试析如何以灰土桩\钢筋混凝土桩加固高铁路基

摘要：近些年，随着我国经济的飞速发展，国内道路工程的数量、种类日益增多。其中，由于高铁项目的设计时速较大，从而对于路基的施工、使用，在强度、密实度、平整度等多个方面有着一定的要求。然而，在气候温度、地下水位、环境条件等诸多因素的影响下，高铁路基极易出现各种质量病害，倘若没能及时采取有效措施加以预防，将直接危害到到路基、轨道上的行车安全。本文就如何以灰土桩、钢筋混凝土桩加固路基作简要的分析、探讨。

关键词：路基加固；整治技术；灰土桩；钢筋混凝土桩

Abstract: in recent years, along with the rapid development of China's economy, the number of domestic road engineering, types are increasing. Among them, the design of the project due to high iron speed is bigger, thus the roadbed construction, use for, in strength, density, roughness and so on many aspects to have the certain requirements. However, in climate temperature, underground water level, environmental conditions, and many other factors, the impact of high railway base of quality easy appeared diseases, if didn't take effective measures to prevent, directly will harm to roadbed, track on the driving safety. This paper is how to plaster pile, reinforced concrete pile reinforced embankment made the brief analysis and discussion.

Keywords: roadbed reinforcement; The technology; Plaster pile; Reinforced concrete pile

中图分类号：TU528.571文献标识码：A 文章编号：

长期以来，在我国多数道路工程的施工建设、长期使用中，均会不同程度地受到软土地基、湿陷性黄土等各种不良地基、质量病害的干扰，这些问题的存在将直接造成路基结构的含水量过高、抗剪强度降低、密实度不足、压缩性小等问题，而路基承载力的降低将直接引起路面塌陷、沉降、断裂，以至于道路系统的整体性不足、安全性降低，最终引发各类交通事故。对此，由于高铁项目对于路基质量的要求较高，对于病害的预防虽然有着多种技术与方法，但应根据不同地质情况加以选择。其中，通过有效结合灰土桩技术、钢筋混凝土技术，以综合治理的方法进行具体施工有着更为显著的处理、加固效果。以下，本文针对灰土桩、钢筋混凝土桩对路基进行加固的机理进行分析，同时提出具体的设计、施工方法。

一．灰土桩、钢筋混凝土桩整治地基病害的机理

（一）挤密效果：

以灰土桩、钢筋混凝土桩混合搭配的方法进行高铁路基的加固，主要是通过桩体、钢管的下放成孔，向作业面以内的路基土体施加压力，起到挤压、排土的作用，根据路基土质、地下水位、上覆压力的不同，实际的挤密效果也存在一定的差异。一般情况下，打桩挤密的实际效果与施工路基的渗透性大小成正比。

（二）化学作用：

在进行高铁路基的病害治理时，钢筋混凝土桩的使用，主要是发挥其力学作用，加固、挤密路基土体，而灰土桩的布置，不仅能够起到挤密、置换作用，同时还能形成一定的化学反应，其主要是由于灰土桩是按照一定的比例，通过混合使用土料、石灰料，以均匀搅拌的方式制作而成的，土与石灰的结合能够产生凝硬、离子交换等化学反应，从而直接加大了路基整体的强度。

（三）置换效果：

在采用钢筋混凝土桩、灰土桩对高铁路基进行加固时，相较于不同桩体之间路基土体，灰土桩的变形模量较大，而由于路基的原有土体与灰土桩之间产生了共同作用，以至于已具备一定刚度的灰土桩所承受的应力加大，使得路基结构下方较深的土体应力减小，以此转移、消除导致持力层出现压缩变形的不利因素。值得注意的是，从受力荷载的角度出发，灰土桩的平面布置虽然只占有载荷板20%的面积，但却承担了路基结构整体荷载的50%。相较之下，即使桩间土的面积达到了80%，却也只能承担总荷载的50%。

二．钢筋混凝土桩、灰土桩的处理方式与方法

对于高铁路基的加固，在进行灰土桩、钢筋混凝土桩的施工时，应综合考虑路基土体的性质、不良土体的厚度等实际情况，结合施工机械、设备的功率、规模、型号，先行确定开设桩孔、沉桩施工的深度，一般在6m以上，再合理选择、配制桩体的材料。其中，对于灰土桩的生产制作，通常采用过筛土与消石灰，两种材料的体积配合比设定在2：8较为合适，倘若作业面以内的路基土体较软弱，也可将配合比调整为3：7进行施工。需要注意的是，对于制作灰土桩的用料，严禁消石灰中含有过多水分、未熟化的生石灰块。对于桩径的选择，主要是通过先行确定路基土体的原始密实度、打桩机械的性能加以判断，国内公路、铁路项目的施工较常使用30cm至60cm的桩径。一般情况下，桩径的大小与现场布桩的数量成正比，小桩径的应用需要进行大量的回填、打桩作业，而大桩径的施工对于成孔机械的性能要求较高、桩间土的挤密效果较差、振动幅度较大。对于各灰土桩、钢筋混凝土桩的间隔距离，应通过施工现场的实验值加以确定，倘若没有试验资料，也可将土的干重度作为挤密土的控制指标。在无特殊要求及干扰的前提下，可将桩间距设定在1.2m到1.8m之间，倘若施工桩的设计间距过为密集，则难以充分发挥桩体在路基土体中的侧向挤密作用、竖向承载力作用，而过大的桩间距无法提高路基土体的承载力、对桩间土的挤密效果较差。对于施工场地内的布桩，可采用三角形、正方形、梅花形等多种方式。

三．灰土桩、钢筋混凝土桩的施工

（一）正式施工前的试桩：

在综合使用灰土桩、钢筋混凝土桩进行高铁路基的加固处理时，必须事先编制具体、详细的施工方案，待通过审查、批复后方可进行施工。开工前，应根据项目的设计图纸，选取特定点位进行试桩，倘若作业范围以内的路基土质相同，可只选取一个点位试桩。一般情况下，试桩的面积应设定在200m2以上，待清除基底表面上的草皮、腐质土、砂石等杂质后进行碾压，同时在场地内布置好临时的排水、截水设施，再允许施工机械、设备进场。对于试桩标高、位置等标准的控制，应利用全站仪进行测量、放线，根据项目的设计布置多个水准点。为避免间隔成桩的过程中出现漏桩，对于作业面中的各个桩位，项目的技术人员应利用白灰加以标注、编号。

（二）灰土桩、钢筋混凝土的施工工艺：

对于灰土桩、钢筋混凝土的综合使用与施工，主要是以由外向内的顺序进行沉桩，而单排桩的具体施工则需要从两端同步向内进行。在作业范围以内，边缘区域、最后一排的布桩主要采用钢筋混凝土桩，目的在于限制、约束施工基底的土体向外挤出，并进一步加强侧向约束，以此提高路基整体的稳定性。对于中间区域的布桩，一般选择复合挤密桩，桩体用料的重量比为5：2：3，具体包括粘土、粉煤碳、白灰以及5%左右的水泥。复合挤密桩的设置，主要是利用了生石灰材料的膨胀特性、吸水能力以及粘土、石灰间的离子交换与化学反应，使路基土体受到挤压、降低含水量，以此提高路基的稳定性、强度、整体性。施工时震冲器应安设在路基边坡上，预先要整平边坡，安设走行滑道，机械安放稳固后方可进行作业。打桩施工时要密切注意土体侧向位移造成的影响。石灰桩打成后，土中的孔隙水就发生变化，桩中央部位温度可达300到400℃甚至更高，吸水达到最终平衡状态的时间大约需1到4 周左右。另外打石灰桩时，周围地基受到扰动，强度暂时下降，因此一般将施工后3到4 周时的强度值作为管理的目标值较为妥当。

结束语：

综上所述，通过合理分配、科学布置、综合使用灰土桩与钢筋混凝土桩进行高铁路基的加固，不仅能够显著提升路基土体的强度、密度以及稳定性，同时还能有效降低路基土层中的含水量，并在长时间的使用过程中延续良好的整治效果。

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