铁路工程施工中软土地基处理技术研究论文_张强

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摘要:受不断发展变化的市场环境影响,为了保障民众的确切需要,我国也相应加大了铁路工程的建设规模。在铁路工程施工过程中,软土是一种常见的地质病害,由于土壤孔隙度较高,含水量较大,抗剪强度和承载力相对来说较低,如果不能采取相关措施进行加固,会导致路基出现不均匀沉降,对铁路的安全性和稳定性造成比较大的影响,所以受到建筑行业的广泛关注。论文以实际工程为例,对铁路工程软土路基施工技术进行了分析和探讨,针对存在的问题提供了相应的解决方案,可供参考。

关键词:铁路工程;软土路基;处理技术

近年来,我国不断推进铁路工程建设,使铁路行业获得了进一步发展。但在铁路工程施工过程中,经常会遇到软土地基,如果没有采用合适的施工技术进行处理,很可能造成坍塌、沉陷等严重后果。因此,在铁路工程软土地基加固施工中选择合理有效的加固施工工艺对软土地基加以技术处理,保证施工质量。

1软土地基的特点

1.1 压缩性较强

我国沿海地区软土分布广泛,软土地基的含水率较大,因此,土体孔隙率较大,受到上部荷载的作用时,很容易产生压缩变形,在很大程度上提高了软土地基的压缩系数。如果不能及时处理,很可能会导致地基上部结构发生不均匀沉降现象,从而给工程施工带来安全隐患。

1.2 对外部负荷敏感

一般情况下,软土地基一旦受到外部荷载的压力作用,形态会发生明显的变化。在没有外力作用的情况下,软土层一般不会因为自身结构方面的问题而产生形态方面的变化。一旦受到外部压力与荷载的作用,由于软土层的承载能力较弱,软土层很容易发生较大的变形,从而造成土体坍塌现象。

1.3 透水性弱

在铁路工程施工过程中,土层的透水性能是评价土层性质的重要指标。一般情况下,软土土层的透水性很弱,导致软土中的水分很难排出。同时,因为软土层中存在很多较大的空隙,在进行铁路工程施工时,在较大的压力负荷作用下,土体会产生较大的压缩变形,在一定程度上增加了地基沉降量,不利于工程建设。

2软土的鉴别方法以及软基处理施工技术应用

2.1 软土的鉴别

在鉴别软土时,一般情况下使用外表是灰土粒的软土。借助铁路土工检验方法对土壤中的天然含水量进行测定。所谓的天然孔隙比即为土在天然状态下,孔隙体积和土粒体积比例。通过对土的天然密度、土粒比重、土的含水量以及土的干密度进行测定,便于计算出土壤的天然孔隙比。检测图的强度时,需要运用十字板剪切技术。

较其他工程项目而言,铁路软基施工的技术难度较高。但是在机械化不断加快的市场环境下,软基处理中存在的疑难问题逐渐得到了很好的解决。在开展铁路软基施工时,施工人员应该遵循如下施工原则:因地制宜,根据施工环境中具体的地质情况来选用相应的软基处理技术。保护环境,实施软基处理工作时,需要挖出软集中的淤泥和废弃物,并且需要对软基中的积水予以适当处理,从而避免对周围环境以及人民正常生活带来不便。安全施工,受软基工程施工条件以及施工环境的限制,因此,在开展施工时很容易存在其他施工对软基工程造成的危害。这就需要强化施工人员的安全作业意识,对可能存在的安全隐患加强防范措施,确保将安全隐患控制在可以掌控的范围之内。

2.2 软土地基处理

2.2.1 路基工程沉降控制标准

铁路软基设计施工在20实际80年代通常情况下运用的是稳定性控制思路,软土路基现状导致铁路工程在运营一段时间后发生较大的沉降,就比如徐连铁路,其路基沉降高达2m以上,这种现状给养护维修工作带来了很大的难度,同时也引发了铁路部门的高度关注,通过研究分析得出工后沉降标准,同时在《铁路路基设计规范》(TBJ1-96)中将Ⅰ、Ⅱ级铁路工后沉降标准控制到50cm。随着国家经济实力不断壮大以及铁路相关标准的不断提升,工后沉降标准也得到了相应提升。

2.2.2 软土路基主要处理技术

在铁路施工中,处理软图路基时,通常情况下需要借助软土厚度、软土特性、周围环境条件以及软基沉降控制标准,同时还需要对处理措施的准确性以及建设工期等各方面的因素进行综合考虑之后进行软基处理方法的确定。软基处理方法可分为复合地基法、置换法、排水固结法以及特殊结构路基等。目前,就特殊条件的具体情况,铁路行业研究出了多种新型的处理方法,同时已经将其运用于软基处理工程中。

2.2.3 置换法该方法通过运用性能较好的岩土材料来实现对路基中软土的替换,从而使之成为双层地基或者是复合地基,以此来强化地基承载力,从而实现减少沉降的效果。其中包含了强夯置换法、抛石挤淤法以及换填法等,是浅埋型铁路路基的常用处理方法,该方法对处理深度要求如下:一般深度≦2m,最大深度≦3m;此方法通常情况下用于山间谷地的软土处理,在这种环境中,其处理深度应该控制在8m以内。

2.2.4、排水固结法排水固结法通过借助超载、超载预压、以及路基填土等外力作用和排水通道,从而确保饱和软土排水固结,以此来提升土壤的承载能力,最大限度的减少工后沉降。这种方法对填土的要求比较低,在运用于具有较大荷载的大型场地中具有明显的优势。

2.3 薄壁筒桩工艺原理

现如今,进行高标准的软基处理多采用薄壁筒桩的方式。将其制作成刚性桩复合地基,可明显增强复合地基的装载能力和对形状的控制能力,防止工后发生沉降。薄壁筒桩分为含有钢筋的钢筋混凝土薄壁筒桩和没有钢筋的素混凝土薄壁筒桩。如果承受压力较小为竖向力时,可直接应用素混凝土薄壁筒桩。通过在筒桩桩顶安装桩帽、褥垫层等措施,可明显增强复合地基的承载力;如果承受压力较大为高强度的竖向力和水平力时,便需应用钢筋混凝土薄壁筒桩,同时安装钢筋笼。

直径较大的素混凝土薄壁筒桩由振动沉管、自动排土、现场灌注混凝土这 3 部分所构成,其设计原理如下:

(1)图 1 为单体筒桩成孔器结构。将环状桩尖 4 的下端修改为切削刃状,并将其装入内外护壁套管 5~6 之间的缝隙中,同时应注意内外护壁套管的底面分别与环形桩尖的内外支承面之间的接触面是光滑平整的,而且内护壁套管的内径会比桩尖的内支承面的内径略大一些,该内外护壁套管上端应与震动锤夹持器 2 直接相连。当夹持器具有高强度夹持能力时,便能使成孔器的质量稳步提高,土体本身的摩擦阻滞力以及混凝土经过灌注后所增加的摩擦阻滞力之和也明显增加。

(2)将(1)中所描述的桩尖放置于施工部位,打开振动锤 1,解动拉伸卷场,桩尖与内外护壁套管共同入土。泥土由于受到环形桩尖的斥力,进入内护壁套管内,随着其在套管内的高度不断增加,进而将其排出泥孔。

(3)当桩尖和成孔器共同下降到标记深度时,将灌注的混凝土沿着外护壁套管的灌注口 7 注入内外套管之间的缝隙之间,待混凝土注入量达到一定标准后,震动内外护壁套筒,并将其拉出套筒。同时将桩尖和灌注后混凝土筒体组合后,共同放置在软地基后,整个筒桩成桩的流程便结束了。

结束语

综上所述,软弱土层具有低强度、高压缩性的特征。软土在我国大多数地方均有分布。在路基建设时,很多工作人员却忽视软土的处理,结果就会导致路基出现不稳定和沉降现象,进而给未来交通埋下安全隐患,因此,应科学有效建设铁路工程的每个环节,提升铁路建设的整体质量。

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[5]赵亚辉.重载铁路路基施工中软土地基工程螺纹桩试验分析[J].工程技术研究,2017,(05):23-24.

论文作者:张强

论文发表刊物:《基层建设》2019年第2期

论文发表时间:2019/4/11

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