高铁建设中软土路基的加固研究

发表时间:2021/5/25   来源:《科学与技术》2021年5期   作者:穆智军
[导读] 铁路是国民经济的主要动脉,在交通运输中起着不可估量的作用,
        穆智军
        中铁七局集团有限公司 河南,郑州 450000
        摘要:铁路是国民经济的主要动脉,在交通运输中起着不可估量的作用,随着社会建设和发展步伐的加快,高铁的数量在增加,建设规模也在增加,但高铁在施工过程中容易产生路基软基。为了保证施工质量,缓解交通压力,更好地促进社会建设和发展,必须牢牢管理和掌握高铁建设质量,特别是对软土路基的加固。在此基础上,简要介绍了高铁建设中软土路基的基本性能和处理原理以及对高铁建设中软土路基的加固研究。
        关键词:高铁建设;软土路基;加固研究
        引言:在高铁建设中,如何处理软土路基一直是铁路工程建设的重点。确保软土路基的加固质量是提高铁路项目总体施工质量的必要前提。正常情况下,软基的强度并不能满足规范要求,因此在了解实际施工情况的前提下,需要采取有效的措施。如果软土路基处理效果不理想,将对铁路项目的整体质量产生一定的影响。在严重的情况下,可能导致安全事故并威胁人们的生命和财产安全。因此,软土路基的处理技术在高铁建设中起着非常重要的作用。
        一、高铁建设中软土路基加固处理的必要性
        近年来,我国铁路建设领域的要求在逐步提高,在建设过程中,有必要充分贯彻强基达标、提质增效的工作主题,加强“百年大计,安全第一,质量第一”的建设理念,提高铁路质量安全意识,控制关键环节,打造优质工程。由于铁轨的稳定性会影响铁路交通的安全性和乘客的生命财产安全,因此铁轨的施工质量尤为重要,并且对于在施工过程中出现的软土路基问题也需要严格的处理。我国目前的高铁建设发展迅速,软土路基加固处理技术得到了广泛的应用。当前在我国,含水量高、可压缩性高、空隙率高、承载力低和抗剪强度低的软土分布广泛,并且容易受到负荷、排水和环境等条件的影响,由于软土本身的复杂性以及高铁施工后沉降管理标准的严格性,因此,做好软土路基的处理对高铁的建设质量至关重要。
        二、高铁建设中软土路基的概述及处理原则
        土壤本身是一种分散介质,强度不高。每个土壤颗粒之间的连接强度对于土壤的完整性非常重要,因为土壤颗粒的组合和大小具有许多生成属性。从最基本的观点来看,土壤颗粒之间的凝聚力会在土壤颗粒之间产生摩擦,而摩擦起着决定性的作用。由于普通的土壤矿物质具有不同程度的亲水性,因此当水渗透到土壤中时,土壤颗粒周围的水膜会产生作用并变稠,增加水扩散层的疏松结构。由于多种因素的影响,难以确保土壤的稳定性,并且当土壤颗粒的孔隙率越大则密度越小,从而影响土壤的稳定性。在软土路基施工中最重要是,通过土壤的特性来增强土壤的水分和密度,并提高土壤的强度和稳定性,土壤处理方法包括物理和机械方法,以及改进的混合方法和电化学方法。
        为了确保软土路基处理的质量,在具体的施工处理中必须遵循以下两个原则:首先是经济合理性原则。在选择施工方法时,施工工程师应综合考虑施工现场的实际情况,并结合施工进度、材料供应、机械设备和环境保护等方面,严格遵守施工标准要求的同时有效控制投资和建设成本。第二是根据当地情况采取措施的原则。通常,使用各种材料来处理软土路基,因此,在选择建筑材料时,建筑工程师必须尽可能从现场获取材料,从而显著降低了材料运输的成本,同时减少了建设时间,并能够获得了较好的效益。
        三、高铁建设中软土路基的加固技术研究
        1.高压喷射注浆技术
        高压喷射注浆技术是在日本引入的一种用于加固软土的应用技术,是在化学灌浆技术与高压喷射切割技术相结合的基础上开发的。其实质是首先使用钻机进行钻孔,一定深度后,在钻杆一端安装的专用喷嘴以高压喷洒水泥浆,用射流切割并搅动土壤,并在抬起钻杆的同时旋转钻杆以混合并固化土壤形成一个圆柱体,其目的是通过形成的水泥土增强体来加固路基,防止水泄漏。

高压喷射注浆技术技术主要用于具有N值为0-30的淤泥、粘性土、砂土、砾石和部分砾石层的地基,也可以用于铁路、公路和建筑物基础的加固,防止下沉、坝基防渗帷幕和施工中的支护等。
        2.管桩技术
        管桩法包括碎石桩、水泥搅拌桩、柔性桩复合地基、CFG桩、混凝土桩和高强度预应力管桩等。不同的方法具有不同的应用范围和加固深度。碎石桩和砂桩总称为砂石桩,是指通过振动、冲击或流动水在软土路基上打孔,然后将砾石或沙子挤压到孔中,在孔的中间形成了大直径的砂石所构成的桩体。砂砾石桩的加固机理:疏松沙土和软土是不同的,并且在疏松的沙土中,沙子和砾石主要表现出压实作用、排水和减压作用以及对软土的预振作用。砂石桩的施工方法加固周期短,可以采用快速连续加载方法施工,设备简单,工作面可以扩大,在缩短工期上是非常有利的。振动沉模现浇混凝土管桩技术,吸收了预应力管桩和振动沉管管桩的优点。管桩强度高,直径大,有效加固深度在30 m或以上。施工过程简单,机动性强,便于质量控制和监督。单桩承载力高,相对成本较低,振动沉模大直径现浇管桩复合地基的新技术具有承载力大,变形模量高,保证桩质量和耐久性等特点,有效地降低了软土路基的加固成本。
        3.CFG桩工作方式
        CFG桩工作方式可用于提高铁路路基的承载力。施工方法主要是将石屑、煤粉、水泥、碎石等混合物均匀混合,制成高粘度、高强度的工程桩。与传统的碎石桩相比,CFG桩的承载力大大高于传统的碎石桩,同时CFG桩不仅可以有效地减少不均匀沉降,而且可以提高路基的稳定性。 CFG桩施工中使用的硬化剂和混合物在很大程度上取决于工程地质学和外部环境的基本特性。在某些结构中,可以将一定量的煤粉添加到添加剂中,例如氧化钠、硫酸钠、木质素硫酸钙、石膏等。所选的硅酸盐水泥等级很高,硬化剂的添加量必须在施工过程中确定。石灰是铁路建设中路基工程的重要材料,深层混合石灰桩具有较高的粘性,同时可以根据路基土的比例将两种混合物重新混合,以提高路基的抗压强度和承载力。深层搅拌石灰桩工作后,地基土具有特殊条件,同时普通的地基混凝土可以有效地进行工作。将石灰桩用于软土地基时,要注意石灰原料的质量控制。在软土地基项目中,除了对石灰成分的要求很高之外,还必须使用处理过的石灰。
        4.确保施工材料的质量
        路基材料的选择应严格,应保证路基材料的最大粒径符合规定和要求,选择材料颗粒时应严格检查以提高材料的质量。选择路基基床材料时,需要确保质量和规格与当前施工的材料相匹配,如果材料有任何问题,则需要按照相应的规定地处理该材料。施工期间,应加固低强度材料,填筑路基时,应使用相同类型、相同规格的材料进行填埋,以确保路基的施工质量。在铺筑路基的过程中,一定会经过软土地,而这种土地非常不利于铺筑路基,需要对其进行加固以确保路基的安全。最方便的方法是堆砌然后挖掘,最终逐层的堆砌填实。为了保证路基的稳定性,高铁建设前有必要进行现场勘察,并根据周围环境制定不同的路基建设计划。在一些环境条件恶劣和地质不稳定的地方,必须采取加固措施。路基的柔软度与铁路路基的稳定性直接相关,只有在铁路路基工作确保平顺性之后,才能显著提高路基质量。
        结语:在高铁工程建设中,软土路基是最普遍的问题,对工程的进度和质量造成了一定的障碍。应仔细分析软土路基,结合施工现场的实际情况,并采取相应的方法,以尽量减少潜在的安全隐患,确保施工顺利进行,并制定目标解决方案,以促进工程质量的提高。以最低的建设成本实现最大的经济效益,为铁路事业的发展做出积极有益的贡献。
        参考文献:
        [1]侯鹏宇. 铁路工程施工中软基路基处理技术的应用[J]. 房地产导刊, 2018(011):59.
        [2]余明东.铁路工程施工中有效加强软土路基稳定性的方法研究[J].科技通报,2017,33(2):223-226.
        [3]郑来国.铁路工程软土路基施工技术[J].中小企业管理与科技(上旬刊),2016,06:108-109.
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