浅谈铁路软弱路基处理

摘要：本文通过分析软土的物理力学性质，以此为依据阐述了的铁路软弱路基的处理方法，旨在为同类工程提供参考和借鉴。

关 键 词：铁路工程软弱路基处理措施

中图分类号：TU74文献标识码： A

1引言

凡属内陆湖塘盆地、江海河沿岸、多雨地区的山间洼地和坡谷地区，在近代水下沉积的软弱饱和粘性土，我们称之为软土。软土地基的强度和变形问题是路基工程中十分注意的问题，过大的沉降及不均匀沉降都会造成工程事故，所以在路基填土之前，一定要采取技术措施将软土问题解决。

2软土的物流力学性质

因受工地试验室条件的限制，施工现场只能够对软弱路基含水量以及液、塑限等指标进行测定，至于其它指标很难进行定量的评价。所以我们期望能通过对软土的物理力学性质的了解，从中寻找经济适用的处理方案。

2.1 天然含水量高、孔隙比大

软土的天然含水量都比较高，大约在17%~33%之间，孔隙比超过1，所以地基变形情况比较严重。

2.2 低透水性

软土中间存在着一定的带状砂层，其中的水分在水平方向上渗透的比较多，不利于地基排水固结，软土进行加载之后下沉的速度加快，时间变长。

2.3 高压缩性

软土的孔隙比较大，所以在压缩的时候就比较容易，在铁路路基进行加载的时候就会有较大程度的下沉。

2.4 触变性

软土具有一定的絮凝结构，它属于结构性的沉积物，在接触到这一沉积物时就会出现变化。

2.5 流变性

软土所具有的流变性包括有蠕变、流动、应力松弛以及长期强度等方面的特性。所以，通常在剪应力作用的情况下，软土都会发生缓慢的剪切变形并且将延续很长的时间。

3软弱路基处理方法

3.1 浅层处理

浅层处理方法主要有表层压实法、重锤夯实法、垫层处理、桩式处理和加筋处理等。

1.表层压实法和重锤夯实法：通过机械碾压、机械振动或重锤夯击能量等对浅层的松散粉质土、一般粘性土等压实或夯实，从而使表层形成一层较均匀的、具有一定强度的“硬壳层”。

2.垫层处理：以素土、灰土、砂或砂石、碎石、煤渣等作为材料在原地基上加覆垫层或清除部分软弱土层再加覆垫层。垫层应具有一定的承载能力，能够有效地扩散上部荷载。

3.桩式处理：采用短预制桩、夯扩碎石桩、灰土桩、布袋砂桩或布袋碎石桩等穿过浅层的软弱土层到达下伏较好的持力层上或对软弱土层进行挤密，发挥桩同作用而达到改善土体的物理力学性能的目的。

4.加筋处理：一般是利用土工织物的高强度或韧性等力学性能铺设于基床上或是将抗拉能力较强的拉筋埋置于土层中形成加筋土。从而有效地扩散土中应力，增大土体的刚性模量和强度。

3.2 排水固结处理

一般是针对粘性土、淤泥或淤泥质土，在荷载作用下将孔隙水排出，孔隙比减小，从而使土体产生了固结变形，强度逐步提高。排水固结处理主要有堆载预压法、砂井法、塑料排水板法、真空预压法、电渗法等。主要是通过压力和排水系统联合作用使软弱土层中产生排水固结变形，同时随着超静水压力逐渐清散，有效应力逐渐提高，地基土强度逐渐增长。排水固结法处理软弱地层一般较少采用，这主要因为排水固结法地层强度增长需要较长一段时间，短时期内达到要求强度比较困难，而且固结沉降变形稳定也需要很长的时间。

3.3 复合地基处理

复合地基处理就是利用砂桩、碎石桩等散体土类桩或深层搅拌桩、旋喷桩等水泥土类桩及其它混凝土类桩等对软弱地层进行置换、挤密等形成强度及稳定性均较好的复合地基。复合地基处理软弱土层已有一套较系统的理论体系，是应用较广泛的一种软弱路基处理方法。3.4 化学加固处理

化学加固处理就是利用压力和电势等将化学药剂如沥青、水泥、硅酸钠类、木索类，脉灰树脂等灌入或拌入到软弱土层中以改善土体的物理力学性能，提高土体的强度和稳定性。化学加固处理一般造价较高，因而较少采用。目前用得最多的是对特殊病害路基的加固处理。4案例分析

4.1 工程地质

山东莱钢永锋钢厂铁路专用线工程位于山东省德州市齐河县境内，该区宏观地貌单元为黄河冲击平原，地形平坦开阔，由于人类活动原地貌形态略有改变，现地势起伏不大，多为耕植地。根据地质勘查报告，标高0.5m以下第一层为人工填土，厚度为2.5m。第二层为粉质粘土，平均厚度为6.5m，天然含水量为52.3%，含砂量47.5%，标贯击数为2至3击，桩周土的平均摩阻力为9KPa，承载力标准值为70KPa，力学强度极差，是典型的软土地基。第三层为强风化砂岩，力学强度好。

4.2 处理方案

根据工程地质情况设计该软土路基处理措施采用水泥土深层搅拌桩，桩径φ：0.5m，有效桩长：9m，间距：1.3m，正方形布置，桩打入硬底不小于0.3m，水泥浆水灰比采用0.5：1，每延米不小于75kg，桩身28天无侧限抗压强度不小于1.2MPa，单桩布设。

4.3 施工控制

4.3.1施工放样

首先用全站仪准确地放出施工段落的起始桩位及边线位置，然后用钢尺按设计要求的桩距用竹筷在施工范围内标示出桩位。

4.3.2现场控制

1.派专人负责施工，对施工设备编号，并在主机塔架上标注每米的刻度线，便于掌控。

2.现场施工人员，严把喷浆量、提升速度及风压三个参数关，以确保水泥搅拌桩的成桩质量。

3.为保证施工完的桩体竖直度能满足设计和规范要求，在主机塔架上挂一重锤，通过钻机支腿的升降来调整主机塔架的垂直度，从而确保钻杆和桩体的竖直度。

4.检查机具：现场施工人员开钻前检查钻机的计量器和打印机的完好性、准确性。

5.控制钻机速度：钻机以慢速启动钻进，正常后换中速钻进，当钻头接近设计深度时挽回慢速钻进，钻头在原位转动1min。

6.提升喷浆搅拌：在确认水泥浆喷至孔底后，以1.08m/min的速度反转提升，在提升的同时连续喷浆。当提升到设计停灰标高后，应慢速在原地搅拌1~2min。

7.重复搅拌：水泥与土搅拌均匀程度是决定水泥搅拌桩桩体强度的关键因素。复搅的作用在于通过充分的搅拌使浆体与土及水得到比较完全的接触与作用，促使桩体的形成。提升复搅时，速度应控制在1.08m/min。

4.4 桩体的质量检验

4.4.1对成桩7d的水泥搅拌桩检测

破去桩头0.3~0.5m表层水泥土，进行外观检测，检测外观是否圆顺、水泥土是否密实、搅拌桩是否均匀。用N10轻便触探仪进行强度检测，触探部位距桩头标高以下10cm、150cm、270cm开始触探，每10cm触探击数应大于30击，连续触探30cm，累计不少于100cm。

4.4.2对28d的水泥搅拌桩检测

28d龄期的水泥搅拌桩按0.5%频率钻芯取样检测。通过钻取的芯样检测桩体喷浆和搅拌是否均匀、桩体有没有断桩现象，桩长是否达到设计要求。

4.4.3单桩和复合地基承载力检验

通过28d钻芯取样检测评定不合格的施工面，将采取静荷载试验，检验复合地基承载力或单桩承载力。静荷载试验每施工面不小于3点，取3点的代表值确定是否满足设计要求。

4.5施工小结

经实验结果证明，本场地采用深层搅拌桩进行软土地基加固处理是成功的。经深层搅拌加固处理的地基，其抗压强度、单桩承载力、复合地基承载力均较天然地基有显著提高。

5结束语

铁路运输安全责任重于泰山，铁路路基是铁路安全运行的基础，乃重中之重。因此对于铁路所跨越的软弱路基必须采用适当的处理方法，以保证铁路运输安全万无一失。当然选用哪一种处理方法，则需要根据地基土特性、现场条件、施工机械、工程造价等因素综合考虑，对各种方案进行经济技术分析比较，从中选折最佳的地基处理方案。