關(guān)于我國(guó)高鐵建設(shè)中軟土地基施工技術(shù)及工藝分析

張小孩

(中鐵十二局集團(tuán)第一工程有限公司,廣西桂林 541213)

關(guān)于我國(guó)高鐵建設(shè)中軟土地基施工技術(shù)及工藝分析

張小孩

(中鐵十二局集團(tuán)第一工程有限公司,廣西桂林 541213)

隨著我國(guó)現(xiàn)代化和城市化建設(shè)的不斷加快,我國(guó)路橋方面隨之發(fā)生改革,高鐵建設(shè)是整個(gè)交通建設(shè)中的一個(gè)重點(diǎn)項(xiàng)目,其質(zhì)量廣受人們關(guān)注。本文將對(duì)高鐵建設(shè)中軟土地基施工進(jìn)行及時(shí)分析,對(duì)其軟土地基的特點(diǎn)進(jìn)行探討,深入分析高鐵軟土地基中存在的問(wèn)題,并結(jié)合實(shí)際情況提出優(yōu)化措施。此外,本文還將具體分析軟土地基施工的施工工藝和新興技術(shù)在高鐵建設(shè)中的實(shí)際應(yīng)用,供相關(guān)技術(shù)人員參考。

高鐵建設(shè) 軟土地基 施工技術(shù) 施工工藝

近年來(lái)，我國(guó)高鐵建設(shè)的發(fā)展較為迅速，施工中各項(xiàng)技術(shù)均已成熟，軟土地基作為高鐵建設(shè)施工中的控制重點(diǎn)和難點(diǎn)，其施工技術(shù)和工藝更是其中的關(guān)鍵，如何有效地了解高鐵軟土地基的特點(diǎn)和其中存在的問(wèn)題，將是本文討論的重點(diǎn)。

1 高鐵軟土地基的特點(diǎn)

軟土地基在我國(guó)分布范圍較為廣泛，在我國(guó)沿海地區(qū)和水系密度較大范圍的區(qū)域，由于我國(guó)沿江沿海地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展較快，城市建設(shè)也在迅速發(fā)展，在高鐵建設(shè)和城市建設(shè)施工中常常會(huì)遇見(jiàn)軟土地基，軟土地基主要分為淤泥、粘軟類(lèi)土、炭泥類(lèi)土等幾類(lèi)。我國(guó)軟土地基中的含水量很大，軟土地基的主要特點(diǎn)表現(xiàn)在蠕動(dòng)性強(qiáng)、可塑性強(qiáng)以及觸變性強(qiáng)等，軟土地基不經(jīng)過(guò)處理將會(huì)導(dǎo)致地基穩(wěn)定性差、容易發(fā)生沉降、嚴(yán)重時(shí)將會(huì)導(dǎo)致路基開(kāi)裂、下沉和松散，嚴(yán)重影響了工程的穩(wěn)定性和安全性。

高鐵軟土地基的特點(diǎn)較為獨(dú)特，處理方法較為復(fù)雜，總體分析，可以表現(xiàn)在兩個(gè)方面，一是壓縮時(shí)間較長(zhǎng)，造成其發(fā)生變化的主要原因是軟土地基中的粘土顆粒較多，且其自身的滲透性能不強(qiáng)，不同顆粒之間的間隙太小，當(dāng)受到外力進(jìn)行擠壓時(shí)，難以使水分流出。二是其變形量大，當(dāng)相比較其他土質(zhì)地基，軟土地基中所含的有機(jī)組織較多，尤其在江河湖海區(qū)域的變化較大，同時(shí)，軟土地基也會(huì)受到當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)環(huán)境影響，軟土地基所受到的縫隙也會(huì)隨著地下水分的滲入而不斷擴(kuò)大，變形也隨之變大。

2 高鐵軟體地基中存在的問(wèn)題

高鐵軟土地基中存在的的問(wèn)題主要?dú)w結(jié)于兩點(diǎn)，一方面是受到自然環(huán)境影響而產(chǎn)生的不均勻沉降，且其自身受到的承載力及系數(shù)不同，在所處的位置上產(chǎn)生了很大的差異。據(jù)此可知，軟土的重力承受能力低的地區(qū)，其沉降度明顯低于重力承受能力高的地區(qū)，由于這種差異產(chǎn)生的不均勻沉降會(huì)使火車(chē)在行駛的過(guò)程中產(chǎn)生震動(dòng)，同時(shí)也對(duì)軌道產(chǎn)生破壞，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)l(fā)生火車(chē)側(cè)翻。另一方面是受到地基承受能力的影響，由于軟土其自身的特點(diǎn)是具有較強(qiáng)的滲透性及松散性，不能承受較大的重力，高鐵在運(yùn)輸過(guò)程中由于自身的重力過(guò)大將會(huì)導(dǎo)致軟土地基局部坍塌，對(duì)高鐵的正常運(yùn)輸會(huì)影響對(duì)其產(chǎn)生的壓力便會(huì)導(dǎo)致路基局部的坍塌甚至下降，久而久之對(duì)高鐵的正常運(yùn)輸也帶來(lái)了很大的影響。

3 高鐵軟土地基施工中的施工工藝

3.1 粉噴樁施工工藝特點(diǎn)及流程

粉噴樁施工工藝的優(yōu)點(diǎn)可以概括為以下幾個(gè)方面:一方面可以有效地提高軟土地基的承載能力，使軟土地基施工的速度明顯加快。另一方面粉噴樁施工工藝可以使軟土地基產(chǎn)生部分位移，在火車(chē)運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中可以減緩震動(dòng)，粉噴樁工藝主要通過(guò)鉆拌機(jī)器在軟土中不斷攪拌使氣體與地基的充分混合，從而加強(qiáng)了軟土地基對(duì)外部荷載的承受能力。粉噴樁施工工藝流程為:讓粉噴料停留在柱底;攪拌。攪拌分兩次進(jìn)行，目的分別是確保樁頭的密實(shí)均勻以及使周?chē)臍怏w與固化劑充分結(jié)合，然后對(duì)下一個(gè)樁子進(jìn)行施工。

3.2 水泥粉煤灰碎石樁(即CFG樁)施工工藝流程及關(guān)鍵技術(shù)

CFG樁施工工藝流程第一步是鉆機(jī)就位，首先用鉛錘線確定鉆桿的垂直程度，高鐵建設(shè)的施工人員應(yīng)該定期的對(duì)鉆機(jī)樁位進(jìn)行檢查，只有鉆機(jī)樁位滿足了國(guó)家的基本要求才能進(jìn)行軟土地基施工作業(yè)。第二步是對(duì)混合原料進(jìn)行攪拌，在攪拌期過(guò)程中要嚴(yán)格控制混凝土的攪拌時(shí)間，并記錄數(shù)據(jù)和備份。第三步是鉆機(jī)鉆入成孔，灌注混凝土，在這個(gè)環(huán)節(jié)中需要注意的是鉆孔的偏差情況以及鉆身的震動(dòng)情況，并將其記錄下來(lái)使其成為地質(zhì)復(fù)核狀況的參考依據(jù)。

4 高鐵建設(shè)中新技術(shù)的應(yīng)用

當(dāng)前高鐵建設(shè)在不同地域受到環(huán)境影響不同，不同地高鐵建設(shè)技術(shù)和方法也不相同，目前我國(guó)使用方法較多的有土質(zhì)置換法、軟土表層處理方法、粉噴樁加固處理方法等。

4.1 土質(zhì)置換法

土質(zhì)置換法是采用承載力較大的土壤替換掉原來(lái)的軟土，使其擁有較大的承載力，減小地基的沉降量，有效地提高土壤的穩(wěn)定性，其適用范圍較為廣泛，同時(shí)適用于暗洪、淤泥土質(zhì)和暗溝等場(chǎng)地，適用方法較為簡(jiǎn)單，可行性較強(qiáng)，通常采用人工開(kāi)挖以及爆破等方法進(jìn)行施工，但其也有不少的缺點(diǎn)，如置換工程量較大，成本較高等。

4.2 軟土表層處理方法

軟土表面地基處理方法和土質(zhì)置換法相比較，其在工程量和工程造價(jià)上有很大的優(yōu)化，軟土地基處理方法主要通過(guò)排水、敷設(shè)以及砂墊層和相關(guān)添加劑等方法來(lái)提高地基的強(qiáng)度，此種方法主要以下幾種表現(xiàn)形式:

(1)土地表面排水技術(shù)。軟土表面排水處理方法適用于土質(zhì)較好但含水量較大的軟土地基，在正常施工中要在土地表面進(jìn)行溝槽開(kāi)挖，同時(shí)把水排干，使其表層的含水量減少，保證施工機(jī)械的正常進(jìn)行。

(2)敷設(shè)材料法。敷設(shè)材料法主要適用于土層不均勻的地基，當(dāng)?shù)鼗l(fā)生不均勻沉降時(shí)，為避免火車(chē)在通行過(guò)程中發(fā)生震動(dòng)，利用所敷設(shè)材料的抗剪性能和抗拉性能來(lái)保證施工設(shè)備的正常進(jìn)行，同時(shí)達(dá)到減少地基局部沉降的目的。用于敷設(shè)的材料有化纖無(wú)紡布、土工布及玻璃纖維隔柵等。

(3)砂墊層法。砂墊層法主要適用于軟土層上部土層薄且含水量大的地基，這種方法主要就是在軟土地基上敷墊一層0.5～1.2m厚的砂墊層。運(yùn)用了砂墊層法不僅可以使軟土層固結(jié)，讓砂墊層在充當(dāng)上部的排水層的同時(shí)，也可以充當(dāng)填土內(nèi)的地下排水層，從而使填土內(nèi)的水位降低。同時(shí)還要做好地基的處理工作以保證施工設(shè)備的正常運(yùn)行。此外，在施工過(guò)程中需要注意的兩方面問(wèn)題:一是施工機(jī)械使用的問(wèn)題。在使用機(jī)械時(shí)，首先要確定使用機(jī)械的重量，以及地面的最大承載力，同時(shí)還要保證偏心程度和地面的強(qiáng)度，保證施工機(jī)械能夠正常運(yùn)行軟土地基往往會(huì)需要比較厚的砂墊層，從而使成本增加，這種方法一般與表層排水并用。二是在進(jìn)行砂墊層施工時(shí)需要敷設(shè)樣板。在使用推土機(jī)等設(shè)備進(jìn)行攤敷作業(yè)時(shí)，要盡可能的將墊層做均勻以保證質(zhì)量。在進(jìn)行填土?xí)r，如果采用的是透水性

············比較差的粉土，坡腳周?chē)纳皦|層可能會(huì)被土覆蓋，從而影響水的排放，所以在進(jìn)行砂墊層施工時(shí)敷設(shè)樣板是必須的一道工序。

(4)添加劑法。對(duì)于粘性土成分的地基主要采用添加劑法，如生石灰、熟石灰、水泥等。這種在地基表層粘性土內(nèi)摻入添加劑的方法，使地基的壓縮性和強(qiáng)度得以加強(qiáng)來(lái)保證施工機(jī)械正常運(yùn)行的同時(shí)，還可以有效地提高填土的穩(wěn)定性。此外，在現(xiàn)場(chǎng)攪拌類(lèi)似石灰類(lèi)的添加材料，一方面可以使土壤的含水量有效地降低，從而使土質(zhì)得到改善，添加劑的使用還會(huì)促使地基固結(jié)，改變軟土地基的地質(zhì)情況和穩(wěn)定性。

4.3 粉噴樁加固處理法

粉噴樁的應(yīng)用有多種優(yōu)點(diǎn)，可以有效提高高鐵路基中軟土地基的承載能力，提高高鐵建設(shè)速度，同時(shí)還以大大提高建設(shè)的質(zhì)量。粉噴樁的具體應(yīng)用可以有效地減低軟土地基的側(cè)向位移，保證高鐵建設(shè)中軟土地基能夠在短時(shí)間內(nèi)穩(wěn)定下來(lái)。粉噴樁具體施工中的處理法主要表現(xiàn)為以下幾點(diǎn):

(1)做好粉噴樁施工前的準(zhǔn)備工作。在進(jìn)行粉噴樁施工前，相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是衡量施工質(zhì)量的重要條件之一，需要將各項(xiàng)技術(shù)資料掌握齊全，比如施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)檢驗(yàn)報(bào)告、土質(zhì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告、施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、添加劑等相關(guān)在室內(nèi)配比的試驗(yàn)報(bào)告、粉噴樁的設(shè)計(jì)樁位圖等。然后要對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行清掃整理工作，保證施工現(xiàn)場(chǎng)干凈且平整，像是低洼不平的地方要進(jìn)行回填工作，極軟的地表進(jìn)行敷設(shè)碎石工作等。最后要檢查好相關(guān)施工設(shè)備，對(duì)機(jī)械組裝并進(jìn)行試驗(yàn)運(yùn)轉(zhuǎn)，保證機(jī)具設(shè)備的正常使用。

(2)嚴(yán)格把關(guān)粉噴樁的相關(guān)原材料，原材料直接關(guān)系著施工的質(zhì)量。為保證粉噴樁相關(guān)材料的質(zhì)量，尤其是水泥，必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)即出廠合格證、質(zhì)量合格檢驗(yàn)書(shū)進(jìn)行選購(gòu)，嚴(yán)禁使用結(jié)塊變質(zhì)、受潮、過(guò)期等沒(méi)有質(zhì)量保證的水泥。

(3)使用正確的施工工藝。粉噴樁施工工藝要根據(jù)實(shí)際測(cè)量的各項(xiàng)參數(shù)和設(shè)計(jì)要求的配比等來(lái)確定，大多數(shù)情況下上試樁為五根，在試樁后可以確定單位時(shí)間的噴粉量、攪拌速度、噴氣壓力、鉆機(jī)速度等，然后按照相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行操作。總之，粉噴樁施工工藝要根據(jù)實(shí)際情況而定。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著近年來(lái)高鐵的不斷發(fā)展，在高鐵建設(shè)中經(jīng)常會(huì)遇到軟土土質(zhì)，所以總結(jié)出一套適合我國(guó)高鐵建設(shè)的實(shí)施施工工藝迫在眉睫，這樣才能大力提高高鐵的建設(shè)質(zhì)量。在進(jìn)行軟土地基施工時(shí)由于地質(zhì)條件和復(fù)攪深度對(duì)于樁體的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度都有很大的影響，所以需要充分重視這些問(wèn)題。

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