浅析关键技术在铁路地基中的应用

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  【摘 要】随着社会经济的发展,作为我国支柱产业的运输业也发展迅猛,而铁路地基作为铁路运输的基础在整个运输系统中占有决定性地位。本文主要探讨了关键技术在铁路地基中的应用,并深入地研究了其应用效果。
  【关键词】关键;技术;铁路;地基;应用
  
  在铁路客专工程领域,各种新型地基所运用的先进的施工方法逐渐开始推广运用。同时,软基的分布范围在勘测过程中难以达到和现实一致的程度,从而造成设计不够严密,致使软土地基处理难以达到规范和设计要求,常常给施工过程造成较大困难,所以笔者介绍几种可以避免此种情况的关键技术。
  1、浆固碎石桩复合地基技术
  浆固碎石桩技术是一种引入注浆技术的复合地基软基处理方法,同时也是注浆技术与碎石桩技术相结合形成一种新方法,,桩径为300--700mm,桩长可达30m以上。浆固碎石桩的设计理念是一方面通过水泥浆液和砂卵石在钻孔中固结成桩提供承载力,该技术是利用钻机按设计直径,钻进至设计深度成孔,放入导向管和注浆管,然后投放石料,在投放石料的过程中,用注浆管放水清洗孔。石料投放完成后进行注浆,固结成桩。浆固碎石桩是一种新的软基加固技术,属于复合地基的范畴。因此,浆固碎石桩施工所占用的场地较小,在施工过程中无噪音、无振动、不挤土,对周围建筑物影响很小。另外,在注浆过程中浆液可同时改善桩间土的强度及桩土摩擦阻力,提高承载力。而为确保注浆质量,往往在注浆的过程中由于注浆管的振动会造成孔口石料下沉,故注浆过程中应不断补料,注浆后桩顶浆液会下沉,还应进行回灌作业。其成桩机理是一方面在注浆过程中,浆液渗入周围土体,并在土体中起胶结作用,提高桩间土的强度。另一方面,通过水泥浆液和碎石在钻孔中固结成桩提供承载力。
  2、高压旋喷桩施工工艺
  2.1 定义
  高压旋喷桩是利用水泥浆搅拌系统、高压注浆泵、钻机等设备将水泥浆变成旋转的高速射流,利用射流的强大动能将土体破碎、搅拌,使水泥浆均匀地与原位土体混合在一起,硬凝后形成的圆柱状水泥土固结体。
  2.2 高压旋喷桩施工工艺基本规定
  2.2.1高压喷射注浆定喷适用于粒径不大于20mm的松散地层,摆喷适用于粒径不大于60mm的松散地层,大角度摆喷适用于粒径不大于100mm的松散地层,旋喷适用于卵砾石地层及基岩残坡积层。
  2.2.2高压喷射注浆试验场地应选择在对整个工程有代表性地段,通过试验能够反映出高压喷射注浆后对地基处理工程所起到的加固或防渗效果。
  2.2.3高压喷射注浆地基工程的设计和施工,应因地制宜,综合考虑地基类型和性质、地下水条件、上部结构形式、荷载大小,场地环境、施工设备性能等因素,做到技术先进,经济合理,确保工程质量。
  2.2.4在制定高压喷射注浆方案时,应掌握场地的工程地质、水文地质和建筑结构设计资料等。对既有建筑尚应搜集有关的历史和现状等资料、邻近建筑和地下埋设物等资料。
  2.2.4.1注重施工质量控制。施工过程中的质量控制措施与注意事项旋喷桩由于在底下施工,我们不能直接观察它的施工效果,在施工后我们必须通过试验来检查它的垂直度、均匀性、整体性、复合地基承载力、耐久性能和强度等特征。
  2.2.4.2改变设计好的水灰比,严格按设计好的水灰比拌制泥浆,施工人员每次新制浆液时必须检查一次浆液密度,如果发现浆液密度不符合标准,应立即进行调整。
  2.2.4.3为了保证加固料到达桩底 ,待钻头钻至设计深度后,要有一定的滞留时间。同时,钻孔时,一定要保证钻机平稳 ,用水平尺对钻机垂直度进行校核,使钻头对准孔中心,偏斜率不得大于2%。
  3、现浇X形桩复合地基技术
  (1)现浇X形桩复合地基技术概述。现浇X形混凝土桩技术是根据等截面异形周边扩大原理,在传统圆形沉管灌注桩的基础上通过改变截面形状而提高承载力的一种新桩型。现浇X形混凝土桩由于其具有较大的单位体积材料比表面积,因而可以在不增加工程量的前提下大大提高单桩承载力。与传统的圆形灌注桩技术相比,该技术利用一种截面如字母X形的钢模代替传统的圆形沉管灌注桩钢模,形成一种X形的现浇混凝土桩。同时,它是充分利用等截面面积异形桩侧表面积增大,进而增加桩侧摩阻力,充分发挥桩身材料潜力的一项新技术。从而提高性能价格比。可应用于高速公路、高速铁路、市政等行业地基基础工程。
  (2)现浇X形桩的技术原理。首先,桩体置换作用:现浇X桩属于刚性桩,与碎石桩、CFG桩等相比,具有更高的桩体模量、强度和承载能力;桩体的置换作用明显,复合地基承载力亦得到较大幅度提高。其次,模板护壁作用:沉管时,带有活瓣桩靴的X形桩模在上部震动锤的作用下慢慢沉入土中,钢制桩模将土体挤成X形桩孔。浇注混凝土时,一边震动一边提拔模板,混凝土从X形模板下端经过活瓣桩靴注入X形桩孔内。在这一过程中空腹模板平衡了土体的水平应力,阻止了缩壁和塌壁的发生,起到了护壁作用。同时保证了混凝土在槽孔内良好的充盈性和稳定性。第三,端阻与侧阻的相互强化作用:研究表明桩侧摩阻的增强会导致桩端阻的增强,而端阻的增强也会导致侧摩阻的增强。反之,两种阻力中任一种的削弱也会导致另一种的削弱,两者之间是相互影响的。X形桩是通过增加侧阻力来增加单桩承载力,使侧阻和端阻相互强化。
  4、结束语
  总之,只有掌握在铁路地基中应用的关键技术,根据不同的铁路地形条件因地制宜,才能实现最大的经济效益和社会效益。
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