探析高真空強排水復合型動力固結法在鐵路路基軟基加固對策

鐘銘良（中鐵十二局集團第三工程有限公司,　太原　030000）

探析高真空強排水復合型動力固結法在鐵路路基軟基加固對策

鐘銘良
（中鐵十二局集團第三工程有限公司,太原030000）

摘要：強夯法（也就是動力固結法）應用于鐵路路基的軟基加固中是一種較為快捷經濟的加固方法，但在地下水位的埋藏比較淺或者是地基土處在高度飽和時，強夯法則會受到一定的限制。而采取高真空強排水則可使地下水位降低，讓地基的土體在固結沉降同時加用強夯法，可以有效的加固鐵路軟基。本文主要闡述高真空強排水復合強夯法對地基軟基進行加固的原理，找出其加固的主要對策。

關鍵詞：高真空;強排水;復合型動力固結;鐵路路基;軟基加固

1　前言

在軟基中修建鐵路的路基，地下水位埋藏得比較深時，地表以下到水位線之間是低度飽和的軟土，在環境與場地條件允許的情況下，通過強夯法對其加固較為快捷與經濟，但在地下水位的埋藏比較淺或者是地基土處在高度飽和時，強夯法則會受到一定的限制。飽和土雖然能夠壓縮，但是在夯擊的作用下，含有氣孔隙的水無法立刻消散，并存在滯后的現象，在強夯的過程中會讓土體出現局部液化情況，在夯坑中容易積水，從而使施工更加困難，而高真空強排水的復合型動力固結方法則可有效打破這個界限，具體論述如下文所示：

2　高真空強排水強夯法的地基機制

2.1高真空強排水

實際上，強排水主要是經由真空輕型的井點降水方法讓加固處的水位得以降低，一般情況下，地下水位能夠下降2米至4米。

2.2強夯法

采取強夯法主要是反復把夯錘提高到一定的高度后讓其自由的落下，給予地基沖擊與振動的能力，以此來提高地基承載力，降低壓縮性，從而改善地基的性能。由于這種方法的加固效果比較好，施工比較方便，設備操作簡單，施工期比較短，并且工程的造價比較低，被廣泛應用到低飽和度軟土地基的處理當中。

2.3強排水復合強夯法

強排水強夯法是經排水系統與強夯動力的加壓系統兩個部分所組成，為讓強夯法在地下水位中埋藏比較淺與高度飽和的軟土得到利用，要先通過強排水方法來使地下水位降低，減小孔隙和降低土體的含水量，在這個過程當中讓土體部分產生固結沉降，從而為強夯施工提供條件，接著再實施強夯則可有效提高強夯的加固成效。而反復的強夯，能夠讓地基獲得充分的固結沉降，減少施工后的沉降量，并提高地基的承載能力。

3　高真空強排水復合型強夯法的地基加固設計與施工

3.1降水設計

在降水設計中降水系統一般由集水管與井點管所構成，首先是在擬定加固的地基兩側外約5米處挖排水溝，上寬是3米，底寬是1米，深度是1～1.5米，并保持明溝的流水通暢。于擬加固的地基兩側2米內并排設一排外圍的封閉管，封閉管中有一排為深管與一排淺管，分別是6米和1米，井點管的縱向間距是2米，在加固區內用一排深管和一排淺管繼續擰隔排布置，分別是6米和4米，集水管的間距是4米，井點管的縱向距離是2米[1]。

3.2 強夯設計

在強夯設計中共3次，每一次的夯點距離是4×4米，于正式施工之前首先要試夯，試夯的區域必須大于10×10米。夯點夯擊的次數應該根據現場試夯時所獲取的次數與夯沉量進行確定，同時要具備以下條件:（1）最后的2次平均的夯沉量要小于15厘米；（2）夯坑周圍的地面不能過度隆起；（3）不會因夯坑過深使起錘困難。在夯擊過程中，夯擊點的中心位移所存在的偏差不能超過0.1D（D代表夯錘的直徑）；在夯擊坑底傾斜度超過30度時，把坑底填平之后在夯擊，每完成一次夯擊之后，整平場地，測量整平場地后的高程。

3.3降水施工

降水施工共分三個步驟：（1）第一次降水：用管長是5～6米、臥管間距是4米、井點管間距是2米并且距離加固處外圍兩側邊線2米處設置一排外圍的封閉管，管長6米。第一次降水的水位下降到地面以下3米處，使水位符合要求之后，拆除施工處對強夯有影響的全部井點管，并保留外圍的封閉管強夯。（2）第二次降水：在結束第一次強夯之后，將夯坑推平，實施第二次降水，在水位下降到地面以下3.5米處，水位符合要求之后，拆除施工處對強夯有影響的全部井點管，并保留外圍的封閉管強夯。（3）第三次降水：其方法同上。完成三次強夯施工之后，拆除封管。

3.4強夯施工

強夯施工共分三個步驟：（1）第一次強夯：夯點為4×4米，夯擊能量是1000kN?m，夯擊單點次數是3次，第一次的夯沉量是15～25厘米，第二次是10～20厘米，第三次是7～15厘米。3次累積的沉降量是35～55厘米。（2）第二次強夯：夯點為4×4米，夯擊能量是1500kN?m，夯擊單點次數是4次，第一次的夯沉量是25～35厘米，第二次是20～35厘米，第三次是10～20厘米，第四次是5～20厘米。4次累積的沉降量是65～110厘米。（3）第三次強夯：夯點為4×4米，夯擊能量是2000kN?m，夯擊單點次數是4次，第一次的夯沉量是35～65厘米，第二次是20～35厘米，第三次是10～25厘米，第四次是8～20厘米。在4次累積的沉降量是65～120厘米。

4　檢測

在施工的前后用10×10米的方格網對場地高程進行測量，強夯前測量所獲取的地面高程平均是4.6米，強夯后則為4.3米，經過高真空強排水強夯法處理之后的地基沉降量平均是35厘米，原計算所得的總沉降量是57厘米，在處理后的影響根據10厘米估算，施工后的沉降值是12厘米，滿足設計施工后的沉降低于20厘米的要求[2]。

對施工場地采取兩組靜載荷實驗，地基的承載能力皆超過150 kPa，能夠滿足設計的要求。

5　結語

綜上，經過高真空強排水強夯法處理后，鐵路路基的軟基沉降量平均是35厘米，沉降情況明顯，地基的承載力也提高超過150kPa，可滿足鐵路路基軟基的加固施工要求，證明這種對鐵路地基軟基加固方法可行性比較高。

參考文獻：

[1]白逢義,王清,孫政.高壓注漿加固造成鐵路路基隆起的原因分析[J].世界地質，2014,15(04):554-556.

[2]曹克強,徐隨安.鐵路路基施工質量控制措施探討[J].科技咨詢導報，2012,03(12):542-544.

作者簡介：鐘銘良(1987-），男，甘肅蘭州人，本科，助理工程師，研究方向：鐵路路基高填高挖方。