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所属栏目：建筑设计论文发表 发布时间：2011-02-25浏览量:131 　　

副标题#e#
　　浅析重锤处理高填方路基的应用
　　李荣功
　　石家庄工务段河北省石家庄050001
　　摘要：通过分析重锤处理石太客运专线（k108.078-k113.190）路段高填方路基，介绍推广重锤处理路基的方法及应用。
　　关键词：高填方路基；重锤处理；沉降
　　1.概况
　　石太铁路客运专线是我国第一条开工建设的山区高速铁路，东起河北省石家庄市，西至山西省太原市，全线横穿太行山脉、跨越黄土高原，沿途地质条件复杂多样、沟壑交错，桥隧相连、高路堤、深路堑设备复杂。全长222.4公里，设计行车速度为250公里/小时，于2009年4月1日竣工通车。
　　桩号（K108.078-K113.190）路段位于山西省阳泉市盂县北部，沿线主要为中低山区地形，最高点位于k108.560处，海拔953.020米，最低点位于k109.263，海拔902.213米，沿线多为黄土覆盖，河谷两侧，有基岩出露，植被稀疏，属于构造剥蚀地貌。该路段有五处高填方路段，根据涵洞位置分别为K108.182、K108.560、K108.910、k109.263、K113.190，其中K109.263处和K113.190处两座填土高度均在20米以上，分别达到了26米和23米，其余三处最大填土高度在9.9—12.9范围。填料来源均为挖方地段调配，并全部利用。较有代表性的挖方地段土(石)质情况分布为，表层6米范围内分布有杂填土、低液限粉土、低液限粘土、残积土，下层为石炭系太原组泥岩及砂岩。
　　高填方路基工后沉降导致路面破坏，行车不适，工后沉降速度缓慢、延续时间长，甚至在通车两年以后还在下沉，使得线路养护难度增大，几乎每年下沉每年处理，有的单位采用钻孔注浆或旋喷钻的办法进行处理，不但费用高，且得限速行车，作为占全线填方工程量90%以上的高填方路基，自然而然的成为了整个工程质量控制的重中之重。
　　2.压实标准的确定
　　（1）当前的压实标准
　　常见的压实标准为压实度和沉降差两种控制方法，前一种常用于土质填料路基的压实检测控制，颗粒粒径和含量均匀的集料或级配的路面结构层也常采用压实度控制。沉降差多用于石质填方路基的压实检测和控制。
　　（2）压实标准的确定
　　本路段的填料均为不同粒径的块状粒料，为强-中风化泥岩和砂岩。经过机械开挖和倒运，破碎粉状化，表观可视为土、石杂填填料。同时由于地质条件限制，无法准确界定和分离土、石填料。只对块状泥岩和砂岩作了饱水强度试验。如果采用压实度法控制，一是由于石质颗粒间隙较大，导致传统灌砂法测量体积不准确，从而影响测点的压实度值。二是随着测点的不同，测量结果存在较大的差异性不能反应路基真实的压实情况。而且对于高填方路基来说，最大隐患就是工后沉降，如果采用沉降差法控制，可以直观、准确、灵活的反映路基压实状态。
　　因此，监理单位和施工单位在K108.400—K108.900路段作了试验段，经取样试验，填料块状石质含量为80%，通过试验路段确定压实层厚度为50CM，通过人工解小，最大粒径均不超过层厚的2/3。
　　铺筑时，先用160推土机粗平，再用B2225-3型振动压路机静压一遍，再用GR180型平地机精平。然后按顺路方向呈梅花型均匀布置10个钢球，然后用BW225-3型振动压路机振压，测量人员跟踪测量，以同上一次测量数据之差在5毫米范围内为止，最后用3Y21-24型收面压光。经过现场测定10个点的压实度进行对比，最小压实度为93.65%，最高为96.09%，符合规范要求。试验数据见附表1（采用DS3水平仪观测，安置于距重锤50米远处，观测值均为重锤顶部中心部位读数）。
　　3.压实度与重锤设备的结合
　　（1）参数确定
　　对于高填方路基来说，如果采用通常的压实机具和压实标准，路基工后沉降无法避免，如何最大限度的减小工后沉降，是摆在各参建单位面前的最大课题。重锤施工常用于软地基处理，但实践证明，使用重锤的冲击能能显著提高高填方路基施工中的路基#p#副标题#e#承载力，增加土体密实度，从而减小路基工后沉降。
　　在重锤能级的选择上，根据《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2002中强夯法的有效加固深度的估值及强夯法创始人梅那提出了用下列公式来估算影响深度H:
　　式中M一一夯锤重（t）；
　　h——落距（m）。
　　综合考虑重锤施工对周边民房的影响，依据能量级小、锤击数多、沉降差小的原则，确定为500KN•M，夯锤重50KN，提升高度为10米。路基按正常分层碾压，高填方路基厚度每隔2.0米，全面重夯一次。
　　通过试验确定重锤参数如下，锤底直径1.2—1.3米，击数4—6击，并保证最后两击沉降差≤2CM。具体施工中不再进行沉降差观测，安排专人监督击数，施工中只进行定期或不定期沉降差抽检。
　　施工设备：主机为W1001型15T履带吊5台，夯锤选用4.98T重铸铁锤5个，锤底直径1.2-1.3米。
　　重锤施工程序
　　设备就位后测量放线，提前确定锤击点位，采用白灰洒出点位方格线，监理验收后开始夯击。
　　路基试验段沉降差观测汇总表
　　 高程(米)
　　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
　　碾压前 939.549 939.637 939.634 939.669 939.653 939.678 939.649 939.637 939.632 939.454
　　碾压第一遍 939.522 939.594 939.593 939.635 939.618 939.634 939.615 939.607 939.602 939.434
　　碾压第二遍 939.518 939.590 939.588 939.630 939.615 939.632 939.613 939.604 939.598 939.432
　　铺筑前高程 939.069 939.134 939.149 939.189 939.225 939.159 939.169 939.227 939.200 939.115
　　铺筑后高程 939.549 939.637 939.634 939.669 939.653 939.678 939.649 939.637 939.632 939.454
　　虚铺厚度 48 50.3 48.5 48 42.8 51.9 48 41 43.2 33.9
　　实铺厚度 44.9 45.6 43.9 44.1 38.7 47.3 44.4 37.7 39.8 31.7
　　沉降差MM 4 4 5 5 3 2 2 3 4 2
　　虚铺系数 1.089
　　起重机就位后使夯锤对准夯点，起吊到规定高度后放松钢丝绳使重锤自然下落，反复起落，达到试验确定的锤击数。
　　起重机后退，到达下一个夯击点位，保证重锤落点与前一夯点相切，继续夯击，直至符合要求为准。重夯夯点与填方边坡保留1米宽度，按照4米的距离考虑重锤影响广度，因此距离涵洞、挡墙等构造物为4米。
　　4.工后沉降观测
　　工后沉降观测表
　　观测时间（年.月.日） 09.04.01 09.06.1 09.08.1 09.10.1 09.12.1 10.02.1
　　K108.182累计沉降（mm） 10 17 27 32 35 37
　　K108.560累计沉降（mm） 19 28 39 46 51 53
　　K108.910累计沉降（mm） 24 32 49 58 64 68
　　K109.263累计沉降（mm） 18 26 33 55 60 63
　　K113.190累计沉降（mm） 8 16 21 24 22 22
　　注:测点沿左线路肩碴脚部位分布
　　由上表可以看出，由于高填方路基采用重锤处理，竣工初期，是荷载作用初期，主要是受基底沉降和荷载共同作用，压缩变形速率较大。随着作用时间的延长，压缩变形已经完成，主要进行固结沉降，变化趋于缓慢。由于施工时经过重锤处理，初始沉降在#p#副标题#e#施工期间已经基本完成，竣工后，运营阶段的沉降大部分为次压缩沉降，其值小而且速率缓慢。实质上，我们真正关心的是竣工后运营阶段的沉降变形，它直接影响路基的稳定。施工期间的沉降变形，将由随后的填土补偿。竣工一年后，路基总沉降最大为68mm，未对路基质量、外观及其它附属工程产生不良影响，行车舒适性也未受影响，取得了较好的预期效果。
　　5.结论与建议
　　（1）合理确定填土路基的区域划分和压实度要求，主要依据车辆荷载扩散时路面以下一定范围内持力层要求而定。但对于高填方路基，它本身既是承重结构，又是主要荷载，影响路基沉降变形的主要因素是填土本身。对高填方路基的检测验收数据表明，经过重锤技术处理的高填方路基填料密度得到显著提高，加快了土体初始沉降和固结沉降，所有高填方地段的路基全部一次性合格。对减少后期基床表层沉降，保证路基稳定十分关键。
　　（2）适当延长施工周期，有利于固结沉降的基本完成。
　　（3）重锤施工速度通常较慢，单台重锤设备每台班夯击面积一般在600——800平米，因此，应开辟足量的工作面，以保证填方施工与重锤施工有序衔接，交替进行，以提高施工效率。
　　参考文献：《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2002
　　作者简介：李荣功（1974-），男，山西阳泉人，助理工程师,主要从事路桥维修管理工作。