高铁施工中软土地基的施工工艺探究

发表时间:2020/4/2   来源:《基层建设》2019年第31期   作者:周鑫
[导读] 摘要:近年来,我国的交通行业有了很大进展,高铁工程建设越来越多。
        中铁十六局第五工程有限公司  河北唐山  063000
        摘要:近年来,我国的交通行业有了很大进展,高铁工程建设越来越多。铁路运输逐渐由以前的绿皮车向着更快、更稳、更优的高铁发展,这给人们的出行带来了很大的便利。近年来人们对高铁的需求越来越高,使得高铁的施工质量备受各界的关注,如何更好地提高高铁施工中软土地基的施工质量,已经成为当下必须解决的难点之一。文章首先对高铁软土地基的特点进行了简要分析,其次针对高铁施工过程中对软土地基必须处理的重要性进行了阐述,再次详细分析了现阶段铁路软土地基中存在的问题与不足,最后就高铁施工中软土地基施工工艺进行了详细的探讨与研究。
        关键词:高铁施工;软土地基;施工工艺
        引言
        高铁作为我国交通建设的重要运输方式,随着高速铁路建设的发展,高速铁路运输也随之发展,这就要求路面需要更好的性能来满足列车高速运行。高速铁路建设的各个阶段与普通铁路相比,还需要进一步完善,因此需要确保施工技术与操作能够满足预期质量要求。
        1铁路软土路基
        软土是指洪水沉积、湖泊、沿海、山沟、孔隙比、低抗剪强度、高抗压的细粒土,具有扰动大以及渗透率低的土壤层状复合分布、层之间的物理和机械性能及其他特性之间存在巨大差异等特点。通常地说,软土是指弱土质层,与其他的土质层相比,弱土质层整体的强度较低,其可以被分为软粘性土壤、淤土、淤泥、泥炭土和泥炭,软土习惯用来指代前3种。因此,在设计和软弱地基的建设过程中,既要把握好软土的性质和土壤层经过详细研究的特点(尤其是实力和软土变形的动态变化规律),并采取适当的工程措施,确保软弱地基的施工过程中的稳定性和控制铁路的工后沉降。
        2高铁软土地基中存在的问题
        (1)软土的承受力不足。由于受地理条件和施工条件的限制,许多高速公路建在较厚的软土地基上。软土土质相对稀松且渗透能力较强,这就使得它不能够承受太大的重力。因此,在使用软土作为高铁的路基时,高铁运输过程当中所产生的压力很有可能会使路基出现局部下沉或者是塌方,严重影响到高铁的正常运行。在进行施工的时候必须采用合理的软土地基处理方法,有效提高软土地基的承载能力,例如,预应力管桩施工工艺、高压喷射注浆技术等。(2)沉降不均匀。地基沉降发生变形会直接影响到施工进度和施工质量,不同路段的高铁路基会受到地形以及天气等诸多因素的影响,导致其自身的承受力系数不一致。即便是在同一路段,由于其所处位置不一样,也会存在很大的差异。因此,铁路软土地基中承受力好的区域和承受力差的区域会出现很明显的下沉差异,这样的不均匀下沉将会直接影响到高铁行驶的稳定性,使其行车过程中产生振荡甚至是出现侧翻。为了更好地避免高铁软土地基出现沉降不均匀的问题,在进行施工的时候必须选择合适的施工工艺,例如,冻结施工工艺、施工后修补工艺等。
        3高铁施工中软土地基施工工艺
        3.1加筋土处理方法
        通常情况下来说,在铁路施工过程中,并不是所有的施工建设都处于平台或者是繁华的区域。对于处于悬崖或者是山区的铁路来说,不对软土路基进行处理,它可能面临严重的危险。因此,对于上述区域的路基处理方式,它的要求更高,如果该路段的路基是软土路基,可以使用加筋土处理方式,主要是选用刚性强的加筋材料,将这些加筋材料添加到填土中,能有效地提高填土的拉力。使用加筋土处理方式,不仅提高了拉筋材料的拉力,而且也全面提高铁路路基的承载能力在最大程度上全面提高铁路的稳定性能对于锚固法、土工织物、树根桩,这三种方式都是加筋处理技术。对于锚固法来说,它主要是在路基施工时进行设置,锚固能有效提高路基的承载能力,对于土工织物法来说,它是使用对主体的性质进行有效的替换,能降低土体的质量,能有效的提高土体的拉力和强度。

从而提高路面的整体承载能力,使用树根桩处理方式是使用直径较小的灌注桩,全面提高路基的承载能力。
        3.2换填法
        这种软土路基处理技术的基本前提是软土路基深度较浅,将地基下面一定范围之内不符合要求的软土路基采用机械工具或者是人工等方式将其挖除,换填上强度较高、性能较好的土层,进行逐层压实。为了不提高施工成本,保证施工的经济性,这种软土路基处理技术一般处理深度在3m以内。所用的材料和工具:用挖掘机机挖除原有土层,换填的材料一般采用性能较为稳定,抗腐蚀性较强的石子、粉煤灰、灰土或者是干渣等。最后要使用压路机逐层将换填的路基进行压实。换填法施工在设计时需要注意的是,要结合建筑物的形状、结构性质、荷载条件、施工现场的地理环境等,同时还要结合施工当地的原材料来源、对周围环境的破坏情况以及施工机械设备等进行综合分析。一方面在设计时,要保证建筑物的地基能够承受住设计的荷载以及变形要求,同时要考虑到施工成本的问题以及施工难度的问题;另一方面,在设计时要考虑足够的换填土层厚度和宽度,既要保证有足够的厚度置换土层,又要防止置换土层向两侧挤压变形的情况。换填法的施工较为简单快捷,施工技术和施工工艺要点主要集中在材料的选用、原土层的挖除以及新土层的压实这几方面中。施工工期相对来说较短,几日便可以完成施工,但是需要的人工比较多。工艺简单,所需要的机械设备较为简单,且施工质量容易控制。
        3.3高压喷射注浆施工工艺
        随着我国的高压射流切割技术与化学注浆技术的不断发展,一种新型的软土地基施工工艺随之诞生,即高压喷射注浆工艺。在高铁软土地基施工中利用高压喷射注浆工艺,要先使用钻机对其施工的土层进行一定深度的钻孔,然后在钻杆的顶部安装喷嘴,对其所钻孔进行水泥浆液喷射,并且要边喷射边提升钻杆,使所喷射的水泥与周围的软土进行充分的混合,使其融为一体,以实现对软土地基的凝固。该方法不但可以在很大程度上增加软土地基的强度,还可以在一定程度上防止软土地基渗水,确保高铁施工中软土地基的施工满足相关要求,从而确保高铁行驶过程中的安全。不过高压喷射注浆施工工艺发展时间比较短,属于新型工艺技术,在进行具体操作时要根据实际施工情况进行相应的改进,进一步提高其施工质量与施工效率,为后续的应用推广奠定基础。
        3.4CFG桩
        CFG桩在应用过程中,施工人员需要在桩之间的土壤中加入堆积水泥,靠垫复合地基飞灰,砾石,石屑或混砂形成的水泥。这种类型的桩已被大众普遍使用,常应用于民用类型建筑,市级政府建设公路、铁路等项目。
        结语
        综上所述,随着我国铁路事业的快速发展以及更好地迎合人们日常出行的需求,作为现代化的高效运输方式,高铁必将得到快速的发展。为了更好地确保高铁施工的质量,就必须对高铁施工中软土地基施工工艺加以重视,相关的技术人员要时刻高度关注软土地基施工方法,采用更科学、更合理的手段来进一步提高软土地基的安全性与稳定性,保证高铁工程建设的质量,确保高铁通车后的安全运行。
        参考文献:
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