论文刊发浅析软土路基对铁路施工的影响及其处理技术

　　摘要：铁路建设工程对路基施工中的地基条件具有非常严格的要求，但软土路基含水量高、透水性差、压缩性与流变性显著、抗剪能力弱等的工程特点，常使地基由于强度和稳定度不足导致剪切破坏，或在外力荷载下出现的沉降变形，严重威胁铁路交通的可靠性与安全性。因此必须采用有针对性的处理措施，保证其在强度、刚度等方面，符合施工条件，保证工程质量。本文介绍了不同土层条件下可选用的软土地基处理技术，并重点分析了其中复合地基处理技术的施工要点与注意事项。本文选自：《铁道建筑》是国内外公开发行的科学技术类期刊，报道内容涵盖铁路规划、勘查设计、轨道结构、路基基础、桥梁、隧道、房建和养路机械等多个专业的设计、施工及养护维修技术。当前重点关注国内高速铁路、客运专线建设、铁路重载运输、城市轨道交通发展以及行车安全保障技术的创新，跟踪世界铁道建筑的最新发展动态。

　　关键词：软土路基,铁路施工, 影响 ,处理技术

　　1 软土路基对铁路施工的影响

　　1.1 软土路基的分布及其工程特性

　　软土从性质上可分为淤泥质土、淤泥、软粘性土、泥炭质土和泥炭等几种类型，主要指的是压缩性高而强度较低的软弱土层，在我国，软土主要分布在东部沿海和内陆的湖盆地及山涧谷地等地区。软土的工程特性为含水量高、透水性差、压缩性与流变性显著、抗剪能力弱等。作为路基时其缺点主要表现在由于强度和稳定度不足导致的剪切破坏，以及在外力荷载下出现的沉降变形问题等。

　　1.2 软土路基对铁路施工的影响

　　鉴于铁路运输对社会经济的关键促进作用与客运铁路担负的保护人民生命财产安全的重大责任，铁路建设工程对路基施工中的地基条件具有非常严格的要求，特别是在全国铁路大规模提速以后，高速铁路对路基的设计概念开始从强度设计向着变形控制设计转变，决不允许发生基底破坏、沉降、变形等问题。因此当铁路施工进行至软土路基部分后，必须在充分分析软土性质，及强度、变形规律等土层特征的基础上，采用有针对性的处理措施，保证其在强度、刚度等方面，符合施工条件，保证工程质量。

　　2 几种常见的软土路基处理技术

　　铁路工程中较为常见的软土地基处理方法是根据土层性质决定的。一般来说，若软土土层厚度<3m，应对其进行浅层处理;在土层较厚的一般路基施工中，可选择使用排水固结法处理;而在施工条件复杂，或受地域影响的路桥过渡段等区域，则应采取水泥搅拌桩、粉喷桩等方法，使之形成符合地基，以达到强化加固的目的。

　　2.1 浅层处理技术

　　浅层处理包括换填法、砂垫层法或抛石法等几种，以换填法为例，该方法是根据土中附加应力的分布规律，使软土层只承受较小的应力，而上部较大的应力则由垫层来承受，并加强软土层的排水处理，在提高承载能力的同时，消除涨缩现象给工程带来的不利影响。

　　2.2 排水固结处理技术

　　排水固结处理是一种通过将孔隙水排出来减小孔隙体积，促使地基产生固结变形，从而保证其稳定性的技术，主要包括袋装砂井、堆载预压、井点降水等方法。如袋装砂井的具体做法是通过专业的砂井机等设备，用砂袋—聚乙烯、聚丙烯、聚酯等材料对设计路幅宽度范围内回填至高出原地面20cm，以4%横坡形成拱，再碾压密实。排水固结处理需要实现排水系统与加压系统的平衡，且应将沉降计算与试验、材料种类、垫层均匀度等环节作为重点进行质量控制。

　　2.3 复合地基

　　由两种刚度不同的材料(桩体与桩间土)所组成，在相对刚性基础上共同分担上部荷载、并协调变形的地基，被称为复合地基。复合地基通过垫层、挤密、加筋以及加速固结等作用使地基达到密实和强化的效果，主要包括水泥搅拌桩、粉喷桩、旋喷桩和碎石桩等，在工程中较为常见，但工艺相对复杂，施工中需要注意的环节很多。

　　2.3.1 水泥搅拌桩处理技术

　　水泥搅拌桩是指以专业搅拌机械向软土层中喷射水泥浆液，并保证水泥土得到充分的拌合，成为具备良好强度、刚度和稳定性的复合物，以达到改善土质、加固地基的的目。该技术具有高效、经济、无振动、无污染、工具简易等优点，目前广泛应用于各地的铁路工程中。

　　水泥搅拌桩的施工步骤是，首先确保施工场地清理整平，并按桩点设计布置图放样布点，对桩进行编号，并将桩位中心点清晰地标示出来。使移动钻机就位，用塔机塔身的前后和左右的垂直标杆校正位置，垂直度偏差应<1%，桩位偏差小于5cm。其次，在桩机就位的同时，应按设计给定的配合比配置水泥砂浆浆液，并采用二次搅拌工艺，搅拌顺序为：先向搅拌桶里注水;边搅拌边掺入水泥;水泥浆搅拌均匀后，逐量加入细砂;再放入二次搅拌桶内进行二次搅拌待用。再次，旋喷搅拌下沉，钻头对准桩位后进行喷浆搅拌下沉，下沉速度控制在0.9m/min，钻速：56r/min，喷浆压力在0.4MPa～0.9MPa为宜。下沉至设计加固深度后，原位喷浆搅拌30s。提升搅拌过程中应少量喷浆，防止出现堵管现象，且提升速度应与下沉速度相互错开，使下沉时喷出的浆液与土体充分搅拌均匀。在搅拌头尖部距预定停浆面1.3m~1.8m时停止提升，继续搅拌30s后再提出钻头。最后还需按设计要求进行复搅，确保每根桩复搅到位。桩间土开挖时，应首先在桩四周各加宽20cm撒灰线，用小型挖机和人工开挖结合的方式，严格控制标高。并采用小型自卸车运输桩间土，清运时不得扰动基底土，防止形成橡皮土。桩头处理中，应用水准仪按照设计桩顶标高对桩四周进行放线标记，桩头标高偏差≤2cm，用截桩机按照标记进行切割，切割面积不小于桩截面面积1/2。

　　2.3.2 粉喷桩处理技术

　　粉喷桩是将压缩空气与粉体固化材料经搅拌轴和高压软管送到搅拌叶片喷嘴喷出，借助叶片的旋转，可使压缩空气的压力急剧下降，从而产生孔隙将粉体固化材料与土充分混合均匀。该方法能显著降低地基的沉降量和侧向位移，填土速率较快，施工简便安全，且对周边建筑物的扰动较小。

　　粉喷桩的工艺流程如下：对正桩位，调整钻机机身，保证钻杆的垂直度，启动钻机下钻，待搅拌钻头接近地面时，启动空压机送气，钻进土层。钻到设计孔深时，关闭送气阀门，喷送粉体固化剂。此时应根据试桩结果，喷料停留一段时间，确认粉体固化剂已到桩底时，方可提升搅拌钻头。提升到设计桩顶标高时，停止喷粉。打开送气阀，关闭送料阀，空压机不停机，搅拌钻头提升到桩顶时停止提升，在原位转动2min，以保证桩头均匀密实。进行二次搅拌后，将搅拌钻头提出地面，停止主电机、空压机，填写施工记录，再移至下一桩位，重复作业。作业中应定时检查搅拌的均匀程度和成桩直径，并注意对钻头的核查与维护;施工中水泥的运输必须连续稳定，与设计值相比，用量误差不得>1%;搅拌机提升与下沉的时间和速度必须严格遵守工艺要求，施工中必须实时监控，并做好记录。

　　3 结语

　　综上所述，软土地基的工程特点常给铁路施工带来负面影响，不利于工程设计目标与安全运行的实现，因此相关工作人员必须对此给予充分的重视，在全面掌握施工地段软土性质与土层情况的基础上，优选处理方案，并对实际处理中的关键环节进行严格的质量控制，确保地基的稳定性，以高效安全的精品工程为我国的基础建设事业做出贡献。

　　参考文献

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