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摘 要:随着经济和科技水平的快速发展,交通行业发展也十分快速,软土路基由于其地质特性,存在可塑性差、受重力小、含水量大、强度低、粘性小、稳定性差等不足,因此一直都是铁路工程施工中的重难点问题。在软土路基处理中,施工人员不仅仅需要合理的比选施工处理技术,同时还需要综合考虑到施工工期等因素,以免增加工程造价成本。这样一来,软体地基中的地质特性就能够得到有效改善,并且地基稳定性也能够大大增强,对提高铁路工程施工质量,产生良好的经济效益和社会效益都具有重要作用。
关键词:铁路工程;软土路基;施工技术
1概述
软土一般指含水量大、高压缩性、低承载力、抗剪强度低的细粒土。主要可分为淤泥、淤泥质土、泥炭、泥炭质土等。由于软土拥有其独特的特性,使软土在自身重力作用下很难演变成流动状态。因此,淤泥和淤泥质土的稠度实际上通常处于潜流状态。常见的软基处理碾压密实,甚至也来不及压密。淤泥和淤泥质土都属于软土,正常状况下呈软塑状态,但是其结构很不稳定,容易遭到破坏,而且一经扰动破坏,其强度就会剧烈降低至完全丧失承载力。为了满足人们出行以及经济运输需求,铁路工程建设的规模和数量都不断扩大,虽然这在一定程度上提高了我国基础设施发展水平,但在实际建设施工的过程中,还是很容易出现各种问题,其中最常见的就是软土路基问题,如果没有得到有效处理的话,就会直接降低铁路施工质量。本文主要是对铁路施工中软土路基的特点及处理原则、铁路施工中软土路基的施工技术处理方法方面做出了些详细的分析和探讨,为有效处理软土路基提供参考依据。
1.2特点
就软土路基的性质来说,表现为天然含水量丰富、强度低、空隙大,会对铁路施工质量产生直接影响。在铁路施工中软土路基的特点主要表现在四个方面:一是变形大。铁路施工中软土路基由于抗剪强度比较低,一旦受到外界振动影响,其结构就会出现一定程度的变形,引发基础土体挤出、地基下沉等问题。二是出现不均匀沉降。在沉积过程中,软土路基在环境影响下会出现微层理构造,中间一部分土质为粉土和砂层,这会利于软土的下沉和凝结,但这仅仅只会出现在局部位置,因此整体会出现不均匀沉降问题。三是透水性差。虽然在软土中含有较多的水分,但透水性较差,会限制着地基固结排水,降低地基荷载的穩定性。四是压缩性较强。正是由于软土路基的空隙较大,因此在受到外界较大压力的作用下,就会明显压缩。
1.3处理原则
为了确保软土路基处理质量,在具体施工处理中就需要遵循以下两个原则:一是经济合理原则。在选择处理方法的时候,施工技术人员需要综合考虑施工现场的实际情况,并结合施工进度、材料供应、机械设备、环境保护等多个方面,在满足施工标准要求的基础上尽可能的降低经济投入,进而有效控制施工成本。二是因地制宜原则。一般在软土路基处理中都会借助多种材料,因此施工技术人员在选择施工材料的时候应该尽可能的就地取材,这会大大减少材料运输成本,同时也能够缩短施工工期,取得较好的效益。
2铁路施工中对于软土路基施工的技术要求
2.1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。
2.2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%。
2.3换填技术处理法
如果软土路基的深度比较浅的话,多会应用换填法进行处理。这主要是由于如果地基深度较浅,施工人员就可以直接借助挖掘机等施工设备将软土层去除,然后用具有较高抗侵蚀性、稳定性以及强度的片石、砾素土、砂素土等材料填换,最后用机械或人工压实填换土。这样就能够直接提高软土路基的稳定性和强度,但如果软土路基面积较大的话,工程量比较大,因此一般不会使用。
2.4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。軟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%。
结语
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]吕若冰,孔纲强,沈扬,等.既有铁路高压旋喷桩施工现场监测与数值模拟分析[J].防灾减灾工程学报,2015(6):752-757.
[2]余明东.铁路工程施工中有效加强软土路基稳定性的方法研究[J].科技通报,2017,33(2):223-226.
[3]吴茂胜.塑料排水管在铁路软基处理方面的应用研究[J].塑料工业,2016,44(6):136-139.
(作者单位:连云港市铁路建设办公室)
关键词:铁路工程;软土路基;施工技术
1概述
软土一般指含水量大、高压缩性、低承载力、抗剪强度低的细粒土。主要可分为淤泥、淤泥质土、泥炭、泥炭质土等。由于软土拥有其独特的特性,使软土在自身重力作用下很难演变成流动状态。因此,淤泥和淤泥质土的稠度实际上通常处于潜流状态。常见的软基处理碾压密实,甚至也来不及压密。淤泥和淤泥质土都属于软土,正常状况下呈软塑状态,但是其结构很不稳定,容易遭到破坏,而且一经扰动破坏,其强度就会剧烈降低至完全丧失承载力。为了满足人们出行以及经济运输需求,铁路工程建设的规模和数量都不断扩大,虽然这在一定程度上提高了我国基础设施发展水平,但在实际建设施工的过程中,还是很容易出现各种问题,其中最常见的就是软土路基问题,如果没有得到有效处理的话,就会直接降低铁路施工质量。本文主要是对铁路施工中软土路基的特点及处理原则、铁路施工中软土路基的施工技术处理方法方面做出了些详细的分析和探讨,为有效处理软土路基提供参考依据。
1.2特点
就软土路基的性质来说,表现为天然含水量丰富、强度低、空隙大,会对铁路施工质量产生直接影响。在铁路施工中软土路基的特点主要表现在四个方面:一是变形大。铁路施工中软土路基由于抗剪强度比较低,一旦受到外界振动影响,其结构就会出现一定程度的变形,引发基础土体挤出、地基下沉等问题。二是出现不均匀沉降。在沉积过程中,软土路基在环境影响下会出现微层理构造,中间一部分土质为粉土和砂层,这会利于软土的下沉和凝结,但这仅仅只会出现在局部位置,因此整体会出现不均匀沉降问题。三是透水性差。虽然在软土中含有较多的水分,但透水性较差,会限制着地基固结排水,降低地基荷载的穩定性。四是压缩性较强。正是由于软土路基的空隙较大,因此在受到外界较大压力的作用下,就会明显压缩。
1.3处理原则
为了确保软土路基处理质量,在具体施工处理中就需要遵循以下两个原则:一是经济合理原则。在选择处理方法的时候,施工技术人员需要综合考虑施工现场的实际情况,并结合施工进度、材料供应、机械设备、环境保护等多个方面,在满足施工标准要求的基础上尽可能的降低经济投入,进而有效控制施工成本。二是因地制宜原则。一般在软土路基处理中都会借助多种材料,因此施工技术人员在选择施工材料的时候应该尽可能的就地取材,这会大大减少材料运输成本,同时也能够缩短施工工期,取得较好的效益。
2铁路施工中对于软土路基施工的技术要求
2.1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。
2.2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%。
2.3换填技术处理法
如果软土路基的深度比较浅的话,多会应用换填法进行处理。这主要是由于如果地基深度较浅,施工人员就可以直接借助挖掘机等施工设备将软土层去除,然后用具有较高抗侵蚀性、稳定性以及强度的片石、砾素土、砂素土等材料填换,最后用机械或人工压实填换土。这样就能够直接提高软土路基的稳定性和强度,但如果软土路基面积较大的话,工程量比较大,因此一般不会使用。
2.4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。軟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%。
结语
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]吕若冰,孔纲强,沈扬,等.既有铁路高压旋喷桩施工现场监测与数值模拟分析[J].防灾减灾工程学报,2015(6):752-757.
[2]余明东.铁路工程施工中有效加强软土路基稳定性的方法研究[J].科技通报,2017,33(2):223-226.
[3]吴茂胜.塑料排水管在铁路软基处理方面的应用研究[J].塑料工业,2016,44(6):136-139.
(作者单位:连云港市铁路建设办公室)