高原鐵路軟土地基處理施工技術(shù)及質(zhì)量控制分析

董超月、成警萬

（中國建筑土木建設(shè)有限公司，北京 100070）

0 引言

隨著當前科學技術(shù)的進步，我國各地區(qū)的鐵路整體運行速度都得到了極大提升，正是在高速鐵路網(wǎng)的支撐下，我國西部高原地區(qū)的經(jīng)濟也得到了飛速的發(fā)展。但是，從當前我國西部高原地區(qū)鐵路修建的實際情況來看，在高原地區(qū)進行鐵路修建時，經(jīng)常遇到各種類型的軟土地基，這些軟土地基大多都存在著承載能力較弱的缺點。而高速鐵路運行的過程中，對于地基的承載力的要求是較高的。這就要求鐵路系統(tǒng)的建設(shè)單位，必須不斷地針對軟土地基的處理施工技術(shù)開展研究工作，采取合適的施工技術(shù)解決高原地區(qū)鐵路修建過程中存在的軟土地基問題，保證高原鐵路系統(tǒng)整體的施工質(zhì)量。

1 軟土的類型

軟土是一種較為廣泛的概念，在我國的許多區(qū)域都有著非常廣泛的軟土分布。從軟土構(gòu)成的實際情況來看，主要可以將軟土劃分為以下幾個類型。

1.1 粉土

粉土是顆粒直徑大于0.075mm，同時顆?？傮w的質(zhì)量不超過土壤總質(zhì)量的50%，且可塑性指數(shù)≤10的土壤類型。這種土壤在濕潤狀態(tài)下內(nèi)部較為粗糙，而在干燥狀態(tài)下容易出現(xiàn)破碎，并且粉土總體黏性較差。

1.2 軟黏土

軟黏土指的是一種黏粒含量較多，并且土壤顆粒的可塑性指數(shù)＞17的一種土壤類型。軟黏土本身的強度非常低，并且有著非常高的可壓縮性、較低的滲透性和靈敏度。軟黏土的這一特點就使得土壤整體的固結(jié)速率較低，因此這種土壤作為地基時整體的強度增長十分緩慢，正是由于軟黏土的這一特點，這種土壤在未處理的情況下無法作為承載高負荷的地基。

1.3 人工填土

人工填土是指人類活動過程所形成的各種堆積土壤，在這些土壤內(nèi)部整體的物質(zhì)成分較為復(fù)雜。同時，正是由于成分較為復(fù)雜的特點，導(dǎo)致在人工填土內(nèi)部的孔隙比較大。很多情況下都很容易出現(xiàn)非常劇烈的壓縮形變。

1.4 松散砂土

這種土壤指的是整體結(jié)構(gòu)較為松散的土壤，并且這種類型的土壤在靜態(tài)狀態(tài)下往往具有較高的強度，一旦土壤內(nèi)部出現(xiàn)了震動，那么會導(dǎo)致土壤內(nèi)部的松散結(jié)構(gòu)出現(xiàn)巨大的變化。在嚴重的情況下，會導(dǎo)致這種土壤構(gòu)成的地基失去承載能力。出現(xiàn)這種情況主要是因為土壤內(nèi)部的顆粒排列非常的松散，一旦受到外部力量的沖擊將會使得整體的穩(wěn)定性被打破。

2 軟土地基的危害

2.1 導(dǎo)致數(shù)據(jù)測量失真

在正式開展鐵路系統(tǒng)的修建之前，有關(guān)技術(shù)人員必須對系統(tǒng)所處區(qū)域進行全面詳細的分析和調(diào)查，然后在有關(guān)調(diào)查數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)之上，再進行施工設(shè)計方案的制定。特別是在高原地區(qū)進行鐵路的修建時，由于整體海拔較高且環(huán)境較為惡劣，測量的有關(guān)數(shù)據(jù)的準確性要求更高。一旦數(shù)據(jù)出現(xiàn)的錯誤，那么將會導(dǎo)致鐵路整體的設(shè)計方案出現(xiàn)不足，不僅可能導(dǎo)致工程整體的質(zhì)量受到影響，甚至在嚴重的情況下會出現(xiàn)巨大的安全事故。而軟土由于自身的厚度變化十分巨大，使得有關(guān)技術(shù)人員在進行土壤數(shù)據(jù)的測量時很容易出現(xiàn)數(shù)據(jù)記錄錯誤的情況，導(dǎo)致鐵路工程整體的設(shè)計與實際情況之間存在一定的偏差。

2.2 導(dǎo)致路基出現(xiàn)沉降

在我國高原地區(qū)的鐵路系統(tǒng)主要負責的是運載總量巨大的人員和物資的運輸活動，這也就對于鐵路系統(tǒng)的路基產(chǎn)生了非常大的壓力。而如果鐵路系統(tǒng)所使用的是沒有經(jīng)過處理后的軟土地基，在鐵路路堤自身的重力和列車的雙重壓力之下，軟土地基將會逐漸出現(xiàn)沉降的現(xiàn)象。如果地基的沉降出現(xiàn)了不均勻的情況，那么將會導(dǎo)致鐵路整體無法處于同一水平面運行，甚至還會導(dǎo)致火車發(fā)生事故。而如果出現(xiàn)了整體的均勻沉降，那么就會使得路基整體出現(xiàn)下沉，鐵路部門就需要不斷地對地基進行填補，極大地增加了整體施工成本。

2.3 導(dǎo)致整體的施工成本上漲

許多企業(yè)在進行鐵路系統(tǒng)修建的過程中，為了有效地提高工程的經(jīng)濟效益降低施工的整體成本，往往不會采取針對性的手段對軟土地基進行相應(yīng)處理，可能出現(xiàn)在軟土地基尚未固結(jié)的狀態(tài)就進行鐵路的鋪設(shè)，這種情況下鐵路施工過程中各環(huán)節(jié)的施工質(zhì)量難以得到充分的保障，并且會經(jīng)常出現(xiàn)需要返工的情況，使得工程整體的施工成本都出現(xiàn)了極大增長。

2.4 導(dǎo)致鐵路系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性受到影響

在鐵路施工的過程中，針對軟土地基進行施工需要嚴格地按照施工的預(yù)測方案和有關(guān)技術(shù)進行。但是許多鐵路系統(tǒng)的施工方在開展實際施工時，并沒有正確地認識到軟土地基的危害，往往只是簡單地對地基進行處理后就進行后續(xù)的施工。在這樣的情況下，軟土地基整體的穩(wěn)定性難以滿足鐵路修建的實際需求，導(dǎo)致鐵路系統(tǒng)的運行很容易受到地基的影響，不利于鐵路系統(tǒng)的穩(wěn)定發(fā)展。

3 軟土地基的處理技術(shù)

在對軟土地基進行處理時，根據(jù)實際情況的不同選擇的處理方案也存在著一定的區(qū)別，從當前我國鐵路系統(tǒng)修建的實際情況來看，主要分為以下幾類。

3.1 換土墊層法

當軟土地基自身的承載能力無法滿足鐵路系統(tǒng)運行的實際要求，或者軟土地基出現(xiàn)了較大的形變后，就需要對軟土地基的實際情況做好充分的分析。如果軟土地基中軟土層的厚度較薄，那么施工方就可以應(yīng)用換土墊層法的施工技術(shù)來對軟土地基進行處理。在具體操作的過程中，主要是將地基表層的軟土層挖去，然后分層的將強度較大的以及性能穩(wěn)定和抗侵蝕能力較強的材料填充至其中。完成填充后再借助各類機械設(shè)備對地基進行夯實處理。通過這樣的方法可以極大地提高地基整體的承載能力，同時還可以有效地提升軟土層的固結(jié)效率。

3.2 置換法

所謂的置換法本質(zhì)上就是將各種承載力強的材料和地基內(nèi)部的軟土之間進行置換，通過這些材料和地基內(nèi)原有的土壤共同組成新型的復(fù)合地基，從而實現(xiàn)加固地基的目標。這種置換方法整體的施工技術(shù)難度不高，因此在許多地區(qū)進行施工時會采取這樣的技術(shù)手段開展有關(guān)工作。

3.3 粉噴樁技術(shù)

所謂的粉噴樁技術(shù)是指利用粉體噴射攪拌機，把各類用水泥或者石灰粉等材料在固定的位置注入地基內(nèi)。然后將各種加固材料的注入后，通過攪拌的方式將材料和體積混合均勻，并且盡量地把混合材料注入地基的深處。

通過這樣的手段可以使得各類加固材料和土壤內(nèi)部原有的各類物質(zhì)產(chǎn)生化學反應(yīng)，使得地基內(nèi)的軟土層可以轉(zhuǎn)變?yōu)閾碛休^強物理性能的新型地基。將這類施工技術(shù)在高原鐵路工程施工中進行應(yīng)用，可以有效地減少鐵路施工過程中出現(xiàn)的路基沉降和路堤偏移的情況，因此許多區(qū)域在對于軟土地基進行處理時，經(jīng)常性的會選擇這種技術(shù)手段。

3.4 砂墊層技術(shù)

所謂的砂墊層技術(shù)，就是在軟土地基的上方進行砂層的鋪設(shè)，從而為軟土地基增設(shè)新的排水面，更好地把地基內(nèi)部存在的積水排出地基，提高地基整體的穩(wěn)定性。通過這項技術(shù)對軟土地基進行處理時，首先應(yīng)盡量地選擇透水性較強的砂土，然后針對地基的實際情況做好相應(yīng)的分析和研究，確?？梢宰畲笙薅鹊匕l(fā)揮出該技術(shù)的作用，實現(xiàn)對軟土地基的處理。

3.5 深層水泥攪拌技術(shù)

深層水泥攪拌技術(shù)是向軟土地基的深層進行水泥的注入，并且將水泥和土壤之間進行充分的攪拌，通過水泥的物理性質(zhì)構(gòu)建起穩(wěn)定性更強的地基。在應(yīng)用這種技術(shù)進行施工之前，作為施工方的有關(guān)技術(shù)人員首先就應(yīng)當對地基內(nèi)部的實際情況，做好充分的調(diào)查和分析，然后根據(jù)調(diào)查和分析的有關(guān)數(shù)據(jù)確定好混凝土的含量以及攪拌過程中的速率，盡可能地避免由于攪拌力度過大導(dǎo)致軟土地基遭受結(jié)構(gòu)性的破壞[1]。

3.6 碎石樁法

碎石樁法指的是首先通過機械設(shè)備在地基內(nèi)部進行樁孔的設(shè)置，然后再選擇合適的碎石填入樁孔中，從而在地基內(nèi)部形成各種碎石樁，使得地基整體的密度可以得到有效的提升，并且極大地提高地基的穩(wěn)定性。

通過這種技術(shù)開展施工，最大的優(yōu)勢就是整體的施工成本較低，更加適用于在經(jīng)濟欠發(fā)達地區(qū)開展施工。在利用這項技術(shù)開展施工之前，首先應(yīng)利用好機械設(shè)備對地基做好震動處理，并且在這一過程中應(yīng)避免對地基整體的結(jié)構(gòu)造成破壞，然后就是嚴格地按照設(shè)計控制好樁洞的深度和寬度，確保制作的碎石樁可以滿足提升軟土地基穩(wěn)定性的需求[2]。

4 鐵路工程質(zhì)量控制策略和施工要點

4.1 鐵路工程質(zhì)量控制策略

在正式開展鐵路工程的施工之前，施工單位內(nèi)部的專業(yè)技術(shù)人員應(yīng)把握好工程的初步設(shè)計、施工圖紙的確立等流程的可行性，并且對施工的每一個環(huán)節(jié)都進入施工現(xiàn)場做好調(diào)查和分析工作，保證施工設(shè)計圖紙以及所使用的各項施工技術(shù)可以滿足高原鐵路軟土地基處理的實際需求，從而實現(xiàn)在開展施工之前的質(zhì)量控制。在開展鐵路工程施工的質(zhì)量控制工作時，應(yīng)從四個方面進行；第一，做好施工技術(shù)人員的思想政治教育工作，定期地在單位內(nèi)部開展思想政治教育活動，讓每一位施工技術(shù)人員都認識到做好軟土地基處理工作的重要意義，提升施工技術(shù)人員的責任心，從而確保更好地將各種施工技術(shù)應(yīng)用于施工實踐活動中。并且應(yīng)讓每一位施工技術(shù)人員都可以充分地把自己對施工過程中存在的看法進行表達，集中各方的力量不斷地提高施工的技術(shù)水平；第二，做好施工所需材料的購買和保管工作。因為在對軟土地基進行處理時往往需要使用大量的材料，并且根據(jù)實際施工技術(shù)的不同，所使用的材料也存在著一定的差距，這也就要求施工方應(yīng)當安排專門的技術(shù)人員負責原材料的采購，并且施工單位還應(yīng)當定期地對原材料采購的實際情況做好相應(yīng)的監(jiān)督和管理，確保采購的原材料可以滿足施工的實際需求。除此以外，對于施工現(xiàn)場的各種材料進行保管時，也應(yīng)當盡可能地減少各類外部因素對施工材料造成的不利影響；第三，做好施工現(xiàn)場的環(huán)境保護工作，及時地解決施工現(xiàn)場影響鐵路系統(tǒng)正常建設(shè)的各項因素，確保鐵路工程整體的施工進度不會受到其他因素的影響。同時，在完成了對軟土地基的處理后，還應(yīng)安排專業(yè)技術(shù)人員對地基的強度進行驗收，確保地基整體的強度可以滿足鐵路運行的實際需求。針對地基強度不足的區(qū)域，應(yīng)當采取針對性的手段進行加固處理；第四，選擇科學合理的施工方法。施工方應(yīng)從工程的工期為基礎(chǔ)出發(fā)，并且結(jié)合具體的施工設(shè)計圖紙和施工方案做好現(xiàn)場的監(jiān)督和管理工作。確保選擇的施工方法可以滿足施工的實際需求。有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)干部應(yīng)做好施工現(xiàn)場的監(jiān)督工作，保證施工技術(shù)人員可以嚴格地按照施工作業(yè)的標準開展施工工作[3]。

除此以外，完成了鐵路系統(tǒng)整體的施工建設(shè)后，應(yīng)當對系統(tǒng)整體開展多層次的驗收工作。先由專業(yè)技術(shù)人員對工程施工的實際情況進行驗收，然后再由鐵路主管部門安排專業(yè)人員到鐵路施工現(xiàn)場進行復(fù)核驗收，最后由有關(guān)部門辦理竣工驗收工作。在檢查的過程中無論是任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，都要及時上報整改，確保不留任何安全隱患。

4.2 鐵路地基施工的要點

在對鐵路的地基進行施工時，首先應(yīng)做好路基的處理問題。在開展正式的施工之前，應(yīng)對路基表面存在的植被和雜物進行處理，同時還應(yīng)做好路基的排水工作。然后在此基礎(chǔ)上，對路基和地基進行準確的測量。在滿足施工條件的情況下才可進行下一步的施工，如果現(xiàn)場的實際情況無法滿足施工的要求，那么應(yīng)對現(xiàn)場進行調(diào)整和處理。在正式開展施工之前，應(yīng)由專業(yè)技術(shù)人員對施工區(qū)域內(nèi)部的地質(zhì)和水文條件進行詳細的勘查，如果區(qū)域內(nèi)地質(zhì)條件較為復(fù)雜，那么就應(yīng)在區(qū)域內(nèi)進行小規(guī)模的試挖，然后根據(jù)挖掘的結(jié)果進行充分的分析，并且在這一過程中還應(yīng)做好路基的臨時防護，確保后續(xù)的施工工作可以穩(wěn)定順利地進行。最后在進行墊層施工時，應(yīng)當對墊層的范圍和厚度做好把控，還應(yīng)當對墊層內(nèi)部所使用的各種材料的物理性質(zhì)進行詳細的檢測分析，確保各方面材料的性能都可以滿足工程實際需求后再將材料投入使用。

5 鐵路工程軟土地基施工質(zhì)量提升策略

在對軟土地基進行處理時，最重要的就是必須選擇科學合理的原材料開展施工工作，因為這些原材料的性質(zhì)直接決定了地基整體的強度，所以施工技術(shù)人員必須把握好地基內(nèi)部土質(zhì)的實際情況，選擇最合適的材料開展相應(yīng)的施工活動。然后把握好軟土地基內(nèi)填充材料的含水量，含水量直接決定了地基整體的承載能力，如果含水量過大那么就會使軟土地基的穩(wěn)定性受到極大的影響，對鐵路系統(tǒng)的穩(wěn)定運行造成巨大的威脅。

6 結(jié)語

在高原地區(qū)進行鐵路工程的修建時，有關(guān)技術(shù)人員就應(yīng)從區(qū)域內(nèi)部軟土地基的實際情況出發(fā)，采取合適的技術(shù)手段對軟土地基進行處理。通過這樣的方式，確保高原地區(qū)的鐵路系統(tǒng)可以在穩(wěn)定的情況下順利運行，推動我國高原地區(qū)經(jīng)濟、文化等事業(yè)的發(fā)展和進步。