鐵路路基地基處理施工技術(shù)與質(zhì)控分析

成警萬、石振

（中國建筑土木建設(shè)有限公司，北京 100070）

0 引言

鐵路路基地基的施工環(huán)節(jié)是鐵路建設(shè)的重要組成部分，如果路基地基的施工質(zhì)量不符合國家的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)技術(shù)要求，那么對鐵路的修筑將會產(chǎn)生極大的危害性。所以，加大對路基地基施工建設(shè)的重視程度，依據(jù)不同地區(qū)的土地性質(zhì)，積極采用科學(xué)的地基處理技術(shù)進(jìn)行施工，是當(dāng)前應(yīng)該遵循的工作方向。

1 鐵路路基地基施工過程的主要特點(diǎn)

1.1 路基地基施工的難度較大

鐵路路基地基施工的過程難度系數(shù)還是比較大的，其主要體現(xiàn)在路基施工的條件不好把握等方面。其中，施工條件包括地質(zhì)土壤條件、對復(fù)雜地形的勘探等。我國各個(gè)地區(qū)的地勢條件不盡相同，有的山區(qū)地勢較高、山嶺較多，有的沙漠地區(qū)的土質(zhì)較軟，部分地區(qū)還存在濕陷性黃土地質(zhì)等特殊地質(zhì)條件，這些地質(zhì)條件的特殊性提升了路基施工的難度系數(shù)。因此，鐵路路基施工時(shí)，要針對不同地形條件合理選擇施工技術(shù)，進(jìn)一步確保整個(gè)路基施工過程保質(zhì)保量地完成。

1.2 路基地基施工的工作量較多

路基地基的施工過程是整個(gè)鐵路建設(shè)過程中工作量最大的工程。鐵路建設(shè)的過程中，大部分投資均使用在地基的施工建設(shè)環(huán)節(jié)，因?yàn)槁坊鼗┕さ墓て谳^長而且耗時(shí)耗力，不管是施工人員的調(diào)整安排還是機(jī)械設(shè)備的管理使用，其工作量都是十分巨大的。再加之缺乏良好管理制度以及規(guī)范的施工流程，也將進(jìn)一步延長施工工期、增加施工難度。因此，在路基施工的過程中，要通過建立并完善各項(xiàng)規(guī)章制度，做好人員、設(shè)備、工程材料等內(nèi)容的合理編排，將制度進(jìn)行良好落實(shí)才能有效提高施工效率[1]。

1.3 路基地基施工過程中極易發(fā)生變化

由于我國不同路段鐵路路基施工現(xiàn)場環(huán)境的復(fù)雜程度不同，并且施工過程極易受到來自自然條件影響，如降雨、泥石流以及其他突發(fā)情況導(dǎo)致施工工期發(fā)生變化，難以保證施工的整體效果滿足施工技術(shù)要求，這些情況在不同地質(zhì)條件的施工現(xiàn)場是極易出現(xiàn)的。另外，在部分鐵路建設(shè)工程施工初期，由于勘測人員沒有對施工現(xiàn)場進(jìn)行精確勘測和調(diào)查，導(dǎo)致設(shè)計(jì)方案出現(xiàn)偏差，施工被迫延期等等，還有一些施工人員、機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)的突發(fā)狀況，這些都是路基施工過程中會出現(xiàn)的變化。

1.4 路基地基施工的質(zhì)量要求較高

鐵路建設(shè)不僅關(guān)乎國家交通經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，還關(guān)乎人們生活出行的安全保障。因此，在鐵路路基建設(shè)施工的過程中，國家在施工質(zhì)量方面賦予了較高的標(biāo)準(zhǔn)和要求。路基施工的質(zhì)量要求主要體現(xiàn)在路基結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性以及在受到外力的作用下發(fā)生的變形、沉降等情況，所以，為了有效保證路基的強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，就要不斷改善工程品質(zhì)。因此，路基地基施工的質(zhì)量要求較高也成了路基施工過程中的顯著特點(diǎn)[2]。

2 鐵路路基地基處理施工技術(shù)內(nèi)容及要點(diǎn)分析

2.1 粉噴樁施工技術(shù)

在鐵路路基施工的過程中，粉噴樁施工技術(shù)是一種較為常見的鐵路軟土路基的技術(shù)方法。應(yīng)用粉噴樁施工技術(shù)是為了讓樁體與樁間土形成復(fù)合的軟土地基，改善地基對外部載荷的承受能力。

粉噴樁施工技術(shù)的原理是指通過粉噴攪拌鉆機(jī)對軟土地基的切割和攪拌，使得粉體固化劑被噴射到軟土地基上，隨著鉆頭上的葉片對軟土地基的切割，使得軟土與固化劑之間能夠充分?jǐn)嚢杈鶆?，?dāng)固化劑與軟土呈現(xiàn)一種膠結(jié)硬化的狀態(tài)時(shí)，便形成了具備一定直徑的粉噴樁體，樁體與樁間土形成的地基就是鐵路地基應(yīng)用粉噴樁施工技術(shù)形成的復(fù)合地基。

粉噴樁施工技術(shù)在應(yīng)用的過程中也具備很多優(yōu)點(diǎn)，如在鐵路路基的施工過程中，粉噴樁施工技術(shù)可以有效減少加固范圍內(nèi)的地基沉降量，提升地基土地的自身承載力，提高填土速率。還有一點(diǎn)，粉噴樁施工技術(shù)的應(yīng)用過程中，主要利用鉆頭進(jìn)行攪拌進(jìn)而鉆孔成樁，因此不會產(chǎn)生較大的噪聲，不會對周邊環(huán)境造成太大的影響，所以，在路基的施工技術(shù)中粉噴樁施工技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用[3]。

2.2 CFG樁技術(shù)

CFG樁技術(shù)也是我國在鐵路建設(shè)尤其是路基建設(shè)過程中常用的技術(shù)，CFG樁是一種低強(qiáng)度的混凝土樁，其是利用樁間土的承載力，將外部的荷載傳遞到深層的地基中，具有非常良好的技術(shù)性能，因此被廣泛應(yīng)用到鐵路路基地基工程的建設(shè)中。

CFG樁是水泥粉煤灰碎石樁的簡稱，其技術(shù)應(yīng)用原理是通過水泥、粉煤灰、碎石、石屑等加水?dāng)嚢栊纬闪艘环N高黏結(jié)強(qiáng)度樁，同時(shí)與樁間土和褥墊層一起形成復(fù)合地基。在鐵路路基的施工過程中應(yīng)用CFG樁技術(shù)，不僅能提高地基的穩(wěn)固性、降低工程造價(jià)，還能有效控制其施工后的沉降值小于15mm，滿足鐵路路基的設(shè)計(jì)規(guī)范以及對沉降的要求。

CFG樁技術(shù)在施工工藝中也有著顯著的優(yōu)勢和特點(diǎn)：一是CFG樁技術(shù)在施工過程中不會產(chǎn)生噪聲，更不會因?yàn)槭┕ざ绊懼苓叚h(huán)境以及人們的正常生活，具備良好的環(huán)境友好性；二是在成孔制樁的環(huán)節(jié)沒有額外的振動(dòng)，在打新樁的過程中不會對已經(jīng)成型的樁產(chǎn)生其他影響，并且沒有泥漿的污染等；三是CFG樁技術(shù)的穿透能力較強(qiáng)，可以打穿硬土層，適用于一些帶有硬土層的軟土地基；四是CFG樁技術(shù)的現(xiàn)場施工效率比較高，可以依據(jù)施工進(jìn)度高效完成施工任務(wù)。

2.3 堆載預(yù)壓法

為了實(shí)現(xiàn)對鐵路過渡段的變形加以控制，就需要在鐵路路基的施工過程中對沉降量以及鐵路間的差異沉降進(jìn)行良好的控制。因此，在施工的過程中通過應(yīng)用堆載預(yù)壓法，在工程建設(shè)之前采用等于或者大于設(shè)計(jì)荷載的填土荷載提前完成沉降，進(jìn)而可以更好地提升地基的強(qiáng)度、改善地基的穩(wěn)定性，以便降低工后的沉降量。

堆載預(yù)壓法的技術(shù)原理是采用專屬的機(jī)械設(shè)備對鐵路路基地基范圍內(nèi)的軟土進(jìn)行加固土樁的處理，在加固土樁的過程中，同樁間土共同形成一道新型的復(fù)合地基。堆載預(yù)壓法的良好應(yīng)用就是為了避免地基出現(xiàn)大范圍的固結(jié)沉降，通過對路堤填土的利用，有效節(jié)約了堆載成本的支出。

堆載預(yù)壓法同其他技術(shù)方法相比較，存在技術(shù)發(fā)展較為成熟、施工工藝簡單等優(yōu)點(diǎn)，無論是對工程材料的使用還是施工機(jī)械設(shè)備的操作，都是比較常規(guī)化、簡易化的。因此，常被應(yīng)用到鐵路路基的建設(shè)過程中。但是，堆載預(yù)壓法在應(yīng)用的過程中也有一些比較常見的缺點(diǎn)，如由于完成軟土固結(jié)的排水時(shí)間較長，進(jìn)一步導(dǎo)致整個(gè)施工過程的延期。因此，在施工的過程中以保證施工質(zhì)量作為出發(fā)點(diǎn)，施工人員要根據(jù)施工工期的計(jì)劃和時(shí)間要求，考慮是否單獨(dú)使用這一種方法，或者結(jié)合其他技術(shù)方法一起使用。

2.4 高壓噴射注漿法

高壓噴射注漿法在鐵路路基的建設(shè)施工過程中，也是一種較為常用的加固地基、改善地基變形的軟土地基的技術(shù)方法，這種方法在具體的應(yīng)用過程中，一般是在鉆孔的作用下，將噴嘴式注漿管按照設(shè)計(jì)要求的深度通入軟土地基中，并在高壓條件下利用噴出的液體對軟土土層進(jìn)行沖切，在技術(shù)實(shí)施的過程中要保證注漿管的勻速上升，這樣才能使得注漿液形成圓柱體。通過高壓噴射注漿法形成的圓柱體，不僅能有效提高路基對外力作用的承載能力，還能大面積防止軟土地基的沉降，為路基的堅(jiān)固性和穩(wěn)定性提供一定的技術(shù)保障。以下幾個(gè)特點(diǎn)是高壓噴射注漿法的主要特征：

一是高壓噴射注漿法應(yīng)用的工程原料價(jià)格相對低廉，有效節(jié)省了施工過程中的成本支出，降低了工程造價(jià)。這是由于高壓噴射漿液的主要成分以水泥為主，同時(shí)輔以化學(xué)材料，如普通的硅酸鹽水泥。同時(shí)，為了防止地下水中的腐蝕性元素對于地基土的腐蝕，可以在原料中加入適量的外加劑更好地提升地基的高強(qiáng)、抗凍、耐蝕等性能。因此，工程材料性價(jià)比較高、成本低廉成為了這種技術(shù)方法的獨(dú)特優(yōu)勢。

二是高壓噴射注漿法的設(shè)備管理相對比較簡單和方便。其全套設(shè)備的結(jié)構(gòu)比較緊湊，并且體積小、占地少，因此特別適合應(yīng)用與空間狹小、相對低矮的施工現(xiàn)場。

三是在施工的過程中機(jī)器的振動(dòng)聲音較小，不產(chǎn)生其他噪聲不會影響周圍環(huán)境。同時(shí)，高壓噴射注漿法是一種無公害的技術(shù)方法，不會污染水源、土壤。因此，高壓噴射注漿法以其獨(dú)特的工藝簡單、施工效率高等特點(diǎn)，深受鐵路路基地基施工的歡迎，使其得以廣泛推廣和全面普及。

3 鐵路路基地基處理施工質(zhì)控要點(diǎn)分析

在鐵路路基地基處理施工的過程中，做好施工要點(diǎn)的良好掌握以及施工質(zhì)量的把控，是提高路基施工整體質(zhì)量的關(guān)鍵和保證。同時(shí)，工程質(zhì)量的控制將貫穿在整個(gè)路基施工的各個(gè)環(huán)節(jié)中，只有在施工前后的每個(gè)階段做好鐵路路基的沿線調(diào)查、科學(xué)制定施工的計(jì)劃目標(biāo)、應(yīng)用適合的技術(shù)，并做好路基施工過程的驗(yàn)收和管理，才能從一定意義上做好現(xiàn)場管理、提升工程品質(zhì)、保證工程質(zhì)量。

3.1 施工準(zhǔn)備階段的質(zhì)控要點(diǎn)分析

鐵路路基的地基處理施工前的階段，是整個(gè)施工過程中的準(zhǔn)備階段，也是施工過程中的重要組成部分。一方面，在施工準(zhǔn)備階段，勘測技術(shù)人員要做好鐵路沿線的詳細(xì)調(diào)查工作，其中包括路基基底及地質(zhì)條件調(diào)查，做好施工作業(yè)范圍內(nèi)的塑限、塑性指數(shù)以及含水量的測算工作，還要對土壤的強(qiáng)度、硬度進(jìn)行試驗(yàn)測試，進(jìn)一步保證CBR值符合工程標(biāo)準(zhǔn)，將這些調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行歸檔，按照數(shù)據(jù)分類進(jìn)行整理。另一方面，設(shè)計(jì)人員要依據(jù)勘測人員整理的相關(guān)測試數(shù)據(jù)進(jìn)行路基基底方案的設(shè)計(jì)，施工現(xiàn)場的規(guī)模以及難度制定可行性較強(qiáng)的施工方案。施工現(xiàn)場的管理者，要通過設(shè)計(jì)方案的制定合理編制工期，做好施工人員的部署以及機(jī)械設(shè)備的選購，與工程材料供應(yīng)商進(jìn)行溝通保證施工材料的及時(shí)供應(yīng)等，盡量使得施工進(jìn)度符合工程的預(yù)期。

另外，針對各種施工現(xiàn)場環(huán)境復(fù)雜程度的不同，施工現(xiàn)場的管理者要提前針對各種突發(fā)情況做出應(yīng)急方案的制定，對突發(fā)問題進(jìn)行加強(qiáng)討論，保證工程施工質(zhì)量的最優(yōu)化。

3.2 施工階段的質(zhì)控要點(diǎn)分析

施工階段是鐵路路基施工整體過程的重要階段，施工階段作為主體工程標(biāo)志著鐵路路基施工進(jìn)入了實(shí)戰(zhàn)階段。由于整個(gè)施工階段的工作量是非常巨大的，同時(shí)人員管理、機(jī)械設(shè)備管理以及現(xiàn)場施工管理的事務(wù)比較繁雜，因此，需要施工人員按照既定好的工程施工計(jì)劃，穩(wěn)步推進(jìn)工程的建設(shè)和開展。

路基是施工后沉降控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，因此，除了要滿足相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范外，還需要對其進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)控，確保路基的平穩(wěn)性符合設(shè)計(jì)要求。

一是在鐵路路基地基處理施工階段，要加強(qiáng)對各個(gè)工序的過程控制和相應(yīng)的技術(shù)處理，在施工現(xiàn)場選擇科學(xué)的施工方法、施工設(shè)備，進(jìn)而高效地完成各項(xiàng)施工內(nèi)容。如在應(yīng)用粉噴樁處理技術(shù)進(jìn)行復(fù)合地基的建設(shè)過程中，要注意控制鉆頭下鉆的深度、噴粉的高程以及定期檢查樁的直徑，并對鉆頭攪拌的均勻程度進(jìn)行檢測等等，技術(shù)應(yīng)用過程中對技術(shù)方法應(yīng)用的細(xì)節(jié)把控，是決定施工階段整體質(zhì)量水平的關(guān)鍵指標(biāo)。

二是鐵路路基施工容易受到來自降雨、自然災(zāi)害等特殊條件的影響，因此，要做好路基排水系統(tǒng)的修建，在路基的合適位置修建臨時(shí)排水以及營救排水的設(shè)施，避免由于降水量太大，導(dǎo)致路基排水不通暢，進(jìn)而降低路基的使用期限。

三是在施工階段要加強(qiáng)各個(gè)環(huán)節(jié)工序間的銜接，做好施工現(xiàn)場的資源調(diào)配，進(jìn)一步加強(qiáng)監(jiān)測的技術(shù)力量，對路基地基的變形、沉降速率進(jìn)行有效檢測，進(jìn)而全面保證路基施工的效果以及質(zhì)量控制技術(shù)水平的提升。

3.3 施工驗(yàn)收及管理階段的質(zhì)量控制要點(diǎn)分析

在鐵路路基地基施工過程的最后階段，為了整體工程能保質(zhì)保量地完成，需要做好施工階段的驗(yàn)收和管理等相關(guān)工作。在路基施工的各個(gè)階段，會需要聯(lián)合多個(gè)施工單位同時(shí)開展工程施工。在技術(shù)操作以及施工的過程中會出現(xiàn)一些問題，只有在施工驗(yàn)收階段，這些問題才會不斷顯現(xiàn)。因此，對于不同施工環(huán)節(jié)要依據(jù)設(shè)定的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，對各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行檢查、核驗(yàn)。如出現(xiàn)技術(shù)指標(biāo)沒有達(dá)到預(yù)期設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)，需要責(zé)令施工現(xiàn)場人員進(jìn)行限期修改；同時(shí)，對于路基的堅(jiān)固性、防水性、沉降速率等工程技術(shù)指標(biāo)，要采用專業(yè)的儀器設(shè)備進(jìn)行檢測，按照國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行處理和限定，這樣才能更好地保證鐵路路基地基工程建設(shè)的質(zhì)量，提升工程品質(zhì)的同時(shí)保障鐵路路基的使用期限。

4 結(jié)語

在鐵路路基地基的處理以及施工的過程中，地基處理技術(shù)的良好應(yīng)用，有效改善了構(gòu)造物產(chǎn)生的不均勻沉降，同時(shí)提高了地基的穩(wěn)定性以及牢固度。因此，隨著鐵路建設(shè)的不斷發(fā)展以及工程技術(shù)水平的不斷提升，地基處理技術(shù)也在不同行業(yè)領(lǐng)域得到了良好的應(yīng)用和發(fā)展。鐵路建設(shè)作為一項(xiàng)促進(jìn)國家交通經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展的重要工程，也是一項(xiàng)改善人民生活水平的民生工程，通過本文對地基處理技術(shù)的探討以及對工程質(zhì)量控制要點(diǎn)的分析可知，在鐵路地基施工的過程中還存在很多亟須改善的問題?；诖?，在日常工作中要通過對技術(shù)的不斷探索和研究，在地基處理技術(shù)的發(fā)展基礎(chǔ)之上進(jìn)一步對技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新，不斷促進(jìn)鐵路路基地基的工程建設(shè)發(fā)展、改善工程施工效率，使得工程質(zhì)量得到進(jìn)一步的提升和保障。