探析高真空強(qiáng)排水復(fù)合型動(dòng)力固結(jié)法在鐵路路基軟基加固對(duì)策

鐘銘良（中鐵十二局集團(tuán)第三工程有限公司,　太原　030000）

探析高真空強(qiáng)排水復(fù)合型動(dòng)力固結(jié)法在鐵路路基軟基加固對(duì)策

鐘銘良
（中鐵十二局集團(tuán)第三工程有限公司,太原030000）

摘要：強(qiáng)夯法（也就是動(dòng)力固結(jié)法）應(yīng)用于鐵路路基的軟基加固中是一種較為快捷經(jīng)濟(jì)的加固方法，但在地下水位的埋藏比較淺或者是地基土處在高度飽和時(shí)，強(qiáng)夯法則會(huì)受到一定的限制。而采取高真空強(qiáng)排水則可使地下水位降低，讓地基的土體在固結(jié)沉降同時(shí)加用強(qiáng)夯法，可以有效的加固鐵路軟基。本文主要闡述高真空強(qiáng)排水復(fù)合強(qiáng)夯法對(duì)地基軟基進(jìn)行加固的原理，找出其加固的主要對(duì)策。

關(guān)鍵詞：高真空;強(qiáng)排水;復(fù)合型動(dòng)力固結(jié);鐵路路基;軟基加固

1　前言

在軟基中修建鐵路的路基，地下水位埋藏得比較深時(shí)，地表以下到水位線之間是低度飽和的軟土，在環(huán)境與場(chǎng)地條件允許的情況下，通過(guò)強(qiáng)夯法對(duì)其加固較為快捷與經(jīng)濟(jì)，但在地下水位的埋藏比較淺或者是地基土處在高度飽和時(shí)，強(qiáng)夯法則會(huì)受到一定的限制。飽和土雖然能夠壓縮，但是在夯擊的作用下，含有氣孔隙的水無(wú)法立刻消散，并存在滯后的現(xiàn)象，在強(qiáng)夯的過(guò)程中會(huì)讓土體出現(xiàn)局部液化情況，在夯坑中容易積水，從而使施工更加困難，而高真空強(qiáng)排水的復(fù)合型動(dòng)力固結(jié)方法則可有效打破這個(gè)界限，具體論述如下文所示：

2　高真空強(qiáng)排水強(qiáng)夯法的地基機(jī)制

2.1高真空強(qiáng)排水

實(shí)際上，強(qiáng)排水主要是經(jīng)由真空輕型的井點(diǎn)降水方法讓加固處的水位得以降低，一般情況下，地下水位能夠下降2米至4米。

2.2強(qiáng)夯法

采取強(qiáng)夯法主要是反復(fù)把夯錘提高到一定的高度后讓其自由的落下，給予地基沖擊與振動(dòng)的能力，以此來(lái)提高地基承載力，降低壓縮性，從而改善地基的性能。由于這種方法的加固效果比較好，施工比較方便，設(shè)備操作簡(jiǎn)單，施工期比較短，并且工程的造價(jià)比較低，被廣泛應(yīng)用到低飽和度軟土地基的處理當(dāng)中。

2.3強(qiáng)排水復(fù)合強(qiáng)夯法

強(qiáng)排水強(qiáng)夯法是經(jīng)排水系統(tǒng)與強(qiáng)夯動(dòng)力的加壓系統(tǒng)兩個(gè)部分所組成，為讓強(qiáng)夯法在地下水位中埋藏比較淺與高度飽和的軟土得到利用，要先通過(guò)強(qiáng)排水方法來(lái)使地下水位降低，減小孔隙和降低土體的含水量，在這個(gè)過(guò)程當(dāng)中讓土體部分產(chǎn)生固結(jié)沉降，從而為強(qiáng)夯施工提供條件，接著再實(shí)施強(qiáng)夯則可有效提高強(qiáng)夯的加固成效。而反復(fù)的強(qiáng)夯，能夠讓地基獲得充分的固結(jié)沉降，減少施工后的沉降量，并提高地基的承載能力。

3　高真空強(qiáng)排水復(fù)合型強(qiáng)夯法的地基加固設(shè)計(jì)與施工

3.1降水設(shè)計(jì)

在降水設(shè)計(jì)中降水系統(tǒng)一般由集水管與井點(diǎn)管所構(gòu)成，首先是在擬定加固的地基兩側(cè)外約5米處挖排水溝，上寬是3米，底寬是1米，深度是1～1.5米，并保持明溝的流水通暢。于擬加固的地基兩側(cè)2米內(nèi)并排設(shè)一排外圍的封閉管，封閉管中有一排為深管與一排淺管，分別是6米和1米，井點(diǎn)管的縱向間距是2米，在加固區(qū)內(nèi)用一排深管和一排淺管繼續(xù)擰隔排布置，分別是6米和4米，集水管的間距是4米，井點(diǎn)管的縱向距離是2米[1]。

3.2 強(qiáng)夯設(shè)計(jì)

在強(qiáng)夯設(shè)計(jì)中共3次，每一次的夯點(diǎn)距離是4×4米，于正式施工之前首先要試夯，試夯的區(qū)域必須大于10×10米。夯點(diǎn)夯擊的次數(shù)應(yīng)該根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試夯時(shí)所獲取的次數(shù)與夯沉量進(jìn)行確定，同時(shí)要具備以下條件:（1）最后的2次平均的夯沉量要小于15厘米；（2）夯坑周圍的地面不能過(guò)度隆起；（3）不會(huì)因夯坑過(guò)深使起錘困難。在夯擊過(guò)程中，夯擊點(diǎn)的中心位移所存在的偏差不能超過(guò)0.1D（D代表夯錘的直徑）；在夯擊坑底傾斜度超過(guò)30度時(shí)，把坑底填平之后在夯擊，每完成一次夯擊之后，整平場(chǎng)地，測(cè)量整平場(chǎng)地后的高程。

3.3降水施工

降水施工共分三個(gè)步驟：（1）第一次降水：用管長(zhǎng)是5～6米、臥管間距是4米、井點(diǎn)管間距是2米并且距離加固處外圍兩側(cè)邊線2米處設(shè)置一排外圍的封閉管，管長(zhǎng)6米。第一次降水的水位下降到地面以下3米處，使水位符合要求之后，拆除施工處對(duì)強(qiáng)夯有影響的全部井點(diǎn)管，并保留外圍的封閉管強(qiáng)夯。（2）第二次降水：在結(jié)束第一次強(qiáng)夯之后，將夯坑推平，實(shí)施第二次降水，在水位下降到地面以下3.5米處，水位符合要求之后，拆除施工處對(duì)強(qiáng)夯有影響的全部井點(diǎn)管，并保留外圍的封閉管強(qiáng)夯。（3）第三次降水：其方法同上。完成三次強(qiáng)夯施工之后，拆除封管。

3.4強(qiáng)夯施工

強(qiáng)夯施工共分三個(gè)步驟：（1）第一次強(qiáng)夯：夯點(diǎn)為4×4米，夯擊能量是1000kN?m，夯擊單點(diǎn)次數(shù)是3次，第一次的夯沉量是15～25厘米，第二次是10～20厘米，第三次是7～15厘米。3次累積的沉降量是35～55厘米。（2）第二次強(qiáng)夯：夯點(diǎn)為4×4米，夯擊能量是1500kN?m，夯擊單點(diǎn)次數(shù)是4次，第一次的夯沉量是25～35厘米，第二次是20～35厘米，第三次是10～20厘米，第四次是5～20厘米。4次累積的沉降量是65～110厘米。（3）第三次強(qiáng)夯：夯點(diǎn)為4×4米，夯擊能量是2000kN?m，夯擊單點(diǎn)次數(shù)是4次，第一次的夯沉量是35～65厘米，第二次是20～35厘米，第三次是10～25厘米，第四次是8～20厘米。在4次累積的沉降量是65～120厘米。

4　檢測(cè)

在施工的前后用10×10米的方格網(wǎng)對(duì)場(chǎng)地高程進(jìn)行測(cè)量，強(qiáng)夯前測(cè)量所獲取的地面高程平均是4.6米，強(qiáng)夯后則為4.3米，經(jīng)過(guò)高真空強(qiáng)排水強(qiáng)夯法處理之后的地基沉降量平均是35厘米，原計(jì)算所得的總沉降量是57厘米，在處理后的影響根據(jù)10厘米估算，施工后的沉降值是12厘米，滿足設(shè)計(jì)施工后的沉降低于20厘米的要求[2]。

對(duì)施工場(chǎng)地采取兩組靜載荷實(shí)驗(yàn)，地基的承載能力皆超過(guò)150 kPa，能夠滿足設(shè)計(jì)的要求。

5　結(jié)語(yǔ)

綜上，經(jīng)過(guò)高真空強(qiáng)排水強(qiáng)夯法處理后，鐵路路基的軟基沉降量平均是35厘米，沉降情況明顯，地基的承載力也提高超過(guò)150kPa，可滿足鐵路路基軟基的加固施工要求，證明這種對(duì)鐵路地基軟基加固方法可行性比較高。

參考文獻(xiàn)：

[1]白逢義,王清,孫政.高壓注漿加固造成鐵路路基隆起的原因分析[J].世界地質(zhì)，2014,15(04):554-556.

[2]曹克強(qiáng),徐隨安.鐵路路基施工質(zhì)量控制措施探討[J].科技咨詢導(dǎo)報(bào)，2012,03(12):542-544.

作者簡(jiǎn)介：鐘銘良(1987-），男，甘肅蘭州人，本科，助理工程師，研究方向：鐵路路基高填高挖方。