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摘要：随着社会经济水平的不断提高，我国高铁迎来了良好的发展契机。在高铁施工中，难免会遇到软土地基处理问题，所以，做好软土地基处理工作便显得尤为重要了。有鉴于此，本文针对高铁施工中软土地基处理工艺进行相关探索，首先概述了软土地基的概念及危害，然后介绍了高铁施工中软土地基常用处理方法，最后结合案例加以探讨，以期为业内人士提供有益参考。
关键词：高铁施工；软土地基；处理工艺
中图分类号： F53 文献标识码： A
1.软土地基概述
1.1概念
我国高铁施工对软土地基给出了如下定义：主要由粘土和粉土等细微颗粒含量多的松软土、孔隙大的有机质土、泥炭以及松散砂等土层构成[1]。值得一提是，软土地基不能单纯地依据地基条件进行确定，因为填方形状以及施工状况可能存在差异，所以，应对填方以及构造物的相关信息（包括种类、形式以及规模等[2]）进行深入研究，并在此基础之上，判定其是否属于软土地基，并采取相应的处理措施。
1.2高铁施工中软土地基的危害
软土地基将会给高铁施工带来严重危害，导致此类情况的主要原因是勘察设计工作没有落实到位，因而没有对软土地基路段进行事先处理；另外，虽然已经确认为软土地基，然而处理措施选择不当，埋下了路堤失稳等安全隐患，所以，在高铁施工中，只要涉及软土地基均需要予以有效处理，消除隐患。
2.高铁施工中软土地基常用处理方法
现阶段，国内高铁施工中软土地基的处理方法主要包括：1）换填法；2）强夯法；3）复合地基法；4）排水固结法等[3]。
2.1换填法
所谓换填法指的是，对地基中的软土进行清除，然后选用稳定性理想的土石进行回填。在实际施工过程中，通常采用“分层填筑+分层夯实+分层检测压实度”的办法进行施工，能够让地基获得符合要求的抗变形以及稳定能力[4]。相较原土而言，换土垫层具有诸多优势，不仅承载力高，而且刚度大，同时还具有变形小的特点。该处理方法一般用于浅层软基的处理，如淤泥、淤泥质土以及杂填土等地基处理。
2.2强夯法
所谓强夯法指的是，借助起吊设备将一定重量的重锤提升到相应高度，并做自由下落以达到夯实土层的目的。强夯法常用于三种软土地基的处理，一是杂填土，二是非饱和粘性土，三是砂性土地基[5]。以对非饱和粘性土地基的处理为例，既可采用分遍间歇夯击法，也可采用连续夯击法，且应在现场试验的基础上来确定最终的夯击次数。
2.3复合地基法
所谓复合地基法指的是，以天然地基为基础，在上面铺设相应的增强体，然后使“原土+增强体”一起承担上部载荷。采用复合地基法能够显著强化地基承载力，与此同时，还能够大幅减少地基沉降。复合地基主要包括以下几种：1）散体桩复合地基；2）柔性桩复合地基；3)半刚性桩复合地基；4）刚性桩复合地基。
2.4排水固结法
所谓排水固结法指的是，在天然地基中设置以砂井为代表的竖向排水体，并借助建筑物自重进行分级加载或于施工前加载预压，排出土体中的多余水分，使其固结，最终提高地基的强度。排水固结法既能处理地基沉降问题，又能处理地基失稳问题。为了起到加速固结的效果，可在原有土层中加设适当的排水途径，同时缩短排水距离。如此一来，能够在较短的时间内获得较为理想的固结效果。
3.案例分析
3.1工程概况
某工程所在位置的地形相对平坦，地面标高215m，采用直径为0.15m的深层搅拌桩（一种复合地基处理方法）进行加固，加固深度为0+38.5~+154m[6]。其中，上半部分桩柱所对应的路肩间距为1.1m，边坡距为1．2m，而下半部分的这两个数值分别为1.2m、1.4m。工程下层地基主要由粉土、粘土以及粉质粘土组成。按照由低到高的顺序将地基划分为三层，各自对应的物理力学性质详见表1。
表1 不同地层的物理力学性质
地层 含水量（%） 容量（KN/m³） 孔隙比 压缩模量（MPa） 快剪（kPa） 固结快剪（kPa） 固结系数
1 31.9 19.3 0.88 4.63 24.6 14.1 1.45
2 44.5 17.8 1.23 4.36 8.41 2.71 3.38
3 35.2 18.8 0.98 8.79 29.1 4.1 4.96
3.2搅拌桩施工工艺过程分析
3.2.1施工设备
现阶段，搅拌桩施工机械主要有两种，一种型号为PH—5B，另一种型号为PH—5D，两者均能够实现18m的加固深度，其中PH—5D在扭矩方面比较突出，其最大扭矩能够达到55kN·m[7]。
3.2.2试桩阶段
應通过试桩以了解和掌握一些重要施工数据，这对于正式施工而言具有十分重要的意义。参考既定的复搅深度以及加固深度，最终决定选用PH—5D型深层搅拌机来开展试桩工作，对其复搅深度以及实际钻进等一系列参数予以有效观察和确定之后，得出最理想的水机掺入比例为15%。在严格执行复搅工艺等相关标准的前提下，进行了科学且严格的试桩，结果发现，如果不采用复搅工艺，那么成桩稳定性有可能存在隐患，所以，正式施工决定采用复搅工艺成桩。
3.2.3现场地基处理
现场地基处理时，采用应用广泛且具有良好全程复搅功能的GPP—5B型搅拌机，采用苏州P103215级水泥，其掺水量为15％。对于深层搅拌桩，其质检方法主要有两种，一种是室内无侧抗压法，另一种是钻探取芯法，为进一步提高检验工作的准确性，于是采用第二种方法，与此同时，还是适当增加了取样的实际数量，为30倍的一般检验取样数量。
3.2.4搅拌速度的控制
搅拌速度将会对水泥均匀性产生直接且重要的影响，无论是过快，还是过慢，均会造成水泥不均匀。所以，有必要重视搅拌速度的控制问题，并采取相应的控制措施，这已经成为搅拌工艺的一个关键组成部分。为验证不同搅拌速度对成桩质量的影响，设一正常搅拌速度且以此为参考标准，同时设两个对比项，分别是提高一级搅拌速度以及下调一级搅拌速度。试验发现，低速实验组喷桩时表现出一定难度，只有少量勉强成桩且成桩质量不佳；而高速组则无法成桩。由此可见，严格控制搅拌速度是极为重要的。
3.2.5复搅拌次数的作用
复搅次数的多少将会在一定程度上影响成桩强度，这一点在淤泥质粘土的成桩施工中表现的尤为明显。所以，有必要对复搅拌次数和成桩强度之间的关系进行深入研究，以便通过适宜的复搅拌次数以达到理想的成桩强度。所以，选出3根桩体，对既定的搅拌次数予以增加，接着连续7d对其静力触探值予以严格测定。得到如下结果：若增加一次搅拌，那么在桩体8m以下对应的灌入阻力将会小幅下降，而8m以上对应的灌入阻力将会明显增加，另外，桩体均匀性将会受到一定的负面影响。所以，在正式施工中，仍旧采用增加一次复搅的办法以提高和保证成桩强度。
3.2.6无侧限抗压强度分析
对于深层搅拌施工工艺而言，无侧限抗压强度属于关键的参考依据之一，所以，应深入研究其影响因素，并采取相应的控制措施。
3.2.6.1地质条件的影响
为了分析不同地层所对应的无侧限抗压强度的影响因素，选取相关地层予以具体分析。结果发现，对于无侧限抗压强度而言，其和桩体深度表现出反方向变化的特点。其中最高的是黏土硬壳层桩体，最低的是淤泥质黏土层，对应的无侧限抗压强度分别是1.37MPa以及1.04MPa[8]。提示土层深度与桩体深度均会对无侧限抗压强度施加一定的影响。
3.2.6.2复搅深度
由现场采用的复搅施工可知，若应用全程复搅这一方式，那么最终得到的无侧限抗压强能够达到0.88MPa，而10m长度的复搅桩体，其对应的该数值能够达到1.06MPa。由此可知，就效果而言，复搅优于全程复搅。所以，在具体施工中，应尽可能地选择在10m深度进行深层搅拌桩施工。
4.结束语
经过严谨的现场试验以及数据分析可知，在高铁施工中，如果遇到软土地基，可采用深层搅拌桩的方法进行处理，能够起到较为理想的处理效果，同时还能够有效满足工程后期所对应的沉降要求。值得一提的是，无论是地质条件，还是复搅深度，均会对桩体的无侧限抗压强度产生直接而重要的影响，在实际施工中应给予足够的重视，并采取相应的措施。
参考文献：
[1]郭兰,宋金耀. 解析公路施工软土地基处理技术与应用[J]. 河南科技,2011,04:85.
[2]王秋利. 高铁施工软土地基处理试验研究[J]. 中国外资,2011,08:288.
[3]周晓玲. 论高铁施工中软土地基的处理[J]. 现代装饰(理论),2013,01:51.
[4]孙龙梅. CFG桩在高铁软土地基处理中的应用及质量控制研究[J]. 科技创新与应用,2013,09:164.
[5]谢斌奇. 分析公路施工软土地基处理几种常见的方法[J]. 四川建材,2010,01:129-130.
[6]郭锐. 铁路施工软土地基处理研究[J]. 科技风,2013,22:148.
[7]王璐,常琴. 市政道路施工软土地基处理的方法[J]. 中国建筑金属结构,2013,24:172.
[8]杨磊. 软土地基处理施工引起的灾变分析[D].上海交通大学,2011.
关键词：高铁施工；软土地基；处理工艺
中图分类号： F53 文献标识码： A
1.软土地基概述
1.1概念
我国高铁施工对软土地基给出了如下定义：主要由粘土和粉土等细微颗粒含量多的松软土、孔隙大的有机质土、泥炭以及松散砂等土层构成[1]。值得一提是，软土地基不能单纯地依据地基条件进行确定，因为填方形状以及施工状况可能存在差异，所以，应对填方以及构造物的相关信息（包括种类、形式以及规模等[2]）进行深入研究，并在此基础之上，判定其是否属于软土地基，并采取相应的处理措施。
1.2高铁施工中软土地基的危害
软土地基将会给高铁施工带来严重危害，导致此类情况的主要原因是勘察设计工作没有落实到位，因而没有对软土地基路段进行事先处理；另外，虽然已经确认为软土地基，然而处理措施选择不当，埋下了路堤失稳等安全隐患，所以，在高铁施工中，只要涉及软土地基均需要予以有效处理，消除隐患。
2.高铁施工中软土地基常用处理方法
现阶段，国内高铁施工中软土地基的处理方法主要包括：1）换填法；2）强夯法；3）复合地基法；4）排水固结法等[3]。
2.1换填法
所谓换填法指的是，对地基中的软土进行清除，然后选用稳定性理想的土石进行回填。在实际施工过程中，通常采用“分层填筑+分层夯实+分层检测压实度”的办法进行施工，能够让地基获得符合要求的抗变形以及稳定能力[4]。相较原土而言，换土垫层具有诸多优势，不仅承载力高，而且刚度大，同时还具有变形小的特点。该处理方法一般用于浅层软基的处理，如淤泥、淤泥质土以及杂填土等地基处理。
2.2强夯法
所谓强夯法指的是，借助起吊设备将一定重量的重锤提升到相应高度，并做自由下落以达到夯实土层的目的。强夯法常用于三种软土地基的处理，一是杂填土，二是非饱和粘性土，三是砂性土地基[5]。以对非饱和粘性土地基的处理为例，既可采用分遍间歇夯击法，也可采用连续夯击法，且应在现场试验的基础上来确定最终的夯击次数。
2.3复合地基法
所谓复合地基法指的是，以天然地基为基础，在上面铺设相应的增强体，然后使“原土+增强体”一起承担上部载荷。采用复合地基法能够显著强化地基承载力，与此同时，还能够大幅减少地基沉降。复合地基主要包括以下几种：1）散体桩复合地基；2）柔性桩复合地基；3)半刚性桩复合地基；4）刚性桩复合地基。
2.4排水固结法
所谓排水固结法指的是，在天然地基中设置以砂井为代表的竖向排水体，并借助建筑物自重进行分级加载或于施工前加载预压，排出土体中的多余水分，使其固结，最终提高地基的强度。排水固结法既能处理地基沉降问题，又能处理地基失稳问题。为了起到加速固结的效果，可在原有土层中加设适当的排水途径，同时缩短排水距离。如此一来，能够在较短的时间内获得较为理想的固结效果。
3.案例分析
3.1工程概况
某工程所在位置的地形相对平坦，地面标高215m，采用直径为0.15m的深层搅拌桩（一种复合地基处理方法）进行加固，加固深度为0+38.5~+154m[6]。其中，上半部分桩柱所对应的路肩间距为1.1m，边坡距为1．2m，而下半部分的这两个数值分别为1.2m、1.4m。工程下层地基主要由粉土、粘土以及粉质粘土组成。按照由低到高的顺序将地基划分为三层，各自对应的物理力学性质详见表1。
表1 不同地层的物理力学性质
地层 含水量（%） 容量（KN/m³） 孔隙比 压缩模量（MPa） 快剪（kPa） 固结快剪（kPa） 固结系数
1 31.9 19.3 0.88 4.63 24.6 14.1 1.45
2 44.5 17.8 1.23 4.36 8.41 2.71 3.38
3 35.2 18.8 0.98 8.79 29.1 4.1 4.96
3.2搅拌桩施工工艺过程分析
3.2.1施工设备
现阶段，搅拌桩施工机械主要有两种，一种型号为PH—5B，另一种型号为PH—5D，两者均能够实现18m的加固深度，其中PH—5D在扭矩方面比较突出，其最大扭矩能够达到55kN·m[7]。
3.2.2试桩阶段
應通过试桩以了解和掌握一些重要施工数据，这对于正式施工而言具有十分重要的意义。参考既定的复搅深度以及加固深度，最终决定选用PH—5D型深层搅拌机来开展试桩工作，对其复搅深度以及实际钻进等一系列参数予以有效观察和确定之后，得出最理想的水机掺入比例为15%。在严格执行复搅工艺等相关标准的前提下，进行了科学且严格的试桩，结果发现，如果不采用复搅工艺，那么成桩稳定性有可能存在隐患，所以，正式施工决定采用复搅工艺成桩。
3.2.3现场地基处理
现场地基处理时，采用应用广泛且具有良好全程复搅功能的GPP—5B型搅拌机，采用苏州P103215级水泥，其掺水量为15％。对于深层搅拌桩，其质检方法主要有两种，一种是室内无侧抗压法，另一种是钻探取芯法，为进一步提高检验工作的准确性，于是采用第二种方法，与此同时，还是适当增加了取样的实际数量，为30倍的一般检验取样数量。
3.2.4搅拌速度的控制
搅拌速度将会对水泥均匀性产生直接且重要的影响，无论是过快，还是过慢，均会造成水泥不均匀。所以，有必要重视搅拌速度的控制问题，并采取相应的控制措施，这已经成为搅拌工艺的一个关键组成部分。为验证不同搅拌速度对成桩质量的影响，设一正常搅拌速度且以此为参考标准，同时设两个对比项，分别是提高一级搅拌速度以及下调一级搅拌速度。试验发现，低速实验组喷桩时表现出一定难度，只有少量勉强成桩且成桩质量不佳；而高速组则无法成桩。由此可见，严格控制搅拌速度是极为重要的。
3.2.5复搅拌次数的作用
复搅次数的多少将会在一定程度上影响成桩强度，这一点在淤泥质粘土的成桩施工中表现的尤为明显。所以，有必要对复搅拌次数和成桩强度之间的关系进行深入研究，以便通过适宜的复搅拌次数以达到理想的成桩强度。所以，选出3根桩体，对既定的搅拌次数予以增加，接着连续7d对其静力触探值予以严格测定。得到如下结果：若增加一次搅拌，那么在桩体8m以下对应的灌入阻力将会小幅下降，而8m以上对应的灌入阻力将会明显增加，另外，桩体均匀性将会受到一定的负面影响。所以，在正式施工中，仍旧采用增加一次复搅的办法以提高和保证成桩强度。
3.2.6无侧限抗压强度分析
对于深层搅拌施工工艺而言，无侧限抗压强度属于关键的参考依据之一，所以，应深入研究其影响因素，并采取相应的控制措施。
3.2.6.1地质条件的影响
为了分析不同地层所对应的无侧限抗压强度的影响因素，选取相关地层予以具体分析。结果发现，对于无侧限抗压强度而言，其和桩体深度表现出反方向变化的特点。其中最高的是黏土硬壳层桩体，最低的是淤泥质黏土层，对应的无侧限抗压强度分别是1.37MPa以及1.04MPa[8]。提示土层深度与桩体深度均会对无侧限抗压强度施加一定的影响。
3.2.6.2复搅深度
由现场采用的复搅施工可知，若应用全程复搅这一方式，那么最终得到的无侧限抗压强能够达到0.88MPa，而10m长度的复搅桩体，其对应的该数值能够达到1.06MPa。由此可知，就效果而言，复搅优于全程复搅。所以，在具体施工中，应尽可能地选择在10m深度进行深层搅拌桩施工。
4.结束语
经过严谨的现场试验以及数据分析可知，在高铁施工中，如果遇到软土地基，可采用深层搅拌桩的方法进行处理，能够起到较为理想的处理效果，同时还能够有效满足工程后期所对应的沉降要求。值得一提的是，无论是地质条件，还是复搅深度，均会对桩体的无侧限抗压强度产生直接而重要的影响，在实际施工中应给予足够的重视，并采取相应的措施。
参考文献：
[1]郭兰,宋金耀. 解析公路施工软土地基处理技术与应用[J]. 河南科技,2011,04:85.
[2]王秋利. 高铁施工软土地基处理试验研究[J]. 中国外资,2011,08:288.
[3]周晓玲. 论高铁施工中软土地基的处理[J]. 现代装饰(理论),2013,01:51.
[4]孙龙梅. CFG桩在高铁软土地基处理中的应用及质量控制研究[J]. 科技创新与应用,2013,09:164.
[5]谢斌奇. 分析公路施工软土地基处理几种常见的方法[J]. 四川建材,2010,01:129-130.
[6]郭锐. 铁路施工软土地基处理研究[J]. 科技风,2013,22:148.
[7]王璐,常琴. 市政道路施工软土地基处理的方法[J]. 中国建筑金属结构,2013,24:172.
[8]杨磊. 软土地基处理施工引起的灾变分析[D].上海交通大学,2011.