铁路软土路基施工技术探讨

摘要：随着科技的日新月异，火车的轴载技术也慢慢转向重型化。在铁路建设施工中，软土路基也成为工程施工技术中的一大难题。本文主要探讨的是铁路工程中软土路基出现的原因，再加上软土路基本身的有关特征得出关于处理软土路基建设的具体措施，总结出关于铁路工程在软土路基技术施工的方法。

关键词：铁路 软土路基 技术分析

一、软土路基的广义特征

一般情况下，人们常说的软土是指低强度，高压缩性的软土地层，按照其性能可分为以下几种：淤泥质土壤、软粘性土质层、淤泥、泥炭质土壤以及泥炭等五种类型。我们习惯上把前三种土质称作软土。他们主要分布在我国河口三角洲地区、盆湖地周边、平原滨海地区以及广大山涧谷地。软土的工程特性主要表现为：土质空隙之间间隔较大；泥土含水量天然较高；压缩性能强；透水性能比较薄弱；流动性强以及灵敏度较高。通常在施工建设中，软土路基的危害性主要表现在：由于软土路基本身抗剪强度较低，所以当软土承受到比自身负荷能力更强的外界压力时，软土路基就会难以维持原样而产生整体性的剪体层破坏，最终造成建设工程的塌方，失去屏障后的严重破坏。另外，当软土路基在承受上部负载以及外部压力作用下产生沉降变形时，就会影响铁路的正常使用，影响施工建设的进程，严重的则会导致安全事故。

所以，在处理软土路基施工建设的过程中，必须经过前期的细致研究和探讨得出最佳施工方案，精确掌握软土路基的特性和土质层的情况，特别是软土的抗压强度和应对负载作用的变形运动状况的规律，然后采取有效措施，才能确保软土路基在施工建设过程中处于稳定状态，并控制其沉降运行。

二、软土路基处理办法

修建高速铁路时，很多情况下都会遇到软土路基的情况，在软土路基上修建铁路，往往需要经过实地勘察测量，探讨出最佳设计施工方案，确保软土路基的稳定性，控制施工过后的沉降问题以保证施工建设的如期进行和避免安全隐患。

（一）减轻负荷

在施工过程中，要注意到路堤的荷载问题，只有路堤的荷载作用减少才能保证施压在地基表层上的荷载作用力减小，地基才能保证其稳定性，不会随时发生转移运动。我们在实践中总结出了几项有效措施：一方面要尽可能在设计中降低路基的标高，而在有些情况下会受到使用和规定标准的限制，在设计上很难降低标准；另一方面要注意使用一些轻薄的材料填充建筑路堤，比如一些粉煤灰类的轻质材料，以及在路基建设中经常会用到的EPS超轻质原材料填充路堤。

（二）地基和桩基础的处理

在铁路软土路基工程中处理地基的方法多种多样，主要使用的有：置换法、振密挤压法、预压法、灌入固化物和加重钢筋法。而在铁路施工中常用的方法主要是复合地基和改良土质两种。前者是在指在地基建设中采用抽出钢筋、置换材料、改良部分土质等办法设置新的复合地基以提高地基的承载力度，减少地基的沉降运动，例如采用水泥土混合土质假期假期加强地基的承受力，使用低强度的桩复合地基以及在土质上附加钢筋垫层等方法也可以达到增强软土路抗沉降能力。另外，在地基中设置桩基础设施时，如遇到软土路地基路段，还可以通过假设桥梁来避免软土路的沉降，在土质中的打入桩基础可以提高软土路面的荷载力。

（三）施工后期综合修补

在铁路施工建设后期，如果满足了地基的基本稳定性，在道路建成后是允许一定程度上的土地沉降和不均匀偏移。主要修补的部分一般是设计中的预留高度和地基路面，调整施工过程中产生的不均匀沉降和偏移，在满足了前期设计要求的同时，也完善了施工建设的整体目标，这是一种及时的处理方法，这种方法在一定程度上会影响到交通运行的条件，应当慎重选择。比如拿国外的一个例子来说：某一条高速铁路在通车运行后，经常发生路况的塌陷和沉降情况，工作人员就必须时常去修补路面以保证正常运行，而在第一年他们一共修补了14次，连续几年的修补才达到了铁路运行的标准和质量要求。如果在施工建设初期就能预防这种情况，采用高质量、高标准、高要求的标准来建设施工，就会避免这些后期修补，还能节省资源，降低成本，这无论对于哪一项工程的建设投资都是有利的。

通常在条件允许的情况下，应该采用上述办法进行综合处理，将减轻路基的负载力与地基处理相结合；对路基的地基处理和工后修补相结合；堆载预压综合处理与真空预压技术相结合等等办法，都能为建设施工工程带来良好的经济和社会效益，不仅能提高整个工程质量，还能加快铁路施工的进程。

三、软土路基施工技术探讨

（一）土质冻结法

冻结法采用的是二氧化碳膨胀或者液态氮的冻结作用来使得软土表面冻结，或者采用一些具有制冷效果的机械设备与密封的液压系统连接起来，使得冷却液在整个软土质环境中自由流动形成冷冻效果，从而冻结软土，以此提高泥土的抗压强度和降低沉降度。这种方法适用于各种类型的土壤状况，尤其在遇到软土路基的情况下，施工开挖的深度大于8m以及遇到地下水位以下的环境中，冻结法会经常被施工单位所采用，是一种广泛而有效的建设手段。

（二）高压喷射注浆法

在二十世纪七八十年代，我国从日本引进了一种新的道路施工技术——高压喷射注浆技术。它主要应用的原理是采用加固松软土质的方法提高软土抗沉降力，将化学上的注浆技术与高压射流切割的方法相结合。在铁路施工过程中，在钻杆一端安装一种特别的喷嘴，先用钻机钻入预定的标高后，从喷嘴中将水泥浆液利用高压喷出，形成流动的喷射射线来切割搅拌泥土，同时，在钻杆的上升旋转过程中，泥土里面的沙粒和泥浆会相互融合再凝固，从而形成一个圆柱形的均匀的水和泥土固结层，从而防止地基底部水质的渗漏，达到防固的目的。高压喷射注浆技术是一项防渗漏、加强固化的新技术，它的发展过程是经过无数次科学研究和实践加以完善的。在研究桩基础技术的过程中，管道和喷嘴技术的改进是至关重要的，在制定出一套合理规范的施工设计方案后，就要提前考虑施工现场的管理问题以及如何降低成本保证质量。高压喷射注浆技术在其中有着举足轻重的地位，它主要应用在淤泥、粘性土质、砂土和沙粒等部分地基环境中，在铁路建设中加强地基的稳定性，防止地下水质渗漏和地表下沉，在我国铁路的软土路建设中被广泛应用。

（三）复合地基处理

复合地基的处理办法主要有粉喷桩。碎石桩和旋喷桩三种。在处理软土地基路段的过程中，由于地基的复杂性和对软土层厚度的特殊要求，一般情况下我们会采用粉喷桩的办法来处理。粉喷桩在处理软土路地基中占有很大的优势。主要表现在：

1、可以在大幅度的范围内减少软土路地基的沉降量，与冻结法和排水法相比能减少26%～50%的沉降量。对一些软弱土层的加固作用更加有效。

2、可以加强泥土地基的承载力和负载力，有效快速地适应施工中的填筑环节，它不仅提高了填土的速度，还能加强防渗漏性能。

3、采用钻头钻入软土层中然后进行打桩，使得地表下沉的幅度变小，低振动、低干扰能有效避免对周围的地基环境和建筑物产生影响，为施工建设单位取得良好的社会效益。

4、大范围的减少加固区域的侧方位位移，在同等条件下，排水固结法的侧向位移比较频繁，而粉喷桩技术的应用则能在相同环境下减少65%～75%左右。

5、在施工过程中能有效降低下沉塌方的危险，施工过程简便，提高了安全性，同时机械设备的问题也很容易得到解决，既降低了成本又提高了效益。

相对于粉喷桩技术来说，旋喷桩技术的成本价和使用价格更高，大约是压密注浆处理技术的5倍。另一方面来讲，施工单位难以有效控制最终成桩的质量，在实际施工过程中，大量的事例反映出粉喷桩的有效长度过长时难以保证其质量水平，而且还会存在粉喷数量不足、无法搅拌均匀、交接不对头等问题。

四、软土路基施工注意事项

（一）软土路基的强度问题

在铁路的建设过程中，施工单位在进行修建时难免会遇到软土路基，它具有土质松软，抗压能力低等弱点。所以施工单位要特别注意软土路基的质量和安全问题，如果没有正确地加以处理，就会为以后的施工建设埋下隐患。要建造一个好质量的路基首先要认识到的一点是确保道路的使用期限和路基的强度，如果在道路修建完毕后由于强度偏低而承受不住车辆的压力导致塌陷事故，那就说明施工企业在施工过程中没有注意质量问题，很可能会对人民的生命财产安全造成无法挽回的后果。所以在软土路及的建设过程中，专业技术人员必须亲临现场，加强勘测，制定出一套合理有效的应对软土路基工程建设的方案，这样才能提高效率、保证质量、降低风险。

（二）注意雨雪等自然灾害

软土中一般含有大量的水，淤泥，泥沙等一些软性物质，所以它的抗压承受能力非常低。在我国大部门地区，降水情况都比较多，通常降雨量也比较大。在一条铁路横穿几个省的情况下，通常会遇到山体，坡路等情况，这些路段的软土地基比较丰富，也很容易遭到雨雪等自然现象的破坏。尤其在铁路两旁的边坡是最容易受到影响的，要针对这一特征才制定合理的解决办法，保护铁路道路两旁的软土路。同时在施工过程中也要针对路基的稳定性提出新的解决方案，来防止在雨雪天气的冲刷下造成的土质损坏。

（三）防止不均匀沉降问题

在软土路基施工建设中最容易出现不均匀沉降问题，由于软土中占绝大多数比例的物质是水，因此土质较软，容易往低层下沉，如果在承受较大的压力时，软土就会呈现出不稳定性而向两旁发生偏移收缩，从而出现软土路基的不均匀沉降。通过种种实际事例可以得出结论：想要在软土中建设道路十分困难，特别是铁路的建设更需要符合精确的标准，为了使铁路建设规划的需求得到满足，加上社会发展的需要，在建设铁路软土路基施工技术上应该加强改善措施，改变由于软土质松软带来的施工困难和安全隐患。因此，在施工过程中必须要在软土地上附着一层复合型硬质土壤，这样才能有效防止软土路基带来的施工危害。施工单位的专业人员要提前选择合适的硬质土壤，加强技术指导，努力控制软土路基的不均匀沉降问题。

（四）加筋法技术常见问题

1、材料的选择

随着社会对道路质量要求的提高，在材料的选择方面也越来越精细化。加筋技术在软土路基施工建设中是常用的一种抗沉降办法，在不断的应用和发展中，施工单位对钢筋材料的选择越来越科学化。加筋材料一般分为以下几种：第一类是天然植物类如柳条、竹片等；第二类是典型的金属类材料如不锈钢带；第三类采用的是玻璃纤化物质的合成材料；第四类属于混凝土质复合型材料。

2、质量测试

在进行铁路道路的铺设时，必须要对材料进行整合的均匀处理，有些处于斜坡路段的石块因为受力不匀会发生严重的超负荷变形，为了有效避免这种情况的发生，在施工过程中就要对材料的松紧度进行一次精密的测试，保证施工材料的质量和整体性特征。

结束语

一座城市的整体规划建设在一定程度上依赖于道路交通的建设，因此，软土路基施工技术也在其中起到关键性作用。一旦在施工过程中遇到软土路段，施工单位就要制定合理有效的方案保证工程的质量和安全性，提高软土的稳定性，改善软土地基的强度。这些都有助于加强人们对地质和道路交通的的研究，促进城市的交通建设进程。

参考文献：

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