鐵路路基基底處理中灰土擠密樁技術(shù)的應(yīng)用

李昊鵬

吉林鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院（132000）

鐵路路基基底處理中灰土擠密樁技術(shù)的應(yīng)用

李昊鵬

吉林鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院（132000）

這里針對(duì)處于濕陷性黃土地區(qū)的某鐵路線路的工程現(xiàn)狀，結(jié)合灰土擠密樁的特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，詳細(xì)介紹了灰土擠密樁的作用機(jī)理、施工工藝以及施工檢測(cè)中的技術(shù)運(yùn)用。

鐵路路基；基底處理；灰土擠密樁；技術(shù)運(yùn)用

濕陷性黃土在我國分布較廣,在我國華北、西北最為普遍，也是我國地域性土質(zhì)。這種土質(zhì)具有高壓縮、濕陷性，屬于非飽和的欠壓密土范圍。當(dāng)土質(zhì)浸濕時(shí)，這種特性就會(huì)明顯降低土的強(qiáng)度；在受到外界和自重力的作用下,能迅速破壞土質(zhì)結(jié)構(gòu)，讓地面發(fā)生下沉，嚴(yán)重危害路基面上的建筑。鐵路專線這一特殊建筑，對(duì)路基的強(qiáng)度、剛度、縱向剛度等要求很高，需要保持持久的穩(wěn)定特性，保證鐵路軌道平穩(wěn)、順滑、安全行駛，因此，鐵路路基對(duì)該類地基的要求非常嚴(yán)格。

1 工程概況

某鐵路客運(yùn)專線鐵路段的路基總長(zhǎng)為3.8 km，填筑最大高度位置是6.89 m。該路段的土質(zhì)是濕陷性黃土，厚度為2.5～13 m。高于地下水位的素填土、濕陷性黃土或雜填土地基,采用灰土擠密樁技術(shù)，可以處理5～15 m深的土層。這種技術(shù)能夠增強(qiáng)路基基地的強(qiáng)度，確保客運(yùn)專線安全，消除濕陷性土質(zhì)的影響。

2 灰土擠密樁的作用原理

灰土擠密樁主要施工過程:首先，鋼套管打入地基層中，利用打樁機(jī)或振動(dòng)器來施工；其次，將打入地基中的剛套管拔出，形成樁孔，把灰土分層裝入樁孔；最后，夯實(shí)土層，形成灰土樁，以提高地基承載能力。施工過程中樁孔周圍會(huì)有較大的水平擠壓,能有效改善地基土工程物理性質(zhì)，增加密實(shí)度，降低壓縮率。石灰和土混合物夯填后形成的樁體，具有高強(qiáng)度特性,因?yàn)檫@種樁體是通過離子交換、凝硬等化學(xué)和物理反應(yīng)形成的。樁體與樁間形成的復(fù)合地基，土質(zhì)得到很大改善。土體原始孔隙比降低，變成低壓縮性土體,最終達(dá)到地基所能承載的壓力。

3 鐵路路基基底灰土擠密樁技術(shù)應(yīng)用

3.1 施工前準(zhǔn)備

施工前要對(duì)地基土進(jìn)行復(fù)核，復(fù)核地基土的內(nèi)容有:含水率、飽和度。如果地基土的飽和度和含水率分別是大于65%和小于12%時(shí)，應(yīng)及時(shí)和設(shè)計(jì)單位溝通，并予以確認(rèn)。確認(rèn)以后開始場(chǎng)地平整和測(cè)量放線,對(duì)所有施工位置進(jìn)行標(biāo)注記號(hào)和標(biāo)志，以便控制施工成孔深度。另外，在施工前，需要樁體進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，獲得真實(shí)的測(cè)試結(jié)果，幫助調(diào)整各項(xiàng)施工工藝參數(shù)，然后報(bào)送監(jiān)理單位,等到監(jiān)理單位確認(rèn)以后才可以進(jìn)一步施工。一般設(shè)計(jì)要求的成樁試驗(yàn)不能少于2根。如果設(shè)計(jì)沒有要求時(shí)，同一地質(zhì)區(qū)作為一個(gè)試驗(yàn)單元，成樁試驗(yàn)要達(dá)到7根。

3.2 施工工藝

3.2.1 成孔

1）提前測(cè)定樁孔位置,并進(jìn)行編號(hào)。地基的含水量測(cè)定要準(zhǔn)確，如果地基的含水量沒有高于12%，就需要進(jìn)行人工加水來增濕，達(dá)到最佳含水量。

2）成孔工序分別有定位樁機(jī)、沉管擠土、樁孔夯填等。工序原則是樁機(jī)隔排跳打，先跳打外排，然后跳打里排，間隔1～2孔跳打同排地基，這樣既可以避免出現(xiàn)塌孔，還能起到很好的擠密作用。

3.2.2 回填

成孔施工完成以后,向監(jiān)理工程師提供報(bào)告。監(jiān)理工程師檢查最終成孔,檢測(cè)合格后施工人員方可回填樁孔。

1）回填樁孔材料的標(biāo)準(zhǔn):選用一般性黏土或純凈黃土，土里面不能含有凍土塊，用不大于20 mm孔的篩子把土過濾。熟石灰粉也要過篩，篩孔要小于5 mm。石灰的質(zhì)量要高于3級(jí)。石灰必須是大于50%的活性氧化鈣和氧化鎂的混合體。灰和土按照2:8的體積比來拌合，并控制含水量，讓其達(dá)到最佳范圍。

2）沉樁:用振動(dòng)錘把套管震動(dòng)到設(shè)計(jì)的樁底位置。用紅油漆在樁管上標(biāo)注好尺度，沉管過程中要保持樁管垂直，并注意貫入速度，一旦有反常現(xiàn)象就要及時(shí)處理。樁位允許水平偏差半個(gè)樁位和1.5%垂直偏差。

3）分層夯實(shí):根據(jù)試樁工藝參數(shù)進(jìn)行分層夯實(shí)，一次回填成型。用樁孔90～100 mm夯錘，錘體型為梨形且重量大于100 kg，保持0.6～1.0 m的落錘距離，每分鐘夯擊次數(shù)為15～30次。

3.2.3 檢測(cè)

1）成樁檢測(cè):檢測(cè)的項(xiàng)目有孔深、樁徑的垂直度，是否有縮頸、踏孔等情況，土料的拌合情況和含水量等。如果樁徑有輕微縮頸，用鏟等工具進(jìn)行處理。如果縮頸嚴(yán)重和產(chǎn)生塌孔現(xiàn)象，可以填碎磚、石灰渣等硬料，進(jìn)行回填復(fù)打處理。

2）檢測(cè)樁孔內(nèi)的填料夯實(shí)質(zhì)量:樁孔夯填完成，在48 h以后進(jìn)行抽樣檢測(cè)，用大于2%的數(shù)量來完成檢測(cè)。同時(shí)要進(jìn)行7 d的浸水壓強(qiáng)度檢測(cè)，取灰土比例為2:8來測(cè)定。如果懷疑樁體時(shí)，可以檢查樁身，在樁體上每50 cm進(jìn)行取樣檢測(cè)。

3）檢測(cè)樁間土:挖深井來取樁間土，每2 m取土一次，然后進(jìn)行測(cè)量土的干密度、含水量、樁間土濕陷系數(shù)等。

4）質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn):樁身大于95%的壓實(shí)系數(shù)，樁間土大于90%的擠密壓實(shí)系數(shù)。灰土浸水7 d后，大于0.6 MPa浸水抗壓強(qiáng)度。樁位、樁徑、樁深都是按設(shè)計(jì)要求施工。

4 結(jié)語

該鐵路中應(yīng)用灰土擠密樁技術(shù)，使黃土濕陷性消除，達(dá)到設(shè)計(jì)要求的地基承載力。濕陷性黃土區(qū)域，通過灰土擠密樁技術(shù)處理后，不僅消除了濕陷性，而且施工工期短、安全可靠、無污染，在費(fèi)用較低的情況下提升了地基承載力，因此這種地基處理技術(shù)值得推廣。

[1]王素靈.水泥土擠密樁在鐵路客運(yùn)專線濕陷性黃土地基加固中的應(yīng)用[J].鐵道建筑,2008,(02).

[2]張紅霞,殷慶紅,張雪青.灰土擠密樁處理濕陷性黃土地基工程實(shí)例[J].科技資訊,2006,(21).