鐵路軟基處理施工技術(shù)研究

劉茹

摘 要：隨著人們出行的頻率及對(duì)行程速度的要求，鐵路建設(shè)大力發(fā)展，為確保人民出行安全，必須加強(qiáng)鐵路的安全建設(shè)。其中，建設(shè)地段的地基條件的穩(wěn)定是保證列車安全行駛的重要條件，最為重要的是對(duì)軟土地基的建設(shè)。然而軟土地基構(gòu)成復(fù)雜，對(duì)施工人員以及設(shè)計(jì)人員都提出了很高的要求，對(duì)其妥善處理，是保證鐵路建設(shè)的重要基礎(chǔ)，同時(shí)也是用來(lái)評(píng)估建設(shè)地段的建設(shè)條件、施工方案的是否完備的重要依據(jù)。針對(duì)以上情形，本文就如何妥善處理軟土地基展開(kāi)相應(yīng)研究，為今后的鐵路建設(shè)提供參考。

關(guān)鍵詞：鐵路路基;軟基處理;施工控制

1 引言

作為保障列車安穩(wěn)運(yùn)行的重要條件，建設(shè)地基的情況，嚴(yán)重影響著架設(shè)其上的鐵軌鋪設(shè)情況，同時(shí)也是用于保證鐵路建設(shè)質(zhì)量的重要控制條件。我國(guó)的鐵路建設(shè)在國(guó)際上享有盛名，但是對(duì)于建設(shè)地段的地基施工完成度的控制仍需加強(qiáng)，這就埋下了列車行駛的安全隱患。如果對(duì)軟土地段的施工質(zhì)量把控不足，則會(huì)誘發(fā)地段的不均勻沉降，從而對(duì)鐵路運(yùn)行造成不可估量的破壞。因此，在進(jìn)行鐵路建設(shè)過(guò)程中，務(wù)必將妥善處理軟土地基作為首要任務(wù)。

2 軟土地基概述

軟土地基的組成基本都是飽和的軟粘土，該土層的抗剪強(qiáng)度不足、壓縮性大等特征，另外還有相應(yīng)的有機(jī)質(zhì)，從而會(huì)導(dǎo)致土層的不均勻沉降現(xiàn)象的出現(xiàn)，由此會(huì)造成鐵路路基失穩(wěn)，進(jìn)一步對(duì)行車安全造成不利影響。作為判斷軟土地基是否為穩(wěn)定的一項(xiàng)重要參考依據(jù)，填土的壓實(shí)程度應(yīng)被我們著重考慮。針對(duì)相關(guān)回填土的選取需極為謹(jǐn)慎，例如濕陷性黃土，遇地下水則會(huì)引發(fā)土層抗剪強(qiáng)度的急速下降，從而降低土層的承載能力，導(dǎo)致地基發(fā)生變形，破壞鐵路建設(shè)。針對(duì)土層的強(qiáng)度，施工過(guò)程中需保證其受剪切作用時(shí)不被破壞，以此保證地基的穩(wěn)定;在變形上，需要將變形控制在規(guī)定范圍內(nèi)，以防范對(duì)結(jié)構(gòu)物安全性造成影響。眾所周知，軟土承載力不足易發(fā)生不均勻沉降，倘若沉降超出允許范圍，則會(huì)對(duì)行車安全造成極大危害。故在施工時(shí)，應(yīng)著重把握其沉降范圍。

3 軟土的鑒別

通常情況下，我們?nèi)∽畋韺拥耐令w粒作為判定軟土類別的依據(jù)，采用土工檢測(cè)的方法驗(yàn)證地基土層的含水量，同時(shí)測(cè)定建設(shè)地段的土壤孔隙比，取其最自然形態(tài)保證檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。此外，使用十字板剪切法檢測(cè)地基土的抗剪切強(qiáng)度，用以判定地基土層的可應(yīng)用度，確定對(duì)地基的施工處理方式。相比較其他建設(shè)工程，鐵路建設(shè)具有更高的施工難度，尤其是軟基地段的施工，尤具難度。技術(shù)的發(fā)展，使得現(xiàn)建設(shè)環(huán)境的機(jī)械程度較高，軟土的加強(qiáng)措施逐步得到改善。

在進(jìn)行施工時(shí)，應(yīng)妥善處理以下事項(xiàng)：①因地適宜，先確定施工地段的實(shí)際情況，根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)情況，選取對(duì)應(yīng)的處理措施。②環(huán)境的保護(hù)應(yīng)受到重視，在處理土層的過(guò)程中，應(yīng)清理埋藏地基中的淤泥，以及前期留下的廢棄物。③施工過(guò)程中，高度重視安全問(wèn)題，因?yàn)檐浕幾陨硖匦裕o施工帶來(lái)了極大的限制，施工時(shí)易引發(fā)安全事故，致使危害地基施工，針對(duì)這種情形，務(wù)必提高施工人員作業(yè)時(shí)的安全保障，盡可能的去除可能發(fā)生的安全問(wèn)題，加強(qiáng)安全施工措施，確保地基的穩(wěn)定性，在可控安全范圍內(nèi)進(jìn)行施工。

4 鐵路軟土路基基底處理與加固的必要性

在鐵路建設(shè)的過(guò)程中，總是會(huì)出現(xiàn)地質(zhì)條件勘察不到位、軟土路基基底處理與加固沒(méi)有得到科學(xué)處理等行為，嚴(yán)重的威脅到了列車的行車安全，所以，軟土路基基底處理與加固技術(shù)的合理應(yīng)用是非常有必要的。軟土主要是因河流、湖泊沖擊而成，具有含水量豐富、土質(zhì)縫隙比較大、壓縮性高、抗剪能力弱等特點(diǎn)，所以相關(guān)人員在開(kāi)展鐵路軟土路基建設(shè)的過(guò)程中，一定要根據(jù)實(shí)際情況應(yīng)合相應(yīng)的地質(zhì)條件，進(jìn)而使鐵路路基的穩(wěn)定性和可靠性得到保障。除此之外，在鐵路軟土路基施工的過(guò)程中，總是會(huì)出現(xiàn)很多問(wèn)題。例如，在鐵路運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中，鐵路運(yùn)輸?shù)耐ㄐ新时容^高，運(yùn)輸量比較大，部分不滿足要求的軟土路基處理與加固，難以到達(dá)鐵路規(guī)定的承載力標(biāo)準(zhǔn)，十分容易發(fā)生部分剪切甚至破壞的現(xiàn)象，每當(dāng)有特殊災(zāi)害和地質(zhì)災(zāi)害時(shí)，鐵路路基變形量就會(huì)很大，維修加固后期的成本也會(huì)增加，嚴(yán)重的威脅到了鐵路的正常運(yùn)行。所以鐵路路基基底處理和加固擁有極強(qiáng)的必要性和緊迫性。

5 鐵路軟土路基施工標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)及施工關(guān)鍵

鐵路軟土路基施工關(guān)鍵，主要包括：沉降以及每平米可移動(dòng)的距離。當(dāng)火車超出規(guī)定載物的狀況下，容易使鐵路造成彈性變形進(jìn)而影響火車每時(shí)運(yùn)行速度。載重過(guò)高還容易致使鐵路的路基產(chǎn)生一種形變，再加上軟土路基施工時(shí)期造成的沖填進(jìn)而影響地基壓縮和沉降。綜合分析海量數(shù)據(jù)報(bào)表，不難得出論：鐵軌上行駛的火車超過(guò)一定限度的運(yùn)載行駛。則會(huì)導(dǎo)致鐵路的路基其中一部分造成塑性變形以及彈性變形，為此也有相應(yīng)專家提出相應(yīng)的解決對(duì)策，在路基的基底施工的基礎(chǔ)上，使基床和路基的主體鑄造材料、務(wù)實(shí)的標(biāo)準(zhǔn)，在相應(yīng)的理論范圍內(nèi)達(dá)到火車貨物的承載標(biāo)準(zhǔn)，并且仍需要增強(qiáng)路基的壓實(shí)度和回彈模量，鐵路軟土路基的標(biāo)準(zhǔn)的施工技術(shù)總會(huì)解決的，鐵路軟土路基施工的關(guān)鍵在于把握好鐵路路基的沉降以及變形。

6 軟土地基處理

6.1 沉降控制標(biāo)準(zhǔn)

鐵路軟土地基處理在上世紀(jì)80年代一直秉持的是穩(wěn)定的施工思路，軟土地段穩(wěn)定度不足，其上架設(shè)的路基會(huì)在列車運(yùn)行中發(fā)生沉降，例如近年來(lái)國(guó)內(nèi)有鐵路工程路基沉降達(dá)到了2m以上，這一情形在為鐵路養(yǎng)護(hù)維修工作提出極大挑戰(zhàn)的同時(shí)，還引起了相關(guān)部門的高度重視，依托研究分析制定出有關(guān)于控制該地段沉降程度的規(guī)范，并在《鐵路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》中將I、II級(jí)鐵路完工后，地基的沉降在50cm以內(nèi)。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)、科技的不斷進(jìn)步，我國(guó)相關(guān)的處理標(biāo)準(zhǔn)也會(huì)隨之不斷完善。

6.2 做好地基檢測(cè)

鐵路橋梁隧道是重要的交通工程和必要的基礎(chǔ)設(shè)施，為了提高軟土地基強(qiáng)度，就需要做好軟基處理技術(shù)管理。加強(qiáng)路基的檢測(cè)，以便相關(guān)工作人員及時(shí)掌握路基的具體情況。在鐵路橋梁隧道工程施工前，需要全面了解土層的成分、滲透能力等，進(jìn)行清理，制定科學(xué)的施工方案。根據(jù)具體施工要求，選擇科學(xué)、有效的軟基處理辦法。并且在施工前，還需要檢查材料質(zhì)量以及設(shè)備到位情況，保證軟基處理效果。

6.3在軟土地基施工技術(shù)應(yīng)用中需要考慮的條件

鐵路軟土地基施工過(guò)程中，為了能夠保證施工的進(jìn)度和質(zhì)量，施工技術(shù)人員需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的具體情況使用合理的技術(shù)，同時(shí)也要充分的考慮施工中的處理方法，這樣才可以讓不同的技術(shù)應(yīng)用的更加的順暢。在施工過(guò)程中，為了能夠方便技術(shù)的實(shí)施，工作人員需要充分的考慮到現(xiàn)場(chǎng)施工的環(huán)境、施工的條件以及施工過(guò)程中產(chǎn)生的成本，因?yàn)殡S著我國(guó)技術(shù)的提高，在鐵路軟土地基施工中不斷的引進(jìn)更加先進(jìn)的科技技術(shù)，引進(jìn)先進(jìn)的工程新工藝，為此，鐵路軟土地基施工應(yīng)該強(qiáng)化現(xiàn)場(chǎng)的檢測(cè)力度，針對(duì)新工藝、新技術(shù)的可行性可靠性進(jìn)行細(xì)致分析。

6.4 軟土處理技術(shù)

進(jìn)行鐵路施工過(guò)程中，首先應(yīng)處理的就是軟土地基的情況，要根據(jù)當(dāng)?shù)氐捏w制勘測(cè)報(bào)告做出相應(yīng)的處理，包括軟土范圍、土層的承載力、對(duì)沉降的控制等，同時(shí)還要綜合考量對(duì)此地段的處理方式的選擇、施工周期的控制、軟土地基施工完成后的穩(wěn)定程度。綜合過(guò)往施工情況，針對(duì)不同土層有了不同的處理方法，同時(shí)革新了大量的施工技術(shù)，在進(jìn)行軟基處理過(guò)程得以推廣應(yīng)用。

6.4.1 換填法

換填法簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是除去地基中的軟土層，將強(qiáng)度硬度較高、耐腐蝕能力較強(qiáng)、壓縮性較低的砂土按照規(guī)定的層次及其特點(diǎn)填入其中，并將夯實(shí)后的成品作為鐵路建設(shè)工程的地基墊層。這樣的地基處理方法比較適用于土層不均的地基，將換填法有效的應(yīng)用，對(duì)土質(zhì)的改善有極大的幫助，比如，改善膨脹土、改善季節(jié)性凍土等。雖然此方法適用性較強(qiáng)，但在具體應(yīng)用時(shí)還應(yīng)注意以下幾點(diǎn)要求，在填入砂土?xí)r必須選用粗砂，絕對(duì)不可選用細(xì)砂;所填充的砂土配比需滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，并且要根據(jù)實(shí)際情況而定;當(dāng)在對(duì)填入的材料進(jìn)行夯實(shí)時(shí)，一定要利用推土機(jī)對(duì)其均勻壓實(shí)，防止出現(xiàn)地基墊層凹凸不平現(xiàn)象。

6.4.2 排水固結(jié)法

由于軟土路基具有排水固的獨(dú)特性，可以憑借排水固法，根據(jù)向軟土基低增加承載荷量，提高軟土內(nèi)部排水所需要的條件，讓軟土內(nèi)部很快的速度內(nèi)達(dá)到飽和并且凝固。在受到外力的超載狀況下可以擠壓出去已經(jīng)達(dá)到飽和的軟土基低，里面孔里的水分會(huì)慢慢減少，基低的孔隙率會(huì)緩慢減少。路基變形凝固。隨著軟土路基孔隙中的水壓逐漸降低，有效應(yīng)的提高，軟土路基的硬性和強(qiáng)度也會(huì)與之同步的提高。排水固結(jié)法是采用外力作用將土層中多余的水?dāng)D壓出去，使富含地下水的土層固結(jié)，從而加強(qiáng)了此處軟土的承載能力，達(dá)到減少完工后地基沉降的目的。其優(yōu)勢(shì)在于無(wú)需多考慮此處土壤自身?xiàng)l件，應(yīng)用范圍更加廣泛，施工難度相對(duì)降低許多，尤其是應(yīng)用于承受荷載較大的施工地段，在節(jié)省工期及資金方面更具優(yōu)勢(shì)。該技術(shù)在多處建設(shè)工程中得以應(yīng)用，效果極佳，如虹橋動(dòng)車建設(shè)。

6.4.3 粉噴樁法

通過(guò)壓縮空氣，依托粉體噴射攪拌機(jī)械鉆孔，將水泥粉等固體材料以霧狀形式噴進(jìn)所需處理的軟基中，然而通過(guò)攪拌、壓縮及吸收軟土中水分等過(guò)程，產(chǎn)生相關(guān)的物理化學(xué)反應(yīng)，終使軟土硬結(jié)，形成具有良好穩(wěn)定性、整體性的樁體，進(jìn)一步達(dá)到提高路基強(qiáng)度的目的。該方法的最顯著特點(diǎn)為能夠快速提高土壤強(qiáng)度、減少預(yù)壓時(shí)間，同時(shí)能減小地基沉降量。粉噴樁法多用于軟土的含水量超過(guò)35%的施工地段。

6.4.4 碎石樁技術(shù)

碎石樁技術(shù)是鐵路工程軟基路基處理的常用技術(shù)之一。主要操作是將碎石填充至符合施工要求的樁孔中，對(duì)軟基路基進(jìn)行加固。當(dāng)然，填充之前需要采取振搗法將路基弄成符合要求的樁孔。碎石樁技術(shù)因具備成本低、效果顯著、操作簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，在鐵路工程軟基路基工程處理中得到了廣泛運(yùn)用。碎石樁技術(shù)雖然施工步驟簡(jiǎn)單，但是每一步的施工都有嚴(yán)格要求。首先，在用振搗法在軟基地上打樁孔的階段，要嚴(yán)格對(duì)振搗的振動(dòng)強(qiáng)度和時(shí)間進(jìn)行控制，時(shí)間和強(qiáng)度的控制要根據(jù)路段的不同進(jìn)行研究測(cè)試，一般的時(shí)間為兩分鐘。振動(dòng)強(qiáng)度過(guò)大會(huì)使軟基土地的土質(zhì)更加松散，所以振動(dòng)強(qiáng)度不能過(guò)大。同時(shí)要求在振動(dòng)處理的同時(shí)，對(duì)該位置進(jìn)行不斷的沖刷，使軟基成孔。與此同時(shí)要對(duì)樁孔深度進(jìn)行測(cè)算規(guī)定，并按要求深度進(jìn)行控制，避免時(shí)間和物料資源浪費(fèi)。其次，在填充碎石階段。碎石的種類選擇、粒度大小選取都要符合要求，碎石的直徑過(guò)大，容易使填充不到位，碎石直徑過(guò)小，有可能填充過(guò)多，影響填充效果。填充時(shí)要加強(qiáng)觀察調(diào)整，避免出現(xiàn)填充不到位或填充過(guò)多的現(xiàn)象。

6.5 加強(qiáng)施工監(jiān)督

除上述兩點(diǎn)管理措施外，在進(jìn)行軟基處理時(shí)還需要加強(qiáng)施工監(jiān)督。當(dāng)前，很多鐵路橋梁隧道項(xiàng)目質(zhì)量檢測(cè)力度不足，所以整體質(zhì)量得不到保障。對(duì)于此問(wèn)題，應(yīng)該建立相應(yīng)的監(jiān)督管理制度，對(duì)工作人員的技術(shù)操作和安全方面進(jìn)行監(jiān)督規(guī)范。成立監(jiān)督小組開(kāi)展實(shí)時(shí)監(jiān)察，設(shè)立考評(píng)制度，保證軟基施工質(zhì)量。

7 鐵路軟基路基加強(qiáng)施工措施

7.1 準(zhǔn)備階段

可采用水泥攪拌樁方法進(jìn)行加強(qiáng)軟基處理。加強(qiáng)軟基施工，準(zhǔn)備工作顯得極為重要，施工人員應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：①整平施工處的場(chǎng)地，明確各處樁的施工位置，同時(shí)，場(chǎng)地低洼處應(yīng)及時(shí)回填至同一水平。②保證施工使用的水泥的質(zhì)量，入場(chǎng)水泥應(yīng)是袋裝，入場(chǎng)時(shí)加強(qiáng)水泥的質(zhì)量檢查，務(wù)必保證其滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，否則不可選用。③保證設(shè)備在使用過(guò)程中的安全性，避免在使用中出現(xiàn)故障，打亂施工進(jìn)程。

7.2 施工階段樁的處理措施

除了保證精細(xì)的準(zhǔn)備工作，還應(yīng)多注意施工的精確，尤其是對(duì)樁基的施工，主要有以下幾點(diǎn)：

7.2.1 水泥攪拌進(jìn)程應(yīng)有所保障，為了保障噴漿進(jìn)程的連貫，需要攪拌和操作樁基默契配合。為了消除因不可抗力造成施工中斷，導(dǎo)致斷樁現(xiàn)象的出現(xiàn)，恢復(fù)施工后，需要在中斷處接上0.5m的噴漿施工。若停工超過(guò)三個(gè)小時(shí)，那么應(yīng)將管道及時(shí)清洗拆卸，為復(fù)工做準(zhǔn)備。施工時(shí)，漿液輸出至漿口后，需噴漿攪拌超過(guò)三十秒，保證其可以與樁拌合后再進(jìn)行攪拌頭的升降。

7.2.2 在不同施工工序的要求下，攪拌機(jī)的噴漿次數(shù)有所不同，應(yīng)設(shè)置專門人員進(jìn)行詳細(xì)記錄，記錄攪拌機(jī)每米下沉高度以及提升用的時(shí)間。除此之外，應(yīng)做好應(yīng)急預(yù)案，注意施工中可能出現(xiàn)的問(wèn)題，及處理方法。

7.2.3 對(duì)樁長(zhǎng)繼續(xù)改變?cè)O(shè)定時(shí)，應(yīng)該確保其符合相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)定，并且要將攪拌樁的垂直試驗(yàn)偏差控制在1.5%以內(nèi)，從而保證導(dǎo)向架的垂直度。

8 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，我國(guó)道橋施工技術(shù)不斷更新，在科技的支持下，地基處理越發(fā)穩(wěn)定，作為施工人員更應(yīng)與時(shí)俱進(jìn)，提升個(gè)人綜合素養(yǎng)，不斷加強(qiáng)軟基處理，保障鐵路的安全建設(shè)。

參考文獻(xiàn)：

[1]胡強(qiáng)強(qiáng).鐵路軟基處理施工技術(shù)研究[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2019，（33）：266. DOI：10.12159/j.issn.2095-6630.2019.33.0253.

[2]楊龍飛.鐵路工程施工中軟土地基處理技術(shù)研究[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2019，（12）：1495. DOI：10.12159/j.issn.2095-6630.2019.12.1447.

[3]趙洪亮.鐵路工程施工中軟土地基處理技術(shù)研究[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2019，（9）：4184. DOI：10.12159/j.issn.2095-6630.2019.09.4045.

[4]張攀攀.鐵路工程施工中軟土地基處理技術(shù)研究[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2019，（4）：222. DOI：10.12159/j.issn.2095-6630.2019.04.0213.