高速鐵路路橋過渡段地基加固技術研究

摘要：近年來，隨著高速鐵路的快速發展，路橋過渡段差異沉降問題日益凸顯，尤其是位于軟基等特殊地基條件下的高速鐵路工程，且隨著列車車速和列車軸重的不斷提高，對過渡段處的差異沉降要求更為嚴格，\"橋頭跳車\"問題己成為影響高速列車行車安全的重要因素之一。鑒于目前的現狀，本文系統地分析了軟土地段高速鐵路路橋過渡段的沉降規律并提出了相應的地基處理方法。

關鍵詞：高速鐵路；路橋過渡段；地基加固技術

1、過渡段線路結構差異沉降原因分析

1.1地基條件原因

一般情況下，高速鐵路的橋涵常位于河流、河谷、溝壑等地勢較低處，且多為軟土地基，地質條件較差，工后沉降較大，與隧道或路基處的地質條件差異大。橋臺下部常采用樁基礎，與路基或隧道基礎在荷載傳遞上存在明顯差異，因此變形規律也會存在很大不同，產生差異沉降。此外，不同結構、不同性質的地基其所產生的沉降和沉降達到穩定所需要的時間也不同，這些也會引起地基土變形的不一致。

1.2壓實度不合格

在路橋過渡段的施工中，應依照臺背的標準進行填筑，臺背填土壓實度受到多方面因素的影響，例如施工材料和施工設備，如果路橋臺背填土的壓實度不合格，會導致過渡段路基沉降。

1.3填土材料不合格

路基填料與橋臺材料相比強度較低，如果不合理選擇路基填土材料，就不能保證壓實度達到標準，長此以往會導致過渡段沉陷。

1.5設計及施工原因

在施工組織過程中對工序安排不當，沒有考慮到過渡段施工的特殊性，常將過渡段處的填土碾壓工作安排在施工后期，經常遇到的趕工期會使其施工速度過快，難以控制施工質量，使過渡段處填土本身壓實度不夠而出現沉降變形。

1.6工程標段劃分原因

路基工程作為鐵路建設投資節約控制的主要對象，在標段劃分時常常將其與橋梁分割，因此在施工中對于路橋過渡段經常考慮不周，為其工程質量埋下隱患。此外，作為保證線路通車及安全的關鍵性因素，規模大投資多的橋梁工程常被看作重點工程，而對路基工程的重視度不足，這種“重橋輕路”的現象時有發生。

1.7荷載及沖擊作用

當高速列車通過路橋過渡段時，由于軌道的不均勻變形和結構剛度差異，會加劇列車與線路的振動，輪軌之間的相互作用力增加，導致軌道及路基累積變形增大，威肋、線路的通行能力和列車運行安全。且隨著列車行車速度的提高以及軸重的增大，動荷載的沖擊作用也隨之增大，加劇不均勻沉降的發展。因此車速越快、軸重越大，對差異沉降的控制要求就越高。

2、路橋過渡段地基加固技術

2.1換填墊層法

當不滿足設計要求的軟土地基的土層厚度較小時，可將基礎底面以下一定范圍內的軟土層挖除并分層換填強度較大、穩定性較好的土體或材料，并使密實度達到要求，這種方法就是換填墊層法。其基本原理即修筑前挖除淺層不良地基土，然后分層填筑并夯實換填材料。墊層按換填材料可分為砂墊層、碎石墊層，粉煤灰墊層、干渣墊層、土墊層等。施工時的夯實方法包括機械碾壓、平板振動和重錘夯實等。

換填墊層法有很多優點，主要可明顯提高地基承載力并減小沉降量，在一定程度上消除了土的濕陷性和脹縮性，此外還能改善土體的抗液化性以及避免土體發生凍脹。其缺點是當換填材料土方量較大時會浪費土地資源。

該方法一般適用于處理淤泥質土、素填土、雜填土、沖填土等淺層非飽和軟弱土層，此外還可用于處理濕陷性黃土、膨脹土、季節性凍土等，處理深度一般為2-3m通常用于公路和建筑的淺層軟基處理，以及低洼區域的填筑和基坑面積寬大、開挖土方較大的回填土工程。

2.2深層水泥攪拌法

在多種軟土地基處理技術中，深層水泥攪拌樁技術也是比較常見的一種，其主要應控制好以下幾方面：①懸掛吊錘。在主機上安裝懸掛吊錘，調整好攪拌樁垂直度，確保水泥攪拌樁處在標準的垂直度范圍之內；②開展質量檢查，重點檢查水泥的實際用量；③合理制定水泥攪拌的配合比，嚴格把控水泥攪拌過程，保證其完全符合相關標準；④利用灰漿攪拌機，在根據配置好的配合比攪拌水泥漿之后，借助攪拌機對其進行調整，保證攪拌機可以在噴射的同時保持旋轉，最后把攪拌機下降到一定高度，重復進行上下攪拌。

2.3高壓噴射注漿法

在多種路橋工程軟土地基處理技術中，高壓噴射注漿法也是操作方法比較簡單的一種，主要適用于砂類土與黏性土。該種處理技術是在鉆機的鉆孔當中，借助高壓設備形成高壓的漿液射流，在需要加固的軟土地層中插入注漿管，進而切割破壞土體。與此同時，必須要對漿液和土體進行攪拌，保證其均勻性，進而確保水泥土體有較高的強度以及截水帷幕的功用。需要注意的是，直徑比較小的土體顆粒會在水面上浮出，其他顆粒則會在向心力、重力等各種力的作用之下，和漿液混合，按照相應的比例進行重新排列。

2.4排水固結法

在路橋工程軟土地基的處理方法中，排水固結法的主要用處是用來控制地基沉降。該種處理技術在大部分情況下，會和鋪筑砂層處理技術相融合而使用，以此來獲得更好的效果。除此之外，也可以在公路地基中，設置袋裝沙井、塑料排水帶等，這類豎向的排水裝置會借助逐漸加載的方法來實現建筑物自身重量的加載。

2.5強夯法

強夯法又名動力固結法，即通過重達30t左右的重錘和20m左右的落距反復對地基土施加沖擊能，沖擊過程中產生的沖擊波可降低土體壓縮性、提高地基上的強度、改善砂土的抗液化條件等。同時，反復的夯擊還可改善土層的不均勻性，降低未來發生不均勻沉降的可能性。該方法適用于處理低飽和度的粘性土以及濕陷性黃土。

3、結束語

高速鐵路是一種高效、快捷的軌道交通運輸方式，它具有高速、穩定、安全、舒適等優點。隨著我國國民經濟的快速增長以及人民物質生活水平的不斷提高，修建高速鐵路網既是我國人民日益增長的物質需要，也是為適應國際、國內交通運輸市場競爭的必然要求，因此積極探索高速鐵路路橋過渡段地基加固技術具有重要的現實意義。

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