刍议沿海高速铁路软土地基的处理方法

刍议沿海高速铁路软土地基的处理方法

摘要：随着我国高速铁路的快速发展，对软土地基处理也提出了更高的要求。本文主要介绍了沿海地区软土地基的危害及一些处理方法，并提出了有效的控制要求。

关键词：软土地基；危害；处理方法；施工控制

Abstract: with the rapid development of our country’s high-speed railway, the soft soil foundation treatment also put forward higher request. This article mainly introduced the coastal areas of the soft soil foundation harm and some processing methods, and puts forward effective control requirements.

Key words: soft soil foundation; Harm; Processing methods; Construction control

一、软土地基的危害

软土路基危害主要体现在下两个方面:（1）沉降变形问题。当软土路基在上部荷载及外部荷载作用下产生过大的沉降变形时，会影响道路的正常使用。特别是产生过大的不均匀沉降时，会造成路面开裂破坏，结构物与路堤衔接处差异沉降，引起桥头跳车，涵身、通道凹陷，沉降缝拉宽而漏水；路面横坡变缓、积水，从而引起路面损坏等。（2）强度及稳定问题。当软土路基的抗剪强度不足以承受路堤及路面外荷载时，软土路基会产生局部或整体剪切破坏，造成路堤塌方、失稳及桥台破坏。

二、主要处理方法

2. 1粉喷桩法

2.1.1施工工艺

粉喷桩的全称是“粉体喷射搅拌桩”,是利用专用的喷粉搅拌钻机将水泥等粉体固化剂喷入软土地基中,并将软土与固化剂强制搅拌,利用固化剂与软土之间所产生的一系列物理化学反应,使软土固结成具有一定强度的水泥桩体而形成复合地基的一种施工方法。粉喷桩的施工工艺包括:桩位放样→ 钻机就位→检验桩机整平机体→ 高压气打开喷粉孔→钻进到设计深度→反转提钻并喷水泥粉→ 至原地面以下 30 cm 停止喷粉→重复搅拌→反转提升至地表→ 成桩结束→ 施工下一根桩。

2.1.2施工注意事项：

①控制钻机下钻深度、喷粉高程及停灰面，确保粉喷桩长度。

②严禁没有粉体计量装置的喷粉机投入使用。

③定时检查粉喷桩的成桩直径及搅拌均匀程度。对使用的钻头定期复核检查，其直径磨耗量不得大于2cm。当钻头提升至地面以下0.5m时，喷粉机应停止喷粉。

④当喷粉成桩过程中遇有故障而停止喷粉，在第二次喷粉接桩时，其喷粉重叠长度不得小于1m。粉喷桩施工时，泵送水泥必须连续，固化材料的用量以及泵送固化材料的时间应有专人记录，其用量误差不得大于±1％。

2.2竖向排水固结法施工

在粘性土地基中设置垂直的排水柱，以缩短排水距离，促进地基排水固结，增加抗剪强度。由于垂直排水柱所用材料不同，分为砂井和纸板排水两种。砂井排水法根据砂井的施工方法不同，可分为打入式、振动式、螺旋钻式、水射式及袋装式等。本法很少单独使用，多与加载法或缓速填土法并用，对层厚大，均质的粘土地质最为有效；对泥炭质地基效果稍差。

2.2.1施工设计

地基处理范围，为了稳定，以填土坡面下为处理对象；为防止沉降，主要以路基顶面宽度下作为处理对象。设计排水砂井时，首先假定施工方法、砂井直径、排水距离和改良范围。然后进行稳定及沉降计算，若不能满足时，修正假定数据，再进行计算。注意事项：查看是否有砂层存在；防止扰动四周土壤，避免降低透水性或地基强度。宜取尽可能宽的排水间距。一般情况水平向固结系数Ch为竖向的固结系数CV的数倍，但是由于砂井打设方法不同，实际Ch只能达到CV甚至小于CV的值；砂井中的砂，在固结过程中起到排水通路的作用，因此必须长期发挥良好的透水性能。通常采用干净优质的粗砂。

2.2.2施工方法

铺砂。在砂井施工之前，地表面先铺一砂垫层。并设置排水沟，使填土内不致有较高的地下水位。打入排水砂井。其方法有打入式、振动沉桩式、射水式、螺旋钻进式及袋装式等。无论何种方式一般的沉入深度为15～20m，超过这一深度工程费用明显增大。

2. 3塑料板排水法

2.3.1施工工艺

塑料板排水法其原理是用插板机将带状塑料板插入软土中,然后在地基表面加载预压 ,使土中的水沿塑料板通道向砂垫层排出,土体固结,从而使地基加固 ,强度增大,承载力提高。塑料板排水法的施工工艺主要包括:测量放线→地面清平→铺设部分砂砾排水垫层→放出桩位→插板机就位→施打塑料排水板→灌砂及填砂→埋设沉降观测板→移至下一桩位。

2.3.2效果分析

塑料板排水法具有施工简便快速、造价低、地基加固效果明显,排水效果好的优点 ,而且能有效地缩短工期,减少打桩对周围建筑的危害。其缺点是当使用多次回炉的废旧塑料或新旧混合塑料制成的塑料板时会对地下水造成一定的污染,应得到重视。塑料板排水法是一种较为成熟的地基处理方法,广泛地应用于公路、铁路、水利、工业与民用建筑工程中 ,在陆上或水下,深基以及超软基等方面都有应用。除了用于加固地基,塑料板还可水平铺设于铁路路基的下方,防止地基翻浆冒泥;或者铺于山坡、土堤坝的背水坡一侧,以降低地下渗水的逸出点、防止边坡的坍滑;或者垂直铺设于建筑物地下室的外侧或挡土墙的背面,以降低墙后的地下水压力。

2. 4 强夯碎石桩法

强夯碎石桩,是采用强夯技术,制造成粗而短的“矮胖”形碎石桩,使之与桩间土形成复合地基,从而提高地基的强度和刚度。强夯碎石桩的桩体是以强夯机具和工艺造孔,并夯填碎石而形成,无胶结强度,刚度与膨胀系数介于土与柔性桩之间。桩体能承受和传递压力,不能承受拉力和传递摩擦力,需要在限制条件下方能成桩。其在起加固作用时,砂土中以挤密为主 ,置换为次。饱和黏性土以置换为主 ,排水固结为次 ,通过对桩间土的挤压和碎石桩的排水作用 ,使桩间土的土质得以改善。其强度时效曲线呈降低、恢复、增长的三段式。强夯碎石桩的施工工艺包括:清理、平整施工场地→放样、测量场地标高 ,布置夯击点→起重机就位 ,夯锤置于夯点→ 测量锤顶高程→夯击及夯击效果控制→ 回填碎石→ 低能满夯至密实状态→移至下一个夯点 →结束各点夯击后进行处理。

三、软土地基施工控制

（一）施工放线

施工之前先用全站仪放出中桩。再用水准仪测其标高，放出路堤脚线，根据各段软基对应的软土路基设计图所示放出换填边缘线。然后再用白灰洒出边缘作为施工过程的控标志。

（二）开挖地基

在开挖过程中观察基地的渗水量。若渗水理较小，应边挖边观察分析其土质情况，直至挖至粉砂土层，及时回填碎石土，并保证填料高度比水平高出30cm。若渗水量较大。将基底挖成沿路横向3％的横坡，以便积水可以集中从路

边线处排出，并考虑采用抛石挤淤的施工工艺。连续作业进行填筑。以免造成水分浸入填筑层。

（三）基地检测

在所挖基底土质符合情况下，用触探仪检测其地基承载力。局部挖深不满足规范和设计要求的进行局部处理，经自检、抽检合柜后，方可分层填筑。

（四）换填处理

在地基开挖好盾填料之前，先根据填筑长度和宽度计算其每层填筑用料量，再根据每个车拉料数量，可计算出填筑段所需料的车数。填料厚度采用在开挖边缘线处插竹竿挂控制，用自卸翻斗车运碎石土至路边缘线，再用推土机推到基底进行进退式布料，然后用平地机整平。

结束语：

由于沿海地区地质条件变化较大，因此进行工程软基加固设计时，要对工程规模和性质，地基土层厚度和土的物理力学性质等因素应进行充分的调查研究。在此基础上，拟定几种软基加固处理方案，进行技术和经济比较，综合进行地质评价，确定最优的软基加固方案。

参考文献：

[1] 李沛昌,宋国云. 沿海地区软土地基的工程特性和施工处理对策[J]. 武汉科技学院学报, 2005, (03) .

[2]沈浩．公路软土路基处理加固施工技术[J]．黑龙江科技信息，2008，（6）．

[3]王忠兴．谈公路路基工程施工管理[J]．黑龙江交通科技，2006，（4）.