鐵路軟弱路基基底處理措施

郎兆福

摘 要：隨著我國經濟的不斷發展，鐵路建設也隨之快速發展，軟土路基是鐵路工程建設中經常遇到的問題。本文主要通過對軟土物理特性的分析，闡述鐵路軟弱地基的具體處理措施。

關鍵詞：鐵路;軟弱路基;基底處理

軟土是一種性質差、親水性強的土壤。因此，軟土的含水量、塑性和壓縮性相對較高，而滲透性和抗剪強度相對較低。因此，在路基填筑前，必須采取相應的技術措施解決軟土問題，否則會出現盆形沉降、穩定性和不均勻沉降等問題。

經過風化、侵蝕、搬運和沉積后的巖石，形成各種松散物質，我們一般稱之為土壤。根據成因的不同，土壤可分為殘積土、坡積土、洪積土和湖沼沉積土等。而我們所提到的軟土主要是在靜水或者是緩慢流水環境中所存在的顆粒較小的近代沉積物。軟土含有較大的水分，壓縮性也比較高，可是水的滲透性以及土質的承載力卻是很低，軟土是一種飽和粘性土，在鐵路建設中一旦遇到軟土一定要立刻采取有效措施解決。

1 軟土的物理力學性質

因鐵路現場試驗條件的限制，只能測定軟土路基的含水量和液塑限，很難對其他軟土指標進行定量評價，但這種軟土路基應具有軟土性質，因此，介紹軟土的物理力學性質對認識軟土的危害性，尋找最經濟適用的解決方案具有重要意義。

1.1 含水量高

在我國鐵路建設中，有幾段軟弱路基呈淺黑色。在某些深部，它們是鐵褐色或淺灰色。在淺部，我們可以看到植物的根。土地天然含水量較高，在17%至33%的范圍之中。軟土的飽和度一般都會超過90%，液限也都會在35%到60%之間，軟土的孔隙也都比較大，超過1。軟土由于天然含水量比較高，泥土的孔隙也都比較大，所以地基變形情況也就比較嚴重。

1.2 透水性差

軟土滲透性較差，中間有一定的帶狀砂層。這樣，軟土中的水會在水平方向上更多地滲透，水不能滲透，不利于地基排水固結。加載后，軟土的沉降速度加快，沉降時間延長。此外，在荷載開始時，地基中的孔隙水壓力相對較高，對地基的強度有一定的影響。

1.3 高壓縮性

軟弱土壤的孔隙相對較大，易壓縮，在鐵路基礎施工中會產生較大程度的沉降。

1.4 觸變性

軟弱土壤具有一定的絮凝結構，屬于結構性泥沙，與泥沙接觸時會發生變化。如果軟土結構沒有破壞，那么軟土就具有一定的結構強度。然而，經過一定的干擾后，軟土的原有結構遭到破壞。因此，在采集軟土樣品時，往往無法選取能反映土地實際情況的軟土。

1.5 流變性

軟土所具有的流變性包括有蠕變、流動、應力松弛以及長期強度等方面的特性。其中蠕變特性所指的主要在負荷不變的情況下，軟土的變形程度會隨著時間的推遲而改變;流動特性指的是應力產生變化的時候，軟土變形的速率就會出現相應的改變;應力松弛特性所指的是在恒定不變的條件下，應力將會隨著時間的推遲而逐漸減少;長期強度特性所指的是軟土在長期的強度負荷之下，軟土的強度會隨著時間的變化而產生相對應的變化。所以，通常在剪應力作用的情況下，軟土都會發生緩慢的剪切變形并且將延續很長的時間。

2 鐵路軟土路基的處理方法

根據地基土的工程特性，選用適當的處理措施。經過長期的實踐，在鐵路工程中形成了多種形式的軟土地基處理方法，結合很多的施工企業多年施工經驗及有關專家學者的論述進行總結歸納如下：

2.1 換填墊層法

當軟土層厚度不大時，可將路基面以下處理范圍內的部分或全部軟土層挖除，然后換填或回填強度較高的土或其它穩定性好、無侵蝕性的材料（一般為透水性好的中粗砂）緩沖。該方法經濟實用的高度為2 m～3 m，如果軟土層厚度過大，換填方法會增加棄方和土方量，增加工程造價。通過更換高抗剪強度的地基土，可以達到提高地基承載力的目的，滿足結構對地基的要求。

主要加固方法有換填、拋石擠淤、墊層、強夯擠淤幾種。墊層法根據材料的不同可分為砂（礫石）墊層、碎石墊層、粉煤灰墊層、干渣墊層、土（灰土、二灰）墊層。代表方法有砂墊層法及換填法。

砂礫墊層：當路堤高度小于極限高度的2倍，軟土層較薄，填筑材料比較困難，或雨季施工時，采用砂礫（砂）墊層，在填土與基底之間設一排水面，從而使地基在受到填土荷載后，迅速地將地基土中的孔隙水排出，加快固結速度，提高地基的承載力，減少沉降，防止地基局部剪切變形。要注意控制填土速度，所用的材料為含泥量不大于5%的潔凈中粗砂，或最大粒徑小于5 cm的天然級配砂礫。

換填法：在軟土厚度不大于2 m時，利用滲水性材料（砂礫或碎石）進行置換填土，可以降低壓縮性，提高承載力，提高抗剪強度，減少沉降量，改善動力特性，加速土層的排水固結。它的特點是施工工藝簡單，但費用比較高。

拋石擠淤：當軟土或沼澤土位于水下，更換土施工困難，且厚度小于3 m，表層無硬殼、基底含水量超過液限、路堤自重可以擠出的軟土之上，排水比較困難時，采用拋片石（直徑一般不小于30 cm）擠淤的方法。從中部開始拋石，逐漸向兩邊延伸，擠出淤泥，提高路基強度。

2.2 深層密實法

采用爆破、夯擊、擠壓和振動及加入抗剪強度高的材料等方法，對地基深層的軟弱土體進行振密和擠密的地基加固方法稱為深層密實法。適用于軟土厚度>3 m的中厚軟土的加固，分布面積廣的軟基加固處理，其加固深度可達到30 m。通過振動、擠壓使地基中土體密實、固結，并利用加入的具有高抗剪強度的樁體材料置換部分軟弱土體中的三相（氣相、液相與固相）部分，形成復合地基，達到提高抗剪強度的目的。

強夯法：對于砂土地基及含水量在一定范圍內的軟弱粘性土地基，可采用重錘夯實或強夯。它的基本原理是：土層在巨大的沖擊能作用下，土中產生很大的壓力和沖擊波，致使土體局部壓縮，夯擊點周圍一定深度內產生裂隙良好的排水通道，使土中的孔隙水（氣）順利排出，土體迅速固結。強夯后地基承載力可提高3～4倍，壓縮性可降低200%～

1 000%。其佳夯擊能：從理論上講，在最佳夯擊能作用下，地基土中出現的孔隙水壓力達到土的自重壓力，這樣的夯擊能稱最佳夯擊能。因此可根據孔隙水壓力的疊加值來確定最佳夯擊能。某鐵路滑坡體的堆積破碎泥巖堆積物厚度4 m～

12 m。從土樣的土工試驗報告可知為低液限黏土含水量29.8～20.2，凝聚力13.8 kPa～12.2 kPa，內摩擦角13.8～20.2。擠密砂樁、碎石樁加固法：屬于復合地基的一種，當軟土層較厚，換填處理比較困難，地基土屬于非飽和粘性土或砂土時，采用擠密砂樁或碎石樁加固法，可以使地基土密實，容重增加，孔隙比減少，防止砂土在地震或受震動時液化，提高地基土的抗剪強度和水平抵抗力，減少固結沉降，使地基變均勻，起到置換、擠密、排水作用，防止地基產生滑動破壞，提前完成沉降，減少沉降差。

2.3 排水固結法

在軟土地基上加壓處理，配合內部排水，加速軟土地基的排水，加速軟土的固結，稱為排水固結法。適用于各種淤泥、淤泥質粘土和飽和粘土地基的處理。在附加荷載作用下，軟土地基逐漸釋放孔隙水，降低孔隙比，產生固結變形。在這個過程中，隨著超孔隙水壓力的逐漸擴散，土體的有效應力增大，沉降提前完成或沉降速度加快。

主要加固方法：堆載預壓法、砂井法、袋裝砂井、真空預壓法、電滲排水法、降低地下水位法、塑料排水板法。

預壓處理：分為超載預壓、等載預壓和欠載預壓等，其施工工藝簡單，但工期較長，超載預壓的時間一般為6個月，通常與排水處理地基相結合使用。

3 結語

總之，在研究、發展鐵路軟土路基處理方法的同時，開展對我國現有地基處理技術的系統總結，及時總結我國地基處理技術的經驗、引領地基處理技術的發展方向，對于我國地基處理向高水平的發展也是非常重要的。

參考文獻：

[1]張恒榮.鐵路濕陷性黃土路基基底處理措施[J].黑龍江科技信息，2009（18）：260.

[2]薛吉安.巖鹽地質條件下鐵路路基施工技術探討[J].青海科技，2009（6）：97-100.