铁路软岩填筑路基强夯补强加固施工技术资料

1、铁路软岩填筑路基强夯补强加固施工技术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、

2、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25倍；变形沉降量小，压缩性可降低210倍，加固影响深度可达610m；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

3、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+818.24DK188+25娘属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

4、压，土体仍多为角砾状，尽管K3R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+818.24DK188+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06.5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

5、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+818.24DK188+25眼已填筑路基进行强夯补强加固的相关技术参数。3.3.1 夯击能：第一遍强夯夯击能采用30004000KN.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。3.3.2 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。3.3.3 单个夯点的夯击次

6、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。3.3.4 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X幅度45tx3.7m；基本臂时自重40t;臂长度2137m；卷筒主起开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

7、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）一起重机就位（夯锤对准夯点位置）7测量夯前锤顶高程一将夯锤吊到预定高度脱钩自由下落进行夯击，测量锤顶高程一往复夯击，按规定夯击次数及控制标准，完成一个夯点的夯击一重复以上工序，完成第一遍全部夯点的夯击一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）一在一定间

8、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)一用低能量满夯一遍，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

9、。(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5cmb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

10、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。(9) 夯后路基面整平及高程测量：满夯完成后，对路基面进行整平压实，进行夯后高程测量。3.4.5 强夯施工中的质量控制和检验(1) 夯击前必须对夯锤重量及锤底面积进行严格测量鉴定，施工期间，若发现夯锤严重变形或掉块剥落，必须进行更换或重量重新测定，以保证夯击能满足要求。(2) 夯击前必须检查场地平整情况

11、，以免夯击时夯机支架或夯锤偏斜发生意外，影响强夯质量。(3) 夯击全过程必须要有专人进行详细的施工记录及测量记录，以保证取得不同填筑高度不同填料的最佳夯击能量及夯击遍数，以指导现场施工。(4) 控制每遍的夯击时间间隔：强夯间隔是根据填料的透水性能即孔隙水压力完全消散的时间来确定的，孔隙水压力消散时间的长短与填料本身性质有关，本工程填料大多是风化岩，填料颗粒较大，透水性强，孔隙压力水消散快，根据现场实际情况，确定间隔时间为2天。(5) 强夯范围确定：由于需强夯补强的路基段已施工完成的结构物较多，为避免强夯产生的巨大震动对结构物造成破坏，所以在强夯前必须认真确定构筑物所在位置，强夯点起止位置必须保

12、证在结构物10m以外。(6) 强夯质量试验检测：强夯后的路基土体强度随夯击后的间歇时间增加而增在，一般在强夯后14周，对路基进行静力触探、动力触探检测，以确定强夯对路基的影响深度，同时测定不同填料不同填筑高度下后夯沉量，以检验强夯效果。(7) 特殊天气条件施工：强夯施工应尽量避开雨季，条件不允许时，必须密切关注天气，在雨前及时平整压实已夯实段落，以免积水浸泡路基；旱季施工时，为保证强夯效果，改善作业条件，必须及时洒水增湿降尘。3.4.6 强夯施工安全控制重点(1) 在施工过程中注意收集气象资料，雨天、雾天或六级以上大风天不安排强夯施工，以确保机械、人员的安全和施工质量。(2) 加强机具设备的维

13、修保养，杜绝违章作业，保证机械设备性能处于良好状态，不带故障作业,严禁非驾驶人员操作机械设备。(3) 严格现场管理，非施工人员不得进入现场，起重机臂下、夯锤下严禁站人，强夯作业时，周边不得有闲杂人员，防止飞石伤人。4、不同填料强夯补强取得的经验参数4.1 泥岩夹砂岩：4.2 泥质砂岩：4.3 泥砂岩：4.4 粉砂质泥岩：5、施工操作要点5.1 合理布置夯点夯击点位置布置是否合理直接影响夯实效果和施工费用，夯击点位置可根据路基面有效宽度进行布置，宜采用正方形布点，路基风化岩填料填筑高度在3-12范围时采用夯点间距5m正方形布点通过本工程验证是非常经济合理的。5.2 夯击能量适中单位夯击能的大小与填料类别和加固深度有关，在相同条件下细颗粒土的单位夯击能要比粗颗粒适当大些。根据我国建筑地基基础工程施工质量验收规范，风化岩类土属粗颗粒土中的碎石土类型，采用夯击能在3000-4500kN.m之间通过施工验证完全满足要求。5.3 夯击顺序合理强夯施工一般从路基中心由里到外向四周扩散，夯击能变化时平顺过渡，夯击能不一致时,要先大后小。5.4 相同填料不同填筑高度下的最佳夯击能量、夯击次数与夯沉量关系对于软岩类填料，随着路基填筑高度的增加，需要的夯击能及单点夯击次数相应增大，沉降量增大，施工费用相应增加，工效降低，而夯实效果有所下降，因此，当填筑高度超