重锤夯实在高速铁路地基处理施工中的应用

重锤夯实在高速铁路地基处理施工中的应用

赵飞

中铁十六局集团第四工程有限公司北京市怀柔区101400

摘要：结合兰新铁路重锤夯实施工经验，介绍重锤夯实施工的施工工艺及效果，并对施工中的资源配置、检验要求及注意事项进行了介绍，对高速铁路建设具备一定得借鉴作用。

关键词：重锤夯实；高速铁路；施工工艺

1引言

为了适应社会的发展，我国开始大力建设高速铁路。高速铁路对路基的要求很高，为了保证高速铁路的路基施工质量，采用了大量的新技术、新设备、新工艺。重锤夯实在高速铁路中应用比较广泛。本文根据中铁十六局集团第四工程有限公司兰新铁路第二双线项目的施工过程介绍重锤夯实的施工工艺。

2工程简介

2.1工程概况

工程地质及地貌：此段位于天山南麓山前冲洪积倾斜平原中部戈壁滩，地形平缓，地面横坡坡度1-3?，为典型的砾质戈壁景观。地层：表层为种植土，厚度0.8m，主要为葡萄地土层，下伏第四系上更新统至全新统冲洪积细圆砾土，岩性特征详述如下：细圆砾土（Q3-4al6+p16）：呈层状分布，表层层厚5-8m，其余大于25m，褐黄色，磨圆度较好，以浑圆状为主，表层少量呈圆棱状，成分主要为砾岩、砂岩、灰岩等，颗粒不均匀，颗粒粒径2-20mm的约占65%，大于20mm的含量约20%，粒径最大的约80mm，余为粉、细砂及粉、黏粒充填。局部夹有5-20cm砂土薄层。1.5m以上稍密，稍湿，II级普通土，σ0=500kPa。该地段水文地质特征较为简单，地表水贫乏，地下水主要为第四系孔隙潜水，地下水埋深一般大于50m。地震动峰值加速度0.10g（相当于地震基本烈度七度）。土壤最大冻结深度83cm。本段属三十里风区，为一般大风区（III区），按磨蚀M1考虑。

2.2质量要求

设计要求对原地面进行重锤夯实，处理深度为基床以下3m范围以内的地基。检测指标：重锤夯实最后2遍的夯沉量不大于0.5cm，夯实面以下3.0m深度范围内动力触探试验N63.5＞10击/10cm，土的压实系数K≥0.92，地基系数K30≥110Mpa/m。

3工艺简介

重锤夯机主要工作机构是一种利用起重装置将夯锤吊起，到达一定高度夯锤自由下落，产生强烈的冲击波向深层传播，具有地震的传播特性，整个工作过程是机械能转化为重力势能转化为夯击能的过程。可以降低土体的水渗透性，使夯实面下3m以内的土体形成较好的强度和稳定性，有效降低工后沉降。

4施工工艺及质量控制流程

4.1施工准备

施工前首先应熟悉相关设计文件等，并做好与生产生活相关的各项准备工作。夯实施工签先清除表层土，进行场地整平、碾压，达到场地平整、密实的要求，修筑设备进出道路，排除地表水，施工区周边作临时排水沟以确保场地排水通畅防止积水。根据测量结果用白灰标出夯点位置，并在重锤夯实影响范围内，埋设沉降量控制点，沉降控制点埋设数量按设计要求的检查数量进行埋设，为防止重锤夯实后找不到控制点，可在控制点上系红绳方便找点，并用水准仪测量控制点的原始高程，以便控制夯沉量。进行夯击处理时土体经试验测定土体含水量在5%，渗透深度大于50cm，应提前2小时洒水。

4.2施工工艺

重锤夯实施工时配套施工机械主要有：平地机、推土机、振动压路机、自卸车和洒水车等。需要的试验检测设备有：全站仪、水准仪、水准尺、钢尺、动力触探N63.5、灌砂设备、K30检查设备。

4.2.1工艺试验

在有代表性的场地上，根据已上场机械情况通过现场试夯（一般取4～9个夯点），对比夯前夯后的测试数据，试验确定落距、单点夯击次数、时间间隔和夯击遍数。

根据设计要求，重锤夯实处理地基表层以下3m以内的松散或稍密土层，进行试夯后按设计质量检查要求检查夯实面以下的地基系数及动力触探击数，确定夯击参数。

4.2.2重锤夯实

根据工艺试验取得的工艺参数，为此段路基需要重锤夯实6遍，单点夯击次数4次，每遍间隔时间24小时，锤重3.2t，落距4.5m，锤径1.5m。各项检查指标合格，能够满足设计要求，工艺流程见下图1。

4.2.3整平、普通压路机静压后完成工序验收

沉降量和动力触探检验合格后，将地面整平，用振动压路机、光轮压路机压实收光，检验压实系数K和地基系数K30，合格后方可进行下道施工工序。

5夯实效果检验

此段路基根据以上流程进行施工，质量合格，现取其中100m检查，结果见表1。

6、施工安全及环境保护

6.1施工安全

⑴试验作业面配专职安全员对作业点进行监督检查，重点检查安全设施、个人防护等；

⑵械操作人员必须按安全操作规程精心操作；

⑶场地周边洒灰线标识，周围设置警戒标志；

⑷机械设备保养按照有关规定执行；

⑸压路机行驶和工作场地应保持平坦坚实，并与沟渠、基坑保持安全距离；

⑹本施工地段处在三级风区，人员机械进场前要做好岗前防风教育。5级以上大风时，机械停在背风面。风沙季节施工人员要配戴防尘眼镜、口罩等防风用品。

6.2环境保护

⑴检查观测振动对附近结构物的影响，如有振动破坏，立即停止施工，防止伤及人员、及财物。

⑵施工中经常洒水降尘，使灰尘影响在规范要求之内。

⑶施工现场各种废弃物要分类堆放，定期按规定处理，防止乱丢乱扔。

⑷施工产生的污水、油污要过滤处理，防止污染环境。

⑸施工单位应做好操作人员的安全教育及现场的安全防护，并合理安排施工时间，减少噪声与振动对环境的影响，噪声不应大于《建筑施工现场界噪声界限》（GB12523）的规定，否则需采取措施。

7重锤夯实与其他施工方法的优缺点比较（表2）

8结束语

本文以兰新铁路第二双线铁路路基重锤夯实的施工实践及现场情况为例，总结了其中多个施工环节的技术要求，根据相关数据的计算与分析，总结出：重锤夯实能够充分发挥机械效能，在达到设计要求的前提下，降低成本；重锤夯实适合高速铁路的路基基床以下3m范围内的地基处理，有效提高地基的承载力，有利于降低工后沉降；要重视工艺试验的实施，由于各地的土质成分、性质各异，因此对不同土质的应用应通过试验来确定落距、单点夯击次数、时间间隔和夯击遍数等工艺参数；以下几种情况不适合使用重锤夯实：①距离建筑物安全距离不够50m或有需要特殊保护的建筑物地段，②地下水位在地面以下3m之内地基加固地段。

参考文献：

[1]高速铁路路基工程施工技术指南（铁建设【2010】241号）

[2]建筑地基基础工程施工质量验收规范（GB20202-2002）

[3]苏联建造部技术管理.建筑物和构筑物地基基土重锤表层夯实规程.1957