铁路路基湿陷性黄土处理探讨

发表时间:2021/5/12   来源:《基层建设》2020年第30期   作者:沈仕杰
[导读] 摘要:我国铁路路网不断拓展的过程中,积极强化铁路路基处理效力能够为铁路工程运行提供坚实基础,本文就湿陷性土的类别进行了分析,进而就铁路路基湿陷性黄土处理技术进行了探讨。
        中铁第五勘察设计院集团有限公司乌鲁木齐分院  新疆乌鲁木齐  830000
        摘要:我国铁路路网不断拓展的过程中,积极强化铁路路基处理效力能够为铁路工程运行提供坚实基础,本文就湿陷性土的类别进行了分析,进而就铁路路基湿陷性黄土处理技术进行了探讨。
        关键词:铁路;路基;湿陷性黄土处理
        引言
        湿陷性黄土路基结构的抗沉陷性能不足,在铁路工程建设中积极做好湿陷性黄土路基强化处理工作才能够为铁路轨道结构施工提供良好的基础,并且由于湿陷性黄土土层结构中含水量较高,在施工中还应积极做好排水施工。
        1湿陷性土的分类
        一般对于湿陷性土的概念是湿陷性黄土,然而并非只有黄土具备湿陷性,在某些地质条件或者气候条件中,也存在非黄土的湿陷性土,这种土在坡积扇地貌或者山前冲洪积地貌中也存在湿陷性土,这种土可能是砂土,也可能是碎石土,这些土同样在遭受某种压力的情况下会显示出湿陷性。因此,在勘查设计的过程中应当认真区分这两种具备湿陷性的不同土壤类型。非黄土的湿陷性土的勘查并没有明确的规范,通常仍然参照湿陷性黄土的相关规范来执行,处理方法仍然参照地基处理措施,避免出现地基湿陷的情况发生。
        2湿陷性黄土路基的病害分析
        2.1 路基沉陷破坏
        在铁路道路的施工中,湿陷性黄土是引发路基沉陷的主要常见问题。当湿陷性黄土受到水浸湿后会导致土性结构产生变化,因为无法承担外力所以失去了支撑力,导致路基发生下沉,最终引发路基的沉陷情况。路基的沉陷破坏表现也不尽相同,通常对于路基沉陷分类为横向,纵向沉陷以及边坡崩塌等多种类型呈现,导致不同类型的成因也有所不同。
        2.2 路基陷穴破坏
        黄土陷穴是一种分布交规律的特殊结构,通常在河谷两侧或者阶地边缘的松散黄土堆积而成,容易受到水流的冲击造成侵蚀。所以阶地斜坡和沟谷斜坡附近的土壤,非常容易形成黄土陷穴。如果所在地区的气候不稳定,降雨较多时,就容易导致出现路基陷穴的情况,很容易对铁路的施工建设造破坏和影响。
        2.3 黄土路堤的破坏
        通常的黄土路堤都是修筑在冲沟上的高路堤。这种路堤的抗冲击能力较为不足。针对部分地区沟壑较多,地势不平的地质特征,该钟地区修建的铁路路基大多只能以曲线型为主,曲线型的铁路冲击面积较大,如果铁路沿线的地下水较为丰富,就会导致铁路路基被不断冲蚀,致使黄土路基非常容易被破坏。
        3常用防治措施
        黄土湿陷性是铁路路基防治措施中的一项主要内容,因为这种湿陷性的土质对铁路对房屋,道路等都有较大的危害。因此如何改变具有湿陷性的黄土结构是对黄土湿陷性问题的解决思路,可以通过这种思路来降低湿陷性对于建筑,路基的破坏作用,通常采用降低这些建筑的地基浸水湿陷,来避免黄土湿陷性的破坏作用。
        3.1湿陷性黄土处理技术
        3.1.1 垫层法
        该方法通常分为两种,一种是土垫层,一种是灰土垫层。具体的操作方法是通过清除基底以下的湿陷性黄土,并使用固定比例的灰土进行填充并进行夯实操作,固定比例在2:8或者3:7来进行配比。这种方法能够将不少于3m内的湿陷性黄土去除。施工方法简单快捷,并且能够大幅度降低施工投入。缺点是该施工的深度不足,如果黄土的厚度大于3m,效果将会出现快速的衰减。而且因为是垫灰操作,所以还要进行一定的防水工作,否则地面渗水或者管道渗漏仍然可能会导致沉降。
        3.1.2 桩加固法
        一般体积桩加固法,会分类多种桩型和操作方法,比如生石灰桩,比如粉喷桩法,比如碎石和干拌水泥挤密法等等。

如果需要进行不高于10m的路基下沉问题,应当采取灰土挤密桩法,该方法的主要工作流程是通过将钢套管打入地基土层之中,拔出套管,在形成的桩孔中填充石灰土并进行夯实操作,形成灰土桩。灰土桩的主要原理是通过对土体进行横向加密操作。因为在套管打入地下时,套管会横向挤压周围的土体,此方法改变了套管周围的土体结构,并在填充之后的石灰桩与周围的土壤发生了多种化学反应,这些化学反应能够释放热量,致使土体环境发生膨胀,增加了密实度,改善了湿陷性。这种方法不会对周边环境造成影响,能够处理大约15m的土体,并且石灰价格低廉,成本控制较为容易,施工难度小,是投入小,施工简单的高效方法。
        3.1.3 挤密法
        采用灰土或者土层夯实的桩体与机密的桩间土组成复合地基,以此来承受来自基础的压力。在挤密法中,钻孔一般会采用冲击等方法,该方法适用于厚度在3m到15m的黄土土体,因为桩体和桩间土的作用,通过挤密法进行的方法主要有两种好处,一是能够解决黄土的湿陷性,二能够大大提高黄土的承载能力和水稳性。
        3.1.4 强夯法
        强夯法的施工原理是通过将10-60t的夯锤抬高至10到40m的高度,释放后进行自由落体,以此来对地基进行夯实,降低压缩能力,改善地基的结构,实现地基的承载力的提高。这种方法具有设备单一,效率高,时间短,人工需求低,成本低廉的优势。该方法针对3至7m的土体改善施工。缺点是该方法对于空间场地的要求较高,施工的震动以及噪音较大,因为抬高夯锤的动能会释放废气,对环境有一定影响。因此该方法不适合于人口较多的城镇使用。
        3.1.5桩基法
        桩基法通常采用水泥粉煤灰碎石桩,通过组成桩的几种材料的混合搅拌进行铁路路基的加固作用。这种桩基针对的机理一般有垫层机理,桩体作用机理和排水固接机理。该方法是我国铁路系统采用的较多的一种处理方式,效果比较稳定。
        3.2 防排水措施
        铁路土路基中的一般路段重要环节是防水,目的是避免积水渗透至路基,通常在路基坡脚21至30m的范围中进行地表的平整,要在低洼地区进行填土夯实操作,还要对洼地以及裂缝进行防水处理,常见的防水措施有
        3.2.1 地面排水
        一般对于路基排水的处理原则是远接远送,对于地表水的处理常有利用截水沟进行拦截,植被防冲固土处理以及建立相关的防渗措施。对于排水设施的主要作用是将快速的将水引流至路基外,填挖交界处的边沟修建应当与路基坡脚保持一定的距离。常见的是土边沟修建完成后,因为水流导致土边沟淤塞,致使边坡出现水毁,因此,要对边沟进行砌固措施,将水引导至涵洞是较为常见的方法。
        3.2.2 地下排水
        地下排水的重点工作是防渗环节,通常采用在路基底部设置引水渗沟来解决这个问题,还可以修建支撑渗沟并在路堤上游建立截水渗沟。采用天然砂砾进行路堤基底渗水的处理方案降低路基病害的发生。
        结束语
        湿陷性黄土的危害不仅仅产生于日常建筑中,对于铁路道路的破坏作用也非常明显,为了保证铁路运行的安全性,在铁路道路的施工过程中,对湿陷性黄土的处理工作是绕不开的环节,因为湿陷性黄土对于工程的安全隐患是巨大的。对于铁路道路工程来说,本身的施工过程都具备其自身的特点,以及建设所需要的条件。因此,只有从对影响其物理变化的众多因素来考虑,对这些因素的处理方法特别是土性的力学特点的改变,来进行湿陷性黄土的改善工作,以提高道路铁路的综合质量。
        参考文献:
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        [3]卫海宏.自重湿陷性黄土高速铁路路基的处理及施工[J].山西建筑,2012,38(1):150-152.
        [4]胡新彬.湿陷性黄土地区高速铁路路基地基处理方法[J].建筑工程技术与设计,2016,(7):1117-1117.
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