高速鐵路軟土地基處理技術(shù)

1、高速鐵路軟土地基處理技術(shù)摘要：鐵路路基工程中經(jīng)常會(huì)遇到軟土問題，處理的質(zhì)量與選擇的方法將直接影響到軌道結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與安全使用，因此軟土地基的處理技術(shù)對(duì)高速鐵路建設(shè)十分重要。本文首先闡述了軟土地基尤其是鐵路軟土地基的特點(diǎn)，對(duì)目前常用的軟土地基處理方法以及新技術(shù)進(jìn)行總結(jié)，然后提出適合高速鐵路軟土地基處理的方法，并發(fā)展和提出了高速鐵路軟土地基處理的新技術(shù)，對(duì)高速鐵路軟土地基常用的處理方法及其施工工藝進(jìn)行詳細(xì)介紹。關(guān)鍵詞：軟土高速鐵路軌道結(jié)構(gòu)地

2、基處理1前言隨著國民經(jīng)濟(jì)快速的發(fā)展，人民生活水平逐漸的提高，對(duì)此，在鐵路的運(yùn)輸方面也提出了更高的需求。高速鐵路憑借安全舒適、快速等優(yōu)勢(shì)，成為當(dāng)代最主要的交通運(yùn)輸工具。因此，在工程質(zhì)量方面也提出了更高的要求。由于在軟土地基上進(jìn)行修建高速鐵路，必須要控制好技術(shù)質(zhì)量以及基本特性，更需要控制好地基施工后所出現(xiàn)的沉降量以及差異沉降量，它作為穩(wěn)定高速鐵路軌道的重要因素。由于高速鐵路具有安全舒適、速度較快等一定的優(yōu)勢(shì)，當(dāng)前，已逐漸地成為了中長(zhǎng)距離運(yùn)行

3、最為重要的交通運(yùn)輸工具。然而，由于軌道結(jié)構(gòu)的主要基礎(chǔ)就是路基，所以其剛度和強(qiáng)度以及在穩(wěn)定性方面，在滿足運(yùn)營(yíng)的條件下應(yīng)把軌道的參數(shù)規(guī)定在標(biāo)準(zhǔn)的范圍之內(nèi)，同時(shí)也是保證列車的安全、高速以及平穩(wěn)的基礎(chǔ)條件，所以，客運(yùn)專線在對(duì)于控制路基的變形和填料的質(zhì)量，特別是在對(duì)于工后沉降的控制方面，都必須加以嚴(yán)格的控制。對(duì)于在軟土地基的范圍領(lǐng)域里，對(duì)其進(jìn)行勘察和設(shè)計(jì)以及在控制施工質(zhì)量方面有著更高的要求。軟土地基的因有著一定的復(fù)雜性，并且沒有足夠的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)等因

4、素，所以在建設(shè)大規(guī)模的客運(yùn)專線時(shí)，必須要選擇具有代表性的軟土地段進(jìn)行試驗(yàn)，進(jìn)行勘察和設(shè)計(jì)以及在控制施工質(zhì)量等每個(gè)環(huán)節(jié)都需要進(jìn)行深入的研究，這不僅可以為建設(shè)高速鐵路提供有效的參考價(jià)值，還可以對(duì)其進(jìn)一步的完善修改提供相關(guān)的有利依據(jù)。對(duì)此，本文詳細(xì)介紹了在高速鐵路修建中具有代表意義的設(shè)計(jì)、施工控制以及各個(gè)環(huán)節(jié)中的技術(shù)試驗(yàn)并加以研究。2軟土路基軟土是在靜水或緩慢流水環(huán)境中以細(xì)顆粒為主的近代沉積物其天然含水量大、孔隙比大、壓縮性高、承載力低、滲透

5、性小是一種呈軟塑到流塑狀態(tài)的飽和粘性土。由于高速鐵路軌道結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)修建在軟土中則此結(jié)構(gòu)的地基就稱為高速鐵路軟土地基。軟土作為特殊土的一種，有其獨(dú)特的土力學(xué)性能：軟土的天然含水量高，一般大于30%；孔隙比大，天然孔隙比e1；壓縮系數(shù)α1?2=0.5~2MPa?1；透水性低豎向與水平滲透性不同，一般垂直方向的滲透性系數(shù)要小些；抗剪強(qiáng)度低因?yàn)檐浲恋膬?nèi)摩擦角接近于零，抗剪強(qiáng)度主要決定于內(nèi)聚力；軟土具有觸變性與流變性。鐵路在通過沿海一帶及湖泊沼澤

6、地區(qū)時(shí)，常常會(huì)遇到軟土地基問題，主要有路基沉降不穩(wěn)定及變形過大；路基邊破失穩(wěn)外擠；路基基床病害等。由于軟基變形對(duì)鐵路路基運(yùn)營(yíng)期間造成了較大的危害，它影響了行車安全，增大了線路的養(yǎng)護(hù)維修量。從50年代開始，鐵路工程技術(shù)人員就針對(duì)路基工程遇到的軟土地基處理問題進(jìn)行了大量的現(xiàn)場(chǎng)軟基試驗(yàn)和研究。經(jīng)過幾十年的努力，通過提高現(xiàn)場(chǎng)勘察技術(shù)和手段、采用各種新的原位測(cè)試技術(shù)和方法、應(yīng)用各種軟基處理新技術(shù)和新方法，使鐵路路基工程遇到的軟土地基處理問題得到了

7、較好的解決。2.1軟土的主要指標(biāo)1）高含水量和高孔隙性天然含水量大事一個(gè)特點(diǎn)，根據(jù)有關(guān)資料表明軟土的天然含水量大致在40％~80％，甚至最大的超過200％。液限也很大一般在30％~60％，土體的天然含水量和液限的關(guān)系是當(dāng)試驗(yàn)等相結(jié)合的勘察方式，而不同的測(cè)試手段所獲得的結(jié)果也是存在一定的差異性。因此，需要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)實(shí)測(cè)的有效數(shù)據(jù)進(jìn)一步的研究分析，所以，在選用科學(xué)合理的設(shè)計(jì)參數(shù)和有效的勘察方式，對(duì)提高勘察的準(zhǔn)確度是非常有利的。2）在進(jìn)行修建

8、高速鐵路中，在對(duì)路基的主要結(jié)構(gòu)以及填料的質(zhì)量控制和壓實(shí)質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)上都有著一定的嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)。在對(duì)于所應(yīng)用的填料需要在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行填筑試驗(yàn)，并獲得路基填料的方法以及技術(shù)參數(shù)和工藝、壓實(shí)質(zhì)量的檢驗(yàn)方法等，同時(shí)通過了模擬的動(dòng)力試驗(yàn)的可評(píng)價(jià)動(dòng)力特征，主要表現(xiàn)在：（1）驗(yàn)證合理的設(shè)計(jì)方案可行性；（2）可以指導(dǎo)全線路堤的設(shè)計(jì)和施工工作。3）由于軟土所特有的固結(jié)特性會(huì)影響到處理措施，同時(shí)軟土在原位強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)性等方面對(duì)計(jì)算沉降的準(zhǔn)確度有很大的影響。所以，經(jīng)大量

9、施工實(shí)踐證明，由于軟土路堤的工后沉降控制是可以受到勘察以及設(shè)計(jì)質(zhì)量的直接影響，并且與路堤的填筑速率、施工的質(zhì)量以及對(duì)地基的處理工藝等方面都有著密切的聯(lián)系，因此，可以通過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行試驗(yàn)并獲得相應(yīng)的施工參數(shù)，并有效的指導(dǎo)項(xiàng)目施工。3.2對(duì)于軟土地基的有效勘察1）對(duì)于在進(jìn)行勘探以及測(cè)試點(diǎn)布置密度主要就是根據(jù)軟土的地層結(jié)構(gòu)、成因類型和硬底橫坡等，確定軟土空間的變化特點(diǎn)。在進(jìn)行對(duì)軟土地基勘探時(shí)需要采取原位測(cè)試方法和鉆探方法相結(jié)合的勘察方式。在控制

10、鉆孔的數(shù)量時(shí)需要根據(jù)地基土自身的均勻性以及設(shè)計(jì)要求來確定，同時(shí)也反映出在壓縮層的深度里，所有巖土層物理力學(xué)的性質(zhì)；2）在原位測(cè)試和鉆探方法中主要包括了十字板的剪切試驗(yàn)、靜力觸探、應(yīng)力鏟的試驗(yàn)以及螺旋板荷載試驗(yàn)等，對(duì)于這些方法的應(yīng)用主要是根據(jù)地層巖性的特點(diǎn)，以及對(duì)于建筑物的規(guī)模、類型和基礎(chǔ)等情況確定的，同時(shí)應(yīng)注意測(cè)試的方法；3）在確定試驗(yàn)項(xiàng)目和試驗(yàn)的頻度上一般是根據(jù)工程的主要類型，在擬選用地基的處理方案和軟土的特點(diǎn)等方面進(jìn)行確定的，通常把

11、高速鐵路的地基土主要的設(shè)計(jì)指標(biāo)分成變形指標(biāo)與強(qiáng)度指標(biāo)兩種。3.3軟基的破壞形式軟土由于其不良的工程力學(xué)特性，對(duì)工程有極大的危害性，綜合分析主要有以下幾種形式：1)剪切破壞，由于地基抗剪強(qiáng)度不足以承受其上列車所施加的動(dòng)、靜荷載，造成破壞，表現(xiàn)為使鄰近地基產(chǎn)生隆起；2)由于軟土地基的高壓縮性，發(fā)生不均勻沉降，使軌道結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)由于應(yīng)力集中出現(xiàn)裂縫最終使軌道結(jié)構(gòu)遭到破壞，失去其使用功能；3)由于軟土地基的高空隙比與高含水率，在使用中發(fā)生排水固結(jié)

12、，發(fā)生不均勻沉降，使軌道結(jié)構(gòu)下沉量過高，影響使用功能。在工程應(yīng)用實(shí)際中，由于鐵路路基是承受靜、動(dòng)雙向荷載，其受力的復(fù)雜性，決定其軟土地基發(fā)生均勻沉降的可能性極小。3.4對(duì)于軟土地基的處理方式1）在進(jìn)行塑料排水板的機(jī)械施工中，由于靜壓式的插板機(jī)無論在經(jīng)濟(jì)成本還是工效以及對(duì)環(huán)境的影響等方面都是好于振動(dòng)式的插板機(jī)，然而振動(dòng)式的插板機(jī)在進(jìn)行對(duì)地層穿透的能力方面是好于靜壓式的。所以，在兩者都可以穿透地層處理塑料的排水板時(shí)，應(yīng)優(yōu)先應(yīng)用靜壓式的插板機(jī)