中铁四局集团有限公司工程建设分公司 陕西省西安市莲湖区 710082
摘要:当前铁路建设速度逐步加快,铁路路基工程施工中出现的问题也越来越多,尤其是在软土地基环境下修筑铁路路基,时常会出现裂缝或者地基下陷等现象,因此需要逐步完善铁路工程软土路基的施工技术,以此为基础提升软土地区铁路工程路基施工质量。
关键词:铁路工程;软土路基;特点与危害;施工技术;质量控制;措施
1 铁路工程软土地基施工的基本原理
土体结构属于一种分散介质,结构强度不高,而且由各种不同的成分和一些不同尺寸的土粒构成,具有分散的特点,因此各个土地之间的连接强度对土体的整体强度有着直接影响。但是从本质而言,土粒之间的距离和土地间形成的摩擦起到关键作用。在普通泥土当中往往会有一些矿物质,这些矿物质会出现各种亲水性。在水渗入到土体时,土地附近的水膜就会相互作用而加厚,这会造成扩散层松弛,结构水量增加,最终引起土体膨胀。然而受水润滑作用的影响,土粒的内膜阻力会逐步减小,如果大量水分进入体之后,就有可能造成土体出现水化作用,变得离散,而导致土体的稳定性下降。受各种因素的影响,土体稳定性无法得到有效保证,如果土粒孔隙较小,其密实度就比较大,稳定性较高,天然水无法侵入到这种土地当中。
在软基施工中,如果不进行针对性的处理,可能会对路基排水产生影响,很容易造成路基沉降问题的产生。因为软土在原始条件下会在施工过程中受到扰动而导致结构强度下降,在外部振动条件下很容易产生侧面挤出、侧面滑动、整体沉降等问题。
通过对土体特征的分析可以发现加强软土路基施工,关键在于控制土体的密实度,并且减少土体的含水量,保证土体具有较高的稳定性和强度。在对土体进行处理方法很多很多,主要有机械方法和物理方法,另外可以使用电化学法和外加剂法来对土体进行加固。
2 软土地基处理技术在铁路工程施工中的应用
2.1工程概况
蒙华铁路三标段范围为DK181+500~DK236+018.05,正线长度54.866km,标段内路基总长40.922km、占正线线路74.6%。其中本标段内路基结构类型较多,在施工过程中出现了软土路基填筑、膨胀土路基填筑等各种不良路基类型。在地基处理时,工程量较大且不确定因素性较多,本文具体对该标段内DK181+500~DK201+000区段内跨圪洞河水库处湿地施工的软土路基控制为基础,对施工的关键工艺进行分析。
2.2 铁路路基工程施工技术
2.2.1 软土路基施工
(1)软基处理措施
本路段出现的软土路基,主要是跨圪洞河水库处湿地施工的软土层,为粉质粘土,另外还有一些沙土和粘土。由于这些土的土质松软,承载力不符合路基承载力设计要求。地基建设过程中,为了将软土地基松软、变形的问题解决,需要逐步提升软土路基的承载力,保证其稳定性。具体的措施如下:
首先,增加施工预压期。在施工过程中,使施工加载的时间增长,这样可以进一步增加路基的强度,使软土路基地基沉降尽量在施工期间发生,减少后期的沉降;其次,提升排水固结率。在施工中,可以使用合理的排水措施进一步排除软土当中沉积的水分,使软土地基固结沉降,保证软土地基具有较高的强度;最后减少地基的总沉降。通过挤密桩等方式施加外力,使软土地基的总沉降量减少,这样可以使软土地基的承载力进一步提升,降低施工后的沉降量[1]。
(2)软基处理方法
该路段施工时,主要通过塑料排水板、沙井粉喷桩等技术结合,进行软基的处理。
2.2.2 基床处理
如果地基的条件良好,主要采取清除地表种植土即可满足要求;如果不符合要求,可以使用一些满足要求的填料进行换填或者采用掺水泥或石灰的改良土进行换填处理;如果在地基范围内出现地下水,需要注意在路基两侧铺设透水管或排水盲管进行引水,同时还需要在基床底部位置铺设复合土工膜,以便对基床底部进行封闭[2]。
3 铁路工程软土地区路基施工质量控制措施
3.1 路基填料的质量控制
在建筑材料当中,路基换填料是非常重要的,需要严格控制路基填料。施工前,分析土质的材质、适应性和其他特性,并且进行针对性的实验检测。通过检测后才能进行换填,减少粗粒径填料填筑。另外在路基换填时,注意现场环境,了解换填料的含水量和粒径,控制级配是否符合要求。如果无法达到要求,将更换填料。
3.2 路基含水量的控制
依照路基含水量测定的具体要求,在标段中心实验室配置土壤压实施工控制含水量测定仪。该测定仪可以快速的测出最佳含水量的上下限,能够对填筑料的实时含水量进行有效分析,依照测定的结果判断是否需要进行后续碾压施工,防止盲目施工,确保工程质量[3]。
3.3 控制工后沉降及不均匀沉降
路基沉降观测主要是在路基施工时,依照设计要求埋设沉降观测桩。根据观测点收集到的数据来做出地基沉降-时间-载荷变化曲线,按照曲线的走向情况分析路基填筑的质量,以此为基础来进行预留沉降量的控制,对预压时间进行调整。根据调整后的方案进行后续施工,以便进一步优化施工方案,控制工后沉降及不均匀沉降。
3.4 过渡段施工
在路基施工中,过渡段施工是非常重要的,需要与相邻路段进行同水平分层施工。过渡段施工过程中,严格控制路基层厚在20厘米以下(靠近结构物处按照15厘米进行控制)。在填料碾压过程中,需要合理使用压实工具,靠近结构物处采用小型打夯机确保碾压密实。碾压结束后逐步进行检测,保证路基填筑施工工艺和基床底层施工工艺一致[4]。
结束语
总而言之,在我国铁路建设速度逐步加快的条件下,各种新型软基施工技术逐步出现,需要综合分析土基的具体情况,合理选择施工方法及施工设备,并且制定相应的措施来提高软基路基的施工强度,为类似工程项目的施工提供参考,以推动铁路工程的建设发展。
参考文献
[1] 刘兴定,徐龙华.浅谈铁路软土路基处理技术[J].建筑工程与管理,2020,002(002):P.16-18.
[2] 何培志. PVD(塑料排水板)堆载预压技术在斯里兰卡南部铁路路基工程中的应用研究[J]. 工程建设与设计, 2018, 000(010):70-73.
[3] 杨绪金,张士雷.软土地区道路路基施工质量控制[J].建筑发展,2019,003(004):P.95-98.
[4] 吕文涛, 胡庆田. 浅议铁路工程路基施工技术的应用与控制[J]. 工程技术(全文版).2019(12):00097-00097.