淺談鐵路既有基床的加固
2015-06-03
引言
某標(biāo)段線路全長28.5km,由于既有線改造利用的部分區(qū)段的基床表層地基系數(shù)K30小于1.5Mpa/em,不能滿足列車200km/h的運(yùn)行要求,所以須進(jìn)行基床表層加固處理。
一、基床加固方案
為減少對既有線的行車干擾,設(shè)計(jì)采用水泥穩(wěn)定土擠密樁進(jìn)行基床表層加同處理。本標(biāo)段擠密樁設(shè)置在兩根軌枕間的枕盒內(nèi),每個(gè)枕木盒內(nèi)布置6根擠密樁,間距為0.6m,縱向間距為0.543m;設(shè)計(jì)有效樁長1m(即由路基面往下1.0m;擠密樁施工長度為自道碴頂面至樁底的長度),樁徑為0.24m,填料夯擊后樁徑擴(kuò)大為0.3m;樁體填料為水泥穩(wěn)定土,由水泥、砂、土和水四種材料組成。由于本標(biāo)段既有線擠密樁加固地段均需降坡落道,故要求先扣軌落道、后進(jìn)行擠密樁施工。
二、施工工藝
1.定孔住。分段跳槽扣軌落道結(jié)束后,根據(jù)線路控制樁測設(shè)線路中線(在設(shè)計(jì)上不需要撥道的就使用軌枕中心或?qū)⒕€路中線標(biāo)志點(diǎn)標(biāo)在軌枕上),每20m測放一個(gè)線路中樁;再依據(jù)線路中樁,按設(shè)計(jì)樁間距,在每個(gè)枕木盒內(nèi)對稱測設(shè)擠密樁樁位,并用小竹片樁定位。同時(shí),在垂直線路中線方向的兩側(cè)路肩上用小木樁測設(shè)擠密樁樁位引樁。作為樁位復(fù)核之用,確保施工樁位準(zhǔn)確。
2.機(jī)具就位。接到允許施工的調(diào)度命令后,由現(xiàn)場施工指揮人員發(fā)布施工命令,施工人員、機(jī)具才能上道作業(yè)。擠密樁施工機(jī)具均較小巧,就位和撤離均采用人工搬運(yùn)。機(jī)具上道作業(yè),嚴(yán)禁擱置在鋼軌上和兩線間;暫時(shí)不用的機(jī)具,必須隨時(shí)搬離軌道,放置在行車限界以外的外側(cè)路肩上。拌料鋼板可放置在路肩上,但必須確保不侵限,擴(kuò)塹地段路肩狹窄,拌料盤應(yīng)利用塹坡搭臺設(shè)置。
3.成孔。擠密樁成孔分兩部分進(jìn)行:(1)道碴層部分:采用導(dǎo)管跟進(jìn)成孔。先圍著樁位小竹片將枕盒內(nèi)的頂部道碴扒出約10cm深(最多掏至軌枕底平,嚴(yán)禁超過軌枕底,施工時(shí)不得松動(dòng)鋼軌下軌枕底的道碴)的小圓坑,再利用路肩上的樁位引樁(小木樁)重新打設(shè)樁位小竹片樁,然后1人將導(dǎo)管(內(nèi)徑為士26cm的鋼管)下口中心對準(zhǔn)樁位(小竹片樁),樁位中心允許偏差為±20mm,并調(diào)正導(dǎo)管,使導(dǎo)管的垂直度控制在1%以內(nèi),另1人用扒出的道碴回填導(dǎo)管四周,并擊實(shí)。導(dǎo)管埋設(shè)好后,用彩條布套人導(dǎo)管,蓋住導(dǎo)管四周道床面,防止污染道床,再輪流用特制抓鏟或長柄夾鉗或掏勺從導(dǎo)管內(nèi)掏出道碴,并邊掏碴邊用鐵錘錘擊導(dǎo)管(導(dǎo)管上口墊小方木)沉人至道床中,直至路基基床面。每樁孔導(dǎo)管必須在所給的點(diǎn)內(nèi)(施工要點(diǎn)時(shí)間內(nèi))沉人道床道碴中,導(dǎo)管頂部不得高出鋼軌頂面,防止侵限。如點(diǎn)內(nèi)導(dǎo)管不能沉人至軌頂面以下,必須在列車通過前10分鐘從道床中拔出,并回填夯實(shí)好道床,待列車通過后重新開孔施工。(2)基床部分:采用側(cè)板螺旋鉆、北京鏟施工或鋼管筒螺旋鉆,必要時(shí)采用三翼鉆頭擴(kuò)孔(不能用鉆頭擴(kuò)孔代替夯實(shí)擠密擴(kuò)孔,否則擠密樁起不到擠密的作用而只能起到置換作用)。
導(dǎo)管下至路基基床面后,采用鋼釬插搗基床土,使之松酥,再用北京鏟掏挖成孔;或用側(cè)板螺旋鉆鉆進(jìn)成孔,每次可鉆進(jìn)20cm。鉆挖孔時(shí),掏挖出的土必須用料桶裝盛,及時(shí)堆放在路基以外,防止污染道床。經(jīng)檢驗(yàn)掏挖出的基床土如可利用作樁體填料土,則必須過4mm孔篩后方可利用,否則必須遠(yuǎn)棄。
當(dāng)樁孔挖至基床面下1m后,停止鉆挖孔作業(yè),由現(xiàn)場質(zhì)量監(jiān)控員量測孔深、孔徑、孔位,滿足設(shè)計(jì)要求后,即可填充水泥穩(wěn)定土拌合料進(jìn)行夯擊成樁。如孔徑不足,應(yīng)采用三翼鉆頭進(jìn)行擴(kuò)孔處理,使孔徑滿足設(shè)計(jì)要求。
4填料。(1)配料:根據(jù)每根樁的填料用量,按試驗(yàn)確定的水泥穩(wěn)定土配合比,采用磅稱準(zhǔn)確計(jì)量各種材料,并將計(jì)量好的干料事先備放在拌料盤上。配料前,粘土必須用4mm的孔篩進(jìn)行篩選,砂采用粒徑小于5mm級配良好的河砂。并嚴(yán)禁用過期、結(jié)塊、受潮的水泥。(2)拌料:在基床部分成孔的同時(shí)即可進(jìn)行。先用鐵鍬人工將干料在鋼鈑上翻拌三遍,再按配比慢慢加水拌和,直至各種材料混合均勻。采用攪拌筒集中攪拌的方式,將填料水泥、土、砂按比例備好裝入上料斗內(nèi),由上料斗將料裝入滾筒內(nèi),啟動(dòng)滾筒攪拌,邊攪拌邊均勻加水,攪拌好后出料,由人工張開編制袋接料,每袋裝料量為成樁1根重量的1/3。(3)填料:成孔經(jīng)檢查各項(xiàng)指標(biāo)均符合設(shè)計(jì)要求后,將下料斗插人導(dǎo)管,用料桶裝混合料提至成孔旁,再用北京鏟或掏勺將混合料送人料斗下料。填料分三次裝入,每次裝入混合料的松散厚度約為65cm。每次裝入混合料后,必須夯擊密實(shí),方可進(jìn)行二次填料。
備料按成樁后的體積(不是成孔后的體積,考慮擴(kuò)孔、欠超挖)計(jì)算,每顆樁分三次平均裝袋,每袋分二次平均填料夯實(shí)。
5.夯擊成樁。成孔中每次裝入填料后,必須采用橄欖錘夯擊密實(shí)。橄欖錘下落高度不小于60cm,每層填料夯擊不小于20次,作到既使填料密實(shí),又將基床沿水平和垂直方向擠密。當(dāng)夯擊聽到“喈喈”的脆聲后,并夯擊次數(shù)、夯擊實(shí)厚度與需鋪厚度之比(壓實(shí)系數(shù))達(dá)到試驗(yàn)樁施工確定的施工參數(shù)后,即表明填料已夯擊密實(shí)。填料采用橄欖錘夯擊密實(shí)后,頂面必須采用平底錘夯擊,以保證擠密樁的頂面與基床表面平齊。
6.拔管填碴。夯平擠密樁頂后,逐漸向?qū)Ч軆?nèi)填人道碴,邊填道碴邊用鋼釬插搗邊向上拔管,直至將導(dǎo)管全部拔出,并將孔口用道碴填平搗實(shí)。
7機(jī)具移位。拔管填碴完成后,將機(jī)具移至下一孔位施工;并及時(shí)清理成樁位處的施工垃圾,清除侵限物,檢查線路狀況、進(jìn)行必要的養(yǎng)護(hù),確保行車安全。
三、水泥穩(wěn)定擠密樁施工質(zhì)量檢測及標(biāo)準(zhǔn)
1.水泥穩(wěn)定擠密樁施工質(zhì)量檢測要求。(1)用擠密樁加固基床表層是按復(fù)合地基的原理進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算的,應(yīng)采用載荷試驗(yàn)確定加固后的復(fù)合地基的允許承載力,載荷試驗(yàn)按多樁復(fù)合地基載荷試驗(yàn)的要求進(jìn)行。(2)通過載荷試驗(yàn)建立壓錐儀測值與樁孔內(nèi)填料夯實(shí)質(zhì)量間的關(guān)系,并以此作為標(biāo)準(zhǔn),對施工進(jìn)行抽樣檢測。抽檢樁數(shù)應(yīng)不小于樁孔總數(shù)的2%。(3)檢測應(yīng)隨著施工開展而進(jìn)行。及時(shí)監(jiān)控?cái)D密樁的施工質(zhì)量。
成樁的干密度現(xiàn)場按3%。檢測;試塊每50m3穩(wěn)定土取一組,不足50m3按50m3計(jì),且每一次封鎖點(diǎn)至少取一組,作破損試驗(yàn),檢測28天的齡期強(qiáng)度;樁長、樁徑施工單位按100%進(jìn)行檢查。
2.水泥穩(wěn)定擠密樁施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)
四、注意事項(xiàng)
嚴(yán)把進(jìn)料關(guān),樁體填料需經(jīng)試驗(yàn)合格后方可使用,水泥穩(wěn)定土按照“現(xiàn)拌現(xiàn)用、用多少拌多少”的原則拌制。
取出的土要集中處理,防止污染道床和環(huán)境。嚴(yán)格按工藝參數(shù)(填料量、填料次數(shù)、夯擊次數(shù)、落錘高度、壓實(shí)系數(shù))施工。夯平擠密樁頂后,逐漸向?qū)Ч軆?nèi)填人道碴,邊填道碴邊用鋼釬插搗并向上拔管,直至將導(dǎo)管全部拔出,并將孔口用道碴填平搗實(shí),補(bǔ)充搗實(shí)鋼軌下軌枕底的道碴,以保證道床質(zhì)量符合行車要求。
采用水泥穩(wěn)定土擠密樁加固基床,能滿足高速路基的技術(shù)要求,工程質(zhì)量可靠,在整治既有線基床病害等工程中具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。
