石粉改良土在新耒陽(yáng)站場(chǎng)施工中的應(yīng)用

馮士杰

摘??要：近年來(lái)，隨著鐵路工程的跨越式發(fā)展，在站場(chǎng)填筑中，細(xì)粒土的物理改良和化學(xué)改良被廣泛應(yīng)用于站場(chǎng)路基的填筑中。以耒陽(yáng)站場(chǎng)路基填筑為例，依據(jù)液塑限試驗(yàn)的結(jié)果，將D組填料改良為C組填料，并根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)，確定了摻和料的最佳比例。通過(guò)對(duì)細(xì)粒土摻加不同比例的石粉，解決了D組填料無(wú)法直接應(yīng)用于站場(chǎng)路基填筑的技術(shù)難題，且實(shí)際填筑的各項(xiàng)檢測(cè)指標(biāo)均可滿足設(shè)計(jì)規(guī)范要求。

關(guān)鍵詞：物理改良土;最佳含水率;壓實(shí)系數(shù);站場(chǎng)施工

中圖分類號(hào)：U291.1??????????????文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A???????????????DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.01.082

現(xiàn)行的鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范中，D類細(xì)粒土不能直接作為路基填料。如果必須將其作為路基填料，則必須采取改良措施。如果直接用D類細(xì)粒土填筑路基，則會(huì)對(duì)路基的穩(wěn)定性帶來(lái)巨大影響。目前，在我國(guó)鐵路和公路的路基工程中，處理D類細(xì)粒土的方法分為化學(xué)改良和物理改良?；瘜W(xué)改良在我國(guó)道路建設(shè)中屬于比較成熟的技術(shù)，工藝領(lǐng)先;物理改良通過(guò)改良材料與土體的物理結(jié)合，借助改良材料自身性能抑制土體的不良性質(zhì)，從而使整體性能得到改良。

1??工程概況

新建武漢至廣州鐵路客運(yùn)專線新耒陽(yáng)站場(chǎng)（DK1776+229.48～DK1778+600段）線長(zhǎng)2?370?m，共設(shè)4股道（中間Ⅰ、Ⅱ道為正線，左為3道，右為4道）。耒陽(yáng)站為高填方路基，填方高度為6～9?m。DK1777+500～+750段的地基采用方樁、CFG樁加固處理。線路路基采用A，B組填料填筑，站臺(tái)、站坪（DK1777+425～+850段）設(shè)計(jì)采用C組填料或改良土填筑。具體如圖1和圖2所示。

圖1??耒陽(yáng)站股道的規(guī)劃設(shè)計(jì)

圖2??耒陽(yáng)站線路路基的填料設(shè)計(jì)

2??合理選擇填料和最佳摻量

2.1??合理選擇填料

對(duì)DK1778+200～+400段左側(cè)現(xiàn)有棄土場(chǎng)進(jìn)行了代表性土樣試驗(yàn)，其主要物理性能指標(biāo)如表1所示。

表1??棄土場(chǎng)土樣的物理性能指標(biāo)

土樣序號(hào)

液限/%

塑限/%

塑性指數(shù)/%

天然含水率/%

填料等級(jí)

1

40.4

23.6

16.8

20～24

D

2

48.2

36.5

11.7

16～25

D

3

32.5

18.2

14.3

16～20

C

4

41.5

23.3

18.2

18～24

D

5

40.7

24.5

16.2

14～18

D

取樣試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，現(xiàn)有棄土場(chǎng)的土源大部分為高液限粉質(zhì)黏土，含水率普遍偏高，具有膨脹性，填料等級(jí)為D組填料。根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，該土質(zhì)不符合填料要求，需改良后方可用于站

臺(tái)、站坪的填筑工程。

通過(guò)調(diào)查耒陽(yáng)市周邊的建材市場(chǎng)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)?shù)氐牟墒瘓?chǎng)偏多，石屑粉的儲(chǔ)量較多且價(jià)格低廉。綜合考慮工程成本和施工條件后，認(rèn)為采用摻加石粉改良土質(zhì)的方法具有可行性，可降低工程成本。石屑粉（粒徑<0.5?mm）具有較低的吸水率，物理性能穩(wěn)定，質(zhì)地堅(jiān)硬，顆粒表面粗糟，握裹力強(qiáng)，具有抗裂性和抗膨脹性。因此，在土樣中加入石粉可改變黏性土的物理特性，從而滿足填料設(shè)計(jì)的要求。

2.2??確定合理的理論摻量

2.2.1??液塑限試驗(yàn)

表性土樣采取不同摻量，混合料的物理性能指標(biāo)試驗(yàn)結(jié)果如表2和圖3所示。

表2??混合料的物理性能指標(biāo)

摻量/%

0

10

20

30

40

100

液限

42.7

37.2

35.2

30.2

27.3

11.7

塑限

26.9

14.3

14.1

14.5

14.1

10.5

塑性指數(shù)

15.8

22.9

21.1

15.7

13.2

1.2

含水率

24.8

21.3

18.2

14.8

11.7

0

填料等級(jí)

D

C

C

C

C

C

圖3??混合料中摻量與液限的對(duì)比關(guān)系

2.2.2??標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)

在不同的摻量條件下，混合料最優(yōu)含水率與最大干密度的關(guān)系如表3所示。

表3??不同的摻量條件下混合料最優(yōu)含水率與最大干密度的關(guān)系

摻量/%

0

10

20

30

40

ρdmax

1.68

1.73

1.79

1.80

1.85

ωopt

21.5

16.5

14.5

13.8

13.2

從試驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果中可以看出，石粉摻量的增加與液限的減小有一定的線性關(guān)系，且石粉摻量與含水率也存在一定的線性關(guān)系。當(dāng)摻量為10%時(shí)，液限<40%，屬于低液限黏土，為C組填料;當(dāng)摻量在30%時(shí)，塑性指數(shù)小雨17，為低液限粉質(zhì)黏土，土樣的含水率接近最優(yōu)含水率，有利于施工。綜合試驗(yàn)結(jié)

果與棄土場(chǎng)土源特點(diǎn)后發(fā)現(xiàn)，在滿足施工條件的情況下，最佳摻量應(yīng)為30%.

3??試驗(yàn)段施工檢測(cè)

在新耒陽(yáng)站站線DK1777+425～+550段二站臺(tái)進(jìn)行試驗(yàn)段填筑。該段為高填方地段，基底采用CFG處理，樁間土夯實(shí)后的壓實(shí)系數(shù)K>0.9，滿足設(shè)計(jì)要求。褥墊層經(jīng)驗(yàn)收合格后，進(jìn)行改良土試驗(yàn)段工藝試驗(yàn)。試驗(yàn)段按路基長(zhǎng)100?m、寬20?m確定，每層虛鋪厚度不超過(guò)35?cm，根據(jù)設(shè)計(jì)文件要求改良細(xì)粒土填筑壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)為：K30≥110;K≥0.95;EV2≥60;EVd≥40.

路基試驗(yàn)段壓實(shí)后抽樣檢驗(yàn)的數(shù)量為：每層抽檢6點(diǎn)壓實(shí)系數(shù)K，左、右邊緣1?m處4點(diǎn)，路基中部2點(diǎn)，K30與EV2、EVD?4點(diǎn)，距左、右邊緣2?m處2點(diǎn)，中部2點(diǎn)。碾壓方式采用靜壓1遍+強(qiáng)震2遍+弱震2遍+靜壓1遍。碾壓時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格按照程序作業(yè)。試驗(yàn)段3層檢測(cè)結(jié)果統(tǒng)計(jì)如下：壓實(shí)系數(shù)K值檢測(cè)18點(diǎn)，檢測(cè)結(jié)果在0.954～0.996之間，最小值為0.954;EVd檢測(cè)12點(diǎn)，檢測(cè)結(jié)果在45.4～91.5?MPa之間，最小值為45.4?MPa;K30檢測(cè)12點(diǎn)，檢測(cè)結(jié)果在156～214?MPa之間，最大值為214?MPa;EV2檢測(cè)12點(diǎn)，檢測(cè)結(jié)果在120～198?MPa之間，最大值為198?MPa;EV2/EV1記錄12點(diǎn)，數(shù)據(jù)在1.82～3.41之間，其中，EV2/EV1≤2.6，占62%.

各檢測(cè)指標(biāo)滿足現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)和施工指南。通過(guò)總結(jié)試驗(yàn)段的施工工藝，將石屑粉改良土應(yīng)用在DK1777+425～+850段的填筑工程后，可滿足設(shè)計(jì)要求。

〔編輯：張思楠〕

Powder?Improved?Soil?Application?in?the?Field?of?Construction?in?the?Xinleiyang?Railway?Station

Feng?Shijie

Abstract：?In?recent?years，?with?the?great?leap?forward?development?of?railway?engineering，?the?station?filling，?the?filling?of?fine?grained?soil?physical?modification?and?chemical?improvement?is?widely?used?in?the?station?roadbed?in.?In?order?to?Leiyang?Railway?Station?filling?subgrade?as?an?example，?based?on?the?liquid?limit?and?plastic?limit?test?results，?the?D?group?filler?for?improved?C?group?filler，?and?compaction?test?according?to?the?standard，?to?determine?the?best?proportion?of?admixture.?Through?the?powder?on?the?fine?grained?soil?by?adding?different?proportion，?solves?the?D?group?filler?can?not?be?directly?applied?to?technical?problems?of?subgrade?filling?station，?and?the?actual?filling?indexes?can?meet?the?design?requirements.

Key?words：?physical?soil;?optimum?water?content;?coefficient?of?compaction;?station?construction