鐵路工程軟土路基施工技術(shù)

汪洪峰

中鐵二十四局集團(tuán)安徽工程有限公司

鐵路工程軟土路基施工技術(shù)

汪洪峰

中鐵二十四局集團(tuán)安徽工程有限公司

隨著經(jīng)濟(jì)交流的提升，我國的鐵路工程發(fā)展也慢慢加快，為了保證鐵路的質(zhì)量，要求做好鐵路工程軟土路基管理工作。本文以商合杭鐵路為例進(jìn)行分析論述了相關(guān)施工措施。

鐵路；軟土地基；施工

引言

隨著國家十三五規(guī)劃的出臺，當(dāng)前我國對于高速鐵路、高速公路、“四沿”通道、機(jī)場、城市交通、農(nóng)村交通以及港航設(shè)施等等交通建設(shè)的相關(guān)重點工程也提出了一個較高的要求，因此，需要嚴(yán)格把關(guān)施工之后的相關(guān)沉降的實際控制要求，因此在地質(zhì)較差、承載力不夠等等地區(qū)的地基處理技術(shù)則也面對著一個更加嚴(yán)峻的問題。本文依托商合杭鐵路范圍內(nèi)路基段，總結(jié)了軟土地基處理的施工措施，也可以給以后的工程提供一定的參考。

1、鐵路工程軟土地基施工概述

我國地基處理技術(shù)在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)上，也隨之出來了較快進(jìn)步，因此，也制定了《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》，對于種種地基處理的措施也做出了一個全面的指導(dǎo)和說明，而從最早的JGJ 79—91 版也逐漸到了現(xiàn)在的JGJ 79—2011。軟土地基處理技術(shù)也逐漸變多，而應(yīng)用不同形式的預(yù)壓、袋裝沙井以及塑料排水板等等排水固結(jié)施工技術(shù)； 砂石樁、石灰樁、土樁以及灰土樁等等就可以ID多種復(fù)合地基技術(shù)；隨著全新處理技術(shù)發(fā)展的過程中，應(yīng)該綜合施工各種成熟的施工方法，進(jìn)而就可以形成一套具有一定特色的復(fù)合加固技術(shù)，而比較常見的包括有： 真空—堆載聯(lián)合預(yù)壓技術(shù)、真空排水—強(qiáng)夯結(jié)合方法、剛—柔性樁復(fù)合地基、長—短樁復(fù)合地基、粉噴樁復(fù)合地基—排水板聯(lián)合處理以及長板—短樁—預(yù)壓聯(lián)合加固等。而在進(jìn)行具體應(yīng)用過程中要做到根據(jù)實際情況，選擇一些比較適合的軟基處理措施。本文則論述了在商合杭鐵路中主要應(yīng)用的方法，主要有換填砂墊層和砂石墊層、CFG樁施工以及碎石注漿樁。

2、鐵路工程軟土路基施工技術(shù)

2.1 換填砂墊層和砂石墊層

因為軟土地基是一種十分不穩(wěn)固的一種地基，一般在軟地基施工進(jìn)行中，其會鐵路工程施工帶來了一定的難度。在施工過程中地基的溝槽在選擇的沙礫石之后就可確定在這以后就應(yīng)進(jìn)行處理，而槽中出現(xiàn)積水的話，就應(yīng)該使用一定的排水措施，首先應(yīng)該將配好的沙礫石將其填入。在填入的過程中，應(yīng)該制好填充料之中含水量，對其逐層進(jìn)行夯實，其含水量通常會控制在10%～20%之間。

2.2 CFG樁施工技術(shù)分析

站場CFG樁按照實踐總結(jié)的“八區(qū)八控”工藝流程組織施工，嚴(yán)格區(qū)段劃分，明確各工序的施工質(zhì)量控制要點，確保CFG樁最終的復(fù)合地基承載力。八區(qū)段，分別為場地平整區(qū)、施工放樣區(qū)、鉆孔灌注區(qū)、開挖清除區(qū)、環(huán)切樁頭區(qū)、試驗檢測區(qū)、樁帽施作區(qū)、樁頂填筑區(qū)。八控，即為平、測、鉆、挖、切、檢、蓋、層，為八個區(qū)段的關(guān)鍵詞，是施工時的技術(shù)質(zhì)量關(guān)鍵控制要點。

2.2.1 場地平整區(qū)。首先通過靜力觸探進(jìn)行地質(zhì)核查，與設(shè)計單位確認(rèn)可行后，清除地表植被，挖除樹根，淤泥和垃圾土等需用C組細(xì)粒填料換填，分層壓實，CFG樁的樁頂標(biāo)高要根據(jù)路基排水溝的水面確定，滿足作業(yè)過程中和路基成形后水透過褥墊層順利排至路基兩側(cè)的排水溝內(nèi)。場地按照要求施作路拱，兩側(cè)做好臨時排水，CFG樁處理范圍一般加固至兩側(cè)坡腳，場地平整好后，采用22T壓路機(jī)碾壓，壓實要求K30≥85MPa/m，保證施工過程中的鉆機(jī)行進(jìn)平穩(wěn)。鉆進(jìn)過程中鉆桿垂直不傾倒，所以這個區(qū)段的施工控制關(guān)鍵詞是—平。

2.2.2 施工放樣區(qū)。軟基處理區(qū)如設(shè)置過水涵，施工放樣時，要求以涵洞中心線為軸，向兩側(cè)對稱布置，保證涵洞范圍內(nèi)的樁基平均受力，而后每10m一個斷面放出左中右三個樁位點，并記錄坐標(biāo)(樁頭開挖時，恢復(fù)測點)，而后前后左右掛線依照設(shè)計樁距布置樁位，用白灰線灑出十字網(wǎng)格，再用竹筷定位樁中心，然后用白灰圈定樁位中心，幫助鉆機(jī)施工時鉆桿對中定位，樁位布置完成。鉆機(jī)要機(jī)要嚴(yán)格。精準(zhǔn)的放樣是樁基質(zhì)量控制的首要環(huán)節(jié)，尤其是涵洞下面的樁位布置至關(guān)重要，所以這個區(qū)段的施工控制關(guān)鍵詞是—測。

2.2.3 鉆孔灌注區(qū)。在大面積施工前，要根據(jù)不同的地質(zhì)、不同的樁長、不同的單樁承載力要求進(jìn)行試樁，確定CFG樁施工的各項參數(shù)和進(jìn)一步核對地質(zhì)，以便于指導(dǎo)大規(guī)模的施工，易于過程控制，確保工程質(zhì)量，提高機(jī)械效率，降低施工成本。試樁后及時進(jìn)行工藝總結(jié)，確定砼施工配比、提鉆速度、峰值電流、持續(xù)時間等各項技術(shù)指標(biāo)。鉆機(jī)鉆頭一定要選用錐形鉆頭，鉆桿螺距不小于250mm，就位后使鉆桿豎直對準(zhǔn)竹筷，鉆進(jìn)過程中一般先慢后快，當(dāng)鉆頭到達(dá)設(shè)計樁長預(yù)定標(biāo)高時根據(jù)鉆機(jī)塔身處標(biāo)記確認(rèn)，并及時記錄電流峰值，如持力層與設(shè)計不符時，應(yīng)及時與設(shè)計單位溝通調(diào)整，依據(jù)設(shè)計要求必須穿透軟土到硬底，樁身伸入持力層強(qiáng)風(fēng)化層不小于0.5m，全風(fēng)化層不小于1.0m。根據(jù)對應(yīng)條件的試樁總結(jié)，確定提鉆速度，過程嚴(yán)格控制，提鉆應(yīng)連續(xù)，混凝土泵送不能間斷，投料后留振5～10s方可提管，灌注至設(shè)計樁頂標(biāo)高以上50cm，先停機(jī)再停止泵送混凝土，樁頂2.0m范圍機(jī)械振搗密實，以保證樁頂混凝土密實，提高Ⅰ類樁的比率。一般選用跳樁法施工，避免影響相鄰樁質(zhì)量，現(xiàn)場施工過程中要設(shè)置專人，專心專注全程旁站，認(rèn)真盯控，確保鉆進(jìn)速度、終孔電流、持續(xù)時間、提鉆速度等嚴(yán)格按照試樁總結(jié)的各項參數(shù)進(jìn)行現(xiàn)場控制。同時注意觀察留存渣樣，判定地質(zhì)情況，發(fā)現(xiàn)異常及時調(diào)整參數(shù)，以樁長、電流值和持力層為三項終孔控制指標(biāo)，鉆的過程是CFG樁質(zhì)量控制最最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，所以這個區(qū)段的施工控制關(guān)鍵詞是—鉆。

2.2.4 開挖清除區(qū)。混凝土試塊的強(qiáng)試塊的強(qiáng)度不小于設(shè)計值的80%，齡期不小于7d后，進(jìn)行樁間土開挖、清除，開挖盡量選擇天氣晴朗的日期進(jìn)行。開挖前，恢復(fù)鉆樁放樣的測點，布設(shè)樁位，現(xiàn)場開挖時，工人配合小型機(jī)械，專職指揮，避免因機(jī)械碰撞造成斷樁，樁周土和槽底采用人工清理干凈，避免機(jī)械施工造成淺層樁身斷裂和樁間土擾動，槽底面要平整并人工夯實，便于后續(xù)的樁頭環(huán)切質(zhì)量控制。控制施工順序，由于站場路基分正線路基和站線路基，軟基處理標(biāo)準(zhǔn)不一樣，一般站線路基為挖除換填，施工時優(yōu)先考慮，在CFG樁場地平整時施工完成，避免因后期換填而擾動鄰近樁的原狀土。加強(qiáng)過程的測控及反饋，打樁過程中隨時測量地表變化，防止因地表隆起造成斷樁。

2.3 碎石注漿樁施工工藝

碎石注漿樁在近些年來獲得一定的發(fā)展，在公路地基處理過程中已進(jìn)行了一定的應(yīng)用，然而在鐵路工程建設(shè)過程中，還沒有大范圍的應(yīng)用，因此其設(shè)計計算方法、施工質(zhì)量控制等等成熟的還不夠，同時也缺有相一定的規(guī)范可以進(jìn)行遵循。筆者對于碎石注漿樁處理軟土的有關(guān)理論以及實際的應(yīng)用情況做出了深入的研究，對于鐵路路基，提出了一套設(shè)計、施工質(zhì)量檢測以及控制措施，同時可以在沿海鐵路的軟土地基加固中不斷加強(qiáng)其應(yīng)用，通過樁身質(zhì)量以及實際加固效果檢測的顯示，可以滿足與之相關(guān)的要求。碎石注漿樁的成功使用，可以逐漸豐富處理深厚層軟土地基的技術(shù)方案，尤其是對高壓線附近等特殊環(huán)境之下鐵路深厚層地基，有著一定的指導(dǎo)作用以及推廣價值。本文結(jié)合商合杭鐵路路基特點，對其應(yīng)用情況加以介紹。

碎石注漿樁主要使用回旋鉆機(jī)按樁進(jìn)行直徑的設(shè)計，在鉆進(jìn)到了設(shè)計深度成孔之后，接著把注漿管放至孔底，然后在逐漸向孔內(nèi)投放碎石料，可以在投入碎石料的進(jìn)程中，一般可以通過注漿管壓入清水洗孔。碎石料在進(jìn)行投投放結(jié)束后然后在進(jìn)行注漿。漿液通常是以由下向上逆行，而如果漿液灌注至地面之后就可以就可以將其便固結(jié)成樁。而樁體滿足了要求的強(qiáng)度=后，鑿除樁頭松散石子，在樁頂現(xiàn)澆鋼筋混凝土蓋板。碎石注漿樁是是一種由碎石和水泥砂漿膠結(jié)而成的小型鉆孔灌注樁。所以，可以從成樁工藝分析來看，碎石注漿樁是一種鉆孔灌注樁；一般可以從樁的材料進(jìn)行分析，同時也是一種屬于膠結(jié)體樁。而樁的直徑通常在30～70cm。

碎石注漿樁施工步驟是：平整場地→鉆孔定位→鉆孔至設(shè)計深度→插入注漿管至孔底→孔內(nèi)充填碎石料至孔口→利用注漿管孔底返水洗孔→通過注漿管往孔內(nèi)注漿，采用孔底返漿法注入水泥砂漿→樁頭插筋、振動搗密→養(yǎng)護(hù)成樁。樁體通過檢驗合格之后，在樁頂鋪設(shè)0.2m厚碎石墊層，而其上應(yīng)該鋪設(shè)大概0.5m厚C30鋼筋混凝土筏板。筏板混凝土強(qiáng)度在滿足施工的要求之后，然后就可以分層做好路基填筑一直到路肩設(shè)計高程。

3、結(jié)語

商合杭鐵路站前十七標(biāo)復(fù)合地基處理的總量較大，但總的來說，無論是技術(shù)方面還是組織方面都做了充足的準(zhǔn)備，并能夠得以順利實施。本文通過對商合杭高速鐵路路基工程應(yīng)用CFG樁復(fù)合地基處理技術(shù)的經(jīng)驗總結(jié)，闡述了筆者的看法和建議，供以后同類工程參考和借鑒。

[1]趙新益，李時亮，汪瑩?dān)Q.鐵路軟土地基路基沉降控制技術(shù)研究[J].鐵道工程學(xué)報，2015，05：18-22.

[2]馬明正，海振雄，葉陽升，蔡德鉤，閆宏業(yè)，姚建平，孫武. 高速鐵路CFG樁復(fù)合地基沉降計算適用方法研究[J]. 中國鐵道科學(xué)，2014，(02)：7-13.

[3]劉漢龍，周密，陳育民，謝松兵，孫宏林. PCC樁加固鐵路軟土地基現(xiàn)場試驗研究[J]. 巖土力學(xué)，2012，(11)：3201-3207.

[4]劉升傳，王連俊，丁桂伶. 高速鐵路CFG樁復(fù)合地基柔性載荷試驗研究[J]. 工程地質(zhì)學(xué)報，2008，(06)：813-819.