鐵路路基地基處理施工技術

張曉麗

摘 要：面對近幾年我國飛速發展的鐵路市場，鐵路建設過程中涌現出來了越來越多新課題。軟土路基處理施工技術就是其中之一。因此只有提高軟土路基的技術適用性，剛性以及承載力才能將這一問題迎刃而解。結合本人對鐵路路基地基處理的施工實踐，介紹何時采用以粉噴樁施工技術、高壓噴射注漿法、凍結施工以及CFG樁施工技術施工。

關鍵詞：鐵路路基；軟土地基；施工技術

一、引言

鐵路工程施工中將強度低、壓縮性高的軟弱土層視為軟土，如：軟粘性土、淤泥質土、淤泥等，其工程特性主要有如下幾點：孔隙比大、天然含水量高、靈敏度高、抗剪強度低、透水性差、壓縮性高、流變性顯著等。軟土路基施工中常出現的兩大類問題[1]分別為：（1）穩定與強度問題，指的是當路基的抗剪強度不能滿足路堤及路面外荷載作用時，便會產生局部或整體剪切破壞，以至于造成路堤塌方、失穩及橋臺破壞等危害。（2）沉降及變形問題，指的是當路基不能承受上部荷載或者外部荷載時，便會使得路基本身產生過大的沉降變形，以至于直接影響鐵路的正常使用。鑒于上述問題，在對軟土路基進行設計與施工處理時，首先應該對該地區的軟土路基進行詳細的研究調查，以便能完全掌握該地區軟土的各種性質以及土層的相關特征，在施工過程中能采取相應的地基處理措施，保證軟土路基在施工期間的穩定性和控制高速鐵路運營后的地基沉降。

二、鐵路路基施工技術的簡介

鐵路軟土地基處理技術的選擇原則應遵循滿足軌道變形控制的要求，盡量降低投資，符合工期要求的原則，以下就現階段鐵路路基地基處理的幾種常用施工技術進行介紹。

（一）粉噴樁施工技術。（1）粉噴樁施工技術的優點。 現場施工中，常采用粉噴樁技術和排水固結法[2]處理鐵路軟土路基，但粉噴樁施工技術的應用更為廣泛。原因在于該方法相比排水固結法而言有如下優點： 1）能在很大程度上減少加固范圍內的地基沉降量； 2）能減少加固區域側向位移； 3）能更好的提高地基土自身的承載力，允許較高的填土速率； 4）由于是利用鉆頭攪拌鉆孔成樁，所以對周邊建筑物的擾動較小，不會影響周邊居民的正常生活，具有良好的社會效益。

（2）粉噴樁施工工藝。粉噴樁施工技術的工作原理為：1）當噴粉攪拌鉆機進入軟土地基時，會對周邊的軟土地基進行切割攪拌；2）在攪拌的過程中，周邊的空氣會被逐漸壓縮，此時鉆頭中粉體固化劑便會被噴射到軟土地基中；3）鉆頭處于工作狀態時，其上的葉片會切割周邊的軟土地基，以便讓軟土與固化劑能充分的攪拌混合；（4）當固化劑與軟土達到膠結硬化狀態時，便會在軟土地基中形成一定直徑的粉噴樁體，此時的樁體與樁間土會形成復合地基，共同承擔外部荷載。

粉噴樁處理技術的一般施工工藝如下所示：（1）根據設計方案對樁身進行定位，保證樁的垂直度，當鉆頭接近地基時，地面時，啟動空壓機送氣。（2）根據實際工程情況，調整鉆機速度，當鉆頭達到設計要求的高度時，應立即關閉送氣閥門，并進行噴送固化劑操作。（3）當粉體固化劑達到樁底時，便可提升攪拌鉆頭，當鉆頭達到設計樁頂標高時， 便可停止噴粉。（4）根據上述工藝進行二次攪拌。

（3）施工過程中的注意事項。為了確保施工的質量，則需要注意如下幾方面：1）為了保證粉噴樁的長度滿足設計要求，則需要控制下鉆的深度以及噴粉的高程。2）在選用粉噴機時，應該選用具有粉體計量裝置的機器，以便在施工過程中能時刻檢測到粉體的含量情況。3）考慮到作業的對象是軟土地基，則需要定期對樁的直徑進行檢測，同時還應該檢查攪拌的均勻程度，相關規范規定直徑磨耗量不得大于2cm。4）噴粉機應該在鉆頭提升至地面以下0.5m時停止噴粉。5）在施工過程中，往往會因為某種原因導致停止噴粉，當在進行二次噴粉接樁時應該保證噴粉重疊長度不得小于1m。6）在施工過程中，應該保證泵送水泥的連續性。

（二）高壓噴射注漿法。高壓噴射注漿法也是軟土地基處理的常用方法之一，其主要工作原理如下：（1）在鉆孔的作用下，將噴嘴式注漿管通人軟土地基中，達到設計要求的深度時停止鉆入；（2）噴出注漿管中的液體，在高壓下對軟土土層進行沖切；（3）在液體噴出過程中，需要保證注漿管以固定的速度進行螺旋式上升，以便使得漿液能形成圓柱體，該圓柱體不僅能提高路基的承載能力，還能在一定程度上防止大面積的沉降。

（三）凍結技術。利用凍結技術進行軟土地基處理時，其主要的操作流程如下所示：首先對液態或者進行相應的膨脹操作，在實際施工過程中也可以利用制冷的裝置連接密閉液壓裝置，以便能讓冷卻狀態下的液體能在裝置內流動；然后對軟土地基進行冷凍和定型處理，以保證被處理過的軟土強度得到大面積的提升。

（四）CFG樁技術。實際工程中，CFG樁技術之所以能被廣泛運用于鐵路軟土地基處理，原因在于其施工后沉降值小于15mm，能很好的滿足高速鐵路路基設計規范中對無砟軌道路基工后沉降的要求。

CFG樁技術施工工藝有如下幾方面的優點： （1）由于施工過程中噪音低，所以對周邊居民的正常生活影響較低，且無泥漿污染；（2）在成孔制樁環節，不會產生額外的振動，所以在打新樁時對現有的樁產生的影響小； （3）實際工程中，軟土地基下方可能是較硬的硬土層，而CFG樁技術的穿透力強，所以能打穿硬土層； （4）最重要的一點就是現場施工效率高。

三、鐵路路基施工相關措施的選擇

以下就鐵路路基施工中最常用的兩種措施進行分析：

（一）置換填土。在實際施工中，當軟土地基的厚度小于2m且路堤的高度較低時，可以選擇置換填土法進行處理。具體的施工流程如下：（1）先將泥炭、軟土挖除，根據施工現場的實際情況，可以選擇全部或者部分挖除；（2）采用滲水性能好的材料，按照鐵路規范的相關設計要求進行分層填筑，實際工程中常用的幾種填筑材料有砂、礫、卵石以及片石等，這些材料屬于滲水性材料或強度較高的粘性土。

（二）砂墊層。在現場施工中，要采用該種方法則需要滿足如下幾方面的要求： （1）施工工期較長； （2）路堤高度在極限高度的2倍以內； （3）周邊的有充足的砂資源；（4）軟土地基表層無隔水層的情況等。

施工過程中需要根據路堤高度和軟土層厚度及壓縮性等來確定砂墊層的厚度，且在施工中，需要對砂（礫）進行適當的灑水，以便能達到分層壓實的設計要求。在進行填筑路基環節時，應合理控制填筑的速度，規范中要求的速度應該滿足加荷的速率與地基承載力增加的速率相適應，這樣才能保證地基在路堤填筑過程中不會發生破壞。

結語：軟土地基對修筑鐵路有著極大的危害性，其不僅能造成地基的失穩，嚴重的還會使構造物產生不均勻沉降，當沉降達到一定量便會造成不可估量的損失。本文以上介紹了幾種常用的軟土地基處理技術以及措施，但是具體的施工方法還是需要根據施工現場的實際情況而定，當遇到的問題較為復雜時，可以同時采用幾種方法進行處理，以便滿足相應的規范要求。

參考文獻：

[1] 萬德臣.路基路面工程[M].北京：高等教育出版社，2005.

[2] 呂芳.水泥粉噴樁處理軟土路基方法探討[J].山西建筑，2007，33（14）.

[3] 閻明禮.地基處理技術[M].北京：中國環境科學出版社，1996.

[4] 曾國熙.地基處理手冊[M].北京：中國建筑工業出版社，l994.