鐵路工程施工中軟土地基處理技術(shù)

陳昶樺

摘 要：隨著我國(guó)現(xiàn)代化進(jìn)程的加快，鐵路交通建設(shè)在人們生活中變得越來(lái)越重要。鐵路運(yùn)輸是我國(guó)的基本運(yùn)輸方式，其運(yùn)輸效率在很大方面取決于鐵路工程路基施工質(zhì)量的好壞。對(duì)于鐵路工程路基施工過(guò)程而言，經(jīng)常會(huì)遇到對(duì)工程施工非常不利的軟土地基，且軟土地基存在一定的安全隱患，如果找不到合適的解決辦法，不僅會(huì)加大施工難度，而且鐵路工程安全、質(zhì)量也得不到保障。本文主要針對(duì)鐵路施工中軟土地基的危害以及解決辦法展開(kāi)分析探討。

關(guān)鍵詞：鐵路工程；軟土地基；處理技術(shù)

中圖分類號(hào)：U213.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2019）11-0141-02

0 引言

鐵路運(yùn)輸對(duì)于貨運(yùn)或客運(yùn)而言都是很好的選擇，但是鐵路運(yùn)輸也容易發(fā)生危險(xiǎn)事故，主要是因?yàn)殍F路運(yùn)輸有較長(zhǎng)的路線，并且其制動(dòng)過(guò)程也比較復(fù)雜，因此在建設(shè)過(guò)程中容易產(chǎn)生一些不易察覺(jué)的問(wèn)題，如果這些問(wèn)題沒(méi)有被發(fā)現(xiàn)，那么將會(huì)成為鐵路運(yùn)行時(shí)的安全隱患。我國(guó)地形的多樣性對(duì)鐵路建設(shè)中的土壤和地質(zhì)要求很大，如果設(shè)備和施工技術(shù)達(dá)不到要求，那么當(dāng)遇到軟土路基時(shí)就會(huì)加大施工的難度。因此，擁有先進(jìn)的設(shè)備以及過(guò)硬的施工技術(shù)是提高鐵路建設(shè)質(zhì)量的重要手段，對(duì)鐵路建設(shè)具有重要意義，應(yīng)該受到鐵路建設(shè)領(lǐng)域的高度重視。

1 鐵路施工中軟土地基的危害

（1）路基沉降。當(dāng)鐵路工程完成后正式投入使用時(shí)，如果遇到軟土路基，列車運(yùn)行的荷載和路堤自重的雙重壓力會(huì)使軟土沉降，路堤基底的不均勻沉降還會(huì)導(dǎo)致路基橫向地傾斜，進(jìn)而可能致使列車脫軌甚至翻車，這時(shí)要使用道碴對(duì)其添補(bǔ)，這樣做的結(jié)果不僅使倒床的厚度不符合標(biāo)準(zhǔn)，還加大了鐵路養(yǎng)護(hù)期的工作量，使鐵路養(yǎng)護(hù)工作難度增加。（2）路基開(kāi)裂。鐵路建成通車時(shí)，如果遇到強(qiáng)度過(guò)差的軟土地段，路堤的坡腳土?xí)诤奢d作用下隆起向外，從而導(dǎo)致路基本體下陷、開(kāi)裂、坍塌，致使發(fā)生嚴(yán)重的運(yùn)輸安全事故。（3）橋梁、涵洞破壞。如果涵洞基礎(chǔ)工程以及明挖橋梁基礎(chǔ)工程在施工時(shí)遇到軟土地段，若處置不當(dāng)很容易發(fā)生涵洞凹陷、墻體開(kāi)裂以及橋臺(tái)歪斜下沉的狀況，進(jìn)而嚴(yán)重破壞了橋涵的主體結(jié)構(gòu)，嚴(yán)重威脅交通運(yùn)輸過(guò)程的安全。

2 鐵路施工中軟基路基的特點(diǎn)

軟基路基的很多特點(diǎn)加深了路基的不穩(wěn)定性，例如強(qiáng)度低、空隙大以及含水量大，這些問(wèn)題大大增加了鐵路建設(shè)施工難度。在鐵路建設(shè)施工過(guò)程中，軟基路基主要會(huì)引起以下四點(diǎn)問(wèn)題：

（1）軟基路基變形大，由于軟基路基的抗剪能力弱，在受到震動(dòng)時(shí)容易發(fā)生變形，進(jìn)而導(dǎo)致地基出現(xiàn)沉降等一系列問(wèn)題。（2）軟基路基容易出現(xiàn)不均勻沉降問(wèn)題，由于環(huán)境容易改變軟基路基的內(nèi)部構(gòu)造，所以軟基路基經(jīng)常形成微層理構(gòu)造，中間部分容易沉積粉土和砂層，導(dǎo)致軟土下沉，進(jìn)而導(dǎo)致沉降不均勻。（3）軟土路基透水性差，盡管軟土路基內(nèi)部含有較多水分，但是其較差的透水性會(huì)使其排水不暢，導(dǎo)致地基很不穩(wěn)定。（4）軟土地基壓縮性較強(qiáng)，因?yàn)檐浕坊鶅?nèi)部間隙較大，因此在受到外界壓力時(shí)會(huì)被壓縮的很明顯。以上問(wèn)題都會(huì)加大鐵路建設(shè)以及后期維修保養(yǎng)的難度。

3 鐵路施工中軟基路基的處理技術(shù)

3.1 排水固結(jié)法

軟基路基之所以在遭受雨水沉積等外界壓力時(shí)容易發(fā)生變形，主要是由于軟基路基具有較強(qiáng)的飽和性、較差的透水性以及較高的粘度造成的，要想解決這一問(wèn)題，必須要用排水固結(jié)法來(lái)加固路基。該技術(shù)主要包括：先通過(guò)對(duì)放在軟土路基內(nèi)部的排水體進(jìn)行壓縮的方法把路基中過(guò)多的水分?jǐn)D出來(lái)，目的是為了通過(guò)降低路基中的含水量使土壤固結(jié)，從而使路基的強(qiáng)度達(dá)到要求。對(duì)于粘性較強(qiáng)的土壤路基而言，排水固結(jié)法能達(dá)到很不錯(cuò)的處理效果。因此，在處理鐵路路基中的問(wèn)題時(shí)，必需在掌握當(dāng)?shù)芈坊攸c(diǎn)的基礎(chǔ)上采取恰當(dāng)?shù)慕鉀Q辦法，確保軟基路基的穩(wěn)定性能夠達(dá)標(biāo)[1]。排水固結(jié)地基加固圖1所示。

3.2 碎石柱法

碎石柱法適用于擠密松散的砂土、粉土、素填土和雜填土地基，它在鐵路建設(shè)中十分常見(jiàn)，該技術(shù)的原理是用碎石柱填充軟基路基振搗形成的柱孔，這樣做可以有效加強(qiáng)軟基路基的穩(wěn)定性。由于該技術(shù)在有效解決問(wèn)題的同時(shí)還可以節(jié)約成本，所以也適用于大規(guī)模建設(shè)工程。在使用碎石柱法時(shí)需要注意幾個(gè)地方，在用振搗法處理軟基路基時(shí)，要嚴(yán)格控制振搗力度，一定要結(jié)合軟基路基的承受能力，避免由于過(guò)度振動(dòng)破壞了軟基路基的內(nèi)部結(jié)構(gòu)而導(dǎo)致路基變得更加松散[2]。除此之外，為了使石料填充時(shí)更加方便，需要在振動(dòng)的同時(shí)對(duì)震動(dòng)位置進(jìn)行反復(fù)沖刷，在促進(jìn)孔形成的同時(shí)還要控制孔的深度，只有這樣才能使碎石柱更容易形成，進(jìn)而提高了軟基路基的穩(wěn)定性。碎石樁地基加固圖2所示。

3.3 換填法

在加固比較松散淺層的淤泥、淤泥質(zhì)土、松散素填土、雜填土等軟基路基時(shí)，通常選擇使用填充法。為了路基體系更加穩(wěn)固，在進(jìn)行施工之前，相關(guān)工作人員必須要結(jié)合路基的最大受壓，精密計(jì)算換土深度，然后用堅(jiān)固的材料替換掉原來(lái)的松散土壤，進(jìn)行平整和壓實(shí)后極大地增強(qiáng)路基體系的穩(wěn)定性，有效保障鐵路建設(shè)工程的質(zhì)量安全。在眾多處理辦法中，換填法對(duì)操作要求以及人員的技術(shù)要求不高，而且還能夠節(jié)約成本，對(duì)于大規(guī)模松軟路基的處理是不錯(cuò)的選擇，這種低成本、高效率的處理技術(shù)對(duì)鐵路發(fā)展有重要價(jià)值。

3.4 強(qiáng)夯擠密、置換法

強(qiáng)夯置換法和強(qiáng)夯擠密法雖然有相似之處，但二者的原理以及所針對(duì)的處理對(duì)象均不相同。強(qiáng)夯擠密法的原理是在軟基路基的特殊部位填充一些特殊材料，然后對(duì)填充過(guò)的路基進(jìn)行擠密操作，這種操作是為了加強(qiáng)路基的抗壓能力。但是這種方法存在局限性，它的處理對(duì)象是含水較多的濕陷性（如濕陷性黃土）路基。對(duì)于強(qiáng)夯置換法而言，主要是通過(guò)對(duì)一些用特殊材料替換再進(jìn)行夯實(shí)處理。強(qiáng)夯置換法與填充法的作用原理是一樣的，只是名稱不同。這種技術(shù)通過(guò)降低軟基路基的沉降能力使路基更加穩(wěn)定，有效增加了鐵路的使用年限。濕陷性黃土擠密樁基礎(chǔ)加固圖3所示。

3.5 加固化學(xué)技術(shù)處理法