高原鐵路軟土地基處理施工技術(shù)研究

時(shí)間:2022-07-19 11:19:30

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高原鐵路軟土地基處理施工技術(shù)研究

摘要:我國(guó)西部高原地帶地理環(huán)境、自然環(huán)境較為特殊,在這些區(qū)域內(nèi)有著許多的軟土地基,此類地基不僅使鐵路系統(tǒng)的建設(shè)和發(fā)展受到了一定的影響,同時(shí)還對(duì)鐵路系統(tǒng)的運(yùn)行造成了嚴(yán)重的威脅。因此,必須針對(duì)軟土地基礎(chǔ)里的施工技術(shù)做好研究工作,在了解軟土地基的危害的基礎(chǔ)上,分析軟土地基的處理技術(shù)并采取適當(dāng)?shù)氖侄?,最大限度地減少軟土地基對(duì)于鐵路系統(tǒng)的不利影響。

關(guān)鍵詞:高原鐵路;軟土地基;施工技術(shù)

隨著當(dāng)前科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,我國(guó)各地區(qū)的鐵路整體運(yùn)行速度都得到了極大提升,正是在高速鐵路網(wǎng)的支撐下,我國(guó)西部高原地區(qū)的經(jīng)濟(jì)也得到了飛速的發(fā)展。但是,從當(dāng)前我國(guó)西部高原地區(qū)鐵路修建的實(shí)際情況來(lái)看,在高原地區(qū)進(jìn)行鐵路修建時(shí),經(jīng)常遇到各種類型的軟土地基,這些軟土地基大多都存在著承載能力較弱的缺點(diǎn)。而高速鐵路運(yùn)行的過(guò)程中,對(duì)于地基的承載力的要求是較高的。這就要求鐵路系統(tǒng)的建設(shè)單位,必須不斷地針對(duì)軟土地基的處理施工技術(shù)開(kāi)展研究工作,采取合適的施工技術(shù)解決高原地區(qū)鐵路修建過(guò)程中存在的軟土地基問(wèn)題,保證高原鐵路系統(tǒng)整體的施工質(zhì)量。

1軟土的類型

軟土是一種較為廣泛的概念,在我國(guó)的許多區(qū)域都有著非常廣泛的軟土分布。從軟土構(gòu)成的實(shí)際情況來(lái)看,主要可以將軟土劃分為以下幾個(gè)類型。

1.1粉土

粉土是顆粒直徑大于0.075mm,同時(shí)顆??傮w的質(zhì)量不超過(guò)土壤總質(zhì)量的50%,且可塑性指數(shù)≤10的土壤類型。這種土壤在濕潤(rùn)狀態(tài)下內(nèi)部較為粗糙,而在干燥狀態(tài)下容易出現(xiàn)破碎,并且粉土總體黏性較差。

1.2軟黏土

軟黏土指的是一種黏粒含量較多,并且土壤顆粒的可塑性指數(shù)>17的一種土壤類型。軟黏土本身的強(qiáng)度非常低,并且有著非常高的可壓縮性、較低的滲透性和靈敏度。軟黏土的這一特點(diǎn)就使得土壤整體的固結(jié)速率較低,因此這種土壤作為地基時(shí)整體的強(qiáng)度增長(zhǎng)十分緩慢,正是由于軟黏土的這一特點(diǎn),這種土壤在未處理的情況下無(wú)法作為承載高負(fù)荷的地基。

1.3人工填土

人工填土是指人類活動(dòng)過(guò)程所形成的各種堆積土壤,在這些土壤內(nèi)部整體的物質(zhì)成分較為復(fù)雜。同時(shí),正是由于成分較為復(fù)雜的特點(diǎn),導(dǎo)致在人工填土內(nèi)部的孔隙比較大。很多情況下都很容易出現(xiàn)非常劇烈的壓縮形變。

1.4松散砂土

這種土壤指的是整體結(jié)構(gòu)較為松散的土壤,并且這種類型的土壤在靜態(tài)狀態(tài)下往往具有較高的強(qiáng)度,一旦土壤內(nèi)部出現(xiàn)了震動(dòng),那么會(huì)導(dǎo)致土壤內(nèi)部的松散結(jié)構(gòu)出現(xiàn)巨大的變化。在嚴(yán)重的情況下,會(huì)導(dǎo)致這種土壤構(gòu)成的地基失去承載能力。出現(xiàn)這種情況主要是因?yàn)橥寥纼?nèi)部的顆粒排列非常的松散,一旦受到外部力量的沖擊將會(huì)使得整體的穩(wěn)定性被打破。

2軟土地基的危害

2.1導(dǎo)致數(shù)據(jù)測(cè)量失真

在正式開(kāi)展鐵路系統(tǒng)的修建之前,有關(guān)技術(shù)人員必須對(duì)系統(tǒng)所處區(qū)域進(jìn)行全面詳細(xì)的分析和調(diào)查,然后在有關(guān)調(diào)查數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)之上,再進(jìn)行施工設(shè)計(jì)方案的制定。特別是在高原地區(qū)進(jìn)行鐵路的修建時(shí),由于整體海拔較高且環(huán)境較為惡劣,測(cè)量的有關(guān)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性要求更高。一旦數(shù)據(jù)出現(xiàn)的錯(cuò)誤,那么將會(huì)導(dǎo)致鐵路整體的設(shè)計(jì)方案出現(xiàn)不足,不僅可能導(dǎo)致工程整體的質(zhì)量受到影響,甚至在嚴(yán)重的情況下會(huì)出現(xiàn)巨大的安全事故。而軟土由于自身的厚度變化十分巨大,使得有關(guān)技術(shù)人員在進(jìn)行土壤數(shù)據(jù)的測(cè)量時(shí)很容易出現(xiàn)數(shù)據(jù)記錄錯(cuò)誤的情況,導(dǎo)致鐵路工程整體的設(shè)計(jì)與實(shí)際情況之間存在一定的偏差。

2.2導(dǎo)致路基出現(xiàn)沉降

在我國(guó)高原地區(qū)的鐵路系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)的是運(yùn)載總量巨大的人員和物資的運(yùn)輸活動(dòng),這也就對(duì)于鐵路系統(tǒng)的路基產(chǎn)生了非常大的壓力。而如果鐵路系統(tǒng)所使用的是沒(méi)有經(jīng)過(guò)處理后的軟土地基,在鐵路路堤自身的重力和列車的雙重壓力之下,軟土地基將會(huì)逐漸出現(xiàn)沉降的現(xiàn)象。如果地基的沉降出現(xiàn)了不均勻的情況,那么將會(huì)導(dǎo)致鐵路整體無(wú)法處于同一水平面運(yùn)行,甚至還會(huì)導(dǎo)致火車發(fā)生事故。而如果出現(xiàn)了整體的均勻沉降,那么就會(huì)使得路基整體出現(xiàn)下沉,鐵路部門就需要不斷地對(duì)地基進(jìn)行填補(bǔ),極大地增加了整體施工成本。

2.3導(dǎo)致整體的施工成本上漲

許多企業(yè)在進(jìn)行鐵路系統(tǒng)修建的過(guò)程中,為了有效地提高工程的經(jīng)濟(jì)效益降低施工的整體成本,往往不會(huì)采取針對(duì)性的手段對(duì)軟土地基進(jìn)行相應(yīng)處理,可能出現(xiàn)在軟土地基尚未固結(jié)的狀態(tài)就進(jìn)行鐵路的鋪設(shè),這種情況下鐵路施工過(guò)程中各環(huán)節(jié)的施工質(zhì)量難以得到充分的保障,并且會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)需要返工的情況,使得工程整體的施工成本都出現(xiàn)了極大增長(zhǎng)。

2.4導(dǎo)致鐵路系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性受到影響

在鐵路施工的過(guò)程中,針對(duì)軟土地基進(jìn)行施工需要嚴(yán)格地按照施工的預(yù)測(cè)方案和有關(guān)技術(shù)進(jìn)行。但是許多鐵路系統(tǒng)的施工方在開(kāi)展實(shí)際施工時(shí),并沒(méi)有正確地認(rèn)識(shí)到軟土地基的危害,往往只是簡(jiǎn)單地對(duì)地基進(jìn)行處理后就進(jìn)行后續(xù)的施工。在這樣的情況下,軟土地基整體的穩(wěn)定性難以滿足鐵路修建的實(shí)際需求,導(dǎo)致鐵路系統(tǒng)的運(yùn)行很容易受到地基的影響,不利于鐵路系統(tǒng)的穩(wěn)定發(fā)展。

3軟土地基的處理技術(shù)

在對(duì)軟土地基進(jìn)行處理時(shí),根據(jù)實(shí)際情況的不同選擇的處理方案也存在著一定的區(qū)別,從當(dāng)前我國(guó)鐵路系統(tǒng)修建的實(shí)際情況來(lái)看,主要分為以下幾類。

3.1換土墊層法

當(dāng)軟土地基自身的承載能力無(wú)法滿足鐵路系統(tǒng)運(yùn)行的實(shí)際要求,或者軟土地基出現(xiàn)了較大的形變后,就需要對(duì)軟土地基的實(shí)際情況做好充分的分析。如果軟土地基中軟土層的厚度較薄,那么施工方就可以應(yīng)用換土墊層法的施工技術(shù)來(lái)對(duì)軟土地基進(jìn)行處理。在具體操作的過(guò)程中,主要是將地基表層的軟土層挖去,然后分層的將強(qiáng)度較大的以及性能穩(wěn)定和抗侵蝕能力較強(qiáng)的材料填充至其中。完成填充后再借助各類機(jī)械設(shè)備對(duì)地基進(jìn)行夯實(shí)處理。通過(guò)這樣的方法可以極大地提高地基整體的承載能力,同時(shí)還可以有效地提升軟土層的固結(jié)效率。

3.2置換法

所謂的置換法本質(zhì)上就是將各種承載力強(qiáng)的材料和地基內(nèi)部的軟土之間進(jìn)行置換,通過(guò)這些材料和地基內(nèi)原有的土壤共同組成新型的復(fù)合地基,從而實(shí)現(xiàn)加固地基的目標(biāo)。這種置換方法整體的施工技術(shù)難度不高,因此在許多地區(qū)進(jìn)行施工時(shí)會(huì)采取這樣的技術(shù)手段開(kāi)展有關(guān)工作。

3.3粉噴樁技術(shù)

所謂的粉噴樁技術(shù)是指利用粉體噴射攪拌機(jī),把各類用水泥或者石灰粉等材料在固定的位置注入地基內(nèi)。然后將各種加固材料的注入后,通過(guò)攪拌的方式將材料和體積混合均勻,并且盡量地把混合材料注入地基的深處。通過(guò)這樣的手段可以使得各類加固材料和土壤內(nèi)部原有的各類物質(zhì)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),使得地基內(nèi)的軟土層可以轉(zhuǎn)變?yōu)閾碛休^強(qiáng)物理性能的新型地基。將這類施工技術(shù)在高原鐵路工程施工中進(jìn)行應(yīng)用,可以有效地減少鐵路施工過(guò)程中出現(xiàn)的路基沉降和路堤偏移的情況,因此許多區(qū)域在對(duì)于軟土地基進(jìn)行處理時(shí),經(jīng)常性的會(huì)選擇這種技術(shù)手段。

3.4砂墊層技術(shù)

所謂的砂墊層技術(shù),就是在軟土地基的上方進(jìn)行砂層的鋪設(shè),從而為軟土地基增設(shè)新的排水面,更好地把地基內(nèi)部存在的積水排出地基,提高地基整體的穩(wěn)定性。通過(guò)這項(xiàng)技術(shù)對(duì)軟土地基進(jìn)行處理時(shí),首先應(yīng)盡量地選擇透水性較強(qiáng)的砂土,然后針對(duì)地基的實(shí)際情況做好相應(yīng)的分析和研究,確??梢宰畲笙薅鹊匕l(fā)揮出該技術(shù)的作用,實(shí)現(xiàn)對(duì)軟土地基的處理。

3.5深層水泥攪拌技術(shù)

深層水泥攪拌技術(shù)是向軟土地基的深層進(jìn)行水泥的注入,并且將水泥和土壤之間進(jìn)行充分的攪拌,通過(guò)水泥的物理性質(zhì)構(gòu)建起穩(wěn)定性更強(qiáng)的地基。在應(yīng)用這種技術(shù)進(jìn)行施工之前,作為施工方的有關(guān)技術(shù)人員首先就應(yīng)當(dāng)對(duì)地基內(nèi)部的實(shí)際情況,做好充分的調(diào)查和分析,然后根據(jù)調(diào)查和分析的有關(guān)數(shù)據(jù)確定好混凝土的含量以及攪拌過(guò)程中的速率,盡可能地避免由于攪拌力度過(guò)大導(dǎo)致軟土地基遭受結(jié)構(gòu)性的破壞[1]。

3.6碎石樁法

碎石樁法指的是首先通過(guò)機(jī)械設(shè)備在地基內(nèi)部進(jìn)行樁孔的設(shè)置,然后再選擇合適的碎石填入樁孔中,從而在地基內(nèi)部形成各種碎石樁,使得地基整體的密度可以得到有效的提升,并且極大地提高地基的穩(wěn)定性。通過(guò)這種技術(shù)開(kāi)展施工,最大的優(yōu)勢(shì)就是整體的施工成本較低,更加適用于在經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)開(kāi)展施工。在利用這項(xiàng)技術(shù)開(kāi)展施工之前,首先應(yīng)利用好機(jī)械設(shè)備對(duì)地基做好震動(dòng)處理,并且在這一過(guò)程中應(yīng)避免對(duì)地基整體的結(jié)構(gòu)造成破壞,然后就是嚴(yán)格地按照設(shè)計(jì)控制好樁洞的深度和寬度,確保制作的碎石樁可以滿足提升軟土地基穩(wěn)定性的需求[2]。

4鐵路工程質(zhì)量控制策略和施工要點(diǎn)

4.1鐵路工程質(zhì)量控制策略

在正式開(kāi)展鐵路工程的施工之前,施工單位內(nèi)部的專業(yè)技術(shù)人員應(yīng)把握好工程的初步設(shè)計(jì)、施工圖紙的確立等流程的可行性,并且對(duì)施工的每一個(gè)環(huán)節(jié)都進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)做好調(diào)查和分析工作,保證施工設(shè)計(jì)圖紙以及所使用的各項(xiàng)施工技術(shù)可以滿足高原鐵路軟土地基處理的實(shí)際需求,從而實(shí)現(xiàn)在開(kāi)展施工之前的質(zhì)量控制。在開(kāi)展鐵路工程施工的質(zhì)量控制工作時(shí),應(yīng)從四個(gè)方面進(jìn)行;第一,做好施工技術(shù)人員的思想政治教育工作,定期地在單位內(nèi)部開(kāi)展思想政治教育活動(dòng),讓每一位施工技術(shù)人員都認(rèn)識(shí)到做好軟土地基處理工作的重要意義,提升施工技術(shù)人員的責(zé)任心,從而確保更好地將各種施工技術(shù)應(yīng)用于施工實(shí)踐活動(dòng)中。并且應(yīng)讓每一位施工技術(shù)人員都可以充分地把自己對(duì)施工過(guò)程中存在的看法進(jìn)行表達(dá),集中各方的力量不斷地提高施工的技術(shù)水平;第二,做好施工所需材料的購(gòu)買和保管工作。因?yàn)樵趯?duì)軟土地基進(jìn)行處理時(shí)往往需要使用大量的材料,并且根據(jù)實(shí)際施工技術(shù)的不同,所使用的材料也存在著一定的差距,這也就要求施工方應(yīng)當(dāng)安排專門的技術(shù)人員負(fù)責(zé)原材料的采購(gòu),并且施工單位還應(yīng)當(dāng)定期地對(duì)原材料采購(gòu)的實(shí)際情況做好相應(yīng)的監(jiān)督和管理,確保采購(gòu)的原材料可以滿足施工的實(shí)際需求。除此以外,對(duì)于施工現(xiàn)場(chǎng)的各種材料進(jìn)行保管時(shí),也應(yīng)當(dāng)盡可能地減少各類外部因素對(duì)施工材料造成的不利影響;第三,做好施工現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境保護(hù)工作,及時(shí)地解決施工現(xiàn)場(chǎng)影響鐵路系統(tǒng)正常建設(shè)的各項(xiàng)因素,確保鐵路工程整體的施工進(jìn)度不會(huì)受到其他因素的影響。同時(shí),在完成了對(duì)軟土地基的處理后,還應(yīng)安排專業(yè)技術(shù)人員對(duì)地基的強(qiáng)度進(jìn)行驗(yàn)收,確保地基整體的強(qiáng)度可以滿足鐵路運(yùn)行的實(shí)際需求。針對(duì)地基強(qiáng)度不足的區(qū)域,應(yīng)當(dāng)采取針對(duì)性的手段進(jìn)行加固處理;第四,選擇科學(xué)合理的施工方法。施工方應(yīng)從工程的工期為基礎(chǔ)出發(fā),并且結(jié)合具體的施工設(shè)計(jì)圖紙和施工方案做好現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)督和管理工作。確保選擇的施工方法可以滿足施工的實(shí)際需求。有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)干部應(yīng)做好施工現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)督工作,保證施工技術(shù)人員可以嚴(yán)格地按照施工作業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)展施工工作[3]。除此以外,完成了鐵路系統(tǒng)整體的施工建設(shè)后,應(yīng)當(dāng)對(duì)系統(tǒng)整體開(kāi)展多層次的驗(yàn)收工作。先由專業(yè)技術(shù)人員對(duì)工程施工的實(shí)際情況進(jìn)行驗(yàn)收,然后再由鐵路主管部門安排專業(yè)人員到鐵路施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行復(fù)核驗(yàn)收,最后由有關(guān)部門辦理竣工驗(yàn)收工作。在檢查的過(guò)程中無(wú)論是任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題,都要及時(shí)上報(bào)整改,確保不留任何安全隱患。

4.2鐵路地基施工的要點(diǎn)

在對(duì)鐵路的地基進(jìn)行施工時(shí),首先應(yīng)做好路基的處理問(wèn)題。在開(kāi)展正式的施工之前,應(yīng)對(duì)路基表面存在的植被和雜物進(jìn)行處理,同時(shí)還應(yīng)做好路基的排水工作。然后在此基礎(chǔ)上,對(duì)路基和地基進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)量。在滿足施工條件的情況下才可進(jìn)行下一步的施工,如果現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況無(wú)法滿足施工的要求,那么應(yīng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)整和處理。在正式開(kāi)展施工之前,應(yīng)由專業(yè)技術(shù)人員對(duì)施工區(qū)域內(nèi)部的地質(zhì)和水文條件進(jìn)行詳細(xì)的勘查,如果區(qū)域內(nèi)地質(zhì)條件較為復(fù)雜,那么就應(yīng)在區(qū)域內(nèi)進(jìn)行小規(guī)模的試挖,然后根據(jù)挖掘的結(jié)果進(jìn)行充分的分析,并且在這一過(guò)程中還應(yīng)做好路基的臨時(shí)防護(hù),確保后續(xù)的施工工作可以穩(wěn)定順利地進(jìn)行。最后在進(jìn)行墊層施工時(shí),應(yīng)當(dāng)對(duì)墊層的范圍和厚度做好把控,還應(yīng)當(dāng)對(duì)墊層內(nèi)部所使用的各種材料的物理性質(zhì)進(jìn)行詳細(xì)的檢測(cè)分析,確保各方面材料的性能都可以滿足工程實(shí)際需求后再將材料投入使用。

5鐵路工程軟土地基施工質(zhì)量提升策略

在對(duì)軟土地基進(jìn)行處理時(shí),最重要的就是必須選擇科學(xué)合理的原材料開(kāi)展施工工作,因?yàn)檫@些原材料的性質(zhì)直接決定了地基整體的強(qiáng)度,所以施工技術(shù)人員必須把握好地基內(nèi)部土質(zhì)的實(shí)際情況,選擇最合適的材料開(kāi)展相應(yīng)的施工活動(dòng)。然后把握好軟土地基內(nèi)填充材料的含水量,含水量直接決定了地基整體的承載能力,如果含水量過(guò)大那么就會(huì)使軟土地基的穩(wěn)定性受到極大的影響,對(duì)鐵路系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行造成巨大的威脅。

6結(jié)語(yǔ)

在高原地區(qū)進(jìn)行鐵路工程的修建時(shí),有關(guān)技術(shù)人員就應(yīng)從區(qū)域內(nèi)部軟土地基的實(shí)際情況出發(fā),采取合適的技術(shù)手段對(duì)軟土地基進(jìn)行處理。通過(guò)這樣的方式,確保高原地區(qū)的鐵路系統(tǒng)可以在穩(wěn)定的情況下順利運(yùn)行,推動(dòng)我國(guó)高原地區(qū)經(jīng)濟(jì)、文化等事業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步。

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[3]魏明祿.鐵路軟土路基基底處理與加固技術(shù)探索與分析[J].青海交通科技,2018(3):79-80.

作者:董超月 成警萬(wàn) 單位:中國(guó)建筑土木建設(shè)有限公司