戈壁灘鹽漬土地區路基施工質量控制

孫健

摘要：針對戈壁灘鹽漬土地區路基施工質量問題，結合實際的鐵路施工項目，分析路基施工質量控制措施。通過摻拌低含水率戈壁顆粒料、控制最大粒徑等措施對填料進行改良。改良后的填料不均勻系數為63.76，曲率系數為1.85，填料級配良好。顆粒密度在2.67～2.82g/cm3之間，最優含水率集中在6%～7%區間內，最大干密度穩定在2.1～2.3g/cm3之間，數據一致性較好，可滿足施工質量要求。根據工程情況，制定攤鋪層厚度、壓實順序、行進速度、搭接長度等工藝參數，按照靜壓、低振幅高頻率碾壓、高振幅低頻率碾壓、低振幅高頻率碾壓、靜壓的順序進行碾壓，保證施工質量。填筑完工后50d左右路基沉降趨于穩定，最大沉降量為23.2mm，小于控制標準40mm，施工質量控制良好。

關鍵詞：壁灘鹽漬土；鐵路路基；改良填料；含水率；顆粒密度

0? ?引言

隨著交通需求的增加和鐵路網的不斷擴展，戈壁灘鹽漬土地區的鐵路工程不斷增多。高鹽分、高滲透性和低承載力等土壤特性，使得戈壁灘鹽漬土地區的路基施工質量控制成為一項極具挑戰性的任務。在戈壁灘鹽漬土地區，路基施工的質量控制至關重要。高質量的路基是確保鐵路基礎設施穩定性的基石，同時也是提供安全、順暢運行的關鍵性因素。

填料的基本性質是影響路基施工質量的重要因素，準確了解填料的顆粒特征、組成和物理性質，對于選擇適宜的填料和優化施工工藝具有重要意義。同時，合理設置壓實參數也是確保路基質量的關鍵環節[1]。通過控制填料的含水量、分層攤鋪厚度以及其他碾壓工藝參數，有利于控制路基施工質量，減小路基沉降，提高路基承載能力。

1? ?工程概況

某鐵路工程位于新疆羅布泊，該段線路里程為DK0+000～DK21+500。線路中心最大填方高度6.5m。局部為路塹工程，路中心最大挖方高度5.2m。路基基床由表層和底層組成，表層厚度為0.5m，底層厚度為0.7m?；脖韺?、底層采用C1、C2組及以上采用現場土料填筑，當填料含鹽時，其允許含鹽量應符合相關規范的要求。

參照IV級鐵路路基施工標準，工后沉降量不得大于40mm。施工所在地屬于剝蝕丘陵地貌，山體較平緩，總體地勢北高南低局部呈剝蝕準平原狀，山頭呈饅頭狀，局部基巖裸露。地面高程935.2～958.2m，地表無植被，交通較閑難。施工地范圍內分布第四系全新統人工填土（Q4ml），第四系全新統-上更系統沖洪積（Q4al+pl）粉砂、細圓礫土，下伏基巖為元古界薊縣系大理巖，地質特征如表1所示。

2? ?戈壁灘鹽漬地區填料基本性質

2.1? ?填料顆粒分析

填料顆粒分析是研究戈壁灘鹽漬地區填料基本性質的重要手段。通過對填料中顆粒的大小、形狀和組成進行分析，可以深入了解填料的特點和特性，確定合適的填料選擇[2]，保證施工質量。施工場地的填料土樣如表2所示。

由表1中數據可知，大于0.075的顆粒含量占土樣總量為78.68%，大于5mm的顆粒含量占土樣總量的12.18%。通過計算得到，d60=0.75mm，d30=0.16mm，d10=0.033mm，不均勻系數Cu=23.68，曲率系數Cc=0.92，可判定填料為級配不良等級，需要進行特殊處理。

項目部制定填料改良方案，摻拌30%的低含水率戈壁顆粒料，并且控制填料的最大粒徑，在拉料卡車車頂加過濾篩，篩孔的寬度為80mm，摻拌后填料的含水率為8%～10%，顆粒組成如表3所示。

由表2中數據可知，大于0.075的顆粒含量占土樣總量為95.67%，大于5mm的顆粒含量占土樣總量的40.09%。通過計算得到，d60=15.6mm，d30=2.58mm，d10=0.31mm，不均勻系數Cu=63.76，曲率系數Cc=1.85，可判定填料為級配良好，填料等級為A?？梢?，經過改良后的填料性能得到大幅改善，可以滿足施工質量要求。

2.2? ?填料級配特性分析

填料的級配特性反映了不同粒徑顆粒的分布情況，填料的級配特性對路基的排水性、承載能力和穩定性等性能有著重要影響。合理的填料級配可以提供較好的孔隙結構，保證路基的排水能力，并實現良好的密實狀態[3]。此外，填料級配的選擇也與施工工藝和材料消耗有關，合理分析填料級配對工程經濟性和可行性具有重要意義。

不均勻系數Cu表示了粒徑在d60與d10之間的分布，Cu越大，填料中包含的粒徑級數越多，粗、細料粒徑之間差異越大，粒徑分布越不均勻，有足夠的細粒土去填充粗顆粒間的空隙，從而使得路基越密實。改良后的填料不均勻系數達到63.76，填料性能得到極大改善。

曲率系數Cc表征中間粒徑和較小粒徑相對含量的情況。曲率系數過大則表明d10和d30填料缺乏中間粒徑。曲率系數過小則表明d30和d60填料缺乏中間粒徑，級配不連續，填料等級較差。通常Cc取值為1～3，經改良后的填料，曲率系數為1.85，可滿足工程需要。

2.3? ?顆粒密度和擊實試驗分析

2.3.1? ?顆粒密度

顆粒密度是指填料顆粒的質量與其所占據的體積之比，是填料的一個重要物理特性。顆粒密度的高低反映了填料顆粒間的緊密程度，對于路基的承載力和穩定性具有重要影響。根據顆粒密度試驗結果可知，采取相應的控制措施，可以優化填料的密實狀態和性能。填料的顆粒密度對于路基的承載能力和穩定性有著直接的影響。較高的顆粒密度意味著填料顆粒間隙較小，填料顆粒之間的相互作用和內摩擦力增大[4]，從而提高了路基的密實性和穩定性。

改良后的填料，現場取樣測得的顆粒密度數據如表4所示。由表4數據可知，經改良后的填料，顆粒密度在2.67～2.82g/cm3之間，雖有波動，但整體比較穩定。

2.3.2? ?顆粒密度

通過標準擊實試驗，獲得最優含水率與最大干密度的數據如表5所示。由表5可知，最優含水率均小于10%，主要集中在6%～7%區間內。最大干密度穩定在2.1～2.3g/cm3之間，數據波動較小，一致性較好。

3? ?壓實影響因素分析

3.1? ?填料含水量

在適量含水率下，填料中的土顆粒之間的摩擦較小，有助于提高填料的流動性，細顆粒更可有效地填充粗顆粒之間的孔隙，實現均勻填充。然而，含水率繼續增加，達到一定程度后，會出現承壓水現象。在填料中存在過多的承壓水，會對填筑路基的壓實過程產生負面影響。

根據有效應力原理，承壓水的存在會減小填料的有效應力，減弱顆粒間的摩擦作用，從而降低填料的密實性，影響填料的進一步壓實[5]。因此，在填筑路基的過程中，需要控制填料的含水率，以避免出現過多的承壓水。

改良后的填料最優含水率在6%～7%之間，平整后可直接進行壓實。對于個別路段，含水率超過10%的情況，可采取增加低含水率的戈壁料混合的方式進一步改良。在條件允許的情況下，也可采取翻曬的方式處理。施工工程中，要嚴格監測含水率，確保填料含水率控制在合理范圍內。

3.2? ?分層攤鋪厚度

鐵路路基施工中，攤鋪層的厚度需要合理控制。攤鋪層厚度過大，會出現壓實困難的問題，無法有效壓實底部土體，從而影響攤鋪層的壓實效果。若攤鋪層厚度太小，則攤鋪層數增多，會導致施工效率低下。

考慮到工程施工場地的實際情況，結合改良填料的含水率，確定攤鋪層厚度為250～300mm。對于最底層，攤鋪厚度可適當取較大值，上層應取較小值，嚴格控制攤鋪厚度，不超過250mm。厚度較大時，應采取較高的振幅進行碾壓夯實。碾壓的最后階段，應采用較小的振幅進行壓實，防止機械反彈，破壞路基表層的穩定性。

3.3? ?碾壓工藝

壓實工藝一般按照靜壓、低振幅高頻率碾壓、高振幅低頻率碾壓、低振幅高頻率碾壓、靜壓的順序，按照先兩側后中間的路線進行。壓實過程中，最大行駛速度一般不超過5km/h，區段交接處，應保證至少重疊碾壓400mm，縱向搭接長度不小于3m，上下兩層填料的接頭應錯開3m以上。施工過程中，應嚴格按照制定的碾壓順序、碾壓速度執行，并且檢測碾壓參數，保證施工質量。

4? ?質量監測結果

施工過程中，在路基的中線處，間隔100m埋設組合式沉降板和剖面沉降管，路基填筑完成后，將其用于監測沉降量。通過監測施工過程中的沉降情況，可以掌握路基變形的趨勢信息，預測未來的沉降發展情況，及時發現和預警潛在問題。一旦發現沉降異?；虺^設定的警戒值，可以立即采取措施進行調查和修復，以防止進一步的損壞和不穩定。

路基填筑完成后3個月的沉降觀測曲線如圖1所示。由圖1曲線可知，路基沉降在填筑完工前期發展速度較快，尤其是前20d內，日沉降量接近1mm。填筑完工后30d，沉降量變緩，填筑完工后50d左右基本趨于穩定，其中最大的沉降量為23.2mm，小于既定沉降量控制標準的40mm，路基施工質量完全可控，施工質量控制良好。

5? ?結束語

本文結合戈壁灘鹽漬土實際的鐵路施工項目，分析路基施工質量控制措施，得出如下結論：

通過摻拌低含水率戈壁顆粒料和過篩控制最大粒徑對填料進行改良，改良后的填料不均勻系數為63.76，曲率系數為1.85，填料級配良好，可滿足施工質量要求。

改良后的填料，顆粒密度在2.67～2.82g/cm3之間，最優含水率均小于10%，主要集中在6%～7%區間內，最大干密度穩定在2.1～2.3g/cm3之間，數據一致性較好。

施工中控制含水率小于10%，攤鋪層厚度為250～300mm。按照靜壓、低振幅高頻率碾壓、高振幅低頻率碾壓、低振幅高頻率碾壓、靜壓的順序進行碾壓，嚴格按照施工工藝參數執行，保證施工質量。

填筑完工后50d左右路基沉降趨于穩定，最大的沉降量為23.2mm，小于控制標準40mm，施工質量控制良好。

參考文獻

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