铁路软基处理的探讨
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作者: 梁旗
摘要：本文论述了铁路软土地基的特点，并着重分析了铁路软土地基的处理方法和沉降控制的关键因素，意在为铁路地基施工提供理论依据和帮助。
关键词：铁路 软土地基 处理
随着我国国民经济的增长，人们对铁路交通的需求日益增多。路基作为铁路工程施工的基础，是保障列车高速、安全、稳定运行的先决条件，在软土基础上修建铁路，首先要保证地基的稳定性，同时还要对地基的施工方法进行严格的控制，以防止其变形或沉降，因此软土地基施工应从实际情况出发，有针对性的加固地基基础，以保障铁路列车的安全运行。本文从实践经验出发，对铁路软土地基的处理进行系统的分析、论述。
1.铁路施工中软土地基的分析
在我国的铁路施工中，有大部分的路基都是软土，其含水量较为丰富，承载能力较低，压缩性较高，在铁路施工中如果不对软土路基进行处理，将给列车的安全行驶带来一定的隐患。铁路施工时如果路基所填的土量超过了地基本身的承重能力，就会引发塌滑或平移的现象。在铁路列车运行过程中，受动荷载作用的影响，地基也会发生滑动，严重的将导致列车出轨或倾覆，引发安全事故。如果软土地基施工中不进行有效的加固其产生的危害性是巨大的，同时从长远发展考虑软土地基的维修费用也较高，所以在铁路路基施工中，一定要对软土地基进行加固处理，有效的分析土层结构和地基的承载能力，选取优秀的施工方法，避免因软土地基的施工质量而引发安全问题。
2.铁路软土地基的处理方法
我国铁路软土地基的施工方法有很多，其应用的范围也因地理环境和季节特点而有不同的选择，但主要是以强夯法、钢筋混凝土桩网、换填法、排水固结法为基础。随着科学技术的进步，软土地基的加固方法也在不断的更新，下面对上述几种方法进行具体的分析。
2.1换填法
换填法施工在铁路软土地基加固中得到了很大的利用，主要是将地基底面的软土进行挖除，挖除范围以铁路地基的施工标准和设计规范标准为依据，软土挖除后方可进行硬性材料的填充，材料多以砂、煤渣、碎石、素土为主，填充过程需要利用人工或机械设备进行分层的压、夯、捣振，以使得地基达到设计承重，同时能够经受住列车的动荷载。当地基软土层较为稀薄时，也可以对地基土层直接压实，这样就避免了硬性材料的填充，同时也达到了地基加固的目的。换填法所适用的范围较广，主要包括淤泥、松散素土、杂填土、暗塘、暗沟、低洼区域等。
2.2强夯法
路基加固的强夯法主要是利用机械设备对地基进行压实处理，以此来提高地基的承载强度。强夯法还可称为动力压实法，主要施工的机械设备以重锤为主，利用自由落体的原理来压实地面基础土层，强夯法适用的地基范围较广，其中主要以砂土、碎石土、粘性土、杂填土为主，通过提高土层的强度，降低压缩性来改变土层的成分，例如：粘性土层经过强夯法压实后，其水分含量明显减少。所以强夯法比较适用于土层较为湿润，且液化程度较高的路基。
2.3排水固结法
软基处理的排水固结法是通过路基承载负荷来排出土层中的水分，同时减少了孔隙，加大了土层的密度，产生固结变形的现象。在实际施工中，随着水分的流失压力不断的增强，土层增加了有效应力，提前完成了沉降，这对铁路路基施工来说是非常有益的。一般排水固结法是由加压系统和排水系统两部分组成，在软土路基的处理上两者是不可拆分的，在高填土路段，施工中可采用路堤填土进行加压，低填土路段就需要利用堆载预压来完成土层的固结。
2.4钢盘混凝土桩网
铁路工程中常用的钢筋混凝土桩网复合地基，一般由以下几个部分组成：首先是对路基的上部进行填土施工，并通过加筋垫层进行加固，通常由两层双向土工格栅及碎石垫层组成，其次是钢筋混凝土桩的加固，一般桩身采用C25钢筋混凝土现场灌注，桩间距2.5~3.0m，且桩顶设桩帽，桩土加固区下卧层。铁路工程中常采用钢筋混凝土桩网复合地基加固深度超过20m、填方高度超过4m的路堤软土地基。
3.软土地基沉降控制的关键因素
软土地基沉降的控制工作是一项系统性的工程，其中包含着现场的地质勘察、工程的技术设计、施工工艺的分析，通过各环节的调查分析才能有效的控制软土地基的沉降。
3.1地质勘察
软土地基施工前一定要对工程所覆盖范围的土层进行细致的地质勘察，并分析计算设计参数，以满足列车行驶的需求，参数的选取一定要与沉降系数结合，估算出准确的沉降数据，为地基的加固提供理论依据。同时要利用地质勘探手段来查明软土的土层结构、空间分布、地质特点，特别是在不同环境和条件下的变形状态。设计参数还要与土工试验相结合，找出适合软土路基的施工方法，为铁路路基施工提供安全保障。
3.2工程设计
软土地基施工前一定要考虑到工程投资、地质条件、施工周期、施工工艺可行性、环境保护等因素，通过对以上因素的分析，来制定出适合本路段的施工组织设计方案，同时拟定出施工工艺和施工计划，以此来推动铁路软土地基施工的可行性。
3.3现场试验
软土地基施工中需要对不同的土质进行物理试验，因为不同地段的软土成分和土性都不相同，在采用不同方法施工前，一定要对土质进行现场试验分析，确定各类地基加固措施的适应性及工艺参数是十分必要的。有条件时宜进行现场填筑试验，修正设计参数、验证加固效果。
4.施工后的沉降观测
铁路软土地基施工后还要注意土层的沉降观测，这是软土地基施工的特点，同时也是铁路安全行驶的重要保障。一般地基沉降分为两种，一种是地基自身的固结沉降，另一种是地基承受荷载后的变形沉降。自身的固结沉降依据规范要求其沉降高度为路堤高度的4%，变形沉降以铁路运行的荷载实际情况为准，一般软土地基的变形沉降较为严重，平均值为35cm。所以在软土地基的处理上一定要把沉降因素考虑到施工内，而且为了增大其承载力，在反滤层上还增铺了一层单向土工格栅，铁路路基是柔性基础，其沉降通过日积月累，会逐步变大，特别是货运铁路线上，钢轨接头处的病害会更明显。因此，在铁路列车正式运营后必须进行经常维修和定期维修，同时加强路基养护的沉降观测。路基施工的沉降观测，是一项非常必要和及时的工作，因为我国大部地区的软土地基较为复杂，往往有很多事先估计不到的因素，在施工中加强观测有利于我们判断地基的稳定状况，决定安全的施工速率，保证路基工程的使用效果，观测方向以路基坡脚外的侧向变形和高程变化。施工前事先在路基坡脚外3～12m范围内，顺线路方向埋设3～5排观测桩，施工期间定时用经纬仪测量桩的侧向位移，用水平仪测量桩顶的高程，并作好记录，以观测位移和高程是否有异常变化，同时利用事先埋设的沉降标来观测沉降。
参考文献
[1]梁钟琪.土力学与路基[M].成都：西南交通大学出版社,2004.
[2]左名麒.基础工程设计与地基处理[M].北京：中国铁道出版社,1999.
[3]沈珠江.软土工程特性和软土地基设计[J].岩土工程学报，1998，20.
[4]尹根.水泥搅拌桩喷浆法加固软土地基施工技术[J].建筑与工程，2008，2.
[5]龚晓南.复合地基理论及工程应用[M].北京：中国建筑工业出版社，2002.
[6]铁道第四勘察设计院.软土地基综合勘探精度及物理力学参数选取方法研究[R].武汉:铁道第四勘察设计院,2005.
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