关键词:铁路;软基处理;施工技术
1导言
软土地基问题是影响铁路工程施工质量的关键性问题,这是因为地基是整个铁路工程的基础,一旦存在施工问题或施工隐患,极可能造成地基的不均匀沉降或塌陷等病害,从而影响车辆的安全通行与铁路工程的应有使用寿命。铁路工程线路长,跨越不同的地区,软土问题时常发生,铁路工程施工企业务必重视,并通过多种方法的灵活使用,正确处理软土地基。
2软土地基概述
软土地基土层大多为饱和软粘土,表现出抗剪强度低、压缩性大等特征,另外还有相应的有机质。软土地基会出现大幅沉降,特别是不均匀沉降,由此会造成铁路路基失稳,进一步对行车安全造成不利影响。软土地基稳定性的一项重要影响因素即为填土的压实度。针对相关填土,尤其是湿陷性黄土,一旦与地下水形成接触,便会引发强烈的湿陷反应,抗剪强度便会进一步降低。
此外,软土地基承载力不足。地基承载力,受地基强度及变形等因素重要影响。在强度上,地基要保证其剪切不被破坏,以此确保地基的稳定性;在变形上,需要将变形控制在规定范围内,以防范对结构物安全性造成影响。软土地基极易引发相应的沉降变形,就铁路路基来讲,倘若沉降超出允许范围,则会对行车安全造成极大危害。所以,在软土地基施工中,沉降变形是一项重要的检测参数。
目前,我国铁路工程建设中较常使用的方法是水含量检测法。即地质情况监测人员在鉴定施工场地的土壤是否属于软性土壤时,通常采用结构体外表层是灰土粒的软土,使用铁路工程施工过程中的常规土质监测方法获得该片区域内土壤中的含水情况与天然孔隙。需要指出的是,天然孔隙主要是指在土壤的自然状态下,其结构体内部所存在的孔隙以及孔隙体积在整个土壤中的占比。一般情况下,技术人员通过准确勘测并计算土壤在自然状态下的密度、土粒相对密度,含水比例以及干密度等指标,即可通过特定的关系评估出该区域土壤的天然孔隙比。若对土壤所具有的强度进行测比,则应使用十字板剪切技术。与公路工程或建筑工程相比,铁路工程中的软基施工更加复杂,因此,其施工技术的难度也往往更高。施工企业为切实处理好施工中的软土问题,必须遵循因地制宜与保护生态环境的基本原则,前者主要是指技术人员必须通过全面的指标检测,在完全掌握地质情况后采取针对性的软基处理方法,后者则是对于当地生态系统的保护。
3铁路软基处理施工技术
3.1路基工程沉降控制标准
铁路软土地基处理在上世纪80年代普遍秉持的是稳定性施工思路,软土路基现状使得铁路工程在运行一段时间后引发一定程度的沉降,例如近年来国内有铁路工程路基沉降达到了2m以上,这一情形不仅为铁路养护维修工作带来了极大挑战,还得到了铁路相关部门的重点关注,依托研究分析制定出路基工程沉降控制标准,并在《铁路路基设计规范》中将I、II级铁路完工后沉降标准控制在50cm。伴随我国社会经济的不断发展,以及铁路相关标准的逐步完善,沉降标准得以不断提升。
3.2软土地基处理技术
在铁路软土地基处理过程中,一方面要结合软土特征、周边地质环境及软基沉降控制标准,另一方面要对处理技术的科学可行性及建设工期等相关因素开展全面评价,最后才能进行软基处理技术的确定。软基处理技术多种多样,近年来,针对各式各样特殊的施工情况,铁路行业研究推出了大量新型的处理技术,并且软基处理中得到广泛推广。
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3.2.1置换法
置换法是铁路工程施工中遇到软性土质时所经常采用的方法,也是软土地基施工以来所形成的最基础方法。置换法主要是指使用能够满足铁路工程建设要求的、性能较佳的岩土材料来替换掉原施工场地中的软土层,最终实现双层地基或复合地基。这种方式能够显著改善铁路工程的地基状态,且增强其强度与承载力,避免铁路工程在经过短暂的使用后即发生路基沉降问题。落实到具体施工层面上,置换法又分为强夯置换法、抛石挤淤法以及换填法等软土地基处理方法,需要指出的是,上述两种方法多适用于浅埋型铁路路基的施工。其对于软土地基的处理深度主要介于2~3m之间,若在山谷中的铁路工程建设中使用置换法,则必须保障其处理深度不高于8m。
3.2.2排水固结法
排水固结法,是指依托超载、超载预压及路基填土等外力作用和排水通道,有效保证饱和软土排水固结,从而以提高地基的承载能力,进一步尽可能缩减沉降效果。该项处理方法对填土要求相对较低,尤为适用于具有较大荷载的大规模场地中。例如,在某动车工程施工中便应用了排水固结法,并收获了确切的软基处理效果。
3.2.3粉喷桩法
粉喷桩法,是指通过压缩空气,依托粉体喷射搅拌机械钻孔,将水泥粉等固体材料以雾状形式喷进所需处理的软基中,然而通过搅拌、压缩及吸收软土中水分等过程,产生相关的物理化学反应,最终使软土硬结,形成具有良好稳定性、整体性的桩体,进一步达到提高路基强度的目的。粉喷桩法的特征在于强度形成迅速、预压时间段以及地基沉降量偏小等。相关研究实践得出,通常在含水量超过35%的软基处理中,可选择应用粉喷桩法。
4软基处理施工质量控制要点
4.1项目队伍质量
施工管理者的资质和管理水平、施工人员的能力、责任心与素质高低直接关系到工程整体质量的优劣,在很大程度上决定工程的效果。
4.2施工原材料质量控制
工程施工中,施工所需的原材料是确保施工质量的基本保证,是影响工程质量的根源所在。原材料质量的好坏直接关系到整个工程的质量等级及结构安全,关系到工程完工后的使用功能。必须加强对原材料的进场控制,避免因原材料质量问题而导致工程安全威胁,防患于未然。
4.3施工全过程质量控制
铁路路基的施工质量控制主要是对隐蔽基坑检测、排水及隔水、挡护设备砌筑等重要环节进行质量掌控。在施工过程中,与软基处理相关的各方人员应积极进行多方联动,结合施工实际的多种因素进行实时的综合软基处理,提高其软基处理的科学性与成本和质量的平衡性。
5结束语
综上所述,因为软土地基结构性差,抗剪强度不足,承载力不足,通常会对铁路工程施工带来极大的危害,倘若处理不当,会为铁路施工及运行造成严重影响。因此,相关人员必须要提高对铁路软基处理的有效重视,在全面充分掌握施工区域软土特性、地质状况的前提下,制定科学针对的处理方案,并对实际处理中重要环节开展有效的质量控制,保证铁路路基的稳定性,进而促进创造出高质量的铁路工程。
参考文献
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论文作者:唐冬梅
论文发表刊物:《城镇建设》2019年20期
论文发表时间:2019/12/9
标签:铁路论文; 路基论文; 土地论文; 地基论文; 铁路工程论文; 强度论文; 土壤论文; 《城镇建设》2019年20期论文;