地鐵車輛段道床軟土路基處理施工技術(shù)研究

邵力

摘 要：地鐵車輛段存在大面積軟基會(huì)對地鐵安全運(yùn)行產(chǎn)生嚴(yán)重的負(fù)面影響。軟基處理具有一定的復(fù)雜度，治理難度較高?；诖?，對地鐵車輛段大面積軟基及相關(guān)問題進(jìn)行分析，對處理應(yīng)用的施工技術(shù)進(jìn)行探究，希望為地鐵車輛段道床軟土路基處理工作提供一定的參考。

關(guān)鍵詞：地鐵車輛段道床；軟土路基；路基處理；施工技術(shù)

中圖分類號：U293.3? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：2096-6903（2023）05-0007-03

0 引言

近些年，鐵路城市軌道行業(yè)建設(shè)進(jìn)入到高速發(fā)展時(shí)期，城市軌道交通建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)及工程質(zhì)量也逐步提升。在城市軌道交通建設(shè)中，車輛段段床軟土路基含水性較高，透水性較低，壓縮性較高，流變性較強(qiáng)，會(huì)致使沉降變形出現(xiàn)。這些問題會(huì)使得道床安全穩(wěn)定性受到影響，對城市軌道交通的安全運(yùn)行產(chǎn)生嚴(yán)重的負(fù)面影響?；诖?，文章對地鐵車輛段道床軟土路基的特點(diǎn)進(jìn)行分析，對軟土路基處理應(yīng)用的技術(shù)進(jìn)行研究，希望為我國城市軌道車輛安全營運(yùn)提供一定參考[1]。

1 軟土成因類型及工程性質(zhì)分析

軟土是沉積形成的細(xì)粒土，我國軟土主要是海相沉積以及湖相沉積，其實(shí)際孔距相對較大，強(qiáng)度較低，實(shí)際含水量較高，同時(shí)具有較高的壓縮性。具體從軟土的成因類型以及相應(yīng)的工程性質(zhì)兩個(gè)方面進(jìn)行分析。

1.1 軟土成因類型分析

在軟土上修建地鐵車輛段道床，會(huì)造成路基穩(wěn)定性相對較差，容易存在沉降問題，導(dǎo)致城市軌道交通運(yùn)行受到嚴(yán)重的影響。軟土實(shí)際含水率高于液限，其壓縮性相度較高，同時(shí)強(qiáng)度較低。依照孔隙比與實(shí)際的有機(jī)質(zhì)含量，軟土可以進(jìn)一步細(xì)化為淤泥、軟粘性土、泥炭質(zhì)土以及泥炭。根據(jù)沉積環(huán)境的不同，可將軟土進(jìn)一步細(xì)化為湖泊沉積、濱海沉積、河灘以及沼澤沉積。

濱海沉積主要由于潮汐以及海浪暗流形成的，顆?；旌纤绍?，其透水性相對較高，容易出現(xiàn)壓縮性強(qiáng)的情況。湖泊沉積主要由淡水及咸水盆地進(jìn)行沉積，會(huì)存在著相對明顯的層理，具有粉砂，同時(shí)結(jié)構(gòu)高度松軟，其實(shí)際厚度10～25 m。河灘沉積層具有高度復(fù)雜性，厚度變化較大，分布高度不規(guī)則，呈現(xiàn)出帶狀形態(tài)，實(shí)際厚度低于10 m。沼澤沉積主要在地下水流并不暢通的區(qū)域，或者地表水流通不暢區(qū)域予以形成。

1.2 軟土工程性質(zhì)分析

軟土是指一種具有較高含水量、較低密度和比較薄的土層，具有較差的工程性質(zhì)和較高的壓縮變形性。

軟土的主要特征包括：第一，水分含量高。軟土的含水量一般在自重的一半以上，甚至超過200%以上。

第二，相對密度小。軟土的相對密度一般較小，通常在0.3以下。

第三，壓縮性大。軟土的壓縮性較大，容易產(chǎn)生沉降和變形，甚至可能導(dǎo)致地基沉降，結(jié)構(gòu)變形等問題。

第四，無彈性模量。軟土的無彈性模量較小，抗剪強(qiáng)度也較弱，因此對地基和土體的穩(wěn)定性有較大的影響。

第五，液化危險(xiǎn)性。在振動(dòng)或地震作用下，軟土容易產(chǎn)生液化，導(dǎo)致工程災(zāi)害。

軟土是一種工程性質(zhì)較差的土體，因此在工程中需要進(jìn)行專門的處理和加固，以保證工程的安全和可靠性。

2 工程概況

某案例工程占地面積為72萬㎡，是一個(gè)規(guī)劃為軌道的綜合開發(fā)區(qū)，其中車輛段位于?；皆?。由于場區(qū)原始地貌主要為灘涂以及海域，地形存在較大的起伏度，因此無法滿足上部建筑對于地基的實(shí)際要求，需要對車輛段地基進(jìn)行處理。

為了更好地處理車輛段地基，根據(jù)微地貌特征，將場地進(jìn)行了區(qū)域劃分，共分為4個(gè)區(qū)。其中，第一區(qū)為填石區(qū)，位于整體場地北側(cè)，原地貌為魚塘，現(xiàn)主要存在堆填開山石。第二區(qū)為淤泥隆起區(qū)，由于填石區(qū)填筑擠壓后產(chǎn)生的隆起，北側(cè)與填石區(qū)銜接，南側(cè)為實(shí)際場地內(nèi)現(xiàn)有的塘梗與阻塞，形成了一條狀的淤泥隆起帶。第三區(qū)為魚塘河涌區(qū)，位于場地的南部以及東部魚塘，具有高度的平坦性。第四區(qū)為雜填土區(qū)，位于南側(cè)及北側(cè)，是包圍原魚塘的河涌區(qū)，東側(cè)與場地外的臨時(shí)土路連接，地勢較為平坦。

由于車輛段處于海基平原，地基為軟土層，且存在微地貌特征的差異性，因此需要針對不同區(qū)域制定相應(yīng)的地基處理方案，以保證整個(gè)工程的安全和可靠性[3]。

3 地鐵車輛段軟基水泥粗沙混合樁施工處理

3.1 粗砂混合樁軟基處理原理

在施工中，應(yīng)用水泥粗砂混合樁機(jī)，將水泥漿液注到需要處理的軟基地層內(nèi)，應(yīng)用水泥粗砂混合樁鉆頭，通過其旋轉(zhuǎn)葉片攪拌軟基土以及水泥漿，使其達(dá)到均勻狀態(tài)。確保水泥漿與軟基土有效結(jié)合，增加其硬度。由此，達(dá)成地基硬化的效果，使地鐵車道床軟基沉降速度得以降低，穩(wěn)定性得到增加。

3.1.1 水泥粗砂混合樁施工要點(diǎn)

根據(jù)我國諸多施工地點(diǎn)的地層特征，可應(yīng)用噴漿方式開展實(shí)際施工，施工流程如下：第一，放置水泥粗砂混合樁機(jī)。要保證樁位的實(shí)際誤差需要低10～50 mm，粗砂混合樁鉆桿實(shí)際傾斜度需要低于1%。第二，制作水泥漿。需要依照水灰的實(shí)際比例，對水泥將進(jìn)行制作備用。第三，下沉攪拌。電機(jī)開啟后，需要一邊進(jìn)行噴注水泥漿，一邊開展切除攪拌，確保能夠抵達(dá)設(shè)定的樁底深度。第四，提升噴漿攪拌。設(shè)定的樁底深度達(dá)到后，讓電機(jī)反轉(zhuǎn)，繼續(xù)進(jìn)行噴漿作業(yè)工作。第五，繼續(xù)開展攪拌下沉作業(yè)，將攪拌機(jī)鉆頭提拉到實(shí)際指定高度后，開展后續(xù)的噴漿攪拌與相應(yīng)的下沉作業(yè)[4]。第六，開展對噴漿沉樁處理。在其到達(dá)指定的深度后，重復(fù)噴漿攪拌工作，使其提升到位。

3.1.2 施工過程質(zhì)量管控要點(diǎn)

3.1.2.1 提前做好沉樁實(shí)驗(yàn)

在對施工場地進(jìn)行平整后，需要由專業(yè)人員記錄技術(shù)參數(shù)，熟悉施工地點(diǎn)低層的各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)。根據(jù)鉆孔巖心取得的土質(zhì)樣本進(jìn)行室內(nèi)配合比的綜合實(shí)驗(yàn)，根據(jù)差異化涂料的情況，以16‰、18‰的比例，摻入水泥并且制作模塊。獲取水泥土各類抗壓指標(biāo)參數(shù)，為后續(xù)施工提供有效的技術(shù)參數(shù)保障。

現(xiàn)場開展具體試驗(yàn)，觀察1 d、3 d及7 d齡期沉樁情況，對于樁體硬度跟隨當(dāng)前土質(zhì)的變化，以及相應(yīng)的水泥摻入不同參數(shù)的規(guī)律性予以掌握。此外，還需要對28 d樁身硬度進(jìn)行抽芯檢測工作，確保質(zhì)量控制不存在死角。

3.1.2.2 技術(shù)交底

技術(shù)交底是指在施工前，施工管理人員將工程圖紙、施工方案、工程量清單等相關(guān)資料向參與施工的工作人員進(jìn)行詳細(xì)講解，明確各項(xiàng)工作任務(wù)、工藝要求、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、安全措施等方面的要求，確保每個(gè)工作人員對工程的任務(wù)和要求都有充分的認(rèn)識和理解。

具體來說，進(jìn)行技術(shù)交底應(yīng)注意以下6個(gè)要點(diǎn)：①確保施工人員對工程的任務(wù)和要求充分理解，以保證施工質(zhì)量和安全。②對每項(xiàng)工作進(jìn)行逐一說明，包括工程的圖紙、設(shè)計(jì)、施工方案、工藝要求、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、安全措施等方面。③強(qiáng)調(diào)施工中需要特別注意的問題，厘清施工中可能存在的危險(xiǎn)和隱患，提前制定相應(yīng)的預(yù)防措施。④確保施工人員了解施工期間的工作計(jì)劃和時(shí)間節(jié)點(diǎn)，合理安排工作進(jìn)度。⑤檢查施工人員是否掌握了技術(shù)要求，有無疑問和困難，及時(shí)解答。⑥將記錄技術(shù)交底的過程和內(nèi)容，作為后續(xù)施工質(zhì)量監(jiān)督和管理的依據(jù)。通過技術(shù)交底，可以明確施工工藝和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求，減少施工中的失誤和差錯(cuò)，提高施工質(zhì)量和安全水平。

3.1.2.3 完善樁基施工布置

樁基施工布置是指在施工前，施工管理人員對樁基施工的位置、間距、深度、類型等方面進(jìn)行詳細(xì)的規(guī)劃和布置，確保樁基施工符合設(shè)計(jì)要求，并且能夠滿足工程的使用要求。

具體來說，完善樁基施工布置應(yīng)注意以下5個(gè)要點(diǎn)：①根據(jù)設(shè)計(jì)要求和現(xiàn)場實(shí)際情況，確定樁基施工的位置、間距、深度、類型等參數(shù)，制定詳細(xì)的施工方案。②在施工前，對施工現(xiàn)場進(jìn)行充分的勘測和調(diào)查，了解地質(zhì)情況、地下管線、障礙物等情況，避免施工過程中出現(xiàn)意外情況。③嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求和施工方案進(jìn)行施工，保證樁基的施工質(zhì)量和工程的安全性。④對施工現(xiàn)場進(jìn)行嚴(yán)格的管理，保證施工過程中的安全和秩序。⑤對施工質(zhì)量進(jìn)行全程監(jiān)督和檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和糾正施工中的問題，保證施工質(zhì)量符合設(shè)計(jì)要求。通過完善樁基施工布置，可以確保樁基施工質(zhì)量和工程安全，降低施工風(fēng)險(xiǎn)，提高工程質(zhì)量和使用壽命。

3.1.2.4 改良鉆頭，增加其直徑

由于粗砂混合樁實(shí)際底層厚度較大，導(dǎo)致切土工作具有一定的難度。粗砂混合樁施工過程中，在交叉攪拌底部的垂直方向上焊接4塊彈簧片鋼板，以此減少切土施工的實(shí)際阻力，增加混合的均勻度[5]。為了確保粗砂混合樁搭接寬度設(shè)置合理，需要將直徑增加到620 mm，使粗砂混合樁直徑與要求相符。

3.1.2.5 確保樁基垂直度

在試樁試驗(yàn)結(jié)束后，通常需要在粗沙樁實(shí)際施工位置上設(shè)置30～60 cm厚度的中粗砂墊層，以防止場地出現(xiàn)陷機(jī)情況。配備50 cm的水平測量尺來校正每臺樁機(jī)的鉆頭垂直度，并在具體施工開始之前將垂直線懸掛在操作臺前，以更有效地調(diào)整垂直度。

3.1.2.6 定量制作水泥漿

在實(shí)際施工過程中，需要對水泥漿進(jìn)行定量制作。施工技術(shù)人員需要根據(jù)實(shí)際施工需求，有效計(jì)算水泥用量。對每個(gè)粗砂混合樁，需要配置適量的水泥，以確保水泥參數(shù)的相關(guān)指標(biāo)符合整體樁體的設(shè)計(jì)要求。在水泥容器上明確相應(yīng)的液位，以開展更有效的施工。配備稱重器，隨時(shí)關(guān)注水泥漿質(zhì)量的變化。

3.1.2.7 管控孔深及樁長

施工前，應(yīng)對鉆桿長度進(jìn)行詳細(xì)標(biāo)注，標(biāo)記樁基鏈條深度，以確保隨時(shí)掌握鉆孔深度。鉆機(jī)到達(dá)實(shí)際深度后，應(yīng)在原位旋轉(zhuǎn)，進(jìn)行水泥漿灌注，以確保水泥漿攪拌與設(shè)計(jì)指標(biāo)相符。

3.1.2.8 強(qiáng)化對提升速度的管控

實(shí)際提升速度需要控制在1 m/min以內(nèi)。對出現(xiàn)淤泥的孔內(nèi)需要增加噴漿量，以保證噴漿的均勻性。

3.1.2.9 管控施工裝備

施工技術(shù)人員需要根據(jù)測控點(diǎn)的實(shí)際位置進(jìn)行精確定位，并對于粗沙水泥樁應(yīng)用中的樁距450 mm及相鄰樁標(biāo)記的影響進(jìn)行考慮。為了確保施工中樁的位置不會(huì)偏移，可使用2 m長的導(dǎo)向桿，通過桿上的旋重垂線對位方式進(jìn)行定位。

3.1.2.10 防范漏樁及孔樁問題

施工過程中，操作人員需要進(jìn)行教育，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行施工，避免交叉施工導(dǎo)致的空樁或漏樁問題。

3.2 軟基塑料排水帶處理方法

3.2.1 堆載預(yù)壓法

在質(zhì)量施加于地基時(shí)，若其不足以破壞地基，飽和的軟粘土將隨孔隙水壓力消失，形成排水固結(jié)，從而導(dǎo)致孔隙率下降、抗剪強(qiáng)度提高。對于處理軟基，可采用堆載預(yù)壓法提升路基土的抗剪強(qiáng)度。這種方法需要在目標(biāo)地基中插入塑料排水板，并通過吹填沙進(jìn)行加載和超載，以確?？紫端芸焖倥懦Ｊ┕で靶枰趫龅厣箱佋O(shè)粗砂墊層和塑料排水板，設(shè)置平面排水系統(tǒng)，然后進(jìn)行加載、固化和卸載的實(shí)際工作。

3.2.2 插板施工方法

第一，將塑料排水板放置在空心套管內(nèi)，并將專用鋼靴以及塑料排水板的一端進(jìn)行捆接。

第二，空心套管需要與鋼靴以及排水板連通，而后將其插入到指定深度內(nèi)。

第三，拔出空心套管，并將塑料板留置在地下，并切斷塑料板。

3.2.3 吹填砂方法

依照具體施工的情況，一般情況下堆載建議使用吹填砂的方式，將填載劃分為超填區(qū)及一般填載區(qū)。一般填載區(qū)可進(jìn)一步分為1～3級的加載，而超填區(qū)可進(jìn)一步細(xì)化為4～5級加載。

4 結(jié)語

在實(shí)際施工中，需依照不同地域的實(shí)際特征，在地鐵車輛段道床軟土地基施工中應(yīng)用針對性的施工方式。此次研究主要分析水泥粗砂混合樁以及塑料排水板堆載預(yù)壓施工法，在實(shí)踐中取得了較為優(yōu)異的效果，希望能夠?yàn)楹罄m(xù)地鐵段道床軟土地基施工提供一定的參考。

參考文獻(xiàn)

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