分析铁路工程施工中软基路基处理技术的应用

【摘要】针对某拟建铁路工程实际情况，对其软基中换填和水泥搅拌桩两种技术方法的应用进行深入分析，提出各施工环节的方法和要点，最后得出本工程软基处理顺利完成，效果显著，所用处理技术合理可行，值得类似工程参考借鉴的结论。

【关键词】铁路;软基;换填;水泥搅拌桩

如今，我国铁路事业飞速发展，极大的方便了国民日常生活。而在铁路工程建设中，时常会遇到软基问题，软基不可直接作为铁路路基，必须采取措施加以处理，直到地基承载力能够达到设计和规范的要求。

1、工程概况

某拟建铁路工程C标段正线总长约21.3km，起讫桩号DK39+511～DK64+000。经前期地质勘察，软基分布范围包括以下四段：DK39+7511～DK41+272;DK43+091～DK44+860;DK46+130～DK57+850;DK58+500～DK59+300。因软基不具工程性质，铁路运营时易产生不均匀沉降，影响正常运营和运营安全，故需采用合理技术措施加以处理。现围绕本工程实际情况，对其软基处理技术应用做如下深入分析。

2、软基换填施工

2.1施工准备

（1）检查并复核施工范围内的所有水准控制点与导线，然后使用水准仪和全站仪测量并确定换填部位及深度，使用白灰洒线，防止超挖与欠挖。

（2）填料为细粒土含量在10%以内，且渗透系数不低于1.0×10-3cm/s的粗或巨粒土，注意细砂不可作为软基换填材料。

2.2施工方法

2.2.1清淤

采用机械设备按照从上到下的顺序开挖到和设计深度相距30-50cm的部位，然后采用人工进行清底。清淤应干净彻底，为后续施工奠定良好基础。将淤泥挖除干净后，利用自卸汽车将淤泥运输到指定地点存放，避免对周围环境造成破坏与污染。完成清淤后，若坑底部存在渗水，需在基坑的周围开挖临时排水设施，然后用水泵将积水抽干[1]。以上工作完成后，由监理工程师进行检查，经检查确认合格后，方可进入到下一道工序。

2.2.2填前处理

当自然横、纵坡超过1：5时，需在底面开挖台阶，其宽度应达到3m以上，并在台阶的顶部设置向内倾斜的斜坡，坡度按2%-4%控制。

2.2.3分层填筑

回填施工按照路基填筑基本要求實施，在回填过程中应以平行线为依据对填料的标高进行分层控制;填料的摊铺和碾压都应分层进行，松铺厚度一般控制在30cm以内，摊铺的宽度应比设计宽度大50cm。

填筑方法为横断面全宽和纵向分层。如果原地面存在高差，应从最低处开始向上分层填筑，对填料进行运输时，需要对卸料的密度进行严格控制，采用方格法将方格画好之后，开始卸料。在填筑区段卸好一层料之后，利用推土机和挖掘机将其摊铺整平，使整个摊铺面做到平顺且均匀，确保之后的压路机轮可以与摊铺面充分接触，保证碾压效果。另外，在碾压之前，要对粒径在15cm以上的石块进行解小[2]。

2.2.4碾压

填料需使用振压机碾压，在压实过程中，应先碾压两侧，再碾压中间，碾压的路线为纵向平行，使碾压反复进行。一般第一遍碾压采用静压方式，之后先慢后快，从弱到强，压路机行驶速度不能超过4km/h。压路机的横向接头需保持0.4-0.5m的重叠，保证碾压的均匀性，无死角与漏压[3]。碾压可将石料之间的密实状态作为质量判定标准，当完成碾压后表面没有明显的标高差，且压实层的顶面保持稳定，无下沉与轮迹时，则可判定碾压合格，填料处于密实状态。碾压完成后，先进行自检，确认合格后由监理工程师进行抽检，经抽检合格后对上一层进行填筑与碾压。

3、水泥搅拌桩施工

铁路软基水泥搅拌桩施工工艺流程如图1所示。

3.1施工准备

（1）水泥为普硅水泥，用量按55kg/m控制，水泥浆的水灰比设计确定为0.45-0.55，在制备水泥浆的过程中，需掺加适量的外加剂，如三乙醇胺和石膏[4]。

（2）根据施工要求准备好各类机械设备，同时在机械设备使用前还要进行调试与标定，确认其处在最佳工况。

（3）本工程水泥搅拌桩的直径为0.5m，长度在6-8m范围内，桩间距为1.3-1.4m，现场按照正三角形进行布置。

（4）施工开始前先对施工范围内的障碍物进行清理，再用推土机将场地的表面整平和压实。

（5）检查并复核施工范围内的水准点、基准点与基轴线。将基准点标好以后，做好相应的编号及标志，予以妥善保护。借助全站仪对桩位边线实施测定;施工范围内存在的每个桩都要做好测量定位，使用木桩将其标记清楚，最后做好测量与记录，为后续检查复核奠定基础。

（6）正式开工前设置数量符合要求的试桩，以此确定适宜的操作参数，如泵送的时间、搅拌机提升速度与复搅深度等，并对搅拌的均匀性进行验证，掌握下钻及钻头提升阻力等实际情况，同时制定行之有效的措施。

3.2施工方法

3.2.1桩机就位

（1）安排专人对桩机就位进行指挥，在移动桩机之前，先对桩机的周围进行检查，确认是否存在障碍物，当有障碍时，应立即排除。桩机移动到指定位置后，对其定位情况进行检查，若发现较大偏差，应立即调整和纠正[5]。

（2）桩机的就位必须保持平稳和周正，桩机的搅拌头、动力头和桩位中心必须处在同一垂直线，搅拌头定位偏差应控制在5cm以内，而垂直偏差应控制在1%。

3.2.2预搅下沉

（1）使用钢丝绳把搅拌机吊于起重机上，然后用胶管进行连接，确认搅拌机运转正常后，开启电机，松开钢丝绳，由搅拌机的自重开始对土层进行切削下沉。

（2）在施工过程中，应使用电流监测表对下沉速度进行严格控制，通常情（下转152页）（上接150页）况下不能超过0.38-0.75m/min。

3.2.3水泥浆制备

预搅下沉过程中，用拌浆机根据设计配合比进行水泥浆的拌制，待搅拌机下沉至设计要求的深度后，向集料斗內灌入泥浆。

3.2.4喷浆搅拌提升

待搅拌机下沉至设计要求的深度后，对搅拌头进行上提，再启动灰浆泵，使水泥浆进入到地基当中，在浆液流动至喷浆口处后，按照0.3-0.5m/min的速度在喷浆的同时对搅拌机进行提升。

3.2.5重复搅拌

将搅拌机提升到设计确定的加固深度后，将集料斗中剩余的水泥浆都清除干净。为了使水泥浆与软土之间的搅拌达到均匀，需要在搅拌头提出后再次旋转进入软土层中，到设计确定的加固深度后，二次提升，并在提升的过程中向地层中压入一定量水泥浆。

3.2.6清洗

搅拌完成后，向料斗中添加一定量的水，启动灰浆泵，对管路中残留泥浆进行清洗，到基本干净为止，防止管路中的泥浆干硬造成堵塞，影响后续正常使用。

3.2.7桩机移位

将搅拌机提出到地面上以后，将电机关闭，再把桩机移动到下一个桩位，对以上步骤进行重复，完成下一个桩的作业。

3.2.8技术要求

（1）水泥和外加剂的类型、质量与规格都必须满足设计要求。

（2）在成桩之后，桩径应达到0.5m以上，桩间距的偏差应控制在10cm以内，且垂直度的偏差应控制在1.5%以内。

（3）在成桩28d后进行抽芯取样以确定无侧限抗压强度，抽检的数量应达到总数的2%，同时不能少于3根，当抗压强度在1.2 MPa以上时，视为合格。另外，复合地基形成后，其承载力应达到150kPa以上。

3.3质量控制

开钻之前，先利用清水对管道进行清洗，同时检查管道是否堵塞，管道中的水排除干净后，即可开始下钻。对于预搅下沉速度，采用电流监测表进行控制，要求工作电流不能超过额定电流。在钻机进入到软土层后，电流将显著增加，此时应放慢速度进行提钻喷浆。因深度较大或土质较粘而发生堵管时，应立即进行疏通。将管道疏通好以后，需要在上、下分别进行喷搅，避免发生断桩。为提高桩顶的强度，每个桩均要在其下部实施复搅，桩底喷浆持续时间应达到30s以上，确保浆液能够到达桩顶处，之后再进行搅拌和提升。在成桩时，如果因故中断施工，则需要把搅拌头下沉到停浆点下部0.5m，确认供浆恢复正常后再进行持续搅拌和提升。另外，如果停机的时间达到3h以上，则需要对管道进行拆卸清洗。

结语：

综上所述，软基是铁路工程建设常见问题之一，施工中应根据工程实际情况，制定有效施工技术处理软基。本工程通过对以上两项技术措施的应用，顺利完成软基处理施工，并经检查确认质量合格，处理后地基承载力达到设计与规范的要求。

参考文献：

[1]刘益良，莫宗云，付旭，白力改，吴小芳.唐曹铁路工程软基处理方法的研究[J].北华航天工业学院学报，2018，28（06）：16-18.

[2]富延.静压法预应力管桩施工技术在铁路软基处理中的应用[J].建筑技术开发，2018，45（21）：117-118.

[3]魏利辉.铁路工程施工中软基路基处理技术的应用[J].城市建设理论研究（电子版），2017（33）：112+111.

[4]宋玉昊.变截面挤密螺纹桩在蒙华铁路软基施工中的应用[J].石家庄铁路职业技术学院学报，2017，16（02）：37-40.

[5]江涛.双向搅拌粉喷桩技术在连盐铁路软基处理中的应用[J].建设科技，2017（09）：108-109+255.

作者简介：

周琼（1980年出生），男，河南省驻马店市，本科，工程师，主要从事工作：工程监理方面。