鐵路路基施工與維護鐵路路基課程授課團隊模塊二路基施工路基施工施工準備基底處理路堤填筑路塹開挖模塊二路基施工知識目標通過本模塊的學習，學生理解路基施工準備、路基防護施工、路基加固施工、改建地段路基施工；掌握鐵路路基基底的處理方法，掌握路堤施工的工藝、方法及檢測，掌握路塹開挖及工程驗收。技能目標學生能夠熟練完成基底開挖、路堤填筑、路塹施工技術交底，進行路基工程驗收。第六章基底處理6.1開挖換填6.2CFG樁施工6.3石灰樁施工6.4水泥攪拌樁施工6.5旋噴樁施工6.1開挖換填開挖換填就是將準備填筑路基的地面或地面以下軟性土（軟基）挖除，用一種遇水后強度不降低的材料（砂礫、石塊等）來代替，使以后進行路基填筑后不至于路基受水浸泡而軟化，降低路基的承載力。適用范圍鐵道工程及一般工業(yè)與民用建筑的基坑、基槽、管溝等淺層軟弱地基及不均勻地基處理。適用土層：淤泥、淤泥質土、濕陷性黃土、膨脹土、素填土、雜填土、季節(jié)性凍土，以及暗溝、暗塘等。6.1開挖換填2.施工準備換填材料名稱、適用范圍、質量要求換填料名稱材料質量要求適用范圍灰土1.土料宜用粉質粘土，不宜使用塊狀粘土和砂質粉土，不得含有松軟雜質，并應過篩，其顆粒不得大于15mm。石灰宜用新鮮的消石灰，其顆粒不得大于5mm。2.控制灰土的含水量，以手緊握土料成團，兩指輕捏能碎為宜。3.灰土拌合均勻，顏色一致。配合比2：8或3：7。適用于深2m以內的一般粘性土地基加固，不宜用于地下水位以下的地基加固。砂、砂石1.宜選用碎石、卵石、角礫、圓礫、礫砂、粗砂、中砂或石屑（粒徑小于2mm的部分不應超過總重的45％）。當使用粉細砂或石粉（粒徑小于0.075mm的部分不超過總重的9％）時，應摻入不少于總重30％的碎石或卵石。砂石的最大粒徑不宜大于50mm。2.人工級配的砂、石材料，按級配拌和均勻，應級配良好。3.含泥量不宜超過3％4.不含植物殘體、垃圾等雜質。適用于加固2.5m以內軟弱地基，不宜用于加固濕陷性黃土地基。粉煤灰粉煤灰中采用摻加劑時，應通過試驗確定其性能及適用條件，作為建筑物的基礎時應符合有關放射性安全標準的要求。大量填筑時應考慮對地下水和土壤的環(huán)境影響。可用于道路、堆場和小型建筑、構筑等的地基換填。礦渣選作礦渣的松散重度不小于11KN/m3，有機質及含泥量不超過5％。施工前必須對選用的礦渣進行試驗，在確定其性能穩(wěn)定并符合安全規(guī)定后方可使用，作為建筑物的基礎時應符合有關放射性安全標準的要求。大量填筑時應考慮對地下水和土壤的環(huán)境影響。可用于堆場、道路和地坪，也可用于小型建筑、構筑物地基。6.1開挖換填（2）機具設備平碾、平板振動器、振動碾或羊足碾、木夯、鐵夯、石夯、蛙式或柴油打夯機、推土機、壓路機（6～10噸）、手推車、篩子、標準斗、靠尺、耙子、鐵鍬、膠皮管、小線和鋼尺。6.1開挖換填（3）作業(yè)條件①基坑（槽）內換填前，必須先行釬探并按設計和勘察部門的要求處理完地基，并辦理完驗槽的隱檢手續(xù)。②基礎外側換填前，必須對基礎、地下室墻和地下防水層、保護層進行檢查，發(fā)現(xiàn)損壞時應及時修補處理，辦完隱檢手續(xù)；現(xiàn)澆的混凝土基礎墻、地梁等均達到規(guī)定的強度，不得損壞混凝土。6.1開挖換填（3）作業(yè)條件③當地下水位高于基坑（槽）底時，施工前應采取排水或降低地下水位的措施，使地下水位保持在施工面以下500mm左右，并在三天之內不得受水浸泡。④管溝換填前，應先完成上下水管道的安裝或管溝墻間加固等措施后再進行。并且將溝槽、地坪上的積水或有機雜物清除干凈。6.1開挖換填（3）作業(yè)條件⑤施工前，應做好水平高程的標志。如在基坑（槽）或溝的邊坡上每隔3m釘上灰土上平的木橛；在室內和散水的邊墻上彈上水平線或在地坪上釘好控制標高的標準木樁。6.1開挖換填（4）技術準備①編制施工方案報監(jiān)理審批后進行技術交底。②場地工程地質資料和水文地質資料的復核。③施工前應根據工程特點、填料種類、設計壓實系數、施工條件等，合理確定填料含水量控制范圍、鋪土的厚度和夯打遍數等參數。重要的換填工程其參數應通過壓實試驗來確定。6.1開挖換填3.操作工藝（1）工藝流程檢驗換填料基底清理測量分層鋪換填料找平驗收分層壓實開挖換填施工工藝流程圖6.1開挖換填3.操作工藝（2）操作方法①測量在基坑（槽）、管溝的邊坡或地坪上每隔3m釘控制標高的木樁，以便于對每層換填料厚度進行控制。6.1開挖換填3.操作工藝（2）操作方法②基底清理：a施工時基坑（槽）內不得有積水，若在地下水位高于基坑（槽）底面時，應采取排水或降低地下水位的措施。b施工前應驗槽，先將浮土清除，嚴禁有積水和泥漿，基坑（槽）的邊坡必須穩(wěn)定，防止塌方。6.1開挖換填3.操作工藝（2）操作方法②基底清理：c在將基礎下一定深度內的軟弱土層挖除時應避免坑底土層受擾動，可保留約200mm厚的土層暫不挖去，待鋪填回填材料前再挖至設計標高。嚴禁擾動墊層下的軟弱土層，防止其被踐踏、受凍或受水浸泡。在碎石或卵石墊層底部宜設置150～300mm厚的砂墊層或鋪一層土工織物，以防止軟弱土層表面的局部破壞。6.1開挖換填3.操作工藝（2）操作方法③檢驗換填料④分層鋪設換填料a回填材料地基底面宜鋪設在同一標高上，如深度不同時，基土面應挖成踏步（踏步寬不小于500mm，踏步高度同每層換填厚度）或1：1.5斜度搭接，搭接處應夯壓密實，施工應按先深后淺的順序進行。6.1開挖換填3.操作工藝（2）操作方法④分層鋪設換填料b必須分段填筑時，每層接縫處應作成斜坡形（傾斜度應大于1：1.5）,碾跡重疊0.5～1.0m，上、下層錯縫距離不應小于1m。接縫部位不得在基礎下、墻角、柱墩等重要部位。c換填料每層虛鋪厚度和壓實遍數視換填料、壓實機具性能及設計要求的壓實系數有關，應進行現(xiàn)場碾（夯）壓試驗確定。參考數值見下表。6.1開挖換填換填料每層虛鋪設厚度和壓實要求換填料名稱壓實機具或壓實方法每層虛鋪土厚度（mm）每層壓實遍數或要求灰土40～80Kg石夯、木夯200～250不少于4輕型夯實機械200～250不少于46～10噸壓路機200～300不少于4砂、砂石平振法200～300檢驗合格插振法振搗器插入深度檢驗合格水撼法250檢驗合格夯實法150～200不少于4碾壓法150～350不少于4粉煤灰碾壓法150～350不少于4夯實法150～200不少于4礦渣碾壓法、平振法300大少于46.1開挖換填3.操作工藝（2）操作方法⑤壓實a為保證換填土壓實的均勻及密實度，在重型碾壓機碾壓之前，應先用推土機推平壓實。采用振動平碾壓實碎石三合土、粉煤灰、礦渣類土時，先靜壓，后振壓。b碾壓機械壓實換填料時，應控制行駛速度，一般不應超過：平碾、振動碾2Km/h；羊足碾3Km/h。6.1開挖換填3.操作工藝（2）操作方法⑤壓實c用壓路機進行大面積換填碾壓時，應從兩側逐漸壓向中間，每次碾壓輪跡應有15～20cm的重疊，避免漏壓，輪子的下沉量一般壓至不超過10～20mm為宜。碾壓不到之處，應用人力夯或小型夯實機械配合夯實。6.1開挖換填3.操作工藝（2）操作方法⑤壓實d用羊足碾碾壓時，碾壓方向應從兩側逐漸向中間，并應隨時檢查清除粘著于羊足碾之間的土料。為提高上部土層質量，羊足碾壓過后，宜再用拖式平碾或壓路機補充壓實。e平碾碾壓一層完后，應用人工或機械（推土機）將表層拉毛。土層表面太干時，應灑水濕潤后，繼續(xù)換填，以保證上、下層接合良好。6.1開挖換填3.操作工藝（2）操作方法⑤壓實f人工夯實換填時，夯前應初步平整，夯實時要按照由四邊開始，然后再夯中間，一夯壓半夯，夯夯相接，行行相連，分層夯打。g換填地基的密實度要求和質量指標以壓實系數表示，壓實系數一般由設計確定，如無規(guī)定。h對不同的換填料及壓實機具或壓實方法有特殊要求時，應按下表的規(guī)定執(zhí)行。6.1開挖換填3.操作工藝（2）操作方法⑤壓實不同換填料及壓實機具或壓實方法使用時特殊壓實要求換填料名稱壓實機具或壓實方法壓實要求灰土40～80Kg石夯、木夯人力送夯，落高400～500mm，一夯壓半夯輕型夯實機械6～10噸壓路機砂、砂石平振法1．振搗器移動時，每行應搭接1/3。2．不宜使用細砂或泥量較大的砂。3．換填料的最優(yōu)含水量15～20%。插振法1．插入間距由機械振幅大小決定。2．不宜使用細砂或泥量較大的砂。3．換填料的最優(yōu)含水量飽和。水撼法1．注水高度略超過鋪設面層。2．換填料的最優(yōu)含水量飽和。濕陷性黃土、膨脹土、細砂地基不得使用。夯實法1．一夯壓半夯，全面夯實。2．換填料的最優(yōu)含水量8～12%。適用砂石。碾壓法1．適用大面積的砂石層，不宜用于地下水位以下的砂地基。2．換填料的最優(yōu)含水量8～12%。粉煤灰夯實法、碾壓法1．最優(yōu)含水量±4%。2．上層宜覆蓋0.3～0.5m厚的粘土。礦渣碾壓法、平振法1．基礎底部先鋪填砂墊層，并用平板式振搗器振實，再鋪礦渣層。2．碾壓時宜澆水潤濕以利壓實。6.1開挖換填3.操作工藝（2）操作方法⑥找平驗收最后一層碾壓完成后，應拉線或用2米靠尺檢查標高和平整度，超高處用鐵鍬鏟平；低洼處應及時補打換填料。6.1開挖換填3.操作工藝（3）季節(jié)性施工①雨期施工a回填基坑（槽）時，應備好防雨和排水機具，防止地表水流入槽坑內。b剛夯打完或尚末夯實的換填土，如受雨淋浸泡，則應將積水及松散軟土除去，并補填夯實。受浸濕的換填土，應晾干后再夯打密實。c剛夯打完的三合土，突然遇雨水沖刷或積水過多，表面灰漿被沖壞時，可在排除積水后，再重新澆灰漿夯打堅實。6.1開挖換填3.操作工藝（3）季節(jié)性施工②冬期施工a冬期施工時,每層鋪筑厚度要比常溫下減少20%～50%,且不得采用凍土或夾有凍土塊的土料,要做到隨篩、隨拌、隨蓋，認真執(zhí)行留、接槎和分層夯實的規(guī)定，土壤需要灑水時要灑鹽水。b氣溫在-100C以下不宜換填施工，若施工應采取覆蓋保溫等防凍措施。6.1開挖換填4.質量標準（1）質量執(zhí)行標準見表6.1.4、表6.1.5、表6.1.6。碎石、礦渣地基參照砂石地基驗收標準。（2）檢驗數量，每單位工程不應少于3點，1000m2以上工程，每100m2至少1點，3000m2以上工程，每300m2至少1點。每一獨立基礎下至少應有1點，基槽每20延米應有1點。（3）換填層頂面標高允許偏差為±15mm，用水平儀或拉線和尺量檢查。（4）表面平整度為15mm，用2m靠尺和楔形塞尺檢查。（5）每分層檢驗合格后，方可進行上層施工。6.1開挖換填4.質量標準表6.1.4灰土地基質量檢驗標準項序檢查項目允許偏差或允許值檢查方法主控項目1地基承載力符合設計要求按規(guī)定方法2配合比符合設計要求按拌和時的體積比3壓實系數符合設計要求現(xiàn)場實測一般項目1石灰粒徑（mm）≤5篩分法2土料有機質含量（%）≤5試驗室焙燒法3土顆粒徑（mm）≤15篩分法4與最優(yōu)含水量差值（%）±2烘干法5與設計要求分層厚度差值（mm）±50水準儀6.1開挖換填4.質量標準表6.1.5砂及砂石地基質量檢驗標準項序檢查項目允許偏差或允許值檢查方法主控項目1地基承載力符合設計要求按規(guī)定方法2配合比符合設計要求按拌和時的體積比或重量比3壓實系數符合設計要求現(xiàn)場實測一般項目1砂石料有機質含量（%）≤5焙燒法2砂石料含泥量（%）≤5篩分法3石料粒徑（mm）≤100篩分法4與最優(yōu)含水量差值（%）±2烘干法5與設計要求分層厚度差值（mm）±50水準儀6.1開挖換填4.質量標準表6.1.6粉煤灰地基質量檢驗標準項序檢查項目允許偏差或允許值檢查方法主控項目1地基承載力符合設計要求按規(guī)定方法3壓實系數符合設計要求現(xiàn)場實測一般項目1燒失量（%）≤12篩分法2氧化鋁及二氧化硅含量（%）≥70試驗室焙燒法3石料粒徑（mm）0.001～2篩分法4與最優(yōu)含水量差值（%）±2烘干法5與設計要求分層厚度差值（mm）±50水準儀6.1開挖換填5.成品保護（1）換填地基施工完畢后，應立即進行下道工序施工，防止浸水，攏動基土。（2）灰土入槽后不得隔日夯打，夯實后的灰土在3天內不得受水浸泡。灰土打完后，應及時進行基礎施工，否則應臨時遮蓋防止日曬雨淋。6.1開挖換填6.應注意的質量問題表6.1.7換填地基時易出現(xiàn)的主要質量問題、產生原因及應對措施序號易出現(xiàn)的主要質量問題產生質量問題的原因質量問題的應對措施1局部或大面積下沉1計量工作做的不好、材料配合比不準確，換填材料與設計要求不符。2分層鋪筑過厚，不按規(guī)定的虛鋪厚度換填，嚴重者用推土機一次將溝槽填平、碾壓遍數不夠、邊緣和轉角接槎沒按規(guī)定執(zhí)行；沒有堅持分層檢查的密實度；換填料標高相差較大時沒有按規(guī)定執(zhí)行。3分段施工時，段落分界不清，分層不明，搭茬處不留臺階，碾壓下段時，碾輪不到位或邊角部位漏夯。4冬季施工使用換填料已受澆凍成塊或在已結凍的底層上繼續(xù)換填。1合理選用換填料，保證換填料質量符合設計要求，并應控制最佳含水量，分層鋪設夯實，取樣檢驗測定壓實后的干土質量密度，其合格率不應小于90%。干土質量密度不合格的最低值與設計值的差不應大于0.08g/cm3,且不應集中。2每層換填料檢驗合格后方可進行上層施工，檢驗必須保質保量。回填標高相差較大時，應先夯填低的部位。3按規(guī)范要求分段、碾壓，邊角部位，應用動力夯或人力夯夯實。4換填的底槽如受凍，應清除凍層后再換填，在暫時停頓或隔夜繼續(xù)換填的底層上要覆蓋保溫材料。6.1開挖換填6.應注意的質量問題表6.1.7換填地基時易出現(xiàn)的主要質量問題、產生原因及應對措施序號易出現(xiàn)的主要質量問題產生質量問題的原因質量問題的應對措施2橡皮土換填料含水量過大或基底土受擾動1嚴把換填材料檢驗這一關，材料不合格不準下槽。2機械開挖至接近設計標高時，應預留20～30cm厚土層，用人工開挖。3密實度不夠1超厚回填、填土不符合要求。2帶水回填。3傾斜碾壓。1嚴格操作要求，嚴格質量管理。排