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铁路软岩填筑路基强夯补强加固施工技术

收藏本文 2024-03-25 点赞:4272 浏览:10031 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要: 本文主要阐述采用强夯法处理风化岩类土、C类填料路基,提高已填筑路基的强度及压实度,以减少不均匀沉降。
关键词: 软岩路堤;强夯;补强加固;
随着近年来高铁技术的飞速发展,路基施工后的沉降已成为铁路施工质量控制的重点,采取行之有效的地基处理新技术,使正在施工中的路基得到补强加固,消除路基风化岩类土、混填土、膨胀土等各种填料的不良特性,提高路基强度,保证路基的稳定性,降低路基的压缩性,减少路基的沉降和不均匀沉陷,以达到满足路基构筑物强度、变形及其沉降稳定性要求已成为当前铁路路基施工的一个重要课题。

1、强夯法加固机理

强夯法是通过专用起吊机器将重锤提升到某一高度,然后使重锤自由下落,在短时间内对地基土产生巨大的冲击能量,以克服土颗粒间的各种阻力,由重力势能转化为动能再转化为各种波形使土体强制压缩、振密、排水固结和预压变形,使土颗粒更加紧密,趋于土体的稳定状态以达到加固地基的一种地基处理技术。

2、强夯法的优缺点

强夯法

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加固的优点:施工设备简单;施工工艺操作简单;适用土质范围广;加固效果显著,可取得较高的承载力,一般地基强度可提高2~5倍;变形沉降量小,压缩性可降低2~10倍,加固影响深度可达6~10m;被加固土粒结合紧密,有较高的结构强度;工效高,施工速度快、较换土回填和桩基缩短工期一半;无需加固原材料,施工费用低,节省投资;适用范围广泛,不但能在陆地上施工,而且可在水下进行。
强夯法的缺点:施工场地不易太小,否则施工机具无法施工;施工时产生较大的噪声和振动,因而不宜在人口密集的城镇村落及结构物较多的区域内使用。

3、强夯在新建向莆铁路路基填筑中的应用

3.1 工程概况

新建向莆铁路是一条客货共线一级铁路,位于赣东南、闽西北和闽中地区,西起江西省南昌市向塘镇,经抚州市、福建三明,东至福建中部沿海地区的福州市和莆田市。线路西接杭长和京九通道,中连鹰厦铁路,东接沿海通道,是两省联系的重要通道,也是中国中西部地区通往福建省的快速铁路通道,铁路正线全长约603.623公里。向莆线DK161+818.24~DK188+250段属A 、B组填料缺乏地区,原设计路基就近采用白垩系红层风化岩类C组填料填筑,在填筑过程发现该种填料极易风化,遇水即崩解,而开挖前岩体坚硬需爆破施工,填筑时岩体又未完全风化,虽经解小、摊平、碾压,土体仍多为角砾状,尽管K30、孔隙率、Evd、密实度等常规路基填筑的检验指标均满足验标要求,但由于填筑体的孔隙率较大,短时间内沉降无法稳定,线路运营后产生沉降变形的可能较大,后经中铁第四勘察设计院进行研究论证,决定对DK161+818.24~DK188+250段已填筑路基进行强夯补强加固。

3.2 工程地质及水文地质情况、气候特点

填方地基岩性:谷地表积Q4al+pl浅灰色淤泥质粉质黏土,流塑软塑,厚0~6.5米,谷地多辟为水田,零星分布有水塘;水文地质条件:谷地弱发育土壤孔隙潜水,埋深0-1.5米;气候特点:属于中亚热带季风性湿润气候,境内气候温和、四季分明、雨量充沛、光照充足,年平均气温17.8摄氏度,年降水量约1650毫米。填料类型:泥岩夹砂岩、泥质砂岩、粉砂质泥岩、泥砂岩。

3.3 强夯补强施工技术要求

根据中铁四院在我单位进行强夯试验段成果,确定了DK161+818.24~DK188+250段已填筑路基进行强夯补强加固的相关技术参数。

3.1 夯击能:

第一遍强夯夯击能采用3000~4000KN.m ,具体施工时,根据实测夯锤重量确定每遍强夯时的落距,最后一遍满夯夯击能为1250KN.m。

3.2 夯点布置、夯距及夯击方式:

夯击点按梅花形布置,第一遍夯点间距5m正方形四个点位,第二遍夯点间距5m正方形中心点位,第三遍满夯,满夯时夯点间相互搭接夯锤直径的1/3。

3.3 单个夯点的夯击次数:第1遍和第2遍均不少于5击,且应同时满足下列条件:

(1)最后两击的平均夯沉量不大于50mm。
(2)夯坑周围地面不应发生过大的隆起。
(3)不因夯坑过深而发生起锤困难。

3.4 夯击顺序:以路基中心为轴线方向从中间向两边对称交替进行强夯。

3.4强夯施工工艺

3.4.1 强夯施工设备

通过经济比选,决定采用抚顺40T履带吊强夯机。技术参数:最大起重量×幅度 45t×3.7m;基本臂时自重 40t;臂长度 21~37m;卷筒主起升120m/min(卷筒第四层);速度 变幅60m/min(卷筒第四层);夯锤特性:17.8t,高0.85m,直径2m;22t,高1m,直径2.2m;其它辅助设备:T140推土机,EX220挖土机,柳工ZL50G装载机、25T宝马压路机,24T吊车。

3.4.2 强夯测量监控设备

全战仪leikaTC802,精度1°;水平仪博飞DS3-1,精度三等;索佳C32Ⅱ,精度三等;鉴定合格的50米钢卷尺、5米钢卷尺。

3.4.3 强夯施工工艺流程

强夯施工工序流程:清理平整场地→标出第一遍夯点位置(测量场地高程)→起重机就位(夯锤对准夯点位置)→测量夯前锤顶高程→将夯锤吊到预定高度脱钩自由下落进行夯击,测量锤顶高程→往复夯击,按规定夯击次数及控制标准,完成一个夯点的夯击→重复以上工序,完成第一遍全部夯点的夯击→用推土机将夯坑填平(必要时进行填土整平,测量场地高程,第一遍)→在一定间隔时间后,按上述程序逐次完成中间全部夯点的夯击(第二遍)→用低能量满夯一遍,将场地表层土夯实(测量夯后场地高程)。

3.4.4强夯施工步骤及控制重点

(1)场地平整:推土机将场地整平后采用压路机碾压,使表面不留虚土、浮土,以免夯击时夯锤偏斜影响夯击质量。
(2)夯点布置:在整平的路基面上,用全站仪放出路基的中线,水准仪测出待夯路基面高程,然后按试验段得出的经验参数进行第一遍夯点布置,并钉木桩或洒白灰点标识明确,为保证施工安全,夯点不宜靠边坡太近,以不小于2m为准。
(3)夯机就位对点及锤顶高程初测:移动夯机使夯锤对准夯点位置,在距离夯点50m之外的路基坡脚外稳固地点架设好水平仪进行夯前高程测量。
(4)起吊夯锤夯击:按试验段确定的最佳夯击能计算起吊高度,并将夯锤起吊到既定高度,待夯锤脱钩自由下落后,测量锤顶高程,若发现因坑底倾斜而造成夯锤倾斜时,及时将坑底整平。
(5)单点往复夯击:重复上述步骤(4),直至最后两击的夯沉量差小于5cm、沉降量和小于10cm,完成一个夯点的夯击,并做好每个夯点的夯击次数和每击沉降量的记录,同时检查夯点周边隆起高度是否过大,以小于1/4的夯沉量为宜,根据数据统计和质量控制标准得出该点夯击次数是否合理,然后调整相应的夯击次数。
(6)换夯点作业:重复上述步骤(3)~(5),同时做好数据收集和统计,适时调整夯击次数,直到完成第一遍全部夯点的夯击。
(7)第二遍强夯:用推土机将第一遍夯坑全部推平后进行碾压,然后按第二遍强夯要求对夯点重新放样布置,测量第2遍夯击前夯点地面高程,重复上述步骤(3)~(5),做好数据收集和统计,夯击结束后进行整平压实。
(8)满夯:夯点搭接长度1/3D (D为夯锤直径),夯击能为1250KN.m,根据夯击能调整好落距进行满夯作业。

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