地鐵車輛段道床軟土路基處理施工技術研究

邵力

摘 要：地鐵車輛段存在大面積軟基會對地鐵安全運行產生嚴重的負面影響。軟基處理具有一定的復雜度，治理難度較高?；诖?，對地鐵車輛段大面積軟基及相關問題進行分析，對處理應用的施工技術進行探究，希望為地鐵車輛段道床軟土路基處理工作提供一定的參考。

關鍵詞：地鐵車輛段道床；軟土路基；路基處理；施工技術

中圖分類號：U293.3? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：2096-6903（2023）05-0007-03

0 引言

近些年，鐵路城市軌道行業建設進入到高速發展時期，城市軌道交通建設的標準及工程質量也逐步提升。在城市軌道交通建設中，車輛段段床軟土路基含水性較高，透水性較低，壓縮性較高，流變性較強，會致使沉降變形出現。這些問題會使得道床安全穩定性受到影響，對城市軌道交通的安全運行產生嚴重的負面影響?；诖?，文章對地鐵車輛段道床軟土路基的特點進行分析，對軟土路基處理應用的技術進行研究，希望為我國城市軌道車輛安全營運提供一定參考[1]。

1 軟土成因類型及工程性質分析

軟土是沉積形成的細粒土，我國軟土主要是海相沉積以及湖相沉積，其實際孔距相對較大，強度較低，實際含水量較高，同時具有較高的壓縮性。具體從軟土的成因類型以及相應的工程性質兩個方面進行分析。

1.1 軟土成因類型分析

在軟土上修建地鐵車輛段道床，會造成路基穩定性相對較差，容易存在沉降問題，導致城市軌道交通運行受到嚴重的影響。軟土實際含水率高于液限，其壓縮性相度較高，同時強度較低。依照孔隙比與實際的有機質含量，軟土可以進一步細化為淤泥、軟粘性土、泥炭質土以及泥炭。根據沉積環境的不同，可將軟土進一步細化為湖泊沉積、濱海沉積、河灘以及沼澤沉積。

濱海沉積主要由于潮汐以及海浪暗流形成的，顆粒混合松軟，其透水性相對較高，容易出現壓縮性強的情況。湖泊沉積主要由淡水及咸水盆地進行沉積，會存在著相對明顯的層理，具有粉砂，同時結構高度松軟，其實際厚度10～25 m。河灘沉積層具有高度復雜性，厚度變化較大，分布高度不規則，呈現出帶狀形態，實際厚度低于10 m。沼澤沉積主要在地下水流并不暢通的區域，或者地表水流通不暢區域予以形成。

1.2 軟土工程性質分析

軟土是指一種具有較高含水量、較低密度和比較薄的土層，具有較差的工程性質和較高的壓縮變形性。

軟土的主要特征包括：第一，水分含量高。軟土的含水量一般在自重的一半以上，甚至超過200%以上。

第二，相對密度小。軟土的相對密度一般較小，通常在0.3以下。

第三，壓縮性大。軟土的壓縮性較大，容易產生沉降和變形，甚至可能導致地基沉降，結構變形等問題。

第四，無彈性模量。軟土的無彈性模量較小，抗剪強度也較弱，因此對地基和土體的穩定性有較大的影響。

第五，液化危險性。在振動或地震作用下，軟土容易產生液化，導致工程災害。

軟土是一種工程性質較差的土體，因此在工程中需要進行專門的處理和加固，以保證工程的安全和可靠性。

2 工程概況

某案例工程占地面積為72萬㎡，是一個規劃為軌道的綜合開發區，其中車輛段位于?；皆?。由于場區原始地貌主要為灘涂以及海域，地形存在較大的起伏度，因此無法滿足上部建筑對于地基的實際要求，需要對車輛段地基進行處理。

為了更好地處理車輛段地基，根據微地貌特征，將場地進行了區域劃分，共分為4個區。其中，第一區為填石區，位于整體場地北側，原地貌為魚塘，現主要存在堆填開山石。第二區為淤泥隆起區，由于填石區填筑擠壓后產生的隆起，北側與填石區銜接，南側為實際場地內現有的塘梗與阻塞，形成了一條狀的淤泥隆起帶。第三區為魚塘河涌區，位于場地的南部以及東部魚塘，具有高度的平坦性。第四區為雜填土區，位于南側及北側，是包圍原魚塘的河涌區，東側與場地外的臨時土路連接，地勢較為平坦。

由于車輛段處于?；皆?，地基為軟土層，且存在微地貌特征的差異性，因此需要針對不同區域制定相應的地基處理方案，以保證整個工程的安全和可靠性[3]。

3 地鐵車輛段軟基水泥粗沙混合樁施工處理

3.1 粗砂混合樁軟基處理原理

在施工中，應用水泥粗砂混合樁機，將水泥漿液注到需要處理的軟基地層內，應用水泥粗砂混合樁鉆頭，通過其旋轉葉片攪拌軟基土以及水泥漿，使其達到均勻狀態。確保水泥漿與軟基土有效結合，增加其硬度。由此，達成地基硬化的效果，使地鐵車道床軟基沉降速度得以降低，穩定性得到增加。

3.1.1 水泥粗砂混合樁施工要點

根據我國諸多施工地點的地層特征，可應用噴漿方式開展實際施工，施工流程如下：第一，放置水泥粗砂混合樁機。要保證樁位的實際誤差需要低10～50 mm，粗砂混合樁鉆桿實際傾斜度需要低于1%。第二，制作水泥漿。需要依照水灰的實際比例，對水泥將進行制作備用。第三，下沉攪拌。電機開啟后，需要一邊進行噴注水泥漿，一邊開展切除攪拌，確保能夠抵達設定的樁底深度。第四，提升噴漿攪拌。設定的樁底深度達到后，讓電機反轉，繼續進行噴漿作業工作。第五，繼續開展攪拌下沉作業，將攪拌機鉆頭提拉到實際指定高度后，開展后續的噴漿攪拌與相應的下沉作業[4]。第六，開展對噴漿沉樁處理。在其到達指定的深度后，重復噴漿攪拌工作，使其提升到位。

3.1.2 施工過程質量管控要點

3.1.2.1 提前做好沉樁實驗

在對施工場地進行平整后，需要由專業人員記錄技術參數，熟悉施工地點低層的各項技術參數。根據鉆孔巖心取得的土質樣本進行室內配合比的綜合實驗，根據差異化涂料的情況，以16‰、18‰的比例，摻入水泥并且制作模塊。獲取水泥土各類抗壓指標參數，為后續施工提供有效的技術參數保障。

現場開展具體試驗，觀察1 d、3 d及7 d齡期沉樁情況，對于樁體硬度跟隨當前土質的變化，以及相應的水泥摻入不同參數的規律性予以掌握。此外，還需要對28 d樁身硬度進行抽芯檢測工作，確保質量控制不存在死角。

3.1.2.2 技術交底

技術交底是指在施工前，施工管理人員將工程圖紙、施工方案、工程量清單等相關資料向參與施工的工作人員進行詳細講解，明確各項工作任務、工藝要求、質量標準、安全措施等方面的要求，確保每個工作人員對工程的任務和要求都有充分的認識和理解。

具體來說，進行技術交底應注意以下6個要點：①確保施工人員對工程的任務和要求充分理解，以保證施工質量和安全。②對每項工作進行逐一說明，包括工程的圖紙、設計、施工方案、工藝要求、質量標準、安全措施等方面。③強調施工中需要特別注意的問題，厘清施工中可能存在的危險和隱患，提前制定相應的預防措施。④確保施工人員了解施工期間的工作計劃和時間節點，合理安排工作進度。⑤檢查施工人員是否掌握了技術要求，有無疑問和困難，及時解答。⑥將記錄技術交底的過程和內容，作為后續施工質量監督和管理的依據。通過技術交底，可以明確施工工藝和質量標準要求，減少施工中的失誤和差錯，提高施工質量和安全水平。

3.1.2.3 完善樁基施工布置

樁基施工布置是指在施工前，施工管理人員對樁基施工的位置、間距、深度、類型等方面進行詳細的規劃和布置，確保樁基施工符合設計要求，并且能夠滿足工程的使用要求。

具體來說，完善樁基施工布置應注意以下5個要點：①根據設計要求和現場實際情況，確定樁基施工的位置、間距、深度、類型等參數，制定詳細的施工方案。②在施工前，對施工現場進行充分的勘測和調查，了解地質情況、地下管線、障礙物等情況，避免施工過程中出現意外情況。③嚴格按照設計要求和施工方案進行施工，保證樁基的施工質量和工程的安全性。④對施工現場進行嚴格的管理，保證施工過程中的安全和秩序。⑤對施工質量進行全程監督和檢查，及時發現和糾正施工中的問題，保證施工質量符合設計要求。通過完善樁基施工布置，可以確保樁基施工質量和工程安全，降低施工風險，提高工程質量和使用壽命。

3.1.2.4 改良鉆頭，增加其直徑

由于粗砂混合樁實際底層厚度較大，導致切土工作具有一定的難度。粗砂混合樁施工過程中，在交叉攪拌底部的垂直方向上焊接4塊彈簧片鋼板，以此減少切土施工的實際阻力，增加混合的均勻度[5]。為了確保粗砂混合樁搭接寬度設置合理，需要將直徑增加到620 mm，使粗砂混合樁直徑與要求相符。

3.1.2.5 確保樁基垂直度

在試樁試驗結束后，通常需要在粗沙樁實際施工位置上設置30～60 cm厚度的中粗砂墊層，以防止場地出現陷機情況。配備50 cm的水平測量尺來校正每臺樁機的鉆頭垂直度，并在具體施工開始之前將垂直線懸掛在操作臺前，以更有效地調整垂直度。

3.1.2.6 定量制作水泥漿

在實際施工過程中，需要對水泥漿進行定量制作。施工技術人員需要根據實際施工需求，有效計算水泥用量。對每個粗砂混合樁，需要配置適量的水泥，以確保水泥參數的相關指標符合整體樁體的設計要求。在水泥容器上明確相應的液位，以開展更有效的施工。配備稱重器，隨時關注水泥漿質量的變化。

3.1.2.7 管控孔深及樁長

施工前，應對鉆桿長度進行詳細標注，標記樁基鏈條深度，以確保隨時掌握鉆孔深度。鉆機到達實際深度后，應在原位旋轉，進行水泥漿灌注，以確保水泥漿攪拌與設計指標相符。

3.1.2.8 強化對提升速度的管控

實際提升速度需要控制在1 m/min以內。對出現淤泥的孔內需要增加噴漿量，以保證噴漿的均勻性。

3.1.2.9 管控施工裝備

施工技術人員需要根據測控點的實際位置進行精確定位，并對于粗沙水泥樁應用中的樁距450 mm及相鄰樁標記的影響進行考慮。為了確保施工中樁的位置不會偏移，可使用2 m長的導向桿，通過桿上的旋重垂線對位方式進行定位。

3.1.2.10 防范漏樁及孔樁問題

施工過程中，操作人員需要進行教育，嚴格按照設計圖紙進行施工，避免交叉施工導致的空樁或漏樁問題。

3.2 軟基塑料排水帶處理方法

3.2.1 堆載預壓法

在質量施加于地基時，若其不足以破壞地基，飽和的軟粘土將隨孔隙水壓力消失，形成排水固結，從而導致孔隙率下降、抗剪強度提高。對于處理軟基，可采用堆載預壓法提升路基土的抗剪強度。這種方法需要在目標地基中插入塑料排水板，并通過吹填沙進行加載和超載，以確保孔隙水能快速排除。施工前需要在場地上鋪設粗砂墊層和塑料排水板，設置平面排水系統，然后進行加載、固化和卸載的實際工作。

3.2.2 插板施工方法

第一，將塑料排水板放置在空心套管內，并將專用鋼靴以及塑料排水板的一端進行捆接。

第二，空心套管需要與鋼靴以及排水板連通，而后將其插入到指定深度內。

第三，拔出空心套管，并將塑料板留置在地下，并切斷塑料板。

3.2.3 吹填砂方法

依照具體施工的情況，一般情況下堆載建議使用吹填砂的方式，將填載劃分為超填區及一般填載區。一般填載區可進一步分為1～3級的加載，而超填區可進一步細化為4～5級加載。

4 結語

在實際施工中，需依照不同地域的實際特征，在地鐵車輛段道床軟土地基施工中應用針對性的施工方式。此次研究主要分析水泥粗砂混合樁以及塑料排水板堆載預壓施工法，在實踐中取得了較為優異的效果，希望能夠為后續地鐵段道床軟土地基施工提供一定的參考。

參考文獻

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[2] 軟土路基段市政道路開挖施工對淺埋地鐵區間隧道結構的安全影響分析[C]//.中國土木工程學會2021年學術年會論文集.，2021：128-129.

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[5] 鄒浩，陳金國.軟土地區盾構下穿施工對鐵路路基影響分析：以杭州地鐵2號線某區間現場監測為例[J].隧道建設（中英文），2018，38（2）：199-206.