重庆西站部分湿陷性软体路基处理情况范文
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摘要：渝贵铁路重庆西站是西南地区最大的铁路枢纽车站，部分地段属于湿陷性软土路基，为妥善解决路基沉降问题，确保铁路开通后运营安全，现场采用柱锤冲扩桩地基处理形式。经开通运营后观测，路基未发生沉降，取得了良好效果，满足了既定目标，为以后同类地质条件采用柱锤冲扩桩地基处理施工提供了宝贵经验。
渝贵铁路重庆西站J2K1+325-J2K1+655、J2K1+740-J2K1+830等区段地貌特征为川南低山丘陵区地带，为山地间河床冲刷堆积体，厚约5~12m，红褐色土壤，土质夹小颗粒砂石，表层为耕植土，较为坚硬，Ⅱ级普通土。5m以上σ0=128kPa，5m以下σ0=147kPa。场地湿陷性类型为自重湿陷，自重湿陷等级为Ⅳ级，湿陷厚度为5~12m，自重湿陷量计算值为2.5~98.58cm，总湿陷量计算值为11.5~123.5cm。该段软体路基湿陷性厚度较大，断面较宽（最大宽度可达48m），湿陷等级较高，采用一般性换填土和挤密桩无法满足消除该区段地基湿陷性的技术要求，而且存在水土流失、冲毁农田、产生纠纷而阻碍施工等外部环境问题。为妥善解决湿陷性软体路基沉降及阻工等外部环境问题，现场考虑采用柱锤冲扩桩进行地基处理。
1现场情况及设计参数
1.1地动参数
根据中国地震动参数区划图（GB18306-2001），测区地震动峰值加速度等于0.05g。地震动反应谱特征周期0.35s。设计中，综合考虑，在此区段采用柱锤冲扩桩加固地基。
1.2设计参数
柱锤冲扩桩桩径0.6m，呈正三角形布置，其布置间距为1.4m、1.6m两种。地基处理后复合地基承载力要求不小于180kPa。柱锤冲扩桩桩身水泥采用P.O42.5普通硅酸盐水泥。室内水泥块在标准养护条件下，28d标准试验立方体抗压强度平均值不小于1.5MPa，90d标准试验立方体抗压强度平均值不小于1.8MPa。水泥掺入量拟为被加固湿土质量的15%~20%，水泥浆水灰比0.45~0.55。软土地段地层自上而下依次为人工填土、松软土、粉质黏土、泥岩夹砂岩等。1.3主要工作量2施工工艺2.1施工程序清理平整场地→布置桩位→施工机具就位→钻孔→钻孔检测→孔内填料→柱锤分层冲夯→成桩检测→施工机具移位→桩基检测
2.2工艺流程图
3施工方法
3.1桩位测放按设计
桩位布置图进行测放，确保间距符合设计要求。现场桩位一旦测放，采用白灰洒线定位或用水泥墩标注,标注要求明显、不发生偏移。
3.2桩机设备就位
根据轴线标出桩位并复测后，移动桩机至桩孔位置，完成桩机就位。桩机就位时，机身应平稳稳固，使冲锤对准孔中心，保持稳定，当加固深度较深、柱锤长度不够时，也可以先挖一部分土，然后进行冲扩，并能自由地落入孔底，确保动能压强。
3.3成孔
①考虑成孔效率，根据施工现场实际情况，成孔方法为柱锤冲孔跟进护管的方法成孔。柱锤冲扩桩宜用直径500mm，质量2~3t的柱状锤进行施工。将柱锤提升到3~5m，脱勾下落，冲击土层成孔，达到一定深度（0.5~1m）时跟进护管；如此反复，在总体深度接近设计成孔深度要求0.5~2m时，可以在孔内填少量粗骨料继续冲击，直至孔底被夯密实。如难以成孔时，可采用填料冲击成孔、二次复打成孔或套管成孔、钻孔等方法。②成孔直径0.6m。本段路基预钻孔柱锤冲扩桩桩长4~14m，成孔前应在标注出相应的孔深位置，以保证成孔深度满足设计要求。③成孔施工顺序：由外向里间隔分排施工。具体见附图。④当施工遇到坍孔或缩颈时，可用硬骨料夯填消除塌孔影响。3.4桩孔验收夯填前桩孔须检查：成孔直径、深度、垂直度是否达到设计要求，孔内虚土、积水情况也需在施工日志中进行详细标注，并报现场监理。
3.5成桩当孔深度接近设计
成孔深度要求0.5~1m时，在孔内填适量碎石骨料继续冲击，直到孔底被夯密实；然后向孔内逐层填入拌合填料，层厚度在0.8~1.5m进行控制，每填一层用柱锤夯实一层；直至桩顶设计标高以上至少0.5m，其上部桩孔用原土夯封。成孔和填料夯实的施工顺序，间隔进行。柱锤冲扩桩在成桩过程中，用单击贯入度来控制分次填料和夯击次数，单击贯入度不大于20cm。距地面1～2m时，柱锤落锤高度减小至2~3m。本桩施工完成后，对施工机具进行移位，施工下一根桩。
3.6桩基检测
在桩基施工完成后，安排实验室人员对桩身质量、桩间土处理效果、复合地基承载力等进行检算。
4施工质量保证措施
4.1质量控制
①桩位放线：关键在于位置的精确性。首先由测量人员根据设计图放出桩位线,由专人复核验线。报监理单位核实，做好桩位预检纪录。待监理核实后方可进行下一步工作。②桩机垂直度控制：桩位的允许偏差应小于桩间距的5%，采用钢尺对已放的桩位进行复核，在确定所要打的桩位准确后，移桩机就位，调整设备水平，使护管及柱锤中心与桩位对齐，确保其垂直度偏差不大于桩长1.5%，可采用线锤进行测量其垂直度，必要时可以试锤一次。在成桩过程中考虑冲击锤的自震偏移，在每天开工前要复核检测桩机垂直度。对于不满足要求的，应立即停止施工，移动桩机调整其垂直度满足要求为止。③柱锤冲扩桩开锤成孔：为避免产生位移偏差、造成地面隆起，最初开孔时采用柱锤低落距（2～4m）轻夯成孔。在孔深达到2.5~4m后，增大落距，护管跟进，成孔至设计要求标高。④桩体直径控制：在桩身达到桩设计长度的1/3~1/2后，在施工中宜采用平头锤冲击，有利于填料的密实性，而且不会使孔径扩得太大。在桩径允许偏差为不小于设计值，注意随时采用尺量检查或部分桩挖探抽检检查桩径。若桩径不满足设计要求，应加大填料量及过程控制，将护管直径扩大，以满足要求。⑤地面隆起控制：冲扩成桩过程中，应随时观察地面隆起情况。当地面有明显隆起时，应立即减小柱锤落距，采用低落距多次夯击，达到设计要求。⑥对成品的保护：对已经成桩的部分，若桩顶标高高出设计标高，在铺设砂垫层前需清除超高部分，宜用人工清理至设计桩顶标高，再采用压路机碾压平整。
4.2质量检验
主控项目：①柱锤扩冲桩桩身材料，采用碎石或碎石夹砾砂，粒径以20mm~30mm较好，最大粒径不宜大于50mm，含泥量小于5%。同一产地、品种、规格且连续进场的碎石，每3000m3为一批，不足3000m3时也按一批计。在料场抽样检验含泥量试验和筛分试验，每批抽样检验1次。②柱锤冲扩桩施工结束7~14d后，采用钻机取样对桩身质量进行抽样检验。检测数量不小于总桩数的3‰，且不小于3根。桩径不得小于设计值，桩位偏差不得大于桩间距的5%。在全桩长范围内，在桩心附近用钻机取样，以检测桩身的连续性和完整性。上下桩的对中不得大于5cm。③柱锤冲扩桩施工结束7~14d后应对桩间土的处理效果进行检验。在桩间形心点、成孔挤密深度范围内采用动力触探对桩间土的挤密效果进行检测，沿线路纵向连续每50m抽样检验不少于3处。贯入试验中用重型动力进行触探，N63.5≥10。④柱锤冲扩桩承载力检验宜在成桩28d后进行后。采用复合地基载荷试验，检验桩数不小于总桩数的2‰，并不少于3根。
5结束语
目前渝贵铁路已于2018年1月26日开通运营，在运营后，经运营设备管理单位反映，该段路基未发生过任何沉降问题。以良好的状态保障了铁路运营安全，取得了既定目标。
作者：何龙 单位：渝黔铁路有限责任公司
