铁路路基软基加固技术的应用解析

发表时间:2020/6/16   来源:《城镇建设》2020年8期   作者:凌华达
[导读] 铁路作为国民经济的大动脉,在交通运输方面发挥的作用是不可估量的

         摘要:铁路作为国民经济的大动脉,在交通运输方面发挥的作用是不可估量的,随着社会的建设与发展步伐加快,铁路的修建数量越来越多,修建的规模也越来越大,但铁路在施工过程中容易出现路基软基问题。为了确保其建设质量,为缓解交通压力、更好的促进社会的建设与发展,就必须要牢牢地控制和把握铁路路基的施工质量,尤其是对软基施工质量的把控。基于此本文围绕铁路路基软基加固技术的应用这一主题进行了简要的探讨,主要从铁路路基软基的基本特点和处理原则和采用CFG桩技术对铁路路基软基进行施工的具体应用这几大方面来分析。
         关键词:铁路;路基软基;CFG桩;加固技术
1.引言
         近些年来我国铁路建设领域要求逐渐提高,要求在建设过程中要全面推进落实“强基达标、提质增效”的工作主题,树立“百年大计、安全第一、质量至上”的理念,强化铁路建设项目质量安全意识和关键环节控制,打造精品工程。而铁路路基是否稳定会影响到铁路行车及旅客人生安全,所以铁路路基的施工质量尤为重要,针对建设施工过程中出现的路基软基问题,更是要严格控制。
2.铁路路基软基的基本特点和处理原则
2.1铁路路基软基的基本特点
         铁路路基软基形成的原因是复杂而且多样的,由此而形成的路基软基特点也都各有千秋,将这些特点进行分类的话,可以概括为以下几个特点:(1)天然含水量大的软土路基,压缩模量小,承载力低,在荷载作用下易产生滑动或固结沉降变形;(2)铁路路基软基中的土层具有较大的压缩空间,土层中的颗粒孔隙比一般比较大,在荷载作用下就可以将土层中的缝隙进行压缩,使得土层原本的稳定性结构发生较大的变化;(3)铁路路基软基的渗水性能较差,透水渗水效果远不理想;(4)铁路路基软基的抗剪强度也远远低于正常路基的抗剪强度;(5)铁路路基软基固结慢,流变性显著。
2.2铁路路基软基的主要处理原则
         在处理铁路路基软基时,为了取得比较理想的处理效果,主要从施工过程中来把握铁路路基软基,其原则主要有两个:第一是要遵循自然沉降的原则,主要利用强大的重量压力作用来推动软基的自然沉降,常用的处理方法就是堆载预压,循序渐进将软基沉降完毕;第二,在必要的情况下采用对应的工程技术。因为自然沉降的方式虽然会有较好的处理效果,但由于耗时长,一般的铁路修建工程都不会有足够长的施工周期来满足软基的自然沉降,就必须要采取其他办法来处理这一问题。目前来说,利用工程技术加固路基是较为常用的一种方法。
3.采用CFG桩技术对铁路路基软基进行施工的具体应用
3.1CFG桩技术原理
         CFG(Cement Fly—ash Grave)桩是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂和水按一定配合比均匀搅拌形成的高粘结强度桩,和桩间土、褥垫层一起形成复合地基。其原理为褥垫层可以将建筑物的基底压力分散传递给CFG桩和桩周土体,与此同时,地基土在桩体的挤压作用后承载能力提高,桩体在桩周土的影响下受力性能也得到了改善,这三个结构相互作用、相互影响,既能较充分的发挥桩体材料的潜力,又可充分利用天然地基承载力,提高了地基的承载能力、抗震能力、减少地基变形,并能因地制宜利用地方材料,具有工效高、成本低、工后变形小、沉降稳定快的优点。
3.2CFG桩施工技术要求
         CFG桩施工过程包括工艺性试验、施工机械材料准备、原地面处理、测量放样、钻孔成孔、送料拔管、清除桩间土、桩头切除、桩基检测、桩帽施工等。
3.2.1施工前准备
         施工前应依据地质条件和设备组合选择有代表性的地段进行成桩工艺试验,且不得小于3根,工艺试验是为给下一步软基处理工程施工提供技术依据,包括了:确定主要设备的适用性、配套设备的型号及数量;依据地质情况确定施工工艺和施工顺序,确定施工控制参数及工序时间;确定桩身质量、处理后单桩承载力或复合地基承载力是否达到设计要求等。
         施工机械及人员应结合试桩确定的施工方案、机械、人员组合、工期要求进行合理配置。一般施工CFG桩需要配置长螺旋钻机或振动沉管打桩机、发电机、砼输送泵,装载机、自卸汽车、挖掘机、小型挖掘机、砼罐车等。


         施工原材料如水泥、粉煤灰、碎石等应符合有关质量验收标准,应按规定频次进行抽检,并按设计要求进行室内配合比试验,选定合适的配合比。
3.2.2原地面处理及施工测量
         清除施工区域路基范围内原地面表层植被,挖除树根。基底按设计要求施做路拱,并在路基两侧做好临时排水沟,保证排水通畅不积水。场地平整完毕后,采用压路机碾压,以满足长螺旋钻机自重和抗钻机倾倒的要求。
         CFG桩的定位从路中轴线为中心线向两侧对称布置,每10m一个断面按照按照左中右三个点放出桩位,然后前后左右带线按照设计桩距精确量出每根桩的位置,用白灰线洒出十字网格线并在桩位中心插入木筷确定桩位,再在每个桩位处以木筷为中心用白灰线画圆圈帮助精确定位,测量放样完成后,要按规定路线进行移机,防止破坏桩位标识点。
3.2.3长螺旋钻机施工
         测量放样完成后,钻机按设计桩位就位,调整钻机位置及垂直度,使其偏差不大于1%并对准桩位中心,关闭钻头阀门,向下移动钻头至地面开始钻进,在成孔操作过程中要保证先慢后快,有序钻至设计深度并停钻。
         到达设计深度后,向管内泵送混合料,混合料的泵送量、拔管速率要按照试桩时确定的参数进行控制,泵料应连续,不应停泵待料,且应经常检查泵送压力、弯头和钻杆情况,防止导管堵塞。待混合料充满泵送管路后方可提钻,在提钻过程中,应始终保证导管埋入混凝土内约1m,以防止断桩。
3.2.4桩间土清除及桩头切除
         CFG桩期达7d后进行桩间土开挖、清理。清理时采用小型挖掘机配合人工进行,现场开挖时指定专人进行现场指挥,防止施工过程中挖掘机碰撞桩头,以造成断桩,桩周土采用人工清理干净。
         截除桩头应采用专用的切割机械,通过测量挂线确定每根桩的桩顶设计标高,并在桩头用红油漆或墨线进行标识。桩头破除采用环切工艺以尽量减小对桩头的扰动形成浅层断桩的情况,以致于影响桩身完整性。
3.3处理后的铁路路基软基检测方法
         铁路路基软基在处理完毕后为了确保其处理的效果是可以满足铁路后续的正常施工和施工后的正常运行,就必须要进行铁路路基软基处理效果检测,主要观测复合地基的承载能力以及单桩的承载力。铁路路基软基的处理效果应在初步判断符合试验荷载条件后进行,一般为成桩后28d。检测过程中主要采用抽检的方式,复合地基承载力试验抽检数量为总桩数的2‰,且每工点不少于3根。CFG桩处理后的单桩复合地基承载力和单桩承载力应满足设计要求。
3.4桩帽施工
         桩帽施工前要进行桩间土的平整、压实,并加强场地的排水。桩帽模板采用组合钢模板,确保不变形,保证桩帽成品质量。测量挂线确定模板四角位置,保证桩头位于桩帽中心位置。控制好桩头标高,保证桩头深入桩帽不小于5cm。桩帽混凝土施工完成后表面必须收光保证外观质量,并及时用土工布覆盖养护。
         桩帽施工完成后,按设计要求选择相应填料进行回填,并分层填筑,每层采用小型压路机进行压实,压实质量满足设计要求,压实系数不小于0.90。
4.结语
         良好的路基对于铁路施工和运行来说是具有极其重要的意义的,但在铁路较长的里程中容易受沿线地理环境的影响而出现软基路基以及路基坍塌等问题,这对于铁路同行中的列车以及乘客来说是有较大安全隐患的,为此,必须要将铁路路基软基的处理以及解决问题加以重视,使其得到良好的解决。CFG桩技术在这一问题的解决中具有良好的作用,应该扩大应用范围,并不断将其完善。
参考文献
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[5]侯鹏宇. 铁路工程施工中软基路基处理技术的应用[J]. 房地产导刊, 2018(011):59.
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