铁路软基的处理方法及应用现状

2012-03-23娄英奎

城市建设理论研究 2012年4期

娄英奎

摘要：高速铁路的路线一般都很长，而且经常要经过各种各样的复杂地基，所以对地基的变形具有很高的要求。怎样才能选择出合适的地基处理方法，使施工更简便、投资更节约、技术更可靠，已经成为当今工程技术员们十分关心的一个技术课题了。笔者在本文中对当前国内铁路软基的处理方法进行了简要总结，并对其应用现状进行了相关分析。

关键词：铁路软基处理方法应用现状

Abstract: high speed railway route are usually very long, and often should pass all kinds of complex foundation, so the deformation of foundation has high requirements. How to choose the suitable foundation treatment method, construction is simple, convenient, more investment is more economical, more reliable technology, has become the most engineering technicians are very concerned about a technical issue. The author in this paper on the current domestic railway soft foundation treatment methods are briefly summarized, and the application situation and the correlation analysis.

Key words: the soft foundation treatment method application situation

中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：

由于我国的软土分布比较广泛，所以在拟建的高速铁路中大多都会经过一些高压缩性的软土地区。当在软基上修建铁路的时候就会出现变形和稳定的问题，所以需要对软基进行处理与加固。笔者在本文中着重介绍了我国目前常用的几种铁路软基处理办法，并分析了几种方法的应用现状。

一、几种常见的铁路软基处理方法

现在，国内的常用的几种铁路软基处理方法为：复合地基法、换填法、排水固结法和强夯法等。而且，随着我国铁路建设的不断发展，钢筋混凝土桩网结构也被应用到铁路的建设工程当中了。

1、复合地基法

复合地基法主要是指在天然的地基当中建设一定数量的增强桩，并由增强体与原土一起承担呢建筑物的基础荷载。根据成桩之后的桩体刚度，一般可以把复合地基分为刚性桩、半刚性桩、柔性桩和散体桩复合地基。

CFG桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称，主要是指在砂石、石屑、粉煤灰和随时当中加入适量的水泥与水进行搅拌。其处理方法则是在碎石桩体中填入一些以水泥为主的胶结材料，以此来增强桩体的胶结程度，同时使其具有高粘结强度。

CFG桩一般用于处理粉土、粘性土、砂土与淤泥质地基，既可以用于那些挤密效果比较差的土，也可以用于挤密效果较好的土：当CFG桩被用在前者时，其承载力的大小就只和置换作用相关；相反，如果CFG桩被用于后者的时候，其承载力的大小则和置换作用与挤密作用都相关。

与其它的复合地基桩相比，CFG桩的置换作用十分突出。无论是在建筑上，还是在市政等工程与高速公路中，CFG桩都获得了非常广泛的应用。现在，CFG桩已经被大量应用于铁路软基的处理当中了。

此外，复合地基法还包括碎石桩、水泥土搅拌法、高压旋喷法等。

2、钢筋混凝土的桩板结构

钢筋混凝土的钢板结构是铁路的一种新型软基处理办法。它上部是由钢筋混凝土的承载板与下部的钢筋混凝土路基本体、桩基构成的，承载板和轨道结构直接连接。这种结构综合了许多桩基的特点，充分的利用了土—板—桩之间的共同作用满足了铁路软基的变形与强度要求。

3、钢筋混凝土桩的网结构

常用的铁路软基一般是由上部填土，桩土加固下卧层等几部分组成。其加固深度一般不会超过22米，填方的高度一般要超过3米的软土地基。这种结构已经在实际建设中被应用。

换填法

铁路软基的换填法就是把铁路地面以下的响应范围内的软土层挖掉，然后再用强度高、质地坚、性能稳，而且具有一定的抗侵蚀性的碎石、砂、灰土、素土、矿渣和煤渣等材料进行填充，此外还要用机械或者人工的方法对其进行分层夯、压与振动，使其密实度到达工程要求。当软基层薄，而且载荷較小时，还可以利用机械或人工方法直接在其表层进行夯、压、振动等处理，一样可以获得加固基地的效果。

此种方法比较适用于浅层的地基处理，包括淤泥质土、淤泥、杂填土、松散素填土和吹填土等处理以及暗沟和暗塘等处理与低洼区域填筑等。

5、强夯法

强夯法也被称为动力压实法与动力固结法。这种方法主要是利用重锤自由下落所产生的冲击波压实地基，进而提高铁路地基的强度。

此种方法主要适用于那些处理砂土、碎石土、粘性土、粉土、素填土和杂填土等地基。它不仅可以降低地基的压缩性、提高其强度，还可以有效地改善路基抗振动液化的能力，在一定程度上消除土的湿陷性，所以还经常被用来处理湿陷性黄土地基与可液化砂土地基等场合。

6、排水固结法

此种方法的加固原理主要是利用软基在附加荷载的作用下，渐渐排除空隙里的水，从而发生固结变形的原理。在这个原理中，土体空隙的的压力会逐渐扩散，土的有效应力也会逐渐增加，提高沉降速度并使沉降可以提前完成。一般排水固结法是由加压系统与排水系统两个部分构成，二者都必不可少。在铁路软基的处理过程中，在高填路段填土增加荷载就可以达到加压的要求；在低填路或地基土层缺少欠固结土时，就可以使用堆载预压来加速土层的进一步固结。

此种方法一般会应用于软粘土地基的路段，适于处理淤泥质粘土、淤泥和充填等比较饱和的粘性土地基。

二、铁路软基处理方法的应用现状

1.复合地基法

粉喷桩、搅拌桩与旋喷桩在某些铁路的软基处理中已经被广泛应用，它主要适用于淤泥质和软粘土路段以及其过渡段的沉降路段。ＣＦＧ桩的广泛应用表明其桩自身的质量比其他桩要更稳定。

但是，也有最新的研究表明，CFG桩和水泥搅拌桩都属于“悬浮桩”时，其下层的沉降程度依旧很大，所以再利用该类型的桩时，必须谨慎。

2、钢筋混凝土版结构与网结构

一般情况下铁路软基处理过程中所采用的钢筋混凝桩结构都是现场灌注。其筑长通常不会受到任何限制，所以在软土城的厚度大于20米时，如果其他处理办法不使用的话可以考虑采用这种方法。

许多工程的实践都表明，该处理法对于控制沉降非常有效，但是气不足就是成本非常高。所以在可以采取其他方案的时候，一般不会选取该处理法。

3、排水固结法

该处理法的使用要考虑到地基自身土层的厚度以及预压时间，还有预压荷载等因素。在软层较薄与固结系数较大的时候，预压的效果在段时间内处理较好。反之，则会取到相反的效果。

某些实践表明，该处理法中所采用的塑料排水和袋装砂井处理的话无法满足其沉降要求。所以在选取这种方法时一定要认真考虑。

综上所述，我国目前的铁路软基处理方法虽然很多，但是在选择的时候一定要根据铁路软基的具体时间情况来决定其处理方法，这样才能取得好的效果，保证铁路建设的质量。