孟加拉国常用路基填料及其填筑压实工艺分析

1、孟加拉国常用路基填料及其填筑压实工艺分析邢富强, 李庆海, 李安洪, 蒋楚生中铁二院工程集团有限责任公司 成都摘 要:以试验、条款下的孟加拉国增建二线项目为依托,通过对孟加拉国常用填料进行分类,采用的筛分试验、等试验情况的介绍,总结了孟加拉国常用的粉细砂填料的工程性质;对中、德、英国常用的各类击实试验试验准则和压实度控制标准进行了对比总结;并对孟加拉国常用的吹沙法填筑路基施工工艺进行了总结。关键词:路基填料; 填筑; 压实中图分类号:文献标识码:DOI:表 1 统一土壤分类系统 字母标识1 概述首字母或第二个字母第二个字母孟加拉国位 于 南 亚 次 大 陆 东 北 部 的 三 角 洲 平 原中

2、文中文代号描述代号描述上 全境的地区为平原 东南部 和 东 北 部 为 丘 陵碎石砂 粉土 黏土 有机质级配不良级配良好 高塑性 低塑性腐殖土地带 孟加拉国被人称为 水泽之乡 和 河塘之国是世界上 河 流 最 稠 密 的 国 家 之 一 全 国 有 大 小 河 流多条 全国约有至万个池塘 平均每平方公里约有 个 池 塘 中 国 中 铁 中 标 的 孟 加 拉 国 增 建 二按照表两个代号 对土壤进行分类 各个字母组线 线路全长全线以上路基为路堤 路合所代表的土类详见表根据上述规定 土壤统一分类系统 中不能用于基填料来源及填筑压实工艺关系到项目的成败 而孟加拉国内填料缺乏 来源单一 道路修建主要

3、采用河 流沉积的粉细砂进行填筑 但沉积砂普遍具有含水量 大 失水快 渗透性强 压缩性高 松散 流变明显 抗剪 强度低等特性 工程施工性质差 此类填料的填筑及压 实控制是本项目的主要难题之一路堤填料的土类主要是以及粉土 含有字母 的土要有 是对于液限中部分土不能用 含有字母的土类主类土 根据招标文件类土不能用 但塑性指数以及细粒含量除上述不能用的土外的类土能够用于路堤填筑2 本线的路基填料划分标准及填料性质指标下列土类 均 可 用 于 路 堤 填 筑以及部分液限塑性指数以及对于路基填料 招标文件仅规定了下列材料不能用于路堤填筑细粒含量孟加拉国大部分位于河流冲积平原上 在河流下游及河口地带有大量的

4、粉细砂 为孟加拉国最主要的 路基填料 本项目中主要的路堤填料即为粉细砂 其筛 分实验结果详见表土壤统一分类系统有机质土 等有机质土 土壤统一分类系统中腐殖土 和中类土通过液限小于号筛即塑性指数小于 以及细粒含量筛孔 大于的粉土3 路基压实控制指标而招标文件的土壤分类系统采用的是统一土壤招标 文 件 要 求 的 路 堤 结 构 及 压 实 标 准 如 表分类系统 主要 通 过 代 表 不 同 含 义 的 个 字 母 对 土壤进行分类 表 为每个字母代表的土壤性质及类别所示招标文件中明确采用为压实度控制的标准 而 重型击实标准基本一致 详见表击实试验作标准与国内收稿日期:铁 道 标 准 设 计第卷

5、表 2 统一土壤分类系统 填料划分标准主要划分标准分类符号分类名称级配良好的碎石级配不良的碎石 含粉粒的碎石 含黏粒的碎石 级配良好的细 粗砂 级配不良的砂 含粉粒的砂 含黏粒的砂粉土 黏土 含有机质的粉质黏土 高弹塑性粉土 高塑性黏土 含有机质的粉质黏土 腐殖土小于的细粒含量粒径大于总质量的的颗粒 质 量小 于的 细 粒 含 量粒径 大 于量 总质量的的 颗 粒 质干净的砂粒径大于总质量的的颗粒质量小 于的 细 粒 含 量不含有机质粉土和黏土液限粒径大于总质量的的 颗 粒 质 量含有机质不含有机质粉土和黏土液限含有机质高有机质土表 3 现场填筑用砂筛分实验结果目前 国际上对路堤填筑压实度均比

6、较重视 但是对于压实标准 各国又不尽相同 国际上比较通用的主 要是普氏击实及其衍生的修正普氏击实两种击实标准方法 其主要区别在于击实功的大小 普氏击实的单位试 细度样 模数 过筛率筛筛筛筛筛过筛率过筛率过筛率过筛率体积击实功大约为功大约为修正普氏单位体积击实各国在设计路堤填料时 均是首先确定采用何种填料 进 行 填 筑 再 在 实 验 室 对 该 填 料 进 行 普 氏 击 实 修正普氏击实 试验 确定试验室最大干 密 度 通 过现场碾压后 获得碾压后的最大干密度 与实验室最大干密度进行对比 其百分数即为压实度 在 现 场 实 验 室 对 本 线 常 用 的 粉 细 砂 填 料 采 用进行试验

7、 得到了其最佳含水率和最大注 筛分实验采用的实验准则为表 4 不同路堤结构及压实控制标准路堤结构结构层厚度填料类别压实度底砟层路堤上部 路堤本体级配碎石粉细砂等填料 粉细砂等填料表 5 击实标准对比干密度 并对不同压实度下的粉细砂的试验 其试验结果见表值进行了 击实模 击实锤 最大粒径试验方法层 每层 击实功数 击数试验标准直径高度质量落距表 6 最大干密度及最佳含水率及不同压实度下的CBR 值试验结果法法 法位置填料类别最大干密度最优含水率国内重型击实粉细砂法法 法粉细砂粉细砂国内轻型击实通过上述试验方法获得填料的最大干密度后 工程师会根据本国相关规范对压实度指标进行设计 表 为中国 德国

8、英国对不同等级铁路路堤填料的压实度控制指标德国4 现场填筑流程及施工工艺英国4. 1 施工准备现场准备增刊邢富强 李庆海 李安洪 等 孟加拉国常用路基填料及其填筑压实工艺分析表 7各国对不同等级铁路路堤填料的压实度控制指标铁路等级路堤部位填料类别压实度指标击实标准其他压实指标基床表层基床底层 路堤本体 基床表层 基床底层 路堤本体 基床表层 基床底层 路堤本体 基床表层 基床底层 路堤本体 基床表层 基床底层 路堤本体 基床表层 基床底层 路堤本体改良土细粒土 细粒土组或级配碎石 细粒土 细粒土 级配碎石砾石类及改良土 砾石类及改良土 碎石类土碎石类 细粒土 碎石类 细粒土 碎石类土 碎石类

9、细粒土 碎石类 细粒土 碎石类土 碎石类 细粒土 碎石类 细粒土国内重型击实国内重型击实 国内重型击实孔隙率孔隙率 孔隙率 孔隙率 孔隙率 孔隙率中国 级铁路中国 级铁路国内重型击实国内重型击实 国内重型击实 国内重型击实 国内重型击实中国高速铁路规范德国德国根据填料类别德国根据填料类别注 英国的规范对路堤的压实控制规定比较模糊 最普遍采用的标准是通过击实锤确定的最大干密度标准普氏击实 见击实的方法 的或由击实方法确定的最大干密度的核对施工地段的地基条件 并核对已获得工程师认可的地面线数据 地质填图及线路图设计 然后利用 批准使用的导线点和水准点 在找平层路基上放出路 基中桩和边桩 边桩按一定

10、加宽值进行布设 并顺序记 录中桩 边桩位置 实测地面高程 做好复测和放样记 录 并整理好这些资料报工程师审核认可填料试验对所有用于填筑的填料进行取样 并进行填料室 内试验 天然 含 水 率 液 限 塑 限 有 机 质 含 量 及 颗 粒淤泥等非适宜性材料 清表后尽量保证地表平顺并采用重型压路机将地表至少碾压 遍 对需进行地基处理 包 括 砂 垫 层 排 水 板 砂 桩 预 制 打 入 桩 的 地段待地基处理施工完毕后方可进行路堤填筑按照招标文件要求 路基横断 面 间 距 不 大 于 在施工地段曲线范围内 适当加密边桩 并标明里程桩号 测出纵断面及横断面高程 并按照经监理工程师认可后的图纸确定路

11、基填筑宽度 放出路基边坡线4. 2 孟加拉国现场路基填筑流程筛分试验并 按进 行 击 实 试孟加拉国以上的 地 区 为 恒 河 和 布 拉 马 普 特验 获得填料的最大干密度和最佳含水率按照招标文件要求 清除地表至少拉河三角洲 水道纵横 河运发达 河流和湖泊约占全范国面 积 的当 地 路 堤 填 筑 多 采 用 吹 沙 法 进 行 施围内 工程师另有指示的除外 的所有表层土或杂草工 其代表性施工断面图如图 所示图 1 吹沙法填筑路堤典型断面其施工步骤如下所述时为宽 大于时为宽为标准 实路堤清表开挖需填筑区域基础范围内施过程中一般大于上述宽度以进行必要的碾压工作及深区域 以获得原始地面表层可以用

12、于包边的粉质黏土或者黏土及表层腐殖质土壤 获得的土壤存进行后期的边坡修整在线路沿线选择与线路交叉的河流或者离线路距离不超过的河流 并利用放待用 当不足时从其他取土坑获得利 用 上 述直径的钢管 或管 从 河 道 位 置 开 始 铺粉质 黏 土 实 施 包 边 土 施 工 包 边 土 宽 度 以 路 堤 高 度设吹沙管至 路 堤 填 筑 区 域 或 作 为 施 工 用 沙 的 备 料 区铁 道 标准 设 计第卷域利用上述河流 使用吹沙船从河 流 下 游 获 得后再进行一遍洒水 排水过程 利用水密法提高粉细沙粉细沙填料 并通过吹沙船运输至指定位 置使的压实效果设计路堤高程重复上述项工作 直至吹填至

13、用吹沙船通过吹沙管将液态形状的粉细沙填料与水混合物直接抽送至已进行包边土施工的区域或者备料区路堤填筑完成后 采 用 铲 车 或 人工对路基边坡土边坡修整至设计坡度 并利用清表获域 首先对于已开挖的低于地表的区域先进行得的腐殖质土在边坡外形成不小于厚的种植土吹沙填筑 吹填方向从临近河流处向远离处进行 每次层 利用路堤外草皮或者通过撒草籽的方式对边坡进行植草防护 该施工流程可以大大减少粉细砂的压实难度 提高路基整体压实效果 避免人力 物力浪费 降低材料 运输困难 压实后的压实度检测均达到了招标文件的 技术要求 解决了采用粉细砂填筑路堤不易压实的难吹填距离以为宜 利用接长吹沙管的方法向远处进行吹填

14、利用附近河流 低地或者通过地下水流系统排除粉细沙内的多余水分 吹沙时使用推土机对 出沙口附近堆积的沙土进行摊铺工作 每层吹填高度以厚 度 为 宜 当 吹 填 高 度 高 于 原 始 地 面时 利用排水管穿过 包 边 土 向 路 堤 外 排 除 水 分 排 水题获得了监理工程师的认可管进口采用编制袋 包 裹 以 免 粉 细 沙 流 出排 出 的 水5结语通过路堤外设置的过滤池 沉淀过滤后通过排水沟排至至吹沙船所在河流内 对吹填沙通过排水及晾晒至 合适含水率后 通过试验室内最大干密度试验确定合以孟加拉国某段增建二线施工项目为依托 介绍了一种国际上比较通用的 统一土壤分类系统并对适的含水率通 过 推

15、 土 机 初 平 平 地 机 精 平 采 用 振中 德 英国常用的各类击实试验试验准则和压实度控动压路机进行碾 压 后 进 行 压 实 度 检 测检 测 时 应制标准进行了对比和总结 通过筛分实验试验先清除表层内由于压路机碾压走动可能导实验获得了当地常用粉细砂填料的工程性质和压实性能 通过现场的填筑施工 总结了孟加拉 国常用的吹沙法施工工艺流程 解决了采用粉细砂填 筑路堤不易压实的难题致的松土层 再进行灌沙法检测当吹沙距离大于或压力不足时 利用备料区域的粉细沙通过卡车运输至填筑区域 并晾晒至合适含水率后 通过推土机初平 平地机精平 采用振动压路机进行碾压 碾压( 上接第页)陈 中 汉 黄 书

16、秩 程 丽 萍 深 基 坑 工 程社北 京 机 械 出 版张永进 考虑土体性质影响的基坑地面沉降变形计算构建筑结唐翠萍 等 基坑开挖中地下水抽取对周围环境的影响分析地下空间与工程学报张鸿儒 侯学渊 夏明耀 深开挖对周围设施的影响预测 交通大学学报北方图 2 DK40 +450 断面沉降量理论计算与观测值对比陆新征 宋二祥 等 某特深基坑考虑支护结构与土体共同作用的起的沉降量 满足机场方给出的对于沉降量的控制标准 因此可以认为 城际铁路基坑降水对正在运营的机 场第一跑道基本无影响考虑到基坑降水开挖引起地表沉降的因素较 多 还应采取长期的地面变形监测等综合措施 进一步确保机场运营的安全参考文献:三维有限元分析岩土工程学报何世秀 渗流对基坑周边沉降的影响岩石力学与工程学报徐耀德 童利 红 利 用