类为路堤横向排水沟分项工程。注意:无咋轨道目前设计了路基中间排水井和埋置于路基中的排水管,有砟轨道无此设计,本暂行标准没有考虑。3.10.2关于形成完整的排水系统表现在:19.1.1
条:路基边沟、侧沟、天沟等地表排水设施应与天然沟渠和相邻的桥涵、隧道、车站等排水设施及路基面排水、坡面排水、电缆沟槽两侧排水衔接,组成完整的排水系统;19.2.1条:路堤横向排水沟应与路基两侧排水沟相接,组成完整的排水系统;19.3.1条:地下排水设施应与地表排水系统相配套,保证水路畅通无隐患。这些条文在验收标准中出现,主要是为了避免设计中的遗漏或现场地形变化造成设计的排水设施与现场地形条件不符,不能有效排水。施工中应注意核对,配合动态设计。3.10.3关于混凝土强度检验(9.1.12条)预制或现浇水沟及盖板混凝土强度等级的检验数量规定同一配合比的混凝土≤100盘且不大于100m3为一批,两个条件达到一个就应按一批制作试件。制作检验试件应在混凝土浇筑地点随机抽样成型试件进行标准养护,再进行28d抗压强度试验。3.10.4关于过渡段排水(9.4)由于过渡段排水还没有定型设计,其材料、结构形式等还在设计中,所以本标准仅笼统地规定了材料的检验和按设计结构形式、尺寸、位置、坡度施工并检验,在使用中根据实际情况在进一步细化、完善。3.11路基边坡防护3.11.1关于分项工程划分随着工程建设的技术进步,路基边坡防护形式多样,为方便工程管理和过程质量控制,本标准采取按建筑材料类型划分分项工程,可以基本包括当前常用的路基边坡防护形式,对本标准按建筑材料类型划分未包括的新的路基防护形式,应按设计要求的质量目标制定相应的质量验收标准,在今后标准的修编过程中纳入。3.11.2关于边坡防护质量控制要点(1).施工时间的掌握:路堤、路堑、植物防护(2).原材料质量控制:片石规格、强度,砂浆质量,反滤层,混凝土,土工合成材料(3).泄水孔、沉降缝、伸缩缝(4).位置、尺寸(5).施工方法:挤浆法施工,砌缝位置,浆砌工程的养护等3.12路基支挡结构路基支挡结构工程应按《铁路路基工程施工质量验收标准》(TB10414-2003)进行分部、分项、检验批划分。
路基支挡结构工程的检验项目、检验数量应执行《铁路路基工程施工质量验收标准》(TB10414-2003),其中有耐久性设计要求混凝土的检验要求应执行《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》(铁建设[2005]160号)。3.13路基相关工程3.13.1关于路基相关工程分部工程来源“路基相关工程”是指在路基上修建的不属于路基专业的工程项目。为保证客运专线铁路路基修筑质量,避免传统施工方法带来的站后工程对路基的破坏,所有需要在路基上开挖埋设、设置构筑物的施工应与路基施工统筹安排,同步修建,并保证回填质量。本暂行标准路基相关工程包括四个分项工程:电缆槽(沟)、接触网支柱基础、声屏障基础、预埋管线与综合接地。3.13.2关于本暂行标准中路基相关工程的内容本暂行标准仅就路基相关工程施工时涉及路基安全稳定的施工内容进行了规定,如接触网支柱仅对其基础施工进行了规定,支柱的施工还应执行相关标准。本暂行标准使用中的关键问题和注意事项——12路基相关工程3.13.3关于路基相关工程验收标准的说明路基相关工程与路基同步施工是在秦沈客运专线提出的,但秦沈线也是在路基填筑完成后开挖的,不过加强了一些措施,如:接触网支柱基础采用混凝土满灌等。在总结秦沈经验、并借鉴国外高速铁路建设经验后,目前相关工程的设计又有了新的形式,如:预制电缆槽及其施工要求。本标准只提出了施工验收的一般要求,在实际施工组织时应根据设计结构形式采取保护路基安全稳定的施工措施,并制定详细的施工工艺要求、验收细则,通过实践的检验完善验收标准。3.14路基附属设施3.14.1为实现建造一流客运专线目标,本标准将路基附属设施列为一个分部工程,与老规范中路基附属工程涵盖范围不同,其分项工程包括:检查设备、防护栅栏、取(弃)土场。3.14.2检查设备主要包括地下水路堑的检查井、边坡上的检查台阶、检查梯及栏杆等其质量控制要点:(1).检查井基础应与渗水暗沟混凝土基础同时施工,检查井周围应回填密实;
(2).检查设备原材料质量(3).连接牢固,保证使用安全3.14.3防护栅栏是指为保障铁路安全、畅通,沿铁路全线贯通封闭设置的栅栏。质量控制的关键(1).材料质量(2).设置稳固(3).外观质量3.14.4取(弃)土场列为分项工程检验是体现工程建设中环保措施的落实。质量控制要点:(1).取(弃)土场位置,不得随意改变;(2).取(弃)土后场地位置的防护3.15沉降观测3.15.1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;为后续施工组织、是否采取加强设计措施以及确定何时开始轨道工程施工提供依据。3.15.2本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。3.16路基单位工程综合质量评定3.16.1单位工程质量控制资料核查(1).由监理单位核查,查资料是否完整、真实,是否满足设计,给出核查意见,施工单位项目负责人确认。(2).核查资料项目不限于表列内容,监理单位根据项目实际情况,认为直接影响路基单位工程使用安全、耐久性的资料,还可以增加,但监理单位应对提出增加核查资料项目的理由给予充分说明。3.16.2单位工程实体质量和主要功能核查本暂行标准列了8项,但不限于这些,监理单位根据项目实际情况,认为直接影响路基单位工程使用安全、耐久性实体质量核查还可以增加,但监理单位应对提出增加核查项目的理由给予充分说明。3.16.3单位工程观感质量评定的检验时间路基的观感质量是对路基的一个单位工程外观质量的综合的评价,在路基各个分部工程已进行了相应的质量验收合格后进行。3.16.4单位工程观感质量检查评定的组织
观感质量的检查评定由建设单位组织。本暂行标准规定对于观感质量评定不合格的单位工程应进行相应的返修,返修完成后应重新进行观感质量的评定。如何返修、谁来制定、批准返修方案由建设单位规定。3.17检验注意事项3.17.1、检验表的填写填写检验表时,对具体指标的填写应没有什么问题,对一些观察项目,应注意尽可能详细描述观察到的结果,不要只填符合设计要求、合格等,否则一旦将来发生问题很难查找原因。3.17.2、路基填筑压实检验方法本暂行标准给出的检验方法是“按《铁路工程土工试验规程》规定的试验方法检验”,使用时应注意根据使用的填料选用检验方法,并在检验过程中注意采用其它方法比较,修正试验结果。'
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