摘要:软土在铁路工程施工过程中是一种常见的地质病害,因为土壤孔隙度较高,含水量较大,其抗剪强度和承载力相对来说较低,如果对其加固时不能采取相关措施,那么就会使得路基出现不均匀沉降,进而较大程度的影响着铁路的安全性和稳定性。
关键词:铁路工程;软土路基;CFG桩施工
1工程概况
某铁路工程在施工过程中,途经低丘地带,地质结构主要为白云质灰岩,地质结构较复杂,杂填土结构较为松散,并且杂填土中含有混凝土、碎石、腐殖土、淤泥等杂质,为了保证铁路工程软土路基的施工质量,需对软土路基进行处理。
2针对铁路施工中软土地基施工的方案
软土地基属于分散介质,这种分散介质的强度由多种不同组合形式的土壤和土壤颗粒构成,具有分散系统的特点。但对强度起绝对作用的是土壤之间的摩擦,而摩擦的形成是土壤颗粒之间的凝聚力。绝大多数的土壤中都含有矿物质,所以具有不同程度的亲水性,水的渗入使得土壤颗粒四周的水膜增厚,从而导致水的扩散层松散结构增加,最终形成土壤。但由于水起润滑的作用,所以同以前相比,土壤之间的摩擦力会减少。影响土壤的稳定性有多种因素,其中土壤稳定性的降低主要是由于大量的水进入土壤后,发生水分现象从而造成离散。土壤的颗粒之间存在孔隙度,密度越大,孔隙度就会越小,这就会增强土壤的稳定性,所以就加大了自然水进入土壤的难度。从土壤特特征来看,对于软土路基的施工,要想增强土壤的稳定性,就要强化土壤密度和含水量。土壤处理的方法有很多,可以使用物理学方法,也可以使用电学方法和参合料方法,不过这两种方法需要强化。
3铁路施工中对于软土路基施工的技术要求
3.1清除淤泥要求
软土的深度,是在稻田经过排水,再交换罐装内的轻型动力触探试验后测量,可得到初步的结果。同时还要知道地面高程的有效数据,并汇总三方的有效日志数据,最后才能确定软土的深度。具体过程如下:在疏浚工作前,要通过动力触探试验清楚清理淤泥的深度;利用挖掘机负责清理稻田的淤泥,并用车辆将挖出的淤泥运到特定的位置,方便日后使用;量取疏浚之后地下室水平数据,并根据试验得知基地的承载力,当承载力与规定的要求不符,就要进行二次清理淤泥工作,直到承载力达标,但测量淤泥的深度要利用轻型动力触探仪来测量。
3.2选用天然沙砾
换填法主要是路基不符合要求时而选用的一种方法。通过选用优质的土质换填杂填土,可以有效缩减路面不均匀沉降,且可以增强路基的承载能力。由铁路施工的工作内容可知,人工换填和强制换填是换填法的2种方法,通过对二者比较,利用人工挖掘换填的路基,能够承载更大的负荷。当选用粗粒土作为换填土时,主要是为了提升软土路基的承载力,但为了起到更好的承载效果,需充分压实粗粒土,使用压路机对填土进行压实。压实后,技术人员还应对其进行多次有效检查,确保其质量达标。选用弱风化泥岩和红色砂岩对该铁路的K345+150~K345+700区段的进行填料,不能选用全风化红色砂岩和泥岩。当路基填料选用软质岩块时,通常情况下,填粒的直径应为100~150mm,并且应该将<5mm的总量控制在10%~50%。施工技术过程如下。
1)施工前准备工作
2)在工作前,首先要对深度填补和范围进行考察,使用填充的方法一般是当机械无法施工时,对于30~50cm的覆盖层,应用手工进行清理。在进行基础方案填补前,编制审批操作工作人员应将工作中可能会遇到以及遇到的问题进行汇报。同时工作人员也要收集一些数据,例如,水文地质和工程地质的数据。含水量控制也应在准备工作前就进行有效包装,以及材料的厚度参数。
2)放样测量工作
对于符合设计图纸的要求进行公布,查看软土地基清理地方的特点(主要包括起点与终点的数量和宽度),同时还要检查原始表面的高度和宽度。
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3)基层清除工作
在矿井的施工中,为了预防山体滑坡,需要有一个基坑边坡,因此要清除废土和水。有时候会出现不明显的软土层,那么在一定的位置应该减少扰动坑原状土,同时土层的厚度可以确定在300~500mm。以上的做法可有效避免填充土层和土壤边坡坍塌相融合。
4)检验基坑工作
坑基施工前,应检验坑基是否符合之前设计的要求,检查内容包括承载力和尺寸。
5)根据要求转换填充材料
检查合同段时,重点是检查填充的土壤规格和碎石是否符合设计要求。
6)压实要分层进行
重型轧机轧前应平整水平度,这样就可以使密实度和压实度均匀性达标;轧制机的运行速度也应有效控制,应用6~8倍的震动控制,静压2倍;当填充物太干燥时,应进行浇水作业,这样才会确保材料的向下和向上运动,而要想得到良好的效果,应该在4周后再进行巩固。
7)找平验收、进行碾压工作
最后一层碾压工作完成后,对平整度和高程进行检查;且应对低洼处进行填料工作。准备施工前,要对路基进行细致勘察,例如,首先要对横坡、抛填的深度等进行勘察;然后对填筑路基进行填筑,填筑时需按照由中部向两侧的顺序,按照这一顺序可快速挤出淤泥;其次要选用不容易风化的片石进行填料,选用的石料应在200cm内,并且填料时的强度也应符合要求;填料完成后,再利用压路机对路面进行压实,并且要测量压实度符合标准。
3.3对于深层石灰搅拌桩的工作
为了提高铁路路基的承载力,可选用CFG桩工作方式。该施工方式主要是将石屑、煤粉、水泥、碎石等混合物,通过搅拌均匀建造成的工程用桩,该桩具有高黏度、高强度的特点。CFG桩与传统的碎石桩相比,CFG桩的承载能力远高于传统碎石桩,同时CFG桩不仅可以有效减少不均匀的沉降量,还可以增强路基的稳定性。在CFG桩施工中选用的固化剂和外加剂主要是由该工程地质的基本特征和外部环境决定。在具体施工中,这些氧化钠、硫酸钠、木质素硫酸钙、石膏等外加剂,可将一定剂量的煤粉加入;选用的硅酸盐水泥标号为325以上;固化剂的添加剂量需在具体施工中确定,通常控制在12%~13%,其中水泥比的范围是0.45~0.5。
石灰是铁路施工中路基工程的重要材料。软土中的深层搅拌石灰桩具有高黏度的特点,同时为了增强地基的抗压强度和承载力,可根据地基土的比例,将2种混合物再进行混合,从而发生化学反应达到增强地基承载力和抗压强度的效果。在进行深层搅拌石灰桩的工作后,地基土就会拥有特殊条件,同时也可以使正常基础混凝土在工作中产生效果。软土地基的石灰桩使用,有两方面需注意:控制石灰原料的质量,软土地基工程中,除了对石灰的成分有极高的要求外,使用的石灰必须是经过处理的。石灰的直径在磨后是2mm,氧化钙的含量要≥80%,氧化镁的含量要≥8.5%。控制流体的阻力大概是70%,同时流动性指数和石灰将阻止石灰中杂质的数量;对软土路基进行施工时,要对一些路面进行处理,这样能促进机械灵活移动,同时也要注意表面硬度,要使其具有较高的承载力。
4结论
综上所述,软弱土层具有低强度、高压缩性的特征。软土在我国大多数地方均有分布。在路基建设时,很多工作人员却忽视软土的处理,结果就会导致路基出现不稳定和沉降现象,进而给未来交通埋下安全隐患,因此,应科学有效建设铁路工程的每个环节,提升铁路建设的整体质量。
参考文献
[1]刘超群.铁路客运专线CFG桩施工质量控制研究[D].西安:长安大学,2009.
[2]曹志平.铁路工程建设施工管理中的问题与策略[J].工程建设与设计,2017(12):173-174.
论文作者:马忠祥
论文发表刊物:《基层建设》2018年第27期
论文发表时间:2018/11/8
标签:土壤论文; 路基论文; 承载力论文; 石灰论文; 土路论文; 淤泥论文; 工作论文; 《基层建设》2018年第27期论文;