关于我国高铁建设中软土地基施工技术及工艺分析

张小孩

(中铁十二局集团第一工程有限公司,广西桂林 541213)

关于我国高铁建设中软土地基施工技术及工艺分析

张小孩

(中铁十二局集团第一工程有限公司,广西桂林 541213)

随着我国现代化和城市化建设的不断加快,我国路桥方面随之发生改革,高铁建设是整个交通建设中的一个重点项目,其质量广受人们关注。本文将对高铁建设中软土地基施工进行及时分析,对其软土地基的特点进行探讨,深入分析高铁软土地基中存在的问题,并结合实际情况提出优化措施。此外,本文还将具体分析软土地基施工的施工工艺和新兴技术在高铁建设中的实际应用,供相关技术人员参考。

高铁建设 软土地基 施工技术 施工工艺

近年来，我国高铁建设的发展较为迅速，施工中各项技术均已成熟，软土地基作为高铁建设施工中的控制重点和难点，其施工技术和工艺更是其中的关键，如何有效地了解高铁软土地基的特点和其中存在的问题，将是本文讨论的重点。

1 高铁软土地基的特点

软土地基在我国分布范围较为广泛，在我国沿海地区和水系密度较大范围的区域，由于我国沿江沿海地区的经济发展较快，城市建设也在迅速发展，在高铁建设和城市建设施工中常常会遇见软土地基，软土地基主要分为淤泥、粘软类土、炭泥类土等几类。我国软土地基中的含水量很大，软土地基的主要特点表现在蠕动性强、可塑性强以及触变性强等，软土地基不经过处理将会导致地基稳定性差、容易发生沉降、严重时将会导致路基开裂、下沉和松散，严重影响了工程的稳定性和安全性。

高铁软土地基的特点较为独特，处理方法较为复杂，总体分析，可以表现在两个方面，一是压缩时间较长，造成其发生变化的主要原因是软土地基中的粘土颗粒较多，且其自身的渗透性能不强，不同颗粒之间的间隙太小，当受到外力进行挤压时，难以使水分流出。二是其变形量大，当相比较其他土质地基，软土地基中所含的有机组织较多，尤其在江河湖海区域的变化较大，同时，软土地基也会受到当地的地质环境影响，软土地基所受到的缝隙也会随着地下水分的渗入而不断扩大，变形也随之变大。

2 高铁软体地基中存在的问题

高铁软土地基中存在的的问题主要归结于两点，一方面是受到自然环境影响而产生的不均匀沉降，且其自身受到的承载力及系数不同，在所处的位置上产生了很大的差异。据此可知，软土的重力承受能力低的地区，其沉降度明显低于重力承受能力高的地区，由于这种差异产生的不均匀沉降会使火车在行驶的过程中产生震动，同时也对轨道产生破坏，严重时甚至会发生火车侧翻。另一方面是受到地基承受能力的影响，由于软土其自身的特点是具有较强的渗透性及松散性，不能承受较大的重力，高铁在运输过程中由于自身的重力过大将会导致软土地基局部坍塌，对高铁的正常运输会影响对其产生的压力便会导致路基局部的坍塌甚至下降，久而久之对高铁的正常运输也带来了很大的影响。

3 高铁软土地基施工中的施工工艺

3.1 粉喷桩施工工艺特点及流程

粉喷桩施工工艺的优点可以概括为以下几个方面:一方面可以有效地提高软土地基的承载能力，使软土地基施工的速度明显加快。另一方面粉喷桩施工工艺可以使软土地基产生部分位移，在火车运输的过程中可以减缓震动，粉喷桩工艺主要通过钻拌机器在软土中不断搅拌使气体与地基的充分混合，从而加强了软土地基对外部荷载的承受能力。粉喷桩施工工艺流程为:让粉喷料停留在柱底;搅拌。搅拌分两次进行，目的分别是确保桩头的密实均匀以及使周围的气体与固化剂充分结合，然后对下一个桩子进行施工。

3.2 水泥粉煤灰碎石桩(即CFG桩)施工工艺流程及关键技术

CFG桩施工工艺流程第一步是钻机就位，首先用铅锤线确定钻杆的垂直程度，高铁建设的施工人员应该定期的对钻机桩位进行检查，只有钻机桩位满足了国家的基本要求才能进行软土地基施工作业。第二步是对混合原料进行搅拌，在搅拌期过程中要严格控制混凝土的搅拌时间，并记录数据和备份。第三步是钻机钻入成孔，灌注混凝土，在这个环节中需要注意的是钻孔的偏差情况以及钻身的震动情况，并将其记录下来使其成为地质复核状况的参考依据。

4 高铁建设中新技术的应用

当前高铁建设在不同地域受到环境影响不同，不同地高铁建设技术和方法也不相同，目前我国使用方法较多的有土质置换法、软土表层处理方法、粉喷桩加固处理方法等。

4.1 土质置换法

土质置换法是采用承载力较大的土壤替换掉原来的软土，使其拥有较大的承载力，减小地基的沉降量，有效地提高土壤的稳定性，其适用范围较为广泛，同时适用于暗洪、淤泥土质和暗沟等场地，适用方法较为简单，可行性较强，通常采用人工开挖以及爆破等方法进行施工，但其也有不少的缺点，如置换工程量较大，成本较高等。

4.2 软土表层处理方法

软土表面地基处理方法和土质置换法相比较，其在工程量和工程造价上有很大的优化，软土地基处理方法主要通过排水、敷设以及砂垫层和相关添加剂等方法来提高地基的强度，此种方法主要以下几种表现形式:

(1)土地表面排水技术。软土表面排水处理方法适用于土质较好但含水量较大的软土地基，在正常施工中要在土地表面进行沟槽开挖，同时把水排干，使其表层的含水量减少，保证施工机械的正常进行。

(2)敷设材料法。敷设材料法主要适用于土层不均匀的地基，当地基发生不均匀沉降时，为避免火车在通行过程中发生震动，利用所敷设材料的抗剪性能和抗拉性能来保证施工设备的正常进行，同时达到减少地基局部沉降的目的。用于敷设的材料有化纤无纺布、土工布及玻璃纤维隔栅等。

(3)砂垫层法。砂垫层法主要适用于软土层上部土层薄且含水量大的地基，这种方法主要就是在软土地基上敷垫一层0.5～1.2m厚的砂垫层。运用了砂垫层法不仅可以使软土层固结，让砂垫层在充当上部的排水层的同时，也可以充当填土内的地下排水层，从而使填土内的水位降低。同时还要做好地基的处理工作以保证施工设备的正常运行。此外，在施工过程中需要注意的两方面问题:一是施工机械使用的问题。在使用机械时，首先要确定使用机械的重量，以及地面的最大承载力，同时还要保证偏心程度和地面的强度，保证施工机械能够正常运行软土地基往往会需要比较厚的砂垫层，从而使成本增加，这种方法一般与表层排水并用。二是在进行砂垫层施工时需要敷设样板。在使用推土机等设备进行摊敷作业时，要尽可能的将垫层做均匀以保证质量。在进行填土时，如果采用的是透水性

············比较差的粉土，坡脚周围的砂垫层可能会被土覆盖，从而影响水的排放，所以在进行砂垫层施工时敷设样板是必须的一道工序。

(4)添加剂法。对于粘性土成分的地基主要采用添加剂法，如生石灰、熟石灰、水泥等。这种在地基表层粘性土内掺入添加剂的方法，使地基的压缩性和强度得以加强来保证施工机械正常运行的同时，还可以有效地提高填土的稳定性。此外，在现场搅拌类似石灰类的添加材料，一方面可以使土壤的含水量有效地降低，从而使土质得到改善，添加剂的使用还会促使地基固结，改变软土地基的地质情况和稳定性。

4.3 粉喷桩加固处理法

粉喷桩的应用有多种优点，可以有效提高高铁路基中软土地基的承载能力，提高高铁建设速度，同时还以大大提高建设的质量。粉喷桩的具体应用可以有效地减低软土地基的侧向位移，保证高铁建设中软土地基能够在短时间内稳定下来。粉喷桩具体施工中的处理法主要表现为以下几点:

(1)做好粉喷桩施工前的准备工作。在进行粉喷桩施工前，相关技术标准是衡量施工质量的重要条件之一，需要将各项技术资料掌握齐全，比如施工现场的地质检验报告、土质实验报告、施工质量标准、添加剂等相关在室内配比的试验报告、粉喷桩的设计桩位图等。然后要对施工现场进行清扫整理工作，保证施工现场干净且平整，像是低洼不平的地方要进行回填工作，极软的地表进行敷设碎石工作等。最后要检查好相关施工设备，对机械组装并进行试验运转，保证机具设备的正常使用。

(2)严格把关粉喷桩的相关原材料，原材料直接关系着施工的质量。为保证粉喷桩相关材料的质量，尤其是水泥，必须严格按照设计标准即出厂合格证、质量合格检验书进行选购，严禁使用结块变质、受潮、过期等没有质量保证的水泥。

(3)使用正确的施工工艺。粉喷桩施工工艺要根据实际测量的各项参数和设计要求的配比等来确定，大多数情况下上试桩为五根，在试桩后可以确定单位时间的喷粉量、搅拌速度、喷气压力、钻机速度等，然后按照相关数据进行操作。总之，粉喷桩施工工艺要根据实际情况而定。

5 结语

随着近年来高铁的不断发展，在高铁建设中经常会遇到软土土质，所以总结出一套适合我国高铁建设的实施施工工艺迫在眉睫，这样才能大力提高高铁的建设质量。在进行软土地基施工时由于地质条件和复搅深度对于桩体的无侧限抗压强度都有很大的影响，所以需要充分重视这些问题。

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