铁路地基处理技术与工程应用研究

赵文浩

（中铁第五勘察设计院集团有限公司郑州分院，河南郑州450000）

0 引言

地基处理技术是目前铁路建设过程中核心内容也是重点难点问题，一旦铁路地基建设存在问题，对整体工程质量以及工程效益将产生重要影响。针对地基处理技术施工中考虑因素较多，技术涉及内容较广，需要综合多种因素，利用多种技术以实现地基稳固，防止地基在工程使用中发生异常缩短其使用寿命。因此强化地基处理技术，针对不同条件下利用不同技术类型展开施工，有效提升其施工安全性，保证铁路地基建设稳固性，防止地基沉降对于当前铁路建设至关重要。

1 铁路地基处理的重要性

建筑物建设过程中最终形成的荷载将全部传递到地基上，如果不对地基进行有效技术处理，很容易造成建筑使用过程中安全性、使用性受到影响。在土木工程建设过程中，往往上部分结构与下部结构比较具有一定的不确定性因素，而且针对铁路地基在建筑过程中涉及的内容较多，具有较强的难度系数，如果地基问题处理不好，很容易造成严重后果。据现阶段相关数据调查显示，世界上土木工程发生事故多源自地基出现问题，这种情况下加强铁路地基处理，更加利于保障建筑企业经济效益，同时提高铁路运行安全性，保障铁路地基使用寿命延长，使其强度特性增强，形变特性改善，更加利于土木工程施工整体质量水平提升。

2 铁路地基处理技术的类型

铁路地基处理技术涉及内容较多，其中包含碎石桩处理技术、深层搅拌桩处理技术、CFG桩处理技术、旋喷桩处理技术、挤密桩处理技术等，该5种处理技术类型在土木工程铁路建设过程中较为常见，结合实践经验以及资料总结，对技术类型具体使用方法以及注意事项进行分析。

2.1 碎石桩处理技术

碎石桩处理技术原理通常需要依据不同的土质进行应用，针对松散砂土和黏性土中应用原理具有一定的差异性。例如在松散砂土中碎石桩处理技术，主要是充分发挥砂石对软土的排水减压作用以及碎石预振作用。而针对黏性土，通常是对软土的置换作用。该种技术处理过程中需要注意问题较多，例如在桩的施工顺序中，通常是由外部桩向内部桩进行施工，这样更加利于将桩内软土进行挤出，以此提高地基的抗剪度[1]。而且在施工时需要减少对原土的扰动，施工方法以逐桩施工的形式进行，钻孔过程中严格控制钻孔力度等指标，防止桩孔出现塌陷，填料过程中需保证物料填入分批次，少料多次，实现装料量试桩标定需求。

2.2 深层搅拌桩处理技术

该技术在土质较为软绵且软土地基中较为常见，可以有效地提高软土地基整体施工质量。该种技术优势以及施工流程主要分为三部分。其一，施工前需要展开试桩工作，在试桩工作中需要加强钻探深度，保证一定钻探深度的同时，于桩内注入水泥，通过该种施工方式可有效对铁路地基内软土地基有一定掌握。其二，在土木工程施工前需要对试桩相应数据进行掌握，利用数据可以保证试桩工作中混凝土配比科学，保障混凝土在深层搅拌过程中的速度以及力度进行有效控制，实现铁路地基处理需要。按照相应的试验确定好混凝土配比后进行称量，完成水泥搅拌后装入储存罐中，利用砂浆罐以及相应的砂浆泵进行搅拌。启动电源后确保浆液可以从特殊口进行喷出，而后以1m/min的进钻速度进行注浆，最后完成搅拌加固工作。

对于地基处理完成后相应的不合格桩体，需要进行重复灌桩施工，以此保障桩的稳固性。通过该种技术的综合应用，可以有效保证铁路地基处理流程更加顺利安全。但在施工中需要充分结合试桩数据展开有效施工，以此保证地基处理有效性，降低地基在未来使用中出现沉降现象的概率。

2.3 CFG桩处理技术

CFG桩处理技术是铁路地基处理技术类型之一，在该技术应用过程中，需要对技术进行要求。技术要求重点体现在成桩方法的选择以及混凝土配合设计等两部分。第一部分，该技术应用中需要辅助成桩机械施工，施工机械通常涵盖振动沉管机械，冲击成孔桩机以及长螺旋钻机[2]。机械在使用过程中需要充分重视季节性特点，防止出现孔被冻坏情况。第二部分施工过程中需要对混凝土型号以及配比进行选择，通常情况下水泥型号以PO42.5为主，2级粉煤灰，控制细度模数11.5，材料混合搅拌中保证搅拌时间超过2min，这样才能保证混凝土材料被充分搅拌。

施工前需要做好相应的准备工作，保证相应机械设备就位，确保钻孔深度，钻孔后需要加强对钻孔内部的清理，保证CFG桩可以形成。在CFG桩形成后需要对其进行检测，通过检测可以保证CFG桩承载能力满足铁路地基需求。同时在施工中需要注重施工顺序，严格按照地层情况进行施工，施工顺序通常可分为两种，逐桩施工和隔桩跳打，第一种施工方式施工中很容易导致成孔混乱，第二种施工方式很容易造成施工后桩出现挤压，因此在两种方式选择过程中，需要充分结合土质情况，并且施工前需开展试验。在施工过程中应注意钻孔弃土以及浮浆的处理，而且还需要考虑技术应用过程中的天气情况，降低天气对钻孔质量的影响。

2.4 旋喷桩处理技术

旋喷桩处理技术就是结合钻机辅助把注浆管置入到土层的预定深度，在高压设备的辅助下浆液从特殊喷嘴喷出，进而形成较强高压喷射流，以此对土体进行切削，完成这部分技术应用后土体在强大作用力下发生破坏，进而和水泥浆结合形成浆液。该种注浆方式当混合液固定后可以在土层中有效形成高强度的固结体，形成具有较强承载力的复合地基。实现对地基土质改善，进而提高其剪切强度，满足铁路地基稳固需求。

技术工艺流程主要分为钻孔、插孔、旋喷作业、冲洗等四部分，在技术应用过程中，需要充分考虑铁路地基土质复杂性，进而对影响旋喷浆的参数进行调节，不能采用单一的参数进行设计，否则容易造成固结体出现不均匀情况影响地基承载力。而且旋喷中如果使用水泥浆会造成析水情况，导致浆液凝固收缩出现凹陷，影响地基加固防渗性，所以旋喷结束后，将固结体进行挖出，利用选喷孔进行再次注浆，保证固结体凹的位置被填平，满足铁路地基承载力、防渗性需求。

2.5 挤密桩处理技术

挤密桩处理技术原理为利用振动冲击或带套管等方法成孔，完成成孔操作后，向孔内填入砂、石、土、石灰等相应材料，利用振实实现密实桩体的施工，以此与原桩周围土组成复合地基。通常情况下依据选择的材料以及工艺不同，可以分为砂石桩、灰土桩、石灰桩、水泥粉煤灰桩以及夯实水泥桩。碎石桩主要是利用振动、冲击、水冲等方式将砂石以及碎石冲入孔中，较为适用在粉土、素填土、杂填土地基施工中。如果施工中想要提高其承载力，增强水稳性，可以使用灰土挤密桩。如果地基土中含水量较大，超过24%且饱和度超过65%，需要在施工前进行试验，以此选择合适的挤密桩处理技术。

3 铁路地基处理技术的工程实践

以电气化高速铁路项目为例，该项目主要为马来西亚半岛雪兰莪州的挠万与霹雳州的美罗之间总长度超过110km的铁路建设。项目需求满足时速高达160km/h火车运行需求，且要求施工后地基沉降＜25mm。在该项目施工过程中地基处理主要利用了石柱振捣置换，通过将回填材料放置在特定深度的震荡装置下，将震荡装置放置在土壤中。利用石柱自身可以将土壤密度压实，同时借助震荡，排除超孔隙水压力，降低地基施工后沉降。

在整个工程施工过程中碎石桩设计需要结合刚性材料并且保证桩柱不被压缩，以此保证土体的弹性反应以及剪切力需要。完成石柱安装后进行荷载试验，荷载试验主要以平板荷载试验在单柱上进行，荷载施加在碎石桩以及碎石桩周围的土壤，第1周期荷载压力需超过24h，第2周期荷载压力需超过最大负荷150%，该项目中针对荷载验收要求为荷载下沉不超过沉降的25mm，通过碎石桩荷载试验可有效减少施工后地基沉降，并且在工程施工中需要科学利用碎石桩现场仪表，对施工中的地表沉降进行确定，而后有效进行相应的施工调整，进而提高地基固结度。

针对该项目施工中主要利用了振冲技术以及干土层搅拌工程，有效实现了铁路地基处理效果，而且工程中利用冲击碎石桩，更加实现地基稳固，提升铁路建设中地基建设质量水平。

4 结语

综上所述，文章针对铁路地基处理的碎石桩处理技术、深层搅拌桩处理技术、CFG桩处理技术、旋喷桩处理技术、挤密桩处理技术5种技术进行分析，发现不同技术在工程施工中均需要充分注意，并且在施工前需要加强试验研究，只有这样才可充分保障技术在铁路地基处理过程中高效使用。现阶段我国铁路建设过程中需要加强对地基建设重视力度，主要以软土地基为主，如何处理软土地基，提高地基的承载力，减少施工后地基沉降问题发生是当前技术工作人员需重点考虑问题。通过结合当前常见地基处理技术进行说明，对技术应用中注意事项进行分析，希望通过技术应用提升我国铁路建设水平，保证技术高效应用。