分析鐵路工程施工中軟基路基處理技術(shù)的應用

文/周瓊 北京鐵城建設監(jiān)理有限責任公司 北京 100855

如今，我國鐵路事業(yè)飛速發(fā)展，極大的方便了國民日常生活。而在鐵路工程建設中，時常會遇到軟基問題，軟基不可直接作為鐵路路基，必須采取措施加以處理，直到地基承載力能夠達到設計和規(guī)范的要求。

1、工程概況

某擬建鐵路工程C 標段正線總長約21.3km，起訖樁號DK39+511～DK64+000。經(jīng)前期地質(zhì)勘察，軟基分布范圍包括以下四段：DK39+7511～DK41+272；DK43+091～ DK44+860；DK46+130～ DK57+850；DK58+500～DK59+300。因軟基不具工程性質(zhì)，鐵路運營時易產(chǎn)生不均勻沉降，影響正常運營和運營安全，故需采用合理技術(shù)措施加以處理?，F(xiàn)圍繞本工程實際情況，對其軟基處理技術(shù)應用做如下深入分析。

2、軟基換填施工

2.1 施工準備

（1）檢查并復核施工范圍內(nèi)的所有水準控制點與導線，然后使用水準儀和全站儀測量并確定換填部位及深度，使用白灰灑線，防止超挖與欠挖。

（2）填料為細粒土含量在10%以內(nèi)，且滲透系數(shù)不低于1.0 ×10-3cm/s 的粗或巨粒土，注意細砂不可作為軟基換填材料。

2.2 施工方法

2.2.1 清淤

采用機械設備按照從上到下的順序開挖到和設計深度相距30-50cm 的部位，然后采用人工進行清底。清淤應干凈徹底，為后續(xù)施工奠定良好基礎(chǔ)。將淤泥挖除干凈后，利用自卸汽車將淤泥運輸?shù)街付ǖ攸c存放，避免對周圍環(huán)境造成破壞與污染。完成清淤后，若坑底部存在滲水，需在基坑的周圍開挖臨時排水設施，然后用水泵將積水抽干[1]。以上工作完成后，由監(jiān)理工程師進行檢查，經(jīng)檢查確認合格后，方可進入到下一道工序。

2.2.2 填前處理

當自然橫、縱坡超過1:5 時，需在底面開挖臺階，其寬度應達到3m 以上，并在臺階的頂部設置向內(nèi)傾斜的斜坡，坡度按2%-4%控制。

2.2.3 分層填筑

回填施工按照路基填筑基本要求實施，在回填過程中應以平行線為依據(jù)對填料的標高進行分層控制；填料的攤鋪和碾壓都應分層進行，松鋪厚度一般控制在30cm 以內(nèi)，攤鋪的寬度應比設計寬度大50cm。

填筑方法為橫斷面全寬和縱向分層。如果原地面存在高差，應從最低處開始向上分層填筑，對填料進行運輸時，需要對卸料的密度進行嚴格控制，采用方格法將方格畫好之后，開始卸料。在填筑區(qū)段卸好一層料之后，利用推土機和挖掘機將其攤鋪整平，使整個攤鋪面做到平順且均勻，確保之后的壓路機輪可以與攤鋪面充分接觸，保證碾壓效果。另外，在碾壓之前，要對粒徑在15cm 以上的石塊進行解小[2]。

2.2.4 碾壓

填料需使用振壓機碾壓，在壓實過程中，應先碾壓兩側(cè)，再碾壓中間，碾壓的路線為縱向平行，使碾壓反復進行。一般第一遍碾壓采用靜壓方式，之后先慢后快，從弱到強，壓路機行駛速度不能超過4km/h。壓路機的橫向接頭需保持0.4-0.5m的重疊，保證碾壓的均勻性，無死角與漏壓[3]。碾壓可將石料之間的密實狀態(tài)作為質(zhì)量判定標準，當完成碾壓后表面沒有明顯的標高差，且壓實層的頂面保持穩(wěn)定，無下沉與輪跡時，則可判定碾壓合格，填料處于密實狀態(tài)。碾壓完成后，先進行自檢，確認合格后由監(jiān)理工程師進行抽檢，經(jīng)抽檢合格后對上一層進行填筑與碾壓。

3、水泥攪拌樁施工

圖1 鐵路軟基水泥攪拌樁施工工藝流程

鐵路軟基水泥攪拌樁施工工藝流程如圖1所示。

3.1 施工準備

（1）水泥為普硅水泥，用量按55kg/m 控制，水泥漿的水灰比設計確定為0.45-0.55，在制備水泥漿的過程中，需摻加適量的外加劑，如三乙醇胺和石膏[4]。

（2）根據(jù)施工要求準備好各類機械設備，同時在機械設備使用前還要進行調(diào)試與標定，確認其處在最佳工況。

（3）本工程水泥攪拌樁的直徑為0.5m，長度在6-8m 范圍內(nèi)，樁間距為1.3-1.4m，現(xiàn)場按照正三角形進行布置。

（4）施工開始前先對施工范圍內(nèi)的障礙物進行清理，再用推土機將場地的表面整平和壓實。

（5）檢查并復核施工范圍內(nèi)的水準點、基準點與基軸線。將基準點標好以后，做好相應的編號及標志，予以妥善保護。借助全站儀對樁位邊線實施測定；施工范圍內(nèi)存在的每個樁都要做好測量定位，使用木樁將其標記清楚，最后做好測量與記錄，為后續(xù)檢查復核奠定基礎(chǔ)。

（6）正式開工前設置數(shù)量符合要求的試樁，以此確定適宜的操作參數(shù)，如泵送的時間、攪拌機提升速度與復攪深度等，并對攪拌的均勻性進行驗證，掌握下鉆及鉆頭提升阻力等實際情況，同時制定行之有效的措施。

3.2 施工方法

3.2.1 樁機就位

（1）安排專人對樁機就位進行指揮，在移動樁機之前，先對樁機的周圍進行檢查，確認是否存在障礙物，當有障礙時，應立即排除。樁機移動到指定位置后，對其定位情況進行檢查，若發(fā)現(xiàn)較大偏差，應立即調(diào)整和糾正[5]。

（2）樁機的就位必須保持平穩(wěn)和周正，樁機的攪拌頭、動力頭和樁位中心必須處在同一垂直線，攪拌頭定位偏差應控制在5cm 以內(nèi)，而垂直偏差應控制在1%。

3.2.2 預攪下沉

（1）使用鋼絲繩把攪拌機吊于起重機上，然后用膠管進行連接，確認攪拌機運轉(zhuǎn)正常后，開啟電機，松開鋼絲繩，由攪拌機的自重開始對土層進行切削下沉。

（2）在施工過程中，應使用電流監(jiān)測表對下沉速度進行嚴格控制，通常情況下不能超過0.38-0.75m/min。

3.2.3 水泥漿制備

預攪下沉過程中，用拌漿機根據(jù)設計配合比進行水泥漿的拌制，待攪拌機下沉至設計要求的深度后，向集料斗內(nèi)灌入泥漿。

3.2.4 噴漿攪拌提升

待攪拌機下沉至設計要求的深度后，對攪拌頭進行上提，再啟動灰漿泵，使水泥漿進入到地基當中，在漿液流動至噴漿口處后，按照0.3-0.5m/min 的速度在噴漿的同時對攪拌機進行提升。

3.2.5 重復攪拌

將攪拌機提升到設計確定的加固深度后，將集料斗中剩余的水泥漿都清除干凈。為了使水泥漿與軟土之間的攪拌達到均勻，需要在攪拌頭提出后再次旋轉(zhuǎn)進入軟土層中，到設計確定的加固深度后，二次提升，并在提升的過程中向地層中壓入一定量水泥漿。

3.2.6 清洗

攪拌完成后，向料斗中添加一定量的水，啟動灰漿泵，對管路中殘留泥漿進行清洗，到基本干凈為止，防止管路中的泥漿干硬造成堵塞，影響后續(xù)正常使用。

3.2.7 樁機移位

將攪拌機提出到地面上以后，將電機關(guān)閉，再把樁機移動到下一個樁位，對以上步驟進行重復，完成下一個樁的作業(yè)。

3.2.8 技術(shù)要求

（1）水泥和外加劑的類型、質(zhì)量與規(guī)格都必須滿足設計要求。

（2）在成樁之后，樁徑應達到0.5m 以上，樁間距的偏差應控制在10cm 以內(nèi)，且垂直度的偏差應控制在1.5%以內(nèi)。

（3）在成樁28d 后進行抽芯取樣以確定無側(cè)限抗壓強度，抽檢的數(shù)量應達到總數(shù)的2%，同時不能少于3 根，當抗壓強度在1.2 MPa 以上時，視為合格。另外，復合地基形成后，其承載力應達到150kPa 以上。

3.3 質(zhì)量控制

開鉆之前，先利用清水對管道進行清洗，同時檢查管道是否堵塞，管道中的水排除干凈后，即可開始下鉆。對于預攪下沉速度，采用電流監(jiān)測表進行控制，要求工作電流不能超過額定電流。在鉆機進入到軟土層后，電流將顯著增加，此時應放慢速度進行提鉆噴漿。因深度較大或土質(zhì)較粘而發(fā)生堵管時，應立即進行疏通。將管道疏通好以后，需要在上、下分別進行噴攪，避免發(fā)生斷樁。為提高樁頂?shù)膹姸?，每個樁均要在其下部實施復攪，樁底噴漿持續(xù)時間應達到30s 以上，確保漿液能夠到達樁頂處，之后再進行攪拌和提升。在成樁時，如果因故中斷施工，則需要把攪拌頭下沉到停漿點下部0.5m，確認供漿恢復正常后再進行持續(xù)攪拌和提升。另外，如果停機的時間達到3h 以上，則需要對管道進行拆卸清洗。

結(jié)語：

綜上所述，軟基是鐵路工程建設常見問題之一，施工中應根據(jù)工程實際情況，制定有效施工技術(shù)處理軟基。本工程通過對以上兩項技術(shù)措施的應用，順利完成軟基處理施工，并經(jīng)檢查確認質(zhì)量合格，處理后地基承載力達到設計與規(guī)范的要求。