低洼地區(qū)鐵路浸水土路基的處理方法

摘要浸水路堤在南方平原、丘陵地區(qū)鐵路較為常見(jiàn)，路基浸水是其普遍的現(xiàn)象，本文提出在路基設(shè)計(jì)中綜合采用幾種方法進(jìn)行治理，以達(dá)到經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、簡(jiǎn)便易行的效果。

關(guān)鍵詞路基浸水處理方案

中圖分類(lèi)號(hào):TU992文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

1 概述

宣杭鐵路起始于安徽省宣城市，終于浙江省杭州市，全長(zhǎng)226公里，其中約有20%路段穿越低洼水田區(qū)。受地表水位的限制及設(shè)計(jì)要求，路基基床底層填土均在地表水位以下，此路段地表常年潮濕，地下水位較高，為浸水土，但不屬于軟土地基。經(jīng)測(cè)定，地表土層含水量達(dá)38%左右，部分路段地下水水位進(jìn)入了路基工作區(qū)(即基床底、表層)。清除表土后用壓實(shí)機(jī)械壓實(shí)，呈現(xiàn)出“彈簧”狀態(tài)，多次反復(fù)碾壓仍然無(wú)法成型，達(dá)不到規(guī)范要求的壓實(shí)度。如不予處理，將給施工帶來(lái)很大困難和以后鐵路的正常使用造成很多隱患。

2 病害分析

2.1本路段由于長(zhǎng)期受地表積水及地下水的影響，地表土層天然含水量超過(guò)最佳含水量2倍左右(擊實(shí)試驗(yàn)測(cè)得最佳含水量為15%～16%)，故常年處于飽和狀態(tài)，成為“浸水土”。土中自由水充沛，壓實(shí)荷載的大部分由空隙中自

由水承受，土粒有效應(yīng)力減少，強(qiáng)行壓實(shí)，將 使土體破壞，形成“彈簧土”。

2.2 本路段地勢(shì)低洼，地下水位高，填土又低，大部分路堤路槽底至地下水位的高度不能滿足使路基保持中濕狀態(tài)的臨界高度要求。根據(jù)項(xiàng)目所在地區(qū)區(qū)劃及土質(zhì)，路基中濕狀態(tài)的臨界高度最小應(yīng)為1.3m。路基建成后，毛細(xì)水容易上升至路基工作區(qū)，使路基處于潮濕狀態(tài) ，在行車(chē)動(dòng)荷載作用下，易產(chǎn)生液化、沉陷變形。

3 處理方案

針對(duì)此種特殊的路基情況，為保證土基具有足夠的承載能力和水穩(wěn)定性，在分析病害原因后，經(jīng)設(shè)計(jì)人員研究，認(rèn)為處理的目的就是降低地表土的含水量和降低地下水水位，降低土的塑性和隔斷毛細(xì)水上升的通道，并且必須一同進(jìn)行解決上述問(wèn)題，所以決定采用以下方案進(jìn) 行綜合處理。

3.1開(kāi)挖排水溝、翻耕晾曬回填土

路基施工前在路基兩側(cè)開(kāi)挖1.3m～1.8m深、寬0.4～0.6m的排水溝，連接到自然溝渠，保證排水流暢，以排干地表水及降低地下水水位。排水溝深度以確保降低后的地下水水位不影響85壓實(shí)度區(qū)(重型擊實(shí)標(biāo)準(zhǔn)，以下同)為準(zhǔn)，溝底寬0.4～0.6m，兩側(cè)坡度不大于1:0.75，并 以片石鋪砌以防止坍塌。95壓實(shí)度區(qū)為路基基床表層以下0～250cm范圍，85壓實(shí)度區(qū)為路基基床表層250cm以下范圍。待徘水溝無(wú)明顯水流時(shí)，翻耕0.3m～0.6m厚的回填土。根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)反復(fù)試驗(yàn)，翻耕時(shí)土層含水量最好要小于28%，以免土壤浸水成團(tuán)而不易破碎，晾曬回填土至含水量符合壓實(shí)最佳含水量時(shí)再進(jìn)行壓實(shí)。壓實(shí)回填土層時(shí)，盡量不采用震動(dòng)壓路機(jī)，以防止自然土層受到破壞。

3.2摻加生石灰

位于路基基床表層以下約2.5m厚的路基工作區(qū)，由于直接受行車(chē)動(dòng)荷載作用的影響。因此在此區(qū)域內(nèi)路基必須有足夠的承載能力及水穩(wěn)定性。根據(jù)工程的實(shí)際情況，決定在2.5m的回填土層及填土高度小于2.5m路堤的路堤范圍內(nèi)為摻灰區(qū)，摻灰劑量根據(jù)試驗(yàn)采用10%～30%。以0.3m厚為一層，土粉碎后翻拌均勻再分層填筑壓實(shí)，其團(tuán)粒不應(yīng)大于5cm。摻灰的主要作用有:一是吸水蒸發(fā)作用，石灰消解作用可吸收土的水分，釋放熱量促使水分蒸發(fā)，使回填土的晾 曬時(shí)間減短。二是固結(jié)隔水作用，生石灰遇水能解離出二價(jià)鈣離子Ca++，并同粘土礦物顆粒表面吸附的Na+和H+發(fā)生離子交換作用，從而減薄結(jié)合水膜的厚度，促使土粒凝聚，形成團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，降低土的分散、濕漲性及壓實(shí)性。

3.3滲溝排水

本項(xiàng)目路堤兩側(cè)除設(shè)置0.6m€?.6m的梯形排水溝排水外，其下還采用管式滲溝一起組成綜合 排水體系。排水溝用于把地表水隔離在路基范圍以外，以免地表水浸泡路堤;滲溝主要用以攔截匯集流向路基的地下水，降低地下水位，并把水排出影響區(qū)以外。滲溝槽寬0.6m、深1.5m～2.0m，具體根據(jù)要降低的地下水水位而定。降低后的地下水水位與路槽底的高度要滿足使路基保持中濕狀態(tài)臨界高度的要求。排水管采用30cm帶有鋼圈、濾布和加強(qiáng)合成纖維組成的加勁軟式透水管，排水層填充碎石或礫石，滲溝溝頂設(shè)封閉層，溝壁外側(cè)迎水面設(shè)反濾層，內(nèi)側(cè)背水面設(shè)隔滲層。反濾層設(shè)于粗、細(xì)粒土的交界面，以保證水流暢通及防止帶入細(xì)粒土，反濾層為顆粒均勻的砂礫石材料，共分為兩層，迎水面采用2～3mm砂礫，第2層采用10～20mm的粗礫石。隔滲層采用夯實(shí)粘土加土工薄膜防滲材料，土工薄膜縱橫向撕裂強(qiáng)度要求大于0.3KN。封閉層是為 了防止土粒落進(jìn)填充石料的空隙，也防止地面水滲入溝內(nèi)，采用漿砌片石以攔截水流。經(jīng)調(diào)查，本路段的含水層有厚有薄，滲溝溝底應(yīng)盡量埋入不透水層，溝底采用漿砌片石鋪砌。對(duì)于含水層較厚，溝底不能深入不透水層時(shí)，滲溝溝壁兩側(cè)均設(shè)置反濾層，溝底用15號(hào)片石混凝土鋪砌。滲溝溝底最小縱坡0.5%，以利于排水流暢。考慮到滲溝埋置較深，間隔200m ～300m應(yīng)埋設(shè)橫向泄水管，將滲溝的水引出路基外順地勢(shì)排向較低的自然溝渠。

3.4隔離地表水

為防止雨季時(shí)地表水滲入路基土中，路基邊坡采用0.5m厚粘土封層護(hù)坡，路槽底面鋪設(shè)有足夠抗拉強(qiáng)度的隔滲土工布，并做成4%的雙向橫坡，以保證路面結(jié)構(gòu)層的水有排水出路。

4 結(jié)語(yǔ)

本工程考慮實(shí)際情況，按照特殊設(shè)計(jì)、處處設(shè)防的原則，采用以上多種方法綜合治理低洼區(qū)因填土過(guò)低造成的路基浸水情況，治理方案施工方便，造價(jià)不高。考慮到本地區(qū)雨量較大，雨季不利于施工，影響處理效果，因此，施工期安排在9月以后及4月以前。經(jīng)處理，路基壓實(shí)達(dá)到了規(guī)范的要求，路基范圍內(nèi)地下水水位明顯降低，取得了預(yù)期的效果，本工程于2005年4月完工通車(chē)后，經(jīng)觀察，至今路基未發(fā)現(xiàn)有下沉的跡象。