湿陷性黄土路基施工技术的研究究试制报告

湿陷性黄土路基施工技术争论报告中铁十九局集团第一工程20235湿陷性黄土路基施工技术争论报告一、前言：以大西客运专线10标路基工程为争论对象，选择里程DK663+209.07～DK665+839.75段，共选取四个标志性断面，其中包括一般路基填筑断面、桥涵过渡阶段的沉降变化，同时了解地基的处理方法，特别是在过渡段和软土层较厚的路段。争论和总结，积存工程施工阅历。利用大型有限元分析软件MIDAS/GTS，依据路基设计图应用软件对路基进展建模，分析路基在相关施工方法下的沉降及受力。二、工程概况及工程立项状况10标路基工程，里程DK663+209.07～DK665+839.75，沿线出露地层主要有第四系全统、上更统为主，上部以第四系全统冲积、上更统冲湖积砂质黄土和黏质黄土为主，下部为第四系冲湖积粉质黏土、粉土、粉、细砂层。该标段大的构造单元为中朝准地台次级构造单元，隶属汾渭断陷带。该断陷带处于中朝准地台内的鄂尔多斯地块与秦岭褶皱带的过渡地段，发育有多处断裂构造。本标段区觉察YD0021.1km，YD0034.2km，施工时应考虑对线路工程建筑的影响。沿线所经地区水文地质条件相对简洁，主要分为地表水和地下水，地下水主要有第四系孔隙潜水、承压水二种类型。涑水河一级阶地区：地下水位主要为2～10m。地下水位埋深一般大于10m。沿线各河流地表水水质较好，对混凝土无侵蚀性。地下H1～H2；L1～L2。三、选择课题理由程中迫切需要的。四、国内外现状措施改善黄土地区的大路铁路的修建水平，预防和削减病害的发生。1、编制依据邓学钧.路基路面工程[M].北京：人民交通出版社.2023，266-276李立寒，张南鹭.道路建筑材料[M].北京：人民交通出版社.2023，235-256铁路路基施工标准[M].中国铁道出版社.20231.4[M].北京：人民交通出版社.2023，202-237[J]，科技创导报，2023，NO.29,60Krystyna Kazimierowicz-Frankowska, ＂ Geotextiles Geomembranes,＂Volume25,Issue6,December2023张恒荣.铁路湿陷性黄土路基基底处理措施[J]，科技信息，260TheAsphaltInstitute,“AsphaltPavingOperation,“ManualSeriesNo.8,ThirdEdition[J]，331-35孙燕明.湿陷性黄土路基处理方法及施工处理措施探讨[J]，大路运输文摘，20232/3，56-57工程争论的目的和意义10时为今后类似工程的施工积存了较为成熟的阅历，具有较好的经济效益和社会效益。六、工程特点和难点10基的处理方法。1、争论内容选择大西客运专线DK663+209.07～DK665+839.75段作为争论对象，对不同Midas/GTS2、关键技术描述；设计出黄土路基的处理方法，包括桥涵过渡带等特别地段进展的特别处理。在路基填筑过程中的路基沉降。利用大型有限元软件MIDAS/GTS建立模型进展沉降的仿真模拟，得出路基段的沉降状况。3、技术路线际特点，针对性的制定施工方案。经过后期技术人员整理总结分析，形成一份综合的技术争论报告。4、工程的创点分析路基的沉降状况，从而更加合理的制定施工方案，这是本工程的最大亮点，也是一项的尝试。八、工程争论打算及进展状况2023的状况及施工工艺的特点；2023年进入实质争论阶段对各种可行性方案进展比选，对各种材料进展试验争论进而总结出成熟的施工技术和工艺。1、路基施工段的施工方法路基填筑施工方法桥涵构造物位置和机械的生产力量及具体的地样子况划分施工作业区，长度一般为20～50m。施工工艺基底处理根、草皮杂物等应全部去除。地面横坡大于1：51m，对基岩面上较薄的掩盖层，先去除掩盖层再挖台阶路基土。当地面横坡缓于1：5时，可去除表土碾压，到达基底允许承载力标准后，直接进展路堤填筑。基岩面上的路堤可直接填筑在自然坡面上。路堤高度小于2.5m的地段，测试基床底层厚度范围内自然地基土的静力触探Ps值，其测试值Ps≥1.5Mpa2m对于路堤高度大于2.5m20.40.30.30.15MPa。分层填筑验段确定的分层厚度及压实参数，具体确定打算分层数、压路机走行速度、碾压遍数。当原地面凹凸不寻常，先从最低处开头分层填筑，大致找平后，再按上述要求施工。为0.5m，路基压实合格后刷坡整平。摊铺平坦

AB规定做成人字坡，使摊铺面在纵向和横向上平顺均匀，并能有效防止积存雨水浸泡路基。在摊铺的同时，对路基进展初步压实，以保证压路机压到路肩时不致发生滑坡。机械碾压路基的压实在填土层的松铺厚度、含水量及平坦度符合要求后进展。粗粒土承受30cm。基床表层级配碎石施工施工工艺40cm，分2现场，摊铺机摊铺，重型压路机进展压实。床底层区段、搅拌运输区段、摊铺碾压区段和检测修整区段摊铺、碾压、检测试验、修整养护。3-7：验收底层区段测量放样检验修整基床底层验收底层区段测量放样检验修整基床底层拌合运输区段摊铺碾压区段检测修整区段拌运摊碾合输铺压检测试验修整养护3-7基表层级配碎石施工工艺框图施工方法拌合在正式拌制混合料之前，先调试设备，分两步进展混合料试拌。料颗粒符合规定要求，当原材料发生变化时，重调试拌合设备。天气状况而定，假设气温较高应比最正确含水量高1%-2%，以补充混合料在运输和摊铺过程中的水分散失。混合料运输料的数量根本相等。由于级配碎石材料的特别性，简洁在装料、运输和卸料过程中产生粗细料离析，因此，在装料时，拌合机出料口距车箱保持尽可能小的高度。摊铺整形底层摊铺承受平地机进展，顶层承受摊铺机进展摊铺。10m，横向应分别在路基两侧及路基中心设方格网桩。料高度不变，螺旋分料器80%的时间在工作状态，防止粒料离析。削减停机、开机次数，避开运料车碰撞摊铺机，设专人指挥卸料，在摊铺机料仓还余半仓料时，运输车准时缓缓接上仓，慢速将料卸入料仓，卸完后马上开走。碾压失水，应在其外表喷洒适量水分，再进展碾压。用平地机摊铺时，应用轮胎压路机快速碾压一遍，暴露的潜在不平坦再用平地机整平和整形。强振，最终静压收工。直线地段由两侧路肩向中心碾压，曲线地段由内侧路肩向外侧路40cm，各区段交接处，纵向搭接长度不2m3m。接缝处理在一个桩位长度。度一样的方木，其次天施工时，去除方木将下层清扫干净。用摊铺机摊铺混合料时，当天未压实的混合料，可与其次天摊铺的混合料一起要求。检测试验nK30Evd掌握。碾压完的路基，按规定的频次测定各项指标，符合要求后进展其次层施工。修整养护拱，挂线整平。养护期间制止任何车辆、机械行驶，防止扰动级配碎石。过渡段施工依据设计要求，各种过渡段填筑需与路基填筑同步进展。台背后基坑修整台背基坑浇注混凝土台背后基坑修整台背基坑浇注混凝土下一道工序基填坑筑基浇施基坑筑工床清素测级理混量配凝碎土石图3-8 路与桥台过渡段施工工艺流程图施工方法桥路过渡段圾及松土〔杂土〕等。规程。混凝土施工完成后做好养护工作。坑上顶宽度。5m围〔底层和表层〕内填筑级配碎石。填筑完成后按台背基坑坡比进展刷坡。台背基坑休整：依据设计台背基坑尺寸，对台背基坑进展休整。1〕工艺试验〔0.5mm〕等进展室内试验。适宜的施工机械、松铺厚度、碾压遍数、最正确含水量等。现场施工工序及质量掌握直到符合设计为止。以掌握，以每天填筑用料为一验收批进展级配和含水量检测〔拌合料含水量掌握在水量，直到满足要求为止。在汽车上部用彩条布进展掩盖。级配碎石摊铺和整平：摊铺前在构造物墙身的左、中、右用红漆标出分层松铺厚度和填层序号〔厚度由现场试验确定填料量少，可用人工进展铺开，以后承受推土机粗平，人工协作平地机进展精平，确保层厚和拌合料的均匀性〔留意局部因卸料及平坦过程中造成的拌合料离析。碾压：每层均承受压路机、小型冲击夯组合进展压实，压实遍数由现场试验确碾压，其松铺厚度掌握在10～15ｃｍ内，并在其它部位碾压前先填一层，然后与其它部位一起填筑其次层。填筑留意事项：填筑过程中要亲热留意桥台的稳定性。检测方式与要求检测方式：过渡段级配碎石均承受地基系数K30、动态变形模量Evd、孔隙率n三指标掌握。１ｍ各取一个点，2/320.02g/cm2ｍ各一个点，按左、中、右均匀分布，每层设一个断面。路基与横向构造物过渡段基床表层钢轨顶面

20m

级配碎石+5%水泥 2.00

1:2

A、B组填料 1:2 级配碎石掺5%水泥基床以下路基≥3.0m

1.00充填混凝土

1.00图3-9 路基与横向构筑物过渡段示意图〔杂土。〔素砼强度以施工图设计为准照砼施工操作规程。砼施工完成后做好养护工作。的不同填料所填筑范围进展具体计算，并进展实际测量放样。试验所得数据为准。2km/h，作业面不调头不转弯”的原则进展全断面碾压，人工处理坑洼和集料窝。填筑的级配碎石在碾压作业时，如外表水分已蒸发枯燥，必需在静压后适量洒水潮湿外表，再振动碾压。碾压时，压路机轮迹重叠1/3，并保证边缘及加宽局部压实到位，压路机不易到达的部位，承受冲击夯进展局部处理。复合土工膜施工方法如下：铺设前，应先测定基底状况，铺设底面进展整平，确保无突起和锋利物，然后在平坦的底层上铺设，铺设宽度应符合设计要求，铺设时应将复合土工膜符合要求后进展下道工序施工，复合土工膜铺设后、未填筑填料掩盖前，严禁闲杂人0.6m后，方能用重型机械压实。土工格栅施工A、B土工格栅承受双向拉伸型，抗拉强度不小于25KN/m〔碎石垫层中要求抗拉强度不小于50KN/m，软土地基要求抗拉强度不小于80KN/m。使用前按肯定比例送样线照耀导致材料老化，强度损失。2.0m用扎丝捆牢，且上下层错缝0.5m。沿线路横向承受整幅，不宜有接口，当需要0.5m，承受塑料棒或防锈处理后的钢筋穿别两道进展连接，保证连接强度不小于材料强度。路基排水系统施工路基排水设计主要分两局部：一是无碴轨道间排水设施，二是路基面排水设施。两者在施工时必需连接好。路基无碴轨道间排水设施主要承受集水井，通过横向排水管排水；路基面排水为侧沟、天沟、坡面排水渗沟等，本段路基设计天沟为预制砼构件砌筑，侧C20路基临时排水系统力，并且相互连接良好，考虑到临时排水系统的临时性，其构造为在设计的永久性排水设施处，开挖沟槽，此沟槽断面尺寸要稍小于设计尺寸，临时排水沟纵向要留肯定的坡2～4%的人字坡。无碴轨道间排水基主体施工至排水井底面时，承受填砂方法按设计要求的构造尺寸予留。填料整平后测量放样确定排水井位置构造尺寸，人工掏槽并填入中粗砂，人工整平砂槽保证线形、构造尺寸满足设计要求后进展碾压施工，人工随时修整沟槽线形，碾压完毕后准确修整沟槽，下层施工与填料同步填筑，每填筑三层测量检测一次，保证位置、构造尺寸满足设计要求。路基基床底层填至排水井底标高时，在横向PVCPVC管。基床表层施工完毕后进展集水井浇筑施工。路基面排水设施槽，纵向排水设施为路堤排水沟、路堑边沟及天沟。路堤排水沟应在路堤填筑肯定高度后同步进展，纵向分段施工。路堤横向坡面排水边沟在路堑开挖完毕后施工。路基的沉降监测方案设计中对土质路基、桥涵墩台根底等均进展了沉降变形计算，实行了相应的设计措施。而影响沉降计算的因素较多，沉降计算的精度缺乏以掌握无碴轨道工后沉降。施工期必需按设计要求进展系统的沉降变形动态观测。通过对沉降观测数据系统综合分析评估，验证或调整设计措施，使路基、桥涵、隧道工程到达规定的变形掌握要求。分析、推算出最终沉降量和工后沉降，合理确定无碴轨道开头铺设时间，确保客运专线无碴轨道构造铺设质量。主要仪器设备及观测内容仪器设备4-1：4-1沉降观测主要仪器设备序号名称单位数量备注1光学水准仪套12钢尺沉降仪台1测沉降磁环3滑动式测斜仪套1测剖面沉降管4笔记本电脑台2数据整理2.1.2面的沉降变形观测；路基基底沉降观测；路根本体的沉降观测。降观测；路堤与涵洞过渡段沉降观测；路堤与路堑过渡段沉降观测。沉降变形观测网的建立沉降变形观网的根本要求测精度要求建立；垂直位移观测网承受二等水准测量精度要求建立。与施工高程掌握网联测。全线二等水准测量贯穿后，将垂直位移观测网与二等水准点联CPⅠCPⅡ运专线无碴轨道铁路工程测量平面坐标系统，实现与施工平面掌握网坐标的相互转换。每次观测前，对所使用的仪器和设备进展检查并作出具体记录。每次测量应承受同件下工作。观测水准基点、工作基点的布设观测水准基点的布设在沿线已有水准基点的根底上，设置观测水准点。每个独立观测网应设置不少于3个基准点。工作基点的布设为满足沉降变形观测精度要求，在两水准基点之间沿线路方向按间距不大于100m100m〔预制时插2.0m〔1.6m，并应实行防护措施加以保护。工作基点的校核应随时进展复测校核。沉降变形观测方案路基沉降变形观测观测断面及观测点的设置原则同时还应针对施工把握的地质地形等状况调整或增设。观测频率，更重要的是便于各观测数据的综合分析。路基面观测断面沿线路方向的间距一般不大于50m；地势平坦、地基条件均匀测断面。，在路基面设观测桩，进展路基面沉降观测，观测时间不少于6分析评价地基的最终沉降量完成时间，准时调整设计措施使地基处理到达预定的掌握要求。测点及观测元器件的埋设位置应符合设计要求，且标设准确、埋设稳定。观测观测工作能善始善终，取得满足成果。观测断面及点的设置、元件布设压缩层厚度、路堤高度、地基处理方法、堆载预压等具体状况，结合沉降观测方法和工期要求具体确定。1〕观测元件的选取承受沉降板相结合进展观测。2〕观测元件的埋设a、沉降观测桩承受100mm×100mm×1100mmC15小于40cm，直径不小于20mm，底部做成带弯钩状，露出混凝土面5mm打磨成半5.2m1m〔按设计图施做。承受水准仪按国家二等水准测量方法测量沉降监测桩标高变化。b、沉降板由底钢板50cm×50cm，1cm、金属测杆〔φ40mm〕套管〔直径不小于φ75mm4mmPVC〕组成。1金属测杆(镀锌铁管)φ=40mmPVC护管φ=75mm01图1金属测杆(镀锌铁管)φ=40mmPVC护管φ=75mm01图4-1 沉降板大样图双面电弧焊接沉降板钢底板1500051沉降板钢底板示意图1:10〔单位：mm〕R25R251253N1φ10L=240mm沉降板焊接钢筋大样图1:10〔单位：mm〕沉降板示意图1:10〔单位：mm〕承受水准仪按国家二等水准测量方法测量埋设就位的沉降板测量杆顶标高作为初1m，接长前后测量杆顶标高变化量确定接高量。金属测杆用内接头连接，保护套管用PVC管外接头连接。c、沉降磁环沉降磁环的埋设主要是需要磁环和PVC分层沉降管，埋设时需要钻孔，孔径大小20cm，钻孔马上完成时组织人员准时进展分层沉降管及磁环的组装，磁环须依据图4-2埋设沉降磁环 图4-3分层沉降管的保护层沉降管松动或反弹；如孔底地下水活泼，涌砂等状况时，钻孔深度应大于预埋深度30cm～50cm，且在下管前须将孔内地下水抽空，抽空地下水后马上将分层沉降管及磁环下至预埋深度。生破坏，首先要将断口封好，以免杂物掉入分层沉降管内，致使探头无法下放。处理时只需将上下断口锯平，用专用的接头对接即可。d、剖面沉降剖面沉降的观测需要埋设剖面沉降管PVC，在路基填筑到肯定高度时，需要一根钢丝线，用于拉动测量探头。4-4剖面沉降管4、监测方法及要求1〕观测频度要求复测，作为正式初始读数。段沉降观测频次应满足表5-2要求：表4-2 各阶段沉降观测频次观测阶段 观测频次一般填筑或堆载 沉降量突变1堆载预压或 3个月以后路基施工完毕 6个月以后无碴轨道铺设 第1个月后 第2、3个月

1/天2～3/天1/31/周1/101/21/月倍1/21/月3～123～121/32〕观测方法及测量精度要求30m。测量精度：±1mm0.1mm。3〕元件保护要求b、全部监测元件埋设时或监测过程中损坏应准时补埋。c、沉降板埋设后，制作相应的标示旗或保护架插在上方，凡沉降板和沉降磁环四周配备专人负责指导，以确保沉降板不受损坏。桥涵沉降变形观测一般要求桥梁变形观测应以墩台根底的沉降和预应力混凝土连续梁的徐变上拱变形为主，涵洞除应进展自身的沉降观测外，尚应进展洞顶填土的沉降观测。桥梁变形观测应逐跨、逐墩〔台〕布置测点，涵洞应逐个布置。岩石地基、嵌〔台、涵进展观测。对原材料变化不大，预制工艺稳定、301梁变形观测应逐跨、逐墩〔台〕布置测点，涵洞应逐个布置。660要求时，应适当延长观测期。观测点的布置于4个，一般在墩、台、或承台四个角处。64桥涵变形观测点埋设依据设计图施做，观测点钢筋头为半球形，高出埋设外表5mm，外表做好防锈处理。观测精度桥涵根底沉降和梁体徐变变形观测精度为±1mm，0.1mm。、表4-4。表4-3 墩台沉降观测频次测墩台沉降时，应同时记录构造荷载状态、环境温度及天气日照状况。表4-4 涵洞沉降观测频次注：测试涵洞沉降时，应同时记录构造荷载状态、环境温度及天气日照状况。过渡段沉降观测65～10m20～30m50m并在沉降管口设置沉降观测桩。3个观测桩。1mm，0.1mm。时应准时观测。观测资料的整理资料整理要求测试、记录人员必需签名。人工测试数据应当天准时输入电脑，核对无误后在计算机内保存，自动采集测试数据应准时在计算机内备份。曲线及完成有关报告。路基填筑过程中应准时整理中心沉降监测点的沉降量，当路堤中心地基处天时，应准时上报，并停顿填筑施工，待沉降稳定后再恢复填筑。提交资料基面沉降观测资料汇总；剖面沉降管测试资料汇总表；路堤施工过程和完成后填土高h—时间t—沉降s曲线格式；路基面沉降时间t—沉降s曲线格式；桥梁墩台沉降观测汇总表；涵洞沉降观测汇总表。沉降数据分析时间增长，沉降的速度由大变小，沉降过程趋于稳定。填土高度不同的路基，沉降曲线的斜率不同。沉降速率越大，沉降稳定需要的时间越长。但当路堤到达设计高度后，其曲线来拟合：S〔t〕=S∞(1-e-a.t)a[1-eb(tt0)]利用这些曲线方程可以计算任一时刻t(t≥t0)St，沉降速率St以及沉降速率变化率S〃t，当t→∞时，利用极限方程可以推算出最终地基沉降量S∞。其中t0为荷载稳定之后的某一时刻。绘制沉降曲线6间—填土高—沉降量”曲线，如图5-5满足施工掌握要求。H度高土填0 时间t量降沉图4-5 时间—填土高—沉降量曲线4-67图4-6 剖面沉降累计偏移趋势图程，使得沉降曲线有明显变化。沉降推算方法〔对数曲线法、沉降速率法、星野法〔指数曲线法〕及修正有双曲线法等。依据现有的争论成果，推算方法与实际沉降比照，积存阅历较多的推算方法主要有双曲线法和沉降速率法。沉降推算1、推算总沉降量和不同时期的沉降，宜承受双曲线法和指数曲线法。指数曲线法-〔St3-St2〕b、推算任意时刻沉降量的公式为：St=S[1-Ae-Bt]+SdAe-Bt，式中：B=1/(t2-t1)×ln(St2-St1)/(St3-St2)，Sd=St1-S∞[1-Aexp(-Bt1)]/Aexp(-Bt1)，A=8/π2双曲线法a、推算最终沉降量的公式为：S∞=(t2-t1)/[(t2/St2)-(t1/St1)]×xb、推算任意时刻沉降量的公式为：St=t/(a+t)×S∞，a=t2/St1×S∞-t11、沉降速率法 S S2

S1依据实际的监测数据计算，确定地基沉降速率，公式为：v=t=t2t1速率，以此作为掌握路基沉降稳定与否的依据。沉降分析评估的内容与要求以下三局部内容：监测数据和趋势确定的检验检验监测数据与拟合的沉降双曲线之间趋势的符合性。当两者之间的相关关系r，r2≥0.85推测稳定性检验依据监测数据和拟合的沉降曲线，推算肯定时期〔一般为6〕后的沉降。推算前先进展推测分析。方法是，以预压期前26当偏差≤8mm算的初步依据。推测准确性的要求S〔t〕/S〔t=∞〕≥75%时，推测才是准确的。沉降分析评估结果的意义施进展处理，同时持续进展监测，直至工后沉降到达设计的掌握要求。Midas/GTS路基模型建模属性及参数设置依据大西客运专线路基段的设计图建立相应尺寸的路基三维模型图。并且依据6-1。5-1材料属性值网格组软岩1#水泥改进土2#水泥改进土类型MCMCMC弹性模量12023025002500泊松比0.280.280.30容重〔Y〕2.222.2〔饱和〕2.222.2〔C〕1021.8摩擦角373028抗拉强度2002002005-1。图5-1 三维网格模型施工方案定义施工阶段，然后依据施工阶段对模型进展了分析。查看分析结果载、几何以及基准轴和工作面都隐蔽起来。位移云图DX5-2～5-6。5-2阶段#1未填筑回填土的X在“阶段#1”里，设定的有三层岩土，最底层的软岩，其上的3%水泥改进土，2m，5%1m5-5X5-3阶段#2X图5-6是在水泥改进土层上填筑第一层回填土后X方向的位移云图，由图可0.38mm。5-4阶段#3填筑其次层回填土1.32mm。5-5阶段#4填筑第三层回填土X可以比照觉察，位移变化值始终在坡脚四周向四周扩展，但扩展的范围不大。5-6阶段#5顶层加上均部荷载2.41mm，沿X2.40mm，沿X4.14×10-4mm。3.1.2ZZ5-7～5-11。5-7阶段#1未填筑回填土的Z在定义施工阶段时，把软岩、3%水泥改进土和5%水泥改进土设在了第一阶0。图5-8阶段#2 填筑第一层回填土后Z方向位移云图5-8Z位移值在回填土四周都相对明显，位移最大值发生在回填土顶层，为2.11mm，方向是向下。图5-9阶段#3 填筑其次层回填土在第一层回填土顶部，最大位移值为6.62mm；模型整体的位移较第一层回填土填筑之后都有所变大，但位移在填土四周的集中范围根本没有变化。5-10阶段#4填筑第三层回填土层和其次层填土的顶部，仍旧不是路