軟土地基施工技術在鐵路橋梁施工中的應用

王超

摘 要：軟土地基是鐵路橋梁工程建設中常見的一類地質問題，其處理水平與鐵路建設質量有著直接關聯。本文主要基于軟土地基的特點展開討論，分析了我國鐵路橋梁建設中軟土地基引發的工程問題，并論述了其相應的處理方法。

關鍵詞：軟土地基;鐵路橋梁;工程應用

1 鐵路橋梁工程中軟土地基的主要特點

鐵路建設具有跨度大、范圍廣的特點，因此在鐵路建設過程中不可避免地會出現各種復雜地基條件，其中軟土地基作為最為常見的軟弱地基類型，其大多是由于地下水豐富而引發的。在實際的工程中，為了保障建設質量就需要對軟土地基采取合適的處理手段，使其滿足建設要求。總體來說，軟土地基有以下特點：（1）含水量較高，一般軟土地基的含水量在15%以上，高含水量所帶來的往往是土顆粒突出的流動性，這也會導致土層的承載能力得到大幅削減，為后續工作開展產生阻礙。因此在施工前技術人員應當制定詳細而周密的勘測計劃，對建設地所在環境進行全面的數據采集，掌握軟土地基的主要性質參數，以此來制定具有針對性的處理方案，來為后續工作提供支持。（2）滲透性較弱，研究表明軟土地基自身具有固結能力差、滲透性能弱的特點。此外，軟土層中常常也會有大量的有機物，在復雜的化學變化下容易產生氣體，但由于軟土層滲透性能較弱，因此氣體難以排出，往往形成大小不一的氣泡，折損地基的強度與硬度。（3）抗剪強度低，軟土層自身抗剪能力較差，因此其排水路徑容易產生阻塞，極易產生地基的不均勻沉降。

2 鐵路橋梁工程中軟土地基暴露出的問題

由于軟土地基自身具有含水量高的特點，同時土層厚度在平面范圍內的分布較為不均勻，因此軟土地基在上部荷載作用下往往容易出現沉降量的不均性。若不均勻沉降差積累到一定程度將會對橋梁結構產生較大的拉壓應力，當應力達到極限值時則會出現鐵路鋼軌破損的現象，嚴重者甚至會導致橋梁傾覆。在這樣的背景下，就要求技術人員對橋梁的沉降狀態進行實時的監控，若出現異常的沉降應分析其成因并采取相應措施進行校正。

在鐵路橋梁工程的軟土地基施工中，技術人員應當采用合適的手段與機械來壓實軟土地基，使其盡可能地固結排水，提升承載能力。但在實際的工程中，技術人員往往容易輕視軟土地基處理的必要性，由此埋下大量的安全隱患，對鐵路橋梁的使用壽命產生折損。除此之外，軟土地基的工程問題還出現在客觀環境作用下，譬如大量降水時地基土內將滲入自由水，進而加大沉降量，使得結構應力分布趨向于不利。

3 鐵路橋梁工程中軟土地基處理技術的應用

3.1 應用背景

軟土地基自身物理性質較軟、承載能力大多較低，如直接承受荷載作用則極容易導致上部結構失穩破壞，此外也會導致地基與上部結構之間連接強度減弱，進而發生開裂、松動等現象。同時裂縫的發展也會為地下水的滲入提供路徑，使得結構出現鼓包的問題，加快橋梁結構老化、破壞，進而縮短其使用壽命。在以上背景下，軟土地基的處理應當從其架構入手，充分結合施工條件制定應對方案。我國幅員遼闊，在不同的地理位置其地質條件相差往往較大，這就對了軟土地基處理提出了因地制宜的要求，需要技術人員充分考慮環境的差異性，選擇合適的手段與恰當的機械來進行施工，進而來最大程度地降低軟弱地基對橋梁的損害，維護鐵路橋梁的建設質量。

3.2 應用意義

如上文所述，軟土地基的處理對于鐵路橋梁有著深刻的影響，具有突出的必要性。軟土地基處理應用的意義可大致歸為以下幾點：（1）提升鐵路橋梁的穩定性。研究表明，經過合理的軟弱地基處理，鐵路橋梁的穩定性將得到極大地提升，同時其承載能力也會有所提高。借助合理的處理手段，還能夠對工程設計中存在的安全隱患進行排除，減小安全事故發生的概率。（2）延長鐵路橋梁的使用壽命，軟弱地基處理可以從地基性質上抑制不利因素的發展，進而防止開裂、不均勻沉降等問題的發展，由此來優化結構工作環境。

4 鐵路橋梁工程中軟土地基處理的方法

4.1 強夯法

強夯法即是通過外部擊打的方式來加快地基固結進程，通過該方法土體的承載強度將得到顯著地提升，可以大大強化其強度并減小壓縮性。具體而言，強夯法就是借助于大重量的重物（一般在15 t以上）以自由落體的方式下落在土體上，使其固結，滿足鐵路橋梁建設對于地基性質的要求。強夯法作為一項發源于上世紀的技術，其最初主要適用于砂石土等地基中，但隨著技術的逐漸成熟與機械的不斷革新，目前強夯法已經能夠適應細砂土中，且相較于其他方法有著操作簡單、成本低廉的優勢。研究結果顯示，強夯法的應用不僅對于地基抗剪性能的提升有著很好的效果，還能夠顯著提升土體在地震作用下的穩定性。但是強夯法的應用目前主要還是在砂石地基中，對于粉土地基其效果較為有限，需要根據工程實際情況選擇其他處理方法。

4.2 換填墊層法

換填墊層法就是對原有軟弱地基土采用換填的方式，用含水量較低、性質穩定的土壤來填補，使其地基土的性質得到轉變。實踐表明，換填墊層法不僅能夠從根本上避免原有軟弱土體的性質缺陷，還能夠全面改善土體的承載能力、滲透性能等。但在換填墊層法使用時，應當特別注意以下幾點：（1）在施工前，技術人員必須對地基土性質進行現場檢測，充分了解其土壤的物理、力學性質以及地下水情況等，并基于測定的數據來選擇換填土壤以及施工技術。（2）換填土壤的選擇需要慎重，其應滿足鐵路橋梁建設的基本要求，同時也需要適應施工環境。在土壤確定后，還應針對土壤性質選擇與之相符的換填工藝。（3）換填施工過程中，應對土壤密度做出嚴格的控制，并以密度作為施工進行的參考。密度主要通過換填后的碾壓工序來控制，碾壓機械需要根據土壤性質來選擇，碾壓過程中應實時關注土壤密度，以保證其符合后續施工要求。

4.3 排水固結法

排水固結法是一種通過土體排水固結而進行地基加固的方法，其在工程中主要適用于黏性土體中。具體而言，排水固結法主要是借助于豎向與水平兩個方向上的排水通道來進行水的排泄的，為保證滲透效果，一般要求水平砂墊層厚度不小于50 cm，且其最好為粗砂材料。此外，水平砂墊層的寬度應當大于路基寬度，所以在設計時應當充分考慮到排水需求，確保排水過程的順暢。對于豎向與水平排水通道相連接的位置，應當額外加鋪一層砂墊層，還應該其上設置適當坡度的橫坡，形成具有良好排水性質的中間體。總體來說，排水固結法具備很好的排水能力，可以極大地提升地基土內的固結效果，并改善地基的承載能力。同時，排水固結法施工所涉及到的機械設備要求不高，僅需簡單的裝置即可完成施工，因此排水固結法在我國鐵路橋梁工程的軟土地基處理中有著廣泛的應用。

5 結語

如上文所述，軟土地基是鐵路橋梁建設中常見的一類工程問題，其對工程質量有著較為深遠的影響，也對項目的開展提出了更高的要求。因此技術人員應當有足夠的重視，在建設開始前進行充分的地質勘測，來明確建設地環境條件的具體情況，同時綜合考慮工程需求、機械設備、場地限制等因素，制定相適應的處理對策，以此來提升地基的物理、力學性質，在最大程度上維護建設項目的質量、工期。此外，處理作業也應積極采用高新技術、先進設備，通過合理的技術手段來優化處理方案，同時也推動我國鐵路橋梁建設技術的發展。

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