鐵路軟基處理的探討

摘要：本文論述了鐵路軟土地基的特點，并著重分析了鐵路軟土地基的處理方法和沉降控制的關鍵因素，意在為鐵路地基施工提供理論依據和幫助。

關鍵詞：鐵路 軟土地基 處理

隨著我國國民經濟的增長，人們對鐵路交通的需求日益增多。路基作為鐵路工程施工的基礎，是保障列車高速、安全、穩定運行的先決條件，在軟土基礎上修建鐵路，首先要保證地基的穩定性，同時還要對地基的施工方法進行嚴格的控制，以防止其變形或沉降，因此軟土地基施工應從實際情況出發，有針對性的加固地基基礎，以保障鐵路列車的安全運行。本文從實踐經驗出發，對鐵路軟土地基的處理進行系統的分析、論述。

1.鐵路施工中軟土地基的分析

在我國的鐵路施工中，有大部分的路基都是軟土，其含水量較為豐富，承載能力較低，壓縮性較高，在鐵路施工中如果不對軟土路基進行處理，將給列車的安全行駛帶來一定的隱患。鐵路施工時如果路基所填的土量超過了地基本身的承重能力，就會引發塌滑或平移的現象。在鐵路列車運行過程中，受動荷載作用的影響，地基也會發生滑動，嚴重的將導致列車出軌或傾覆，引發安全事故。如果軟土地基施工中不進行有效的加固其產生的危害性是巨大的，同時從長遠發展考慮軟土地基的維修費用也較高，所以在鐵路路基施工中，一定要對軟土地基進行加固處理，有效的分析土層結構和地基的承載能力，選取優秀的施工方法，避免因軟土地基的施工質量而引發安全問題。

2.鐵路軟土地基的處理方法

我國鐵路軟土地基的施工方法有很多，其應用的范圍也因地理環境和季節特點而有不同的選擇，但主要是以強夯法、鋼筋混凝土樁網、換填法、排水固結法為基礎。隨著科學技術的進步，軟土地基的加固方法也在不斷的更新，下面對上述幾種方法進行具體的分析。

2.1換填法

換填法施工在鐵路軟土地基加固中得到了很大的利用，主要是將地基底面的軟土進行挖除，挖除范圍以鐵路地基的施工標準和設計規范標準為依據，軟土挖除后方可進行硬性材料的填充，材料多以砂、煤渣、碎石、素土為主，填充過程需要利用人工或機械設備進行分層的壓、夯、搗振，以使得地基達到設計承重，同時能夠經受住列車的動荷載。當地基軟土層較為稀薄時，也可以對地基土層直接壓實，這樣就避免了硬性材料的填充，同時也達到了地基加固的目的。換填法所適用的范圍較廣，主要包括淤泥、松散素土、雜填土、暗塘、暗溝、低洼區域等。

2.2強夯法

路基加固的強夯法主要是利用機械設備對地基進行壓實處理，以此來提高地基的承載強度。強夯法還可稱為動力壓實法，主要施工的機械設備以重錘為主，利用自由落體的原理來壓實地面基礎土層，強夯法適用的地基范圍較廣，其中主要以砂土、碎石土、粘性土、雜填土為主，通過提高土層的強度，降低壓縮性來改變土層的成分，例如：粘性土層經過強夯法壓實后，其水分含量明顯減少。所以強夯法比較適用于土層較為濕潤，且液化程度較高的路基。

2.3排水固結法

軟基處理的排水固結法是通過路基承載負荷來排出土層中的水分，同時減少了孔隙，加大了土層的密度，產生固結變形的現象。在實際施工中，隨著水分的流失壓力不斷的增強，土層增加了有效應力，提前完成了沉降，這對鐵路路基施工來說是非常有益的。一般排水固結法是由加壓系統和排水系統兩部分組成，在軟土路基的處理上兩者是不可拆分的，在高填土路段，施工中可采用路堤填土進行加壓，低填土路段就需要利用堆載預壓來完成土層的固結。

2.4鋼盤混凝土樁網

鐵路工程中常用的鋼筋混凝土樁網復合地基，一般由以下幾個部分組成：首先是對路基的上部進行填土施工，并通過加筋墊層進行加固，通常由兩層雙向土工格柵及碎石墊層組成，其次是鋼筋混凝土樁的加固，一般樁身采用C25鋼筋混凝土現場灌注，樁間距2.5~3.0m，且樁頂設樁帽，樁土加固區下臥層。鐵路工程中常采用鋼筋混凝土樁網復合地基加固深度超過20m、填方高度超過4m的路堤軟土地基。

3.軟土地基沉降控制的關鍵因素

軟土地基沉降的控制工作是一項系統性的工程，其中包含著現場的地質勘察、工程的技術設計、施工工藝的分析，通過各環節的調查分析才能有效的控制軟土地基的沉降。

3.1地質勘察

軟土地基施工前一定要對工程所覆蓋范圍的土層進行細致的地質勘察，并分析計算設計參數，以滿足列車行駛的需求，參數的選取一定要與沉降系數結合，估算出準確的沉降數據，為地基的加固提供理論依據。同時要利用地質勘探手段來查明軟土的土層結構、空間分布、地質特點，特別是在不同環境和條件下的變形狀態。設計參數還要與土工試驗相結合，找出適合軟土路基的施工方法，為鐵路路基施工提供安全保障。

3.2工程設計

軟土地基施工前一定要考慮到工程投資、地質條件、施工周期、施工工藝可行性、環境保護等因素，通過對以上因素的分析，來制定出適合本路段的施工組織設計方案，同時擬定出施工工藝和施工計劃，以此來推動鐵路軟土地基施工的可行性。

3.3現場試驗

軟土地基施工中需要對不同的土質進行物理試驗，因為不同地段的軟土成分和土性都不相同，在采用不同方法施工前，一定要對土質進行現場試驗分析，確定各類地基加固措施的適應性及工藝參數是十分必要的。有條件時宜進行現場填筑試驗，修正設計參數、驗證加固效果。

4.施工后的沉降觀測

鐵路軟土地基施工后還要注意土層的沉降觀測，這是軟土地基施工的特點，同時也是鐵路安全行駛的重要保障。一般地基沉降分為兩種，一種是地基自身的固結沉降，另一種是地基承受荷載后的變形沉降。自身的固結沉降依據規范要求其沉降高度為路堤高度的4%，變形沉降以鐵路運行的荷載實際情況為準，一般軟土地基的變形沉降較為嚴重，平均值為35cm。所以在軟土地基的處理上一定要把沉降因素考慮到施工內，而且為了增大其承載力，在反濾層上還增鋪了一層單向土工格柵，鐵路路基是柔性基礎，其沉降通過日積月累，會逐步變大，特別是貨運鐵路線上，鋼軌接頭處的病害會更明顯。因此，在鐵路列車正式運營后必須進行經常維修和定期維修，同時加強路基養護的沉降觀測。路基施工的沉降觀測，是一項非常必要和及時的工作，因為我國大部地區的軟土地基較為復雜，往往有很多事先估計不到的因素，在施工中加強觀測有利于我們判斷地基的穩定狀況，決定安全的施工速率，保證路基工程的使用效果，觀測方向以路基坡腳外的側向變形和高程變化。施工前事先在路基坡腳外3～12m范圍內，順線路方向埋設3～5排觀測樁，施工期間定時用經緯儀測量樁的側向位移，用水平儀測量樁頂的高程，并作好記錄，以觀測位移和高程是否有異常變化，同時利用事先埋設的沉降標來觀測沉降。

參考文獻

[1]梁鐘琪.土力學與路基[M].成都：西南交通大學出版社，2004.

[2]左名麒.基礎工程設計與地基處理[M].北京：中國鐵道出版社，1999.

[3]沈珠江.軟土工程特性和軟土地基設計[J].巖土工程學報，1998，20.

[4]尹根.水泥攪拌樁噴漿法加固軟土地基施工技術[J].建筑與工程，2008，2.

[5]龔曉南.復合地基理論及工程應用[M].北京：中國建筑工業出版社，2002.

[6]鐵道第四勘察設計院.軟土地基綜合勘探精度及物理力學參數選取方法研究[R].武漢:鐵道第四勘察設計院，2005.