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高铁施工中软土地基的施工工艺

发表时间：2021/4/6 来源：《建筑科技》2021年1月上作者：赵忆菲龚成杰李忻璞

[导读] 随着我国经济的快速发展，铁路运输事业也迎来了蓬勃发展，人们出行的交通工具不断变化，铁路运输由传统的绿皮车正在向高铁方向转变，高铁的运行给人们带来了极大的便利。随之而来的就是人们对高铁修建质量的关注，在高铁施工中软土地基是非常关键的环节，也是发生问题较多的环节，软土地基可能导致高铁作业无法定型，使其丧失了平稳性质及契合度，进而影响到高铁运作。以此为背景，本文将针对高铁施工中软土地基的施工工艺进行分析

甘肃铁科建设工程咨询有限公司赵忆菲龚成杰李忻璞 730000

摘要:随着我国经济的快速发展，铁路运输事业也迎来了蓬勃发展，人们出行的交通工具不断变化，铁路运输由传统的绿皮车正在向高铁方向转变，高铁的运行给人们带来了极大的便利。随之而来的就是人们对高铁修建质量的关注，在高铁施工中软土地基是非常关键的环节，也是发生问题较多的环节，软土地基可能导致高铁作业无法定型，使其丧失了平稳性质及契合度，进而影响到高铁运作。以此为背景，本文将针对高铁施工中软土地基的施工工艺进行分析，报告如下。
关键词:高铁施工；软土地基；施工工艺
        在高铁修建过程中最常见的问题就是软土地基问题，软土地基中水分的含量较大，土壤渗水性不强，从而导致土壤承受力下降，使其在外力的作用下可能发生沉降、塌陷等问题，严重影响到工程质量及高铁运行安全。因此为了提高高铁在通过软土地基路段的安全性，施工人员必须对软土地基给予高度重视，控制好施工技术及要点，切实提高高铁修建质量。
        1.高铁施工中软土地基的危害性
        1.1水分含量大
        高铁施工中的软土地基具有水分含量大的特点，从而导致高铁基础结构失去稳定性，在遭受较强应力时出现明显的滑动，影响到高铁项目施工的安全性。其主要是由于高铁项目后续运行中受到的荷载非常复杂，尤其是无法掌握受力，进而对软土地基提出了更高的要求。
        1.2沉降不均
        地基沉降变形会直接影响工程质量及进度，地形及天气会对不同路段的高铁路基造成影响，因此使得高铁自身承受力系数各不相同。即使在一个路段，也可能由于位置不同而存在较大差异。软土地基承受力不同的区域会出现明显的下沉差异，进而影响到高铁运行的稳定性，容易发生震荡或侧翻。
        1.3承载力不足
        软土地基最大的特点就是软，从而导致地基的承载能力明显不及其他类型地基，特别是土质疏松诱发的危害，极容易产生下降、塌陷问题，由于软土地基造成的危害是无法弥补的。
        2.高铁施工中软土地基的施工工艺
        2.1表层处理技术
        对软土地基表层进行技术处理是高铁施工的重要技术，其主要方法是通过改善软土地基表层土壤，使表层土壤更加坚固，进而提高软土地基的抗压强度。通常情况下表层处理技术包括：敷垫材料法，表层排水法，添加剂法，粉喷桩加固法；其中排水法处理地基表层时需适当增加对地表水的排水处理，降低表层土壤的含水量，再将砂砾或碎石块填充进去，一般填充厚度在50-120cm之间；值得注意的是填充砂砾、碎石块时不能影响到土壤的承载力和硬度，以确保机械能正常运行。敷垫材料法主要用于土层不均匀导致局部不均匀沉降或侧向变为的软土地基中，敷垫的材料能够提高软土地基的拉抗力和抗剪力，促使软土地基的支撑力得到提高，从而确保施工机械可以安全运行。常用的敷垫材料有：土工布、化纤无纺布等。添加剂法主要被用于表层土壤活性较高的软土地基中，添加石灰材料降低土壤中水分的含量，降低土壤活性，改进活土性质，确保高铁工程修建过程中机械设备能够正常运行。
        2.2高压喷射注浆施工工艺
        其实软土地基有很多处理方法，并且在高铁建设中取得了不错的效果，但随着施工组织的开展，软土地基对高铁建设产生的阻碍越来越大。

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在面对软土地基时，如何摆脱软土基地带来的困扰已成为建设方面临重要问题，目前，高压喷射注浆工艺的使用范围越来越广，高压喷射注浆主要利用高压射流切割技术和化学注浆技术发展而来的；首先要使用到钻机，在软土层实施钻探，由上到下，钻探到指定深度，再钻杆的顶端安装喷嘴，对钻孔实施水泥浆液喷射，钻杆在喷射水泥过程中，需逐渐提高钻杆高度，促使水泥浆与四周的土粒融合，最终混为一体，进而达到凝固软土地基的目的，最终形成圆柱形的水泥固体物。此方法不仅能加强软土地基的强度，还能避免软土层出现渗水问题，满足高铁施工在软土地基中的有关需求，提高高铁通车安全性。高压喷射注浆法是一种新兴施工工艺，由于其发展时间相对不长，在实践中还需不断完善，进一步提高该技术的使用效果。
        2.3换填法施工工艺
        高铁施工中软土地基的处理难度较大，所使用的施工技术也相对复杂，容易引发安全事故，因此在高铁施工中施工人员必须采取合理的软土地基处理工艺，提高软土地基的承载力。换填处理是一种常用的方法，一般情况下，对3米以内的软土地基采用此方法，还需依据基础层厚度去除部分软土厚度，提高高铁总体路段的整合性和稳定性。在去除部分软土后要实施土体回填，这种方式也就是换填法，在使用这种方法时需注意一下几点：回填材料要适合，高速铁路施工环节较多，工程量大，因此，必须合理控制施工材料的选择，在保障质量的同时降低施工成本，进一步确保高铁施工质量及经济效益。另一方面，在选择换填法时必须进行实地考察，确定最科学有效的处理方案，或是选择整体换填或是选择局部换填。
        2.4冻结施工工艺
        软土地基冻结是常用的技术之一，在施工中，采取特定的方法冻结软土地基，进而提高软土地基的强度，降低软土的压缩性，提高高铁同行时的安全。目前，冻结软土地基主要有两种技术，一是利用制冷设备与封闭式液压系统，在软土中注入冷冻液，进而达到冻结软土的目的，提高其强度以达到施工工艺需求。另一种方法是直接利用液态二氧化碳和液态氨冻结软土，最终实现加固软土地基的目的。
        2.5挤密压实法
        所谓挤密压实法就是通过外部压力挤密压实软土地基层，将土层内部的空气挤出，排出土层中多于的水分，实现改善软土地基强度、稳定性的目的。在运用中，主要有两种：强夯法和填塞挤密法。强夯法是用强夯机，压路机等设备，对软土地基施加外部荷载，不断挤出软土地基中的水分和空隙，直到软土地基达到一定强度，通过强夯法使软土地基达到施工所需要的承载力。填塞挤密法是在软土地基层中添加粉煤灰、石灰粉等吸水性较强的材料，利用添加材料将软土中的水分吸出，同时提高了土层材料的密实性，达到改善软土地基强度的目的，操作简单，成本较低，适用于对工期要求较高的高铁施工中。
        2.6CFG桩施工工艺
        高铁施工中，软土地基比较常见，对此必须以实际为依据采用科学合理的方法加以处理。为了解决软土地基问题，通过对CFG桩进行科学应用就显得极为重要，CFG是一种多材料混合体，强度比较特殊，CFG桩主要材料是碎石和石屑，桩体粗壮，进而增加了桩体与周边土壤的摩擦力，有效加强了抵抗力。高铁通车时铁路受到承载力元桩体向下传递时，其对地面的作用力成反向，达到受力均匀性。CFG桩的压缩性较小，当有力发生传导时，大部分力会由应力集中转为桩体承担，减小了地基承受的压力，CFG桩的承载力较原有地基承受力有所提高，沉降量便随之减小，随着桩体刚度的增加，桩体发挥的作用更加显著。此外，CFG桩也是良好的排水通道，在遇到雨后地基底部积水较多时，CFG桩的应用水会沿着天然排水孔道流出地面而蒸发掉，有利于地基固化。
        结束语:
        软土地基是高铁施工中的关键问题，因此在施工中，相关单位必须采取科学合理的处理工艺，对软土进行加固处理，以免出现开裂和沉降问题，确保高铁建设质量；在选择加固技术时需全方面考虑，分析各种影响因素，选择最合适的软土地基加固方法和技术。
参考文献
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[4]杨春.解析高铁施工中软土地基的施工工艺[J].建材与装饰,2015(51):271-272.