分析鐵路工程施工中軟基路基處理技術(shù)的應(yīng)用

文/周瓊 北京鐵城建設(shè)監(jiān)理有限責(zé)任公司 北京 100855

如今，我國鐵路事業(yè)飛速發(fā)展，極大的方便了國民日常生活。而在鐵路工程建設(shè)中，時常會遇到軟基問題，軟基不可直接作為鐵路路基，必須采取措施加以處理，直到地基承載力能夠達(dá)到設(shè)計和規(guī)范的要求。

1、工程概況

某擬建鐵路工程C 標(biāo)段正線總長約21.3km，起訖樁號DK39+511～DK64+000。經(jīng)前期地質(zhì)勘察，軟基分布范圍包括以下四段：DK39+7511～DK41+272；DK43+091～ DK44+860；DK46+130～ DK57+850；DK58+500～DK59+300。因軟基不具工程性質(zhì)，鐵路運(yùn)營時易產(chǎn)生不均勻沉降，影響正常運(yùn)營和運(yùn)營安全，故需采用合理技術(shù)措施加以處理。現(xiàn)圍繞本工程實際情況，對其軟基處理技術(shù)應(yīng)用做如下深入分析。

2、軟基換填施工

2.1 施工準(zhǔn)備

（1）檢查并復(fù)核施工范圍內(nèi)的所有水準(zhǔn)控制點(diǎn)與導(dǎo)線，然后使用水準(zhǔn)儀和全站儀測量并確定換填部位及深度，使用白灰灑線，防止超挖與欠挖。

（2）填料為細(xì)粒土含量在10%以內(nèi)，且滲透系數(shù)不低于1.0 ×10-3cm/s 的粗或巨粒土，注意細(xì)砂不可作為軟基換填材料。

2.2 施工方法

2.2.1 清淤

采用機(jī)械設(shè)備按照從上到下的順序開挖到和設(shè)計深度相距30-50cm 的部位，然后采用人工進(jìn)行清底。清淤應(yīng)干凈徹底，為后續(xù)施工奠定良好基礎(chǔ)。將淤泥挖除干凈后，利用自卸汽車將淤泥運(yùn)輸?shù)街付ǖ攸c(diǎn)存放，避免對周圍環(huán)境造成破壞與污染。完成清淤后，若坑底部存在滲水，需在基坑的周圍開挖臨時排水設(shè)施，然后用水泵將積水抽干[1]。以上工作完成后，由監(jiān)理工程師進(jìn)行檢查，經(jīng)檢查確認(rèn)合格后，方可進(jìn)入到下一道工序。

2.2.2 填前處理

當(dāng)自然橫、縱坡超過1:5 時，需在底面開挖臺階，其寬度應(yīng)達(dá)到3m 以上，并在臺階的頂部設(shè)置向內(nèi)傾斜的斜坡，坡度按2%-4%控制。

2.2.3 分層填筑

回填施工按照路基填筑基本要求實施，在回填過程中應(yīng)以平行線為依據(jù)對填料的標(biāo)高進(jìn)行分層控制；填料的攤鋪和碾壓都應(yīng)分層進(jìn)行，松鋪厚度一般控制在30cm 以內(nèi)，攤鋪的寬度應(yīng)比設(shè)計寬度大50cm。

填筑方法為橫斷面全寬和縱向分層。如果原地面存在高差，應(yīng)從最低處開始向上分層填筑，對填料進(jìn)行運(yùn)輸時，需要對卸料的密度進(jìn)行嚴(yán)格控制，采用方格法將方格畫好之后，開始卸料。在填筑區(qū)段卸好一層料之后，利用推土機(jī)和挖掘機(jī)將其攤鋪整平，使整個攤鋪面做到平順且均勻，確保之后的壓路機(jī)輪可以與攤鋪面充分接觸，保證碾壓效果。另外，在碾壓之前，要對粒徑在15cm 以上的石塊進(jìn)行解小[2]。

2.2.4 碾壓

填料需使用振壓機(jī)碾壓，在壓實過程中，應(yīng)先碾壓兩側(cè)，再碾壓中間，碾壓的路線為縱向平行，使碾壓反復(fù)進(jìn)行。一般第一遍碾壓采用靜壓方式，之后先慢后快，從弱到強(qiáng)，壓路機(jī)行駛速度不能超過4km/h。壓路機(jī)的橫向接頭需保持0.4-0.5m的重疊，保證碾壓的均勻性，無死角與漏壓[3]。碾壓可將石料之間的密實狀態(tài)作為質(zhì)量判定標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)完成碾壓后表面沒有明顯的標(biāo)高差，且壓實層的頂面保持穩(wěn)定，無下沉與輪跡時，則可判定碾壓合格，填料處于密實狀態(tài)。碾壓完成后，先進(jìn)行自檢，確認(rèn)合格后由監(jiān)理工程師進(jìn)行抽檢，經(jīng)抽檢合格后對上一層進(jìn)行填筑與碾壓。

3、水泥攪拌樁施工

圖1 鐵路軟基水泥攪拌樁施工工藝流程

鐵路軟基水泥攪拌樁施工工藝流程如圖1所示。

3.1 施工準(zhǔn)備

（1）水泥為普硅水泥，用量按55kg/m 控制，水泥漿的水灰比設(shè)計確定為0.45-0.55，在制備水泥漿的過程中，需摻加適量的外加劑，如三乙醇胺和石膏[4]。

（2）根據(jù)施工要求準(zhǔn)備好各類機(jī)械設(shè)備，同時在機(jī)械設(shè)備使用前還要進(jìn)行調(diào)試與標(biāo)定，確認(rèn)其處在最佳工況。

（3）本工程水泥攪拌樁的直徑為0.5m，長度在6-8m 范圍內(nèi)，樁間距為1.3-1.4m，現(xiàn)場按照正三角形進(jìn)行布置。

（4）施工開始前先對施工范圍內(nèi)的障礙物進(jìn)行清理，再用推土機(jī)將場地的表面整平和壓實。

（5）檢查并復(fù)核施工范圍內(nèi)的水準(zhǔn)點(diǎn)、基準(zhǔn)點(diǎn)與基軸線。將基準(zhǔn)點(diǎn)標(biāo)好以后，做好相應(yīng)的編號及標(biāo)志，予以妥善保護(hù)。借助全站儀對樁位邊線實施測定；施工范圍內(nèi)存在的每個樁都要做好測量定位，使用木樁將其標(biāo)記清楚，最后做好測量與記錄，為后續(xù)檢查復(fù)核奠定基礎(chǔ)。

（6）正式開工前設(shè)置數(shù)量符合要求的試樁，以此確定適宜的操作參數(shù)，如泵送的時間、攪拌機(jī)提升速度與復(fù)攪深度等，并對攪拌的均勻性進(jìn)行驗證，掌握下鉆及鉆頭提升阻力等實際情況，同時制定行之有效的措施。

3.2 施工方法

3.2.1 樁機(jī)就位

（1）安排專人對樁機(jī)就位進(jìn)行指揮，在移動樁機(jī)之前，先對樁機(jī)的周圍進(jìn)行檢查，確認(rèn)是否存在障礙物，當(dāng)有障礙時，應(yīng)立即排除。樁機(jī)移動到指定位置后，對其定位情況進(jìn)行檢查，若發(fā)現(xiàn)較大偏差，應(yīng)立即調(diào)整和糾正[5]。

（2）樁機(jī)的就位必須保持平穩(wěn)和周正，樁機(jī)的攪拌頭、動力頭和樁位中心必須處在同一垂直線，攪拌頭定位偏差應(yīng)控制在5cm 以內(nèi)，而垂直偏差應(yīng)控制在1%。

3.2.2 預(yù)攪下沉

（1）使用鋼絲繩把攪拌機(jī)吊于起重機(jī)上，然后用膠管進(jìn)行連接，確認(rèn)攪拌機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)正常后，開啟電機(jī)，松開鋼絲繩，由攪拌機(jī)的自重開始對土層進(jìn)行切削下沉。

（2）在施工過程中，應(yīng)使用電流監(jiān)測表對下沉速度進(jìn)行嚴(yán)格控制，通常情況下不能超過0.38-0.75m/min。

3.2.3 水泥漿制備

預(yù)攪下沉過程中，用拌漿機(jī)根據(jù)設(shè)計配合比進(jìn)行水泥漿的拌制，待攪拌機(jī)下沉至設(shè)計要求的深度后，向集料斗內(nèi)灌入泥漿。

3.2.4 噴漿攪拌提升

待攪拌機(jī)下沉至設(shè)計要求的深度后，對攪拌頭進(jìn)行上提，再啟動灰漿泵，使水泥漿進(jìn)入到地基當(dāng)中，在漿液流動至噴漿口處后，按照0.3-0.5m/min 的速度在噴漿的同時對攪拌機(jī)進(jìn)行提升。

3.2.5 重復(fù)攪拌

將攪拌機(jī)提升到設(shè)計確定的加固深度后，將集料斗中剩余的水泥漿都清除干凈。為了使水泥漿與軟土之間的攪拌達(dá)到均勻，需要在攪拌頭提出后再次旋轉(zhuǎn)進(jìn)入軟土層中，到設(shè)計確定的加固深度后，二次提升，并在提升的過程中向地層中壓入一定量水泥漿。

3.2.6 清洗

攪拌完成后，向料斗中添加一定量的水，啟動灰漿泵，對管路中殘留泥漿進(jìn)行清洗，到基本干凈為止，防止管路中的泥漿干硬造成堵塞，影響后續(xù)正常使用。

3.2.7 樁機(jī)移位

將攪拌機(jī)提出到地面上以后，將電機(jī)關(guān)閉，再把樁機(jī)移動到下一個樁位，對以上步驟進(jìn)行重復(fù)，完成下一個樁的作業(yè)。

3.2.8 技術(shù)要求

（1）水泥和外加劑的類型、質(zhì)量與規(guī)格都必須滿足設(shè)計要求。

（2）在成樁之后，樁徑應(yīng)達(dá)到0.5m 以上，樁間距的偏差應(yīng)控制在10cm 以內(nèi)，且垂直度的偏差應(yīng)控制在1.5%以內(nèi)。

（3）在成樁28d 后進(jìn)行抽芯取樣以確定無側(cè)限抗壓強(qiáng)度，抽檢的數(shù)量應(yīng)達(dá)到總數(shù)的2%，同時不能少于3 根，當(dāng)抗壓強(qiáng)度在1.2 MPa 以上時，視為合格。另外，復(fù)合地基形成后，其承載力應(yīng)達(dá)到150kPa 以上。

3.3 質(zhì)量控制

開鉆之前，先利用清水對管道進(jìn)行清洗，同時檢查管道是否堵塞，管道中的水排除干凈后，即可開始下鉆。對于預(yù)攪下沉速度，采用電流監(jiān)測表進(jìn)行控制，要求工作電流不能超過額定電流。在鉆機(jī)進(jìn)入到軟土層后，電流將顯著增加，此時應(yīng)放慢速度進(jìn)行提鉆噴漿。因深度較大或土質(zhì)較粘而發(fā)生堵管時，應(yīng)立即進(jìn)行疏通。將管道疏通好以后，需要在上、下分別進(jìn)行噴攪，避免發(fā)生斷樁。為提高樁頂?shù)膹?qiáng)度，每個樁均要在其下部實施復(fù)攪，樁底噴漿持續(xù)時間應(yīng)達(dá)到30s 以上，確保漿液能夠到達(dá)樁頂處，之后再進(jìn)行攪拌和提升。在成樁時，如果因故中斷施工，則需要把攪拌頭下沉到停漿點(diǎn)下部0.5m，確認(rèn)供漿恢復(fù)正常后再進(jìn)行持續(xù)攪拌和提升。另外，如果停機(jī)的時間達(dá)到3h 以上，則需要對管道進(jìn)行拆卸清洗。

結(jié)語：

綜上所述，軟基是鐵路工程建設(shè)常見問題之一，施工中應(yīng)根據(jù)工程實際情況，制定有效施工技術(shù)處理軟基。本工程通過對以上兩項技術(shù)措施的應(yīng)用，順利完成軟基處理施工，并經(jīng)檢查確認(rèn)質(zhì)量合格，處理后地基承載力達(dá)到設(shè)計與規(guī)范的要求。