山皮石在浸水路基中的应用

山皮石在浸水路基中的应用
作者：马涛
单位：中铁二十局集团第五工程有限公司锡乌铁路项目
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摘要：在高速公路工程中，地基沉降发生变形是一直影响施工进度和施工质量的主要问题之一，尤其在浸水软土路基中，路基稳定性差，必须采取措施加固路基，以保证公路工程的质量。

本文结合工程实际，介绍了山皮石作为渗水土在锡乌铁路浸水路基中的施工方法和步骤，并通过实践（沉降观测、雨水浸泡）证实了山皮石作为渗水土在浸水路基中的稳定性，为同类工程提供参考。

关键词：浸水路基；山皮石；沉降观测；稳定性
一、工程概况
新建锡林浩特至乌兰浩特铁路工程海彦呼都格车站为位于锡林郭勒盟锡林浩特市巴彦宝力格苏木境内。

本站为中间站，车站中心里程为DK18+000，起止里程为DK17+100～DK19+100。

线路以填方通过冲洪积平原，地形平坦，开阔。

草原覆盖率80%。

由于站场范围处于夏湿地地带，地下水位较高，路基设计为浸水路基。

地层：素填土，灰褐土，以粉砂为主。

下为粉砂，灰白、灰蓝色、潮湿、中密。

地震峰值加速度：＜0.05g（＜Ⅳ度）。

土壤最大冻结深度：2.75m。

水文资料：H1/100=983.48～991.72，V=2.0m/s。

路堤防护高程处设两米宽护道，防护高程以上填筑合格土，防护高程以下填筑渗水土。

二、山皮石填筑路基的施工方法及步骤
山皮石也叫山皮土，是指经过自然风化后的山上的表皮浅层比较细小的混合石土。

山皮石可以作为道路的底基层，上面做水泥稳定碎石或者二灰稳定碎石，增加道路的稳定性和可用性。

山皮石在处理特殊路基中发挥着重要作用，下面将详细介绍在本工程中山皮石处理浸水路基的施工方法和步骤。

（一）山皮石回填浸水路基的施工工艺流程
1、施工准备
组织相关人员学习施工方案，项目部和驻地办要事先合理分工并做好施工、测量、检测和管理人员的细化分解工作，使每个人都清楚自己的岗位和具体要求，未经交底的人员不得上岗。

2、基底处理及施工测量放样
首先施工放样，然后挖尽非适用性材料，根据设计图纸标示出路基坡脚线，对清淤后的基底在坡脚线外开挖边沟，潜水泵辅以人工进行路基排水，同时对基底进行晾晒、晒干，清除基底表面浮土，基底平整，基底坡向外倾斜，然后采用重型机械进行满轮碾压2遍对基底予以压实，用石灰标示出横断面，碾压自检合格后，进行基底报验,报验合格后，对下卧层进行放样，布设施工测量点位，测量出该点位的高程并记录，同时安置松铺标志（间距不超过25m），控制松铺厚度，第一层压实厚度不得超过40cm，以上层次压实厚度不得超过30cm。

3、备料
根据测量成果计算出该段落所需要的填筑材料,在采购过程中,对碎石材料进行筛选,对于颗粒较大者予以剔除（填料最大粒径不大于层厚的2/3,且不大于25cm）,超径材料进行单独摆放，在摆放过程中，大面朝下。

用于回填的山皮石含石量70％，含泥量<30％，并级配良好，不均匀系数大于5，曲率系数1～3。

4、摊铺整平
在摊铺前，根据松铺厚度在标示桩处挂线控制，铺筑宽度按超宽40cm控制，然后进行填筑施工，挖掘机整平，人工配合挖掘机将粒径大于2/3层厚的颗粒进行破碎或剔除，并用相对细集料进行填补“空洞”，保证碾压密实；在铺筑过程中要尽量做到填料均匀，可用人工配合挖掘机作业，摊铺表面相对平顺、平整，便于碾压。

5、碾压
（1）机具选择：振动压路机自重不小于18T，静作用三轮压路机自重不小于18～21T，且工作性能良好。

（2）整平后，根据原基底测量的点位进行高程测量，并且记录清楚。

（3）碾压时采用振动压路机进行碾压。

碾压遵循的原则，先轻后重，先边后中，先慢后快，满轮进行稳压1遍，使碎石层处于稳定状态，然后开启强振叠轮1/3进行碾压4遍，做到不漏压。

在每遍碾压结束后进行相应点位的高程测量，并且记录清楚。

根据松铺高程计算每遍的压实沉降量，碾压结束后沉降差≤5mm，在此碾压结束的基础上增加静压2遍，保证碾压方法及遍数满足施工要求。

（4）碾压过程中需继续对低洼或“空洞”处予以填补。

6、检查、验收
每一层都必须进行下列项目的检测：
（1）压实厚度（标高测量并计算每遍后的沉降差）和控制超径材料。

（2）压实遍数。

（3）压实质量检测。

在碾压成型的段落和层次上进行自检，自检合格后请监理工程师报验，布设点位，测其高程(可以是相对高程)，然后在此点上开启振动碾压两遍，然后检测该点高程，若沉降差不大于3mm，则视为验收合格。

（4）表面质量检测：表面无明显的空隙、空洞，压实顶面稳定、不再下沉且无轮迹、石块紧密、表面平整。

（5）做好施工记录。

认真填写施工记录，作为施工的质量依据。

施工记录应包括填筑桩号、层次、厚度、高程、压路机型号及碾压遍数。

施工记录应填写完整，手续齐全，妥善保管以备查。

7、成品防护
由项目部收集各种信息，并及时通知各作业层和施工队做好防止自然灾害的发生，同时做好防护工作。

对施工过的成型段落，做好封闭工作设置标志牌及其它隔离措施，严禁重型车辆通行。

专职质检员对已完成的工程经常检查，应设有专人防护，如发现回填路基的意外损坏，将及时进行修补或其它措施，并记好详细记录。

（二）对浸水路基的沉降观测
为了及时准确地掌握施工过程中路基沉降状况、控制填土速率、预测沉降趋势、确定卸载时间以及浸水软基处治施工方案的效果,进行全面细致的沉降观测工作是十分必要的。

1、沉降观测
路基沉降的观测方法是砂垫层完工后, 在路中心及两侧路肩上埋设沉降观测板。

沉降观测的器选用德国ZeissREN1004水准仪, 其水准点设于山体岩石上，测量精度满足二等水准测量要求，闭合差小于0.5mm。

沉降板由底座、管节和保护套筒组成，其结构为50cm×50cm×1cm的钢板，直杆为一根Φ31.8 mm的镀锌焊接钢管，保护套管用PVC管。

沉降杆随添土升高而逐渐提高，每段接管的长度为20～30cm,路基沉降观测前应按设计观测点布置图埋设沉降板，埋设时应注意:
（1)在填筑时，应该先在钢板下铺5cm左右的砂层。

（2)安放沉降板时应确保底座的水平性良好。

（3)避免底座与砂垫层局部虚空，底座在砂垫层上适当揉搓，保证充实。

系统编号以公路高程桩由小到大按顺序进行，同一里程断面编号按设计观测点布置表中“位置”的“中”为路线中心处沉降板，“左”、“右”为里程桩由小到大方向两侧沉降板。

2、沉降观测的阶段
沉降观测工作分3个阶段进行，第一个阶段从路堤填土开始至填土结束，其间沉降及水平位移每填筑1层观测1次，主要用于控制填土加载速度，保证路基稳定，防止路基坍塌、滑移；第二个阶段从填土工作结束后每10d左右进行1次沉降观测，以确定沉降是否稳定，合理安排路面施工时间；第三个阶段从路面工程施
工开始至路基沉降稳定。

在第三个观测阶段中，为不妨碍路面施工，沉降观测点临时用水泥钉设于路面施工干扰少的地方，一般设于中央分隔带两侧及路肩处，并定期检查这些点位受损情况，路面完工后沉降观测点可设在路中央和两侧路肩上。

3、沉降观测点的保护
沉降观测板的保护对于沉降观测工作十分重要。

由于施工路线长、机械多、作业频繁，容易造成破坏，为了得到可靠准确的沉降观测数据，施工期间沉降板必须采取保护措施。

填料时，先在沉降板周围填料，并用小型振动机具压实，沉降板测杆外套硬质PVC管，套管上加盖，并设专人管理，如有损坏应及时修复，恢复观测数。

4、路基沉降稳定情况分析
浸水路基处理结果的好坏，还应根据其工后沉降量来判断。

对于工后沉降的起始时间一般认为从铺设路面时开始，原因是铺设路面所增加的荷载，对浸水地基有时会产生可观的沉降量。

因此在路面施工过程中，为及时掌握沉降的动态情况，对浸水路基的工后沉降量也需进行观测。

通过观测，本工程浸水路基平均沉降速率值小于技术标准，说明该段浸水工后沉降基本稳定。

结语
随着铁路和公路交通建设的快速发展，在特殊地带或沿河流、水库修建的铁路和高速公路越来越多，浸水路基的稳定问题引起广泛的关注。

截止2012年12月该段浸水路基经过时间和环境的考验，充分证实了山皮石在浸水路基中的稳定性，特别是2012年锡林浩特地区降雨量极大，路基长期处于雨水浸泡之中，通过沉降观测，观测值与2011年同期观测值没有丝毫变化。

参考文献
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