湿陷性黄土路基填筑施工方法
【专利摘要】本发明公开了一种湿陷性黄土路基填筑施工方法，属于铁路路基施工【技术领域】。本发明的湿陷性黄土路基填筑施工方法包括：步骤1，在湿陷性黄土路基基底采用CFG桩与水泥土挤密桩结合的方式完成地基处理；步骤2、地基顶面铺设1m厚的水泥土垫层，其中所述水泥土垫层内铺设有两层抗拉强度不小于120KN/m的土工格栅；步骤3、对基床以下部分（3）的填筑施工完成后，再按要求对路基宽度和边坡坡度修整边坡进行整修，并清除多余填土，对边坡进行夯压。本发明的湿陷性黄土路基填筑施工方法，主要解决西北地区干旱条件下如何进行合理的填筑施工的技术问题，在湿陷性黄土地段路基填筑过程中采用连续压实技术作为质量控制辅助手段。
【专利说明】湿陷性黄土路基填筑施工方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及铁路路基施工【技术领域】，尤其是一种铁路湿陷性黄土路基的填筑施工 方法。
【背景技术】
[0002] 湿陷性黄土是在干旱的气候条件下形成的，在形成初期，季节性的少量雨水把松 散的粉粒粘聚起来，而长期干旱使水分不断蒸发，形成以粗粉粒为主体骨架的多孔隙结构。 它的特性是在天然干燥状态下具有较高的强度和较小的压缩性，一旦大量降水或渠水渗 入，黄土中的多种可溶盐浸湿后被溶化，土中胶结力减弱，在自重和一定荷重共同作用下土 体结构迅速破坏，承载力也急剧降低，产生大量湿陷变形，致使位于其上的结构物遭到破 坏。西北地区干旱、半干旱的气候环境，使黄土堆积具备了欠压密的大孔隙结构，这是黄土 产生湿陷的一个重要条件，黄土在荷载和浸水作用下，结构连接的松弛和强度的削弱是产 生湿陷变形的基本原因。黄土微结构特征的不同，即组成黄土骨架颗粒的成分、形态、颗粒 间连接的性质，孔隙发育状况的不同，湿陷变形发生的迟缓和剧烈程度就不同。黄土的湿陷 性主要取决于土的内在基本特征、所处地区的地质环境这两个方面的因素，同时，这两个因 素也决定了黄土的其它工程地质性质。
[0003] 目前，湿陷性黄土一般处于饱和状态，路基工后沉降量控制难度较大，这是目前湿 陷性黄土路基地基建设上遇到的最大困难，特别是在新建兰新第二双线铁路甘青段路基占 设计总长度的72%，土石方达7800多万方，是国内路基比重最商的商速铁路。
【发明内容】
[0004] 本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种湿陷性黄土路基填筑施 工方法，主要解决西北地区干旱条件下如何进行合理的填筑施工的技术问题，在湿陷性黄 土地段路基填筑过程中采用连续压实技术作为质量控制辅助手段，进一步确保了路基填筑 施工质量，可以减少后期的沉降，又可以获得较高的安全储备，保证路基的稳定，确保不产 生病害。
[0005] 本发明采用的技术方案如下：
[0006] 本发明的湿陷性黄土路基填筑施工方法，其特征在于：它包括：
[0007] 步骤1，在湿陷性黄土路基基底采用CFG桩与水泥土挤密桩结合的方式完成；
[0008] 步骤2、地基顶面铺设Im厚的水泥土垫层，其中所述水泥土垫层内铺设有两层抗 拉强度不小于120KN/m的土工格栅；
[0009] 步骤3、对基床以下部分（3)及路基本体填筑施工完成后，再按要求对路基宽度和 边坡坡度修整边坡进行整修，并清除多余填土，对边坡进行夯压。
[0010] 本发明的湿陷性黄土路基填筑施工方法，在步骤2中，水泥土垫层的具体施工步 骤包括：（1)对现场进行放线、抄平，放出水泥土垫层的填筑范围，在路基两边作好范围桩； (2)清除CFG桩桩顶至桩顶以下0.5m处之间的桩间土层，再将桩头取出；其中桩顶高程允 许偏差为O?+20mm ; (3)再按照0. 2m水泥土垫层一第一层土工格栅一0. 6m水泥土垫层一 第二层土工格栅一〇. 2m水泥土垫层一基床以下部分填筑的顺序铺设水泥土垫层；其中土 工格栅铺设要求包括：按土工格栅幅宽画出白线，再用铁钉固定格栅的端部；将格栅向前 拉铺并碾压；格栅纵向搭接长度为10?15cm，并用铁钉或木楔固定，格栅返包上层碎石垫 层边缘段长度2m，并用铁钉固定再进行基床以下部分填筑；（4)进行水泥土垫层的压实： 运输卸料后，由平地机进行初平，采用强振20T以上的压路机进行碾压，压实厚度不大于 0. 3m ;压路机的最大碾压行驶速度控制在3km/h，且各区段交接处，应互相重叠压实。
[0011] 本发明的湿陷性黄土路基填筑施工方法，在步骤3的具体步骤为：（1)做好施工准 备，包括施工测量和放样、路基横断面核查、施工前的复查和试验、以及填筑试验段，确定路 基压实的最佳方案；(2)进行填筑施工：①确定虚铺厚度，其中松铺系数为1. 26?1. 31，在 路基两侧布设标示桩，分层厚度< 30cm ;②分层填筑，填筑压实按照"区段流程法"横向全 宽、纵向水平分层填筑施工，并从最底一层开始向上分层填筑；根据松铺厚度计算每层摊铺 料的摊铺面积，确定堆放密度；每一水平层的全宽应用同一种填料填筑，每种填料压实累计 总厚不小于50 cm ;采用碎石类土和砾石类土填筑时，分层的最大压实厚度不应大于35 cm ; 分层填筑的最小分层厚度不小于10 cm ;每一填层均进行施工放线，放出填层中线和填筑边 线，为保证填层边部的压实效果，填筑时宜将两侧路基各加宽30?50 cm，按横断面全宽纵 向水平分层填筑压实；③摊铺平整：根据埋桩挂线高度，采用推土机按全路基本体面宽均 匀摊铺，经光轮压路机初步静压1遍后层面高程达到试验段确定的虚铺厚度；再用光轮压 路机碾压2遍，纵向每20m设1个测量断面，每断面2?4个测点；其中每一摊铺层填料中 的粗细料应摊铺均匀；④振动碾压：按照重型击实试验确定的最佳含水量±2%的范围进 行填料含水量控制，若含水量超过±2 %时，应及时晾晒或洒水翻拌，当填料处于最佳含水 量控制范围时，即可进行碾压；采用压路机，按平行线路方向走行、先两侧后中间顺序，按先 静压后弱振、再强振的步骤进行碾压，其中压路机前两遍的碾压速度为：1. 57?I. 7km/h， 之后的碾压速度为：2. 0?2. 5km/h，最大碾压速度不超过4. Okm/h ;施工缝搭接碾压：直线 段由两边向中间，曲线段由内侧向外侧，纵向进退式进行，其中横向轮迹重叠不少于40 cm， 前后相邻两区段纵向重叠不小于2. 0m，上下两层填筑接头处错开不少于3m ;⑤整修成型： 随每填层的铺筑、碾压进程同步整修，保证填筑边坡整齐平顺，碾压设备行走到边；其中每 填筑0. 9?I. 5m对边坡进行拍实夯压；在路基本体填筑完成后，按照设计修整边坡，清除多 余填土，并对边坡进行夯压。
[0012] 综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
[0013] 1、本发明的湿陷性黄土路基填筑施工方法，主要解决西北地区干旱条件下如何进 行合理的填筑施工的技术问题，在湿陷性黄土地段路基填筑过程中采用连续压实技术作为 质量控制辅助手段，进一步确保了路基填筑施工质量；
[0014] 2、本发明的湿陷性黄土路基填筑施工方法，可以减少后期的沉降，又可以获得较 高的安全储备，保证路基的稳定，确保不产生病害。
【专利附图】
【附图说明】
[0015] 本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
[0016] 图1是本发明中土工格栅铺设示意图；
[0017] 图中标记：I-CFG桩、2-水泥土垫层、3-基床以下部分、4-基床底层、5-基床表层、 6-土工格栅。
【具体实施方式】
[0018] 本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥 的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
[0019] 本说明书（包括任何附加权利要求、摘要）中公开的任一特征，除非特别叙述，均 可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系 列等效或类似特征中的一个例子而已。
[0020] 如图1所示，本发明的湿陷性黄土路基填筑施工方法。
[0021] 首先，需要对路基填料进行选取，以兰新铁路甘青段为例，其中兰新铁路甘青段 LXS-9标正线路基40. 601km，占线路长度的50. 6%，区间路基土石方共计492万方，其中填 方365万方。
[0022] 其中用于路基填筑部分的填料应满足以下三个方面的基本要求：
[0023] (1)在列车与路基自重荷载作用下能够保持长期的稳定性。
[0024] (2)路基本体的压实沉降能较快完成。
[0025] (3)填料的力学性质不受其它因素（如水、温度、地震等）的影响而发生不利于路 基稳定的变化。
[0026] 对于高速铁路路基，应使用优质的填料，这样既可以减少后期的沉降，又可以获得 较高的安全储备，保证路基的稳定，确保不产生病害。通过实际沉降观测表明，采用级配良 好的粗粒料，可以大大减少路基的后期沉降，路基填料在可能的条件下应优先选用A、B组 填料。
[0027] 施工前根据选取的A、B填料的取土场进行核实，填料的质量需满足铁路路基填料 分组要求，填料中碎石的最大粒径不超过75_，其抗风化能力及风化程度应符合现行《铁路 工程岩石试验规程》（TB10115)试验及现行《铁路工程地质勘察规范》（TB10022)。强风化 的软岩不得用于路基填筑，易风化的块石不得用于路基浸水部分，且不同尺寸的石碴填料 应级配填筑。
[0028] 其次，水泥土垫层施工技术
[0029] LXS-9标范围内湿陷性黄土路基基底采用长短桩（CFG+水泥土挤密桩）处理完成 后，路基基底的顶面铺设水泥土垫层（P. 042. 5水泥掺量为干质量比8 % )，垫层顶面高程一 般与原地面高程相同，但不低于原地面高程，路基坡脚至排水沟间顶面设2%横坡，地基处 理施工完成并检测合格后进行垫层施工，垫层厚度lm，其中基床以下部分的压实度与基床 底层相同。
[0030] 垫层内铺设两层抗拉强度不小于120KN/H1的土工格栅，宜采用与垫层材料相适性 好、抗老化。耐久性优、抗各向不均勻性能突出、对冷热急剧频繁交替气候适应性好的双向 经编土工格栅。
[0031] 1、技术准备：水泥土垫层填筑前，由测量人员对现场进行放线、抄平，放出水泥土 垫层的填筑范围，在路基两边打好范围桩，技术员向现场领工进行测量交底。
[0032] 2、材料准备
[0033] 土料：优先选用黄土，土料中有机质含量不得超过5 %，不得含有冻土、膨胀土，使 用时应过10-20mm筛。拌和前，必须经试验确定水泥土所用土料的合理含水率。
[0034] 水泥：选用P. 0. 42. 5级普通硅酸盐水泥，使用前必须送检，达到设计规范要求后 方可使用。水泥掺量不得小于黄土干重量的8 %，具体掺量按配合比确定。
[0035] 水：使用井水，同时必须要有相关部门的水检验合格证。
[0036] 双向土工格栅：抗拉强度不小于120KN/m。
[0037] 3、施工流程
[0038] (1)人工开挖并清除CFG桩桩顶以下0. 5m桩间土层
[0039] (2)桩间土层清除后，桩采用切割机三面环切，切割面必须达到90%以上后，再用 钢钎或手锤轻轻将桩头取出，截桩过程中应以技术人员测定的设计标高施工，切勿随意截 桩，或出现桩头高低不平想象，桩顶高程允许偏差为0?+20mm。
[0040] (3)施工流程：
[0041] 0. 2m水泥土垫层一第一层土工格栅一0. 6m水泥土垫层一第二层土工格栅一0. 2m 水泥土垫层一基床以下部分填筑。
[0042] (4) 土工格栅铺设要求：按土工格栅幅宽画出白线，然后用铁钉固定格栅的端部 (每米宽用钉8根，均匀距离固定）。固定好格栅端部后，用铺筑机将格栅缓缓向前拉铺，每 铺10米长进行人工拉紧和调直一次，直至一卷格栅铺完，再铺下一卷，操作同前。铺完一卷 后用压路机从起始点向前进方向碾压一遍即可。格栅纵向搭接长度10?15cm，并用铁钉或 木楔固定。格栅返包上层碎石垫层边缘段长度2m，并用铁钉固定，方可进行路基填筑，参见 图1。
[0043] 4、水泥土垫层的压实方法
[0044] (1)采用自卸车运输卸料后，由平地机进行初平，采用强振20T以上的压路机进行 碾压。根据路基压实经验，初定碾压分4遍进行，依次顺序为：平整度修整一静压1遍一弱 振1遍一强振1遍一最后静压1遍收面以先两侧后中间，先曲线段内侧，后曲线段外侧的顺 序进行碾压，压实厚度不大于〇. 3m。
[0045] (2)压路机的最大碾压行驶速度控制在3km/h。各区段交接处，应互相重叠压实
[0046] 5、质量控制措施
[0047] (I)CFG桩施工完成后，待砼强度达到50%以上时，方可进行水泥土垫层回填。
[0048] (2)原材料质量按规定频率和标准抽检，施工中加强防护，防治污染和破坏。
[0049] (3) 土工格栅的下承层表面应整平、压实，并清除表面坚硬突出物。
[0050] 土工材料铺设的允许偏差、检验数量及检验方法应符合下表规定。
[0051] 土工格栅铺设的允许偏差、检验数量及检验方法
[0052]
【权利要求】
1. 湿陷性黄土路基填筑施工方法，其特征在于：它包括： 步骤1，在湿陷性黄土路基基底采用CFG桩与水泥土挤密桩结合的方式完成； 步骤2、路基基底的顶面铺设Im厚的水泥土垫层，其中所述水泥土垫层内铺设有两层 抗拉强度不小于120KN/m的土工格栅； 步骤3、对基床以下部分（3)及路基本体填筑施工完成后，再按要求对路基宽度和边坡 坡度修整边坡进行整修，并清除多余填土，对边坡进行夯压。
2. 如权利要求1所述的湿陷性黄土路基填筑施工方法，其特征在于：在步骤2中，水泥 土垫层的具体施工步骤包括：（1)对现场进行放线、抄平，放出水泥土垫层的填筑范围，在 路基两边作好范围桩；（2)清除CFG桩桩顶至桩顶以下0. 5m处之间的桩间土层，再将桩头 取出；其中桩顶高程允许偏差为0?+20mm ; (3)再按照0. 2m水泥土垫层一第一层土工格 栅一0. 6m水泥土垫层一第二层土工格栅一0. 2m水泥土垫层一基床以下部分（3)填筑的顺 序铺设水泥土垫层；其中土工格栅铺设要求包括：按土工格栅幅宽画出白线，再用铁钉固 定格栅的端部；将格栅向前拉铺并碾压；格栅纵向搭接长度为10?15cm，并用铁钉或木楔 固定，格栅返包上层碎石垫层边缘段长度2m，并用铁钉固定再进行基床以下部分（3)填筑； (4)进行水泥土垫层的压实：运输卸料后，由平地机进行初平，采用强振20T以上的压路机 进行碾压，压实厚度不大于0. 3m ;压路机的最大碾压行驶速度控制在3km/h，且各区段交接 处，应互相重叠压实。
3. 如权利要求1或2所述的湿陷性黄土路基填筑施工方法，其特征在于：在步骤3的 具体步骤为：（1)做好施工准备，包括施工测量和放样、路基横断面核查、施工前的复查和 试验、以及填筑试验段，确定路基压实的最佳方案；（2)进行填筑施工：①确定虚铺厚度，其 中松铺系数为1. 26?1. 31，在路基两侧布设标示桩，分层厚度< 30cm ;②分层填筑，填筑压 实按照"区段流程法"横向全宽、纵向水平分层填筑施工，并从最底一层开始向上分层填筑； 根据松铺厚度计算每层摊铺料的摊铺面积，确定堆放密度；每一水平层的全宽应用同一种 填料填筑，每种填料压实累计总厚不小于50 cm ;采用碎石类土和砾石类土填筑时，分层的 最大压实厚度不应大于35 cm ;分层填筑的最小分层厚度不小于10 cm ;每一填层均进行施 工放线，放出填层中线和填筑边线，为保证填层边部的压实效果，填筑时宜将两侧路基各加 宽30?50 cm，按横断面全宽纵向水平分层填筑压实；③摊铺平整；④振动碾压；⑤整修成 型。
4. 如权利要求3所述的湿陷性黄土路基填筑施工方法，其特征在于：在步骤3的填筑 施工中，分层填筑步骤过后，需进行③摊铺平整：根据埋桩挂线高度，采用推土机按全路基 本体面宽均匀摊铺，经光轮压路机初步静压1遍后层面高程达到试验段确定的虚铺厚度； 再用光轮压路机碾压2遍，纵向每20m设1个测量断面，每断面2?4个测点；其中每一摊铺 层填料中的粗细料应摊铺均匀；④振动碾压：按照重型击实试验确定的最佳含水量±2%的 范围进行填料含水量控制，若含水量超过±2%时，应及时晾晒或洒水翻拌，当填料处于最 佳含水量控制范围时，即可进行碾压；采用压路机，按平行线路方向走行、先两侧后中间顺 序，按先静压后弱振、再强振的步骤进行碾压，其中压路机前两遍的碾压速度为：1.57? I. 7km/h，之后的碾压速度为：2. 0?2. 5km/h，最大碾压速度不超过4. Okm/h ;施工缝搭接碾 压：直线段由两边向中间，曲线段由内侧向外侧，纵向进退式进行，其中横向轮迹重叠不少 于40 cm，前后相邻两区段纵向重叠不小于2. 0m，上下两层填筑接头处错开不少于3m ;⑤整 修成型：随每填层的铺筑、碾压进程同步整修，保证填筑边坡整齐平顺，碾压设备行走到边； 其中每填筑0. 9?I. 5m对边坡进行拍实夯压；在路基本体填筑完成后，按照设计修整边坡， 清除多余填土，并对边坡进行夯压。
【文档编号】E01B2/00GK104358188SQ201410668295
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年11月20日 优先权日:2014年11月20日
【发明者】赵 智, 谢录杲, 秦瑞谦, 王智勇, 龚斯昆, 白昆华, 梅红, 赵代强, 万轶, 宋德佩 申请人:中铁八局集团有限公司