摘要:在既有營業(yè)線利用4h的“天窗”施工時間內(nèi)進(jìn)行線上機械、人工大規(guī)模施工作業(yè),通過運用水泥土擠密樁提高基床承載力,并在夯入復(fù)合材料過程中對樁周圍原有填土進(jìn)行橫向擠密,從而達(dá)到提高路基承載力作用的技術(shù)原理。文章介紹了在既有線上用水泥土擠密樁加固路基的施工方法和施工工藝。
關(guān)鍵詞:既有營業(yè)線;水泥土擠密樁;加固路基基床;施工技術(shù)
1工程概況
膠濟鐵路提速改造工程,我公司承建A1標(biāo)段在四方車站至即墨車站間的路基基床水泥土擠密樁加固施工37000延長米,擠密樁布置如圖1所示,正線全長3.5雙線公里。路基基床表層0.6m。承載力在110~160kPa,基床底層承載力150kPa,主要填料為C組砂粘土。
我公司管段3.5雙線公里路基基床加固,設(shè)計擠密樁37000延長米,分布在既有路基基床病害、凍害地段路基基床部分樁長1.5m。樁距沿線路縱向按軌枕間距布置,即每個枕盒內(nèi)都有樁,與線路中心對稱布置。橫向間距為0.6m,兩股軌之間2根,左右兩側(cè)各2根,橫向計6根樁。所有樁挖孔孔徑為24cm,填料夯實后樁徑30cm。
2水泥擠密土加固機理
水泥土擠密樁加固是基于復(fù)合地基原理的一種加固方法。通過在軌枕間挖孔并夯入水泥土,利用水泥土擠密樁的高強度和成樁過程中的擠密作用達(dá)到提高路基基床承載力。
(1)由于成孔過程中采用鋼套管跟進(jìn)成孔免除扒碴,所以能在成孔過程中避免道碴塌陷,確保道床技術(shù)狀態(tài)不受影響。
(2)成孔后將拌和好的水泥土分次倒入孔內(nèi),并用橄欖錘夯實。用橄欖錘夯實水泥土能對周困土體產(chǎn)生擠壓,增強了周圍土的密實度和壓縮模量;水泥土擠密樁形成的縱橫骨架 網(wǎng)絡(luò) 也起到了提高路基基床承載力的作用。
3施工工藝
水泥土擠密樁加固路基基床施工工藝流程如圖2所示。
3.1樁孔定位
施工時縱向間隔7排軌枕,橫向按“先兩邊后中間”及“相鄰兩孔不同時”的原則施工。
3.2成孔
采用護(hù)筒跟進(jìn)成孔,在下護(hù)筒的同時就必須安好墊布。護(hù)筒擺放就位后,用取碴器從筒內(nèi)取出道碴,逐漸下沉直至基床表面,并取出筒內(nèi)全部道碴。在道碴層護(hù)筒的引導(dǎo)下,使用旋鉆器成孔至設(shè)計深度。
3.3原材拌和
(1)材料要求
水泥土復(fù)合材料由水泥、粘性土、水3種材料組成:水泥采用PoR32.5水泥,用量為干土質(zhì)量的10%;水為飲用水;土為粘性C類土,如砂粘土、粘砂土。各原材須由試驗室做成樁試驗,確定配比及施工控制參數(shù)。
(2)拌和及運輸
分段采取機械集中拌和、人工裝袋(每袋25kg左右)、汽車和人工倒運的運輸方式。
3.4回填
將袋裝水泥土分層倒入孔內(nèi),每次1袋。每層的松鋪厚度40cm。
3.5夯實
夯實與水泥土倒填交替進(jìn)行,每層填料均以橄欖錘夯實致密,其控制技術(shù)參數(shù)按成樁試驗報告而定。橄欖錘應(yīng)盡量避免碰撞孔壁和套筒。如果橄欖錘下落時有碰壁現(xiàn)象,應(yīng)適當(dāng)增加夯吉次數(shù)。最后一層水泥土夯實后,再倒入1~2kg水泥土,用平底錘夯擊25次,并使樁的頂面略高出基床表面頂面1~2cm。
3.6起拔套筒,搗實道碴
成樁后應(yīng)分次向護(hù)筒內(nèi)填入道碴,每次用橄欖錘夯擊15次后再填入道碴直至將護(hù)筒拔出,并將孔口填平搗實。如遇枕底有碴空,須用大頭鎬串碴致密。
4質(zhì)量控制與檢驗
4.1質(zhì)量控制
施工前應(yīng)在既有線相應(yīng)施工段落的路肩上進(jìn)行成樁試驗,確定施工控制參數(shù),并且每完成10000m樁體施工或土質(zhì)發(fā)生變化時,應(yīng)重新做成樁試驗。同時要嚴(yán)格操作工藝,確保水泥在初凝時間內(nèi)完成拌和及回填。
4.2質(zhì)量檢驗
(1)取樣檢驗(環(huán)刀法或核子密度儀法)。從樁體中鑿取成樁試塊與室內(nèi)制作的試塊進(jìn)行強度比較。
(2)采用標(biāo)準(zhǔn)貫入或輕型動力觸探方法檢查樁體的均勻性和強度。
5安全措施
5.1車站聯(lián)絡(luò)員沒有下達(dá)封鎖線路命令,任何人不準(zhǔn)上道作業(yè);車站聯(lián)絡(luò)員下達(dá)封鎖線路命令給區(qū)段作業(yè)施工負(fù)責(zé)人,區(qū)段作業(yè)施工負(fù)責(zé)人再向各施工小組及安全員下達(dá)開工命令。
5.2安全防護(hù)員、安全巡視員要高度負(fù)責(zé),防止鄰線行車危急施工人員的生命安全;施工人員要時刻注意,不要將施工工具隨意亂放,特別是影響鄰線行車的地方更要注意。安全檢查人員要時刻督促檢查,對危急行車安全及可能引起軌道聯(lián)電的一切行為要給予堅決制止;各施工小組施工完成后,要經(jīng)質(zhì)量檢查員同意后才可離開施工現(xiàn)場,除區(qū)段施工負(fù)責(zé)人以外,任何人沒權(quán)通知車站聯(lián)絡(luò)員消點開通線路。
6效果
工程從2004年3月25日開工,截止5月27日,擠密樁已全部完成。工程質(zhì)量檢驗合格率達(dá)100%,優(yōu)良率達(dá)100%;步(jīng)水泥土擠密樁加固施工后,經(jīng)1年多的運行和沉降、位移監(jiān)測,不但無翻漿、積水和下沉、移位等病害現(xiàn)象發(fā)生,基床很穩(wěn)定、堅固,而且達(dá)到2006年提速至200km/h的運營行駛目標(biāo)。封鎖施工正點率達(dá)100%。