铁路软弱路基基底处理措施

郎兆福

摘 要：随着我国经济的不断发展，铁路建设也随之快速发展，软土路基是铁路工程建设中经常遇到的问题。本文主要通过对软土物理特性的分析，阐述铁路软弱地基的具体处理措施。

关键词：铁路;软弱路基;基底处理

软土是一种性质差、亲水性强的土壤。因此，软土的含水量、塑性和压缩性相对较高，而渗透性和抗剪强度相对较低。因此，在路基填筑前，必须采取相应的技术措施解决软土问题，否则会出现盆形沉降、稳定性和不均匀沉降等问题。

经过风化、侵蚀、搬运和沉积后的岩石，形成各种松散物质，我们一般称之为土壤。根据成因的不同，土壤可分为残积土、坡积土、洪积土和湖沼沉积土等。而我们所提到的软土主要是在静水或者是缓慢流水环境中所存在的颗粒较小的近代沉积物。软土含有较大的水分，压缩性也比较高，可是水的渗透性以及土质的承载力却是很低，软土是一种饱和粘性土，在铁路建设中一旦遇到软土一定要立刻采取有效措施解决。

1 软土的物理力学性质

因铁路现场试验条件的限制，只能测定软土路基的含水量和液塑限，很难对其他软土指标进行定量评价，但这种软土路基应具有软土性质，因此，介绍软土的物理力学性质对认识软土的危害性，寻找最经济适用的解决方案具有重要意义。

1.1 含水量高

在我国铁路建设中，有几段软弱路基呈浅黑色。在某些深部，它们是铁褐色或浅灰色。在浅部，我们可以看到植物的根。土地天然含水量较高，在17%至33%的范围之中。软土的饱和度一般都会超过90%，液限也都会在35%到60%之间，软土的孔隙也都比较大，超过1。软土由于天然含水量比较高，泥土的孔隙也都比较大，所以地基变形情况也就比较严重。

1.2 透水性差

软土渗透性较差，中间有一定的带状砂层。这样，软土中的水会在水平方向上更多地渗透，水不能渗透，不利于地基排水固结。加载后，软土的沉降速度加快，沉降时间延长。此外，在荷载开始时，地基中的孔隙水压力相对较高，对地基的强度有一定的影响。

1.3 高压缩性

软弱土壤的孔隙相对较大，易压缩，在铁路基础施工中会产生较大程度的沉降。

1.4 触变性

软弱土壤具有一定的絮凝结构，属于结构性泥沙，与泥沙接触时会发生变化。如果软土结构没有破坏，那么软土就具有一定的结构强度。然而，经过一定的干扰后，软土的原有结构遭到破坏。因此，在采集软土样品时，往往无法选取能反映土地实际情况的软土。

1.5 流变性

软土所具有的流变性包括有蠕变、流动、应力松弛以及长期强度等方面的特性。其中蠕变特性所指的主要在负荷不变的情况下，软土的变形程度会随着时间的推迟而改变;流动特性指的是应力产生变化的时候，软土变形的速率就会出现相应的改变;应力松弛特性所指的是在恒定不变的条件下，应力将会随着时间的推迟而逐渐减少;长期强度特性所指的是软土在长期的强度负荷之下，软土的强度会随着时间的变化而产生相对应的变化。所以，通常在剪应力作用的情况下，软土都会发生缓慢的剪切变形并且将延续很长的时间。

2 铁路软土路基的处理方法

根据地基土的工程特性，选用适当的处理措施。经过长期的实践，在铁路工程中形成了多种形式的软土地基处理方法，结合很多的施工企业多年施工经验及有关专家学者的论述进行总结归纳如下：

2.1 换填垫层法

当软土层厚度不大时，可将路基面以下处理范围内的部分或全部软土层挖除，然后换填或回填强度较高的土或其它稳定性好、无侵蚀性的材料（一般为透水性好的中粗砂）缓冲。该方法经济实用的高度为2 m～3 m，如果软土层厚度过大，换填方法会增加弃方和土方量，增加工程造价。通过更换高抗剪强度的地基土，可以达到提高地基承载力的目的，满足结构对地基的要求。

主要加固方法有换填、抛石挤淤、垫层、强夯挤淤几种。垫层法根据材料的不同可分为砂（砾石）垫层、碎石垫层、粉煤灰垫层、干渣垫层、土（灰土、二灰）垫层。代表方法有砂垫层法及换填法。

砂砾垫层：当路堤高度小于极限高度的2倍，软土层较薄，填筑材料比较困难，或雨季施工时，采用砂砾（砂）垫层，在填土与基底之间设一排水面，从而使地基在受到填土荷载后，迅速地将地基土中的孔隙水排出，加快固结速度，提高地基的承载力，减少沉降，防止地基局部剪切变形。要注意控制填土速度，所用的材料为含泥量不大于5%的洁净中粗砂，或最大粒径小于5 cm的天然级配砂砾。

换填法：在软土厚度不大于2 m时，利用渗水性材料（砂砾或碎石）进行置换填土，可以降低压缩性，提高承载力，提高抗剪强度，减少沉降量，改善动力特性，加速土层的排水固结。它的特点是施工工艺简单，但费用比较高。

抛石挤淤：当软土或沼泽土位于水下，更换土施工困难，且厚度小于3 m，表层无硬壳、基底含水量超过液限、路堤自重可以挤出的软土之上，排水比较困难时，采用抛片石（直径一般不小于30 cm）挤淤的方法。从中部开始抛石，逐渐向两边延伸，挤出淤泥，提高路基强度。

2.2 深层密实法

采用爆破、夯击、挤压和振动及加入抗剪强度高的材料等方法，对地基深层的软弱土体进行振密和挤密的地基加固方法称为深层密实法。适用于软土厚度>3 m的中厚软土的加固，分布面积广的软基加固处理，其加固深度可达到30 m。通过振动、挤压使地基中土体密实、固结，并利用加入的具有高抗剪强度的桩体材料置换部分软弱土体中的三相（气相、液相与固相）部分，形成复合地基，达到提高抗剪强度的目的。

强夯法：对于砂土地基及含水量在一定范围内的软弱粘性土地基，可采用重锤夯实或强夯。它的基本原理是：土层在巨大的冲击能作用下，土中产生很大的压力和冲击波，致使土体局部压缩，夯击点周围一定深度内产生裂隙良好的排水通道，使土中的孔隙水（气）顺利排出，土体迅速固结。强夯后地基承载力可提高3～4倍，压缩性可降低200%～

1 000%。其佳夯击能：从理论上讲，在最佳夯击能作用下，地基土中出现的孔隙水压力达到土的自重压力，这样的夯击能称最佳夯击能。因此可根据孔隙水压力的叠加值来确定最佳夯击能。某铁路滑坡体的堆积破碎泥岩堆积物厚度4 m～

12 m。从土样的土工试验报告可知为低液限黏土含水量29.8～20.2，凝聚力13.8 kPa～12.2 kPa，内摩擦角13.8～20.2。挤密砂桩、碎石桩加固法：属于复合地基的一种，当软土层较厚，换填处理比较困难，地基土属于非饱和粘性土或砂土时，采用挤密砂桩或碎石桩加固法，可以使地基土密实，容重增加，孔隙比减少，防止砂土在地震或受震动时液化，提高地基土的抗剪强度和水平抵抗力，减少固结沉降，使地基变均匀，起到置换、挤密、排水作用，防止地基产生滑动破坏，提前完成沉降，减少沉降差。

2.3 排水固结法

在软土地基上加压处理，配合内部排水，加速软土地基的排水，加速软土的固结，称为排水固结法。适用于各种淤泥、淤泥质粘土和饱和粘土地基的处理。在附加荷载作用下，软土地基逐渐释放孔隙水，降低孔隙比，产生固结变形。在这个过程中，随着超孔隙水压力的逐渐扩散，土体的有效应力增大，沉降提前完成或沉降速度加快。

主要加固方法：堆载预压法、砂井法、袋装砂井、真空预压法、电渗排水法、降低地下水位法、塑料排水板法。

预压处理：分为超载预压、等载预压和欠载预压等，其施工工艺简单，但工期较长，超载预压的时间一般为6个月，通常与排水处理地基相结合使用。

3 结语

总之，在研究、发展铁路软土路基处理方法的同时，开展对我国现有地基处理技术的系统总结，及时总结我国地基处理技术的经验、引领地基处理技术的发展方向，对于我国地基处理向高水平的发展也是非常重要的。

参考文献：

[1]张恒荣.铁路湿陷性黃土路基基底处理措施[J].黑龙江科技信息，2009（18）：260.

[2]薛吉安.岩盐地质条件下铁路路基施工技术探讨[J].青海科技，2009（6）：97-100.