技术领域
[0001] 本
发明属于高速铁路路基施工技术领域，特别涉及一种软土地区高速铁路填方路基的施工方法。
背景技术
[0002] 高速铁路的建设是经济快速发展和大幅度提高铁路运输能
力的需要，是一个国家发达与否的重要标志之一,世界上发达国家如日本、法国、德国在十九世纪已经建成了相对比较高效美观的高铁网，对于高铁沿线的经济发展和城镇化建设拉动作用尤为明显。我国从十九世纪九十年代开始研究高速铁路技术，2004年开始大规模修建并陆续开通，到目前我国已建成通车的高速铁路运营里程将近3万公里。在高速铁路的设计中，专业细节设计决定着铁路运营的
稳定性及安全性，尤其在高铁路基设计中毫米级沉降控制要求是高铁设计中的重中之重。
[0003] 对于普速有砟轨道铁路而言，由于路基的沉降要求均在厘米级范围，故而路基工程所占比例较高，有些等级稍低一些的铁路路基占比达80％。但是针对速度250km/h及以上级别的无砟轨道高速铁路来说，由于轨道的可调节度在毫米级别，相对于路基的沉降控制标准需满足毫米级别的要求，故而目前建造的高速铁路桥隧占比将近90％。但由于路基工程相对桥隧工程的经济性具有明显优势，如何在既能满足工后沉降控制要求又能满足高铁功能要求的前提下，适当提高高铁路基占比，对于降低整个高速铁路的投资起到重要作用。
[0004] 某铁路为我国国内350km/h的无砟轨道干线高速铁路，技术标准高，该段工程以路基填方通过，填方高度约4米，工程范围
地层表覆为第四系全新统坡残积层粉质黏土、黏土含砾粉质黏土、细
角砾土，
覆盖层较厚，大于30m，下伏三叠系下统飞仙关组粉
砂岩，地下
水类型为第四系孔隙潜水、基岩裂隙水，埋深3.5m～7.8m，特殊岩土为松软土、软土。
[0005] 由于该段路基填料为C组，不满足路基基床范围内合格填料要求，采用常规方法需进行掺拌
水泥进行改良方可满足填料要求。同时地基一定范围内，根据其上附加荷载加载的情况进行沉降计算，需在一定范围内进行加固处理方能满足路基工后沉降要求。该路基工点如采用常规方法进行设计，填料改良工序复杂且对周边环境有很大影响，同时填土荷载增加，随之附加
应力增大从而导致地基处理深度加深即增加地基处理
费用。
发明内容
[0006] 本发明针对
现有技术中存在的技术问题，提供一种软土地区高速铁路填方路基的施工方法，可达到确保高速铁路软土地区填方路基的施工
质量，保证路基填方填料施工的可靠性，保证路基的稳定和路基工后沉降的合格，保证路基不产生病害的有益效果。
[0007] 为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种软土地区高速铁路填方路基的施工方法，包括以下步骤：
[0008] (1)原地面进行清表、整平；
[0009] (2)施工荷载影响线范围内的刚性桩；
[0010] 场地完成清表和整平，地基检测合格后施工荷载影响线范围内的刚性桩；
[0011] (3)复合地基加固坡脚至荷载影响范围线之间土体；
[0013] 钻孔
灌注桩检测合格后，其上设置承压板，以传递填土和列车荷载至地基深处，承压板与钻孔桩上预留的
钢筋进行有效锚固连接；
[0014] (5)铺设碎石垫层及高强土工格栅；
[0015] 桩板结构承压板及两侧的复合地基处理措施施工完毕后按照《建筑地基处理技术规范》和《铁路工程地基处理技术规程》的要求铺设褥垫层；
[0016] (6)复合地基检测合格后施工填方范围内的轻型
泡沫混凝土。
[0017] 作为优选，步骤(1)中，在路基施工前，对场地进行清表和整平处理，确保场地基底无草皮，树根等杂物，且无积水，同时保证原地面基底密实、平整，坑穴处理彻底，无质量隐患；本区域清表、整平工程施工采用挖掘机、装载机、
推土机、压路机联合作业并人工配合，
自卸车运输施工。
[0018] 作为优选，步骤(1)的具体施工工艺流程如下：
[0019] 根据施工图纸由测量人员准备放线出红线
位置及标高，并用白灰明显标记清楚；利用挖掘机、装卸机、推土机及自卸
汽车配合，对红线范围内的有机土、种植土和垃圾等进行清理；现场管理及技术人员确定红线位置桩；对于现场
地块尚未解决纠纷的区域，指明并做好标记，不可破土，等商榷妥当再施工；施工作业队人员、机械不得破坏红线及边桩；
[0020] 施工前安全员、管理人员对施工人员进行安全教育培训，防止事故发生；机械停放必须保证停放稳定；
[0021] 场地内无水区域挖出树根后，清表前必须首先修筑临时排水、挡水工程；有水区域必须先疏通排干地表积水及做好雨季防排水工作；在多水区域修筑1米高挡水土围堰，完成后再进行挖树根等工作；
[0022] 将场地范围内的树木、灌木丛、
杂草等进行砍伐或移植清理，并对清理出来的含有
植物根系的地表土和腐殖土集中妥善堆放，并统一运至弃土场，作为其后弃土场复耕用土；
[0023] 清除完毕后对人工造成的坑穴填平
压实，并对其碾压至规定的压实度为止；清表时做好临时排水措施，并将原地面积水排干，
基础范围内的
地下水出漏处严格按设计要求处理；
[0024] 清表、整平后进行取样做地基试验检测，满足合格后进行下一个工序的施工。
[0025] 作为优选，步骤(2)中，刚性桩采用工厂化预制的预力管桩或采用现场钻孔灌注桩的形式；
[0026] 钻孔灌注桩采用旋挖钻机钻孔，泥浆护壁后水下灌注混凝土的方式成桩；
[0027] 具体施工工艺流程为：
[0028] 桩位放样、复核：根据基准点采用全站仪或RTK进行桩位放样和复核，确保桩位偏差满足规范要求；
[0029] 桩基就位、对中：对拟施工桩桩位确认无误后使钻机按预定桩位就位，且使钻机停在硬实地面，调整桅杆偏差，保证桩位移、倾斜度不超标，并在成孔中间不定期检查调整；
[0030] 制备泥浆：由于旋挖钻机自身成孔工艺决定其造浆能力较差，故所用泥浆全部为提前预拌好的优质高塑性粘土，拌制出的泥浆比重在1.1～1.15，随着施工的进度及时对泥浆进行添制、
净化；保证成孔、成桩质量；
[0031] 钻孔：钻进时根据土层情况掌握钻进速度，严格控制钻斗在孔内升降速度；钻孔至设计要求深度时，由施工人员和监理工程师现场共同测量孔深，以此作为终孔孔深的依据；
[0032] 钻机清渣：钻孔达到设计深度后，将钻具稍微提升，用钻具清扫孔底沉渣；
[0033]
钢筋笼制作及安放：钢筋笼在现场进行制作，箍筋与主筋在每个
节点处绑扎牢固，钢筋笼缓慢安放，防止碰撞孔壁；
[0034] 安放
导管：导管选用Φ250螺丝扣式连接，每节长度2.5m，底管长度4.5m；使用前进行拼装、试压，试验时的水压大于井孔内水深至少1.5倍的压力；导管采用汽车吊安放，导管底部安放至距孔底50cm；
[0035] 浇灌混凝土：采用预拌商品混凝土，采用
泵送直接入集料斗；混凝土首灌采用足够的混凝土储备量，使导管一次埋入混凝土面以下1m以上；混凝土具备良好的和易性，塌落度控制在16～22cm，每根桩用混凝土塌落度进行抽检不小于1次；
[0036] 钻孔灌注桩施工完成后需按照《铁路工程
基桩检测技术规程》的要求执行，检测合格后进行下一工序施工。
[0037] 作为优选，步骤(3)中，根据不同的地质条件，采用水泥搅拌桩或多向搅拌水泥
砂浆桩等半刚性复合地基处理措施对路堤坡脚至荷载影响范围线之间土体进行加固，加固前需保证荷载影响线范围内的刚性桩强度达到设计要求方可施工，以免影响刚性桩的强度及垂直度；复合地基施工顺序从刚性桩向路堤坡脚进行；
[0038] 搅拌桩采用两喷四搅步骤，其施工工艺流程：桩机就位调平；搅拌钻进至设计深度；喷浆、搅拌提升；提升至停浆面；复搅下沉至设计深度；喷浆提升搅拌至停浆面；关闭
搅拌机械，桩机移位；
[0039] 复合地基施工完成后对桩身完整性、均匀性、无侧限抗压强度、单桩承载力和复合地基承载力进行检测，检测频次按照《建筑地基处理技术规范》和《铁路工程地基处理技术规程》的要求执行。
[0040] 作为优选，步骤(5)中，半刚性复合地基采用40cm垫层厚度，刚性桩采用60cm垫层厚度；
[0041] 半刚性桩碎石垫层间夹一层高强土工格栅，刚性桩碎石垫层间夹两层高强土工格栅，碎石垫层最大粒径不大于30mm，含泥量不大于5％，且不含草根、垃圾等杂质，并碾压密实，压实度不小于96％，孔隙率不大于23％；土工格栅为聚丙烯双向土工格栅，幅宽不小于5.0m，网孔直径80～120mm，纵、横向屈服
抗拉强度不小于100kN/m，对纵、横向伸长率不大于
10％；铺设土工格栅时，拉直拉平，幅与幅之间对齐对好，叠合长度不小于15cm；压实检测合格后施工其上填土或者轻型
泡沫混凝土。
[0042] 作为优选，步骤(5)中，垫层质量检验包括分层施工质量检查和工程质量验收；分层施工的质量和质量标准使垫层达到设计要求的密实度，压实系数λc达到0.94～0.97；
[0043] 对垫层采用贯入仪、重型动力触探检验，并均通过现场试验以设计压实系数所对的贯入度为标准检验垫层的施工质量；
[0044] 压实系数可采用灌砂法、灌水法或其他方法检验；采用贯入仪或动力触探检验垫层的施工质量时，每分层检验点的间距小于4m；竣工验收采用
载荷试验检验垫层承载力时，每个
单体工程不少于3点；检验点数按单位工程数量或工程面积确定检验点数。
[0045] 作为优选，步骤(6)中，轻型泡沫混凝土是
轻质混凝土中诸多成员之一，广泛用于路
桥台背填筑、桥头路基换填、既有线换填等工程领域，也可用于结构覆土减载；为减少路基填方荷载，减少地基处理费用，填方采用轻型泡沫混凝土进行浇筑而成；施工工艺流程为：配料计量；采用发泡剂制备泡沫；水泥加水和助剂并搅拌均匀；采用泡沫混凝土搅拌设备搅拌；按照设计坡度要求现场浇筑；表面抹平；设置伸缩缝；整体保养、维护。
[0046] 与现有技术相比，本发明所具有的有益效果是：本发明解决高速铁路在软土地区修建填方路基时，路基的基底清表、整平、荷载影响线内外的长短桩地基处理措施及为减载而采用的轻质泡沫混凝土材料进行路基填筑等一系列技术问题。同时也可用于高速公路、对工后沉降要求比较高的普速铁路路基填方段施工。
[0047] 满足无砟轨道工后沉降要求；满足地基承载力的要求；减少填土荷载，减少附加
应力降低工程造价的效果；确保高速铁路软土地区填方路基的施工质量，保证路基填方填料施工的可靠性，保证路基的稳定和路基工后沉降的合格，保证路基不产生病害。
附图说明
[0048] 图1为本发明的施工方法示意图。
[0049] 图中1-荷载影响线范围内刚性桩、2-荷载影响线至边坡坡脚半刚性桩、3-碎石垫层夹土工格栅、4-桩板结构承压板、5-轻型泡沫混凝土、6-荷载影响线示意线、7-自然地面线。
具体实施方式
[0050] 为使本领域技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体
实施例对本发明作详细说明。
[0051] 本发明的实施例公开了一种软土地区高速铁路填方路基的施工方法，如图所示，其包括以下步骤：
[0052] (1)原地面进行清表、整平；
[0053] (2)施工荷载影响线范围内的刚性桩；
[0054] 场地完成清表和整平，地基检测合格后施工荷载影响线范围内的刚性桩；
[0055] (3)复合地基加固坡脚至荷载影响范围线之间土体；
[0056] (4)施工桩板结构上的承压板；
[0057] 钻孔灌注桩检测合格后，其上设置承压板，以传递填土和列车荷载至地基深处，承压板与钻孔桩上预留的钢筋进行有效锚固连接；
[0058] (5)铺设碎石垫层及高强土工格栅；
[0059] 桩板结构承压板及两侧的复合地基处理措施施工完毕后按照《建筑地基处理技术规范》和《铁路工程地基处理技术规程》的要求铺设褥垫层；
[0060] (6)复合地基检测合格后施工填方范围内的轻型泡沫混凝土。
[0061] 作为优选，步骤(1)中，在路基施工前，对场地进行清表和整平处理，确保场地基底无草皮，树根等杂物，且无积水，同时保证原地面基底密实、平整，坑穴处理彻底，无质量隐患；本区域清表、整平工程施工采用挖掘机、装载机、推土机、压路机联合作业并人工配合，自卸车运输施工。
[0062] 作为优选，步骤(1)的具体施工工艺流程如下：
[0063] 根据施工图纸由测量人员准备放线出红线位置及标高，并用白灰明显标记清楚；利用挖掘机、装卸机、推土机及自卸汽车配合，对红线范围内的有机土、种植土和垃圾等进行清理；现场管理及技术人员确定红线位置桩；对于现场地块尚未解决纠纷的区域，指明并做好标记，不可破土，等商榷妥当再施工；施工作业队人员、机械不得破坏红线及边桩；
[0064] 施工前安全员、管理人员对施工人员进行安全教育培训，防止事故发生；机械停放必须保证停放稳定；
[0065] 场地内无水区域挖出树根后，清表前必须首先修筑临时排水、挡水工程；有水区域必须先疏通排干地表积水及做好雨季防排水工作；在多水区域修筑1米高挡水土围堰，完成后再进行挖树根等工作；
[0066] 将场地范围内的树木、灌木丛、杂草等进行砍伐或移植清理，并对清理出来的含有植物根系的地表土和腐殖土集中妥善堆放，并统一运至弃土场，作为其后弃土场复耕用土；
[0067] 清除完毕后对人工造成的坑穴填平压实，并对其碾压至规定的压实度为止；清表时做好临时排水措施，并将原地面积水排干，基础范围内的地下水出漏处严格按设计要求处理；
[0068] 清表、整平后进行取样做地基试验检测，满足合格后进行下一个工序的施工。
[0069] 作为优选，步骤(2)中，刚性桩采用工厂化预制的预力管桩或采用现场钻孔灌注桩的形式；
[0070] 钻孔灌注桩采用旋挖钻机钻孔，泥浆护壁后水下灌注混凝土的方式成桩；
[0071] 具体施工工艺流程为：
[0072] 桩位放样、复核：根据基准点采用全站仪或RTK进行桩位放样和复核，确保桩位偏差满足规范要求；
[0073] 桩基就位、对中：对拟施工桩桩位确认无误后使钻机按预定桩位就位，且使钻机停在硬实地面，调整桅杆偏差，保证桩位移、倾斜度不超标，并在成孔中间不定期检查调整；
[0074] 制备泥浆：由于旋挖钻机自身成孔工艺决定其造浆能力较差，故所用泥浆全部为提前预拌好的优质高塑性粘土，拌制出的泥浆比重在1.1～1.15，随着施工的进度及时对泥浆进行添制、净化；保证成孔、成桩质量；
[0075] 钻孔：钻进时根据土层情况掌握钻进速度，严格控制钻斗在孔内升降速度；钻孔至设计要求深度时，由施工人员和监理工程师现场共同测量孔深，以此作为终孔孔深的依据；
[0076] 钻机清渣：钻孔达到设计深度后，将钻具稍微提升，用钻具清扫孔底沉渣；
[0077] 钢筋笼制作及安放：钢筋笼在现场进行制作，箍筋与主筋在每个节点处绑扎牢固，钢筋笼缓慢安放，防止碰撞孔壁；
[0078] 安放导管：导管选用Φ250螺丝扣式连接，每节长度2.5m，底管长度4.5m；使用前进行拼装、试压，试验时的水压大于井孔内水深至少1.5倍的压力；导管采用汽车吊安放，导管底部安放至距孔底50cm；
[0079] 浇灌混凝土：采用预拌商品混凝土，采用泵送直接入集料斗；混凝土首灌采用足够的混凝土储备量，使导管一次埋入混凝土面以下1m以上；混凝土具备良好的和易性，塌落度控制在16～22cm，每根桩用混凝土塌落度进行抽检不小于1次；
[0080] 钻孔灌注桩施工完成后需按照《铁路工程基桩检测技术规程》的要求执行，检测合格后进行下一工序施工。
[0081] 作为优选，步骤(3)中，根据不同的地质条件，采用水泥搅拌桩或多向搅拌水泥砂浆桩等半刚性复合地基处理措施对路堤坡脚至荷载影响范围线之间土体进行加固，加固前需保证荷载影响线范围内的刚性桩强度达到设计要求方可施工，以免影响刚性桩的强度及垂直度；复合地基施工顺序从刚性桩向路堤坡脚进行；
[0082] 搅拌桩采用两喷四搅步骤，其施工工艺流程：桩机就位调平；搅拌钻进至设计深度；喷浆、搅拌提升；提升至停浆面；复搅下沉至设计深度；喷浆提升搅拌至停浆面；关闭搅拌机械，桩机移位；
[0083] 复合地基施工完成后对桩身完整性、均匀性、无侧限抗压强度、单桩承载力和复合地基承载力进行检测，检测频次按照《建筑地基处理技术规范》和《铁路工程地基处理技术规程》的要求执行。
[0084] 作为优选，步骤(5)中，半刚性复合地基采用40cm垫层厚度，刚性桩采用60cm垫层厚度；
[0085] 半刚性桩碎石垫层间夹一层高强土工格栅，刚性桩碎石垫层间夹两层高强土工格栅，碎石垫层最大粒径不大于30mm，含泥量不大于5％，且不含草根、垃圾等杂质，并碾压密实，压实度不小于96％，孔隙率不大于23％；土工格栅为聚丙烯双向土工格栅，幅宽不小于5.0m，网孔直径80～120mm，纵、横向屈服抗拉强度不小于100kN/m，对纵、横向伸长率不大于
10％；铺设土工格栅时，拉直拉平，幅与幅之间对齐对好，叠合长度不小于15cm；压实检测合格后施工其上填土或者轻型泡沫混凝土。
[0086] 作为优选，步骤(5)中，垫层质量检验包括分层施工质量检查和工程质量验收；分层施工的质量和质量标准使垫层达到设计要求的密实度，压实系数λc达到0.94～0.97；
[0087] 对垫层采用贯入仪、重型动力触探检验，并均通过现场试验以设计压实系数所对的贯入度为标准检验垫层的施工质量；
[0088] 压实系数可采用灌砂法、灌水法或其他方法检验；采用贯入仪或动力触探检验垫层的施工质量时，每分层检验点的间距小于4m；竣工验收采用载荷试验检验垫层承载力时，每个单体工程不少于3点；检验点数按单位工程数量或工程面积确定检验点数。
[0089] 作为优选，步骤(6)中，轻型泡沫混凝土是轻质混凝土中诸多成员之一，广泛用于路桥台背填筑、桥头路基换填、既有线换填等工程领域，也可用于结构覆土减载；为减少路基填方荷载，减少地基处理费用，填方采用轻型泡沫混凝土进行浇筑而成；施工工艺流程为：配料计量；采用发泡剂制备泡沫；水泥加水和助剂并搅拌均匀；采用泡沫混凝土搅拌设备搅拌；按照设计坡度要求现场浇筑；表面抹平；设置伸缩缝；整体保养、维护。
[0090] 在路基轻质泡沫混凝土浇筑前，对原地表进行清表、整平处理，按照列车荷载的影响线，对荷载影响线以内的地基采用刚性灌注桩桩板结构进行处置，以期达到满足无砟轨道工后沉降要求。对荷载影响线至路堤坡脚范围采用半刚性搅拌桩复合地基进行处理，以期满足地基承载力的要求。复合地基上铺设40～60cm厚的褥垫层后，在褥垫层上浇筑轻质泡沫混凝土，可达到减少填土荷载，减少附加应力降低工程造价的效果。按照以上方式施工可确保高速铁路软土地区填方路基的施工质量，保证路基填方填料施工的可靠性，保证路基的稳定和路基工后沉降的合格，保证路基不产生病害的软土地段填方路基的施工方法。
[0091] 以上通过实施例对本发明进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的示例性实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。本发明的保护范围由
权利要求书限定。凡利用本发明所述的技术方案，或本领域的技术人员在本发明技术方案的启发下，在本发明的实质和保护范围内，设计出类似的技术方案而达到上述技术效果的，或者对
申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的
专利涵盖保护范围之内。应当注意，为了清楚的进行表述，本发明的说明中省略了部分与本发明的保护范围无直接明显的关联但本领域技术人员已知的部件和处理的表述。
