铁路软基处理施工技术研究

发表时间:2019/10/12 ? 来源:《建筑细部》2019年第7期 ? 作者:谢海林
[导读] 铁路是我国重要的交通设施之一,路基是铁路工程实际运行的基础保障。

中国水利水电第十四工程局有限公司? 云南昆明? 650000
??????? 摘要:铁路是我国重要的交通设施之一,路基是铁路工程实际运行的基础保障。结合以往铁路施工经验而言,倘若未能开展好铁路路基施工质量控制工作,则必然会对铁路运行安全构成极大威胁。在铁路穿越软土地基路段时,如果处理不当极易引发严重的不均匀沉降,进而对铁路路基及结构造成严重破坏,所以,在铁路工程施工中,必须要开展好软土地基处理工作。
??????? 关键词:铁路;软基处理;水泥搅拌桩
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??????? 引言
??????? 在铁路施工过程中软土地基施工决定了整体施工的质量,为了能够为保证施工质量,施工单位不断更新自身的施工技术,对现有技术进行改良处理,让其可以更好的使用整体施工进度,而且,合理科学的施工技术和方式也能够有效的保障整体的施工效率,确保铁路施工顺利进行。
??????? 1工程概括
??????? 某在建高速铁路工程项目,设计时速为250km/h,全长106.5km。铁路沿线黄土分布广泛,有大面积的水田、鱼塘和菜地,且大部分为软弱地基。为了提高地基承载力,防止铁路路基出现不均匀沉降,采用水泥搅拌桩对软弱地基进行处理。处理桩号范围为DK6+546.8~DK9+619.7,全长3.0729km,共计524根桩。施工中结合当地地形与软基特点,按照设计要求进行施工,施工中重点对工艺参数进行质量控制,并采用钻孔取芯法、轻型动力触探法和荷载试验对工程质量进行检验。
??????? 2水泥搅拌桩施工影响因素
??????? 2.1水泥掺入比
??????? 水泥搅拌桩的强度随着水泥掺入比的增加而增强,为了节约材料,减少施工成本,水泥搅拌桩施工中将水泥掺入比控制在10%~15%,即可满足施工要求。
??????? 2.2水泥土的龄期
??????? 水泥搅拌桩强度的增长主要依靠水泥前期水化作用,后期的离子交换作用、化学激发作用等产生的胶凝产物。因此,随着龄期的增长,其强度也不断增长。
??????? 2.3水泥标号
??????? 水泥搅拌桩强度随水泥标号提高而提高,水泥标号每提高1个等级,强度提高30%~50%。
??????? 2.4土样含水率
??????? 随着土样含水率的降低,水泥搅拌桩的抗压强度不断增加。实践证明,当土样含水率每降低10%,水泥搅拌桩的抗压强度可提高10%~50%。
??????? 2.5有机质含量
??????? 试验表明,有机质含量低的土样强度明显高于有机质含量高的土样。另外,有机质会使土壤呈酸性,对水泥水化反应有一定的抑制作用。
??????? 2.6外加剂掺量
??????? 在水泥搅拌桩中加入一定比例的外加剂,可提高其抗压强度。试验表明,采用硅粉效果最好、天然浮石粉次之,而石膏对泥土的强度提高效果明显。
??????? 2.7掺加粉煤灰
??????? 掺加一定比例的粉煤灰,可以使水泥搅拌桩强度提高10%左右。
??????? 2.8土质
??????? 不同土质中水泥搅拌桩的强度相差较大,一般黏性土中较软弱土层中强度高。通过对相同龄期的水泥搅拌桩进行强度试验,其强度相差接近1倍。
??????? 3铁路软基处理施工技术的实际应用
??????? 本工程采用水泥搅拌桩施工技术进行软基处理,水泥搅拌桩工作原理是通过使用不同系列的水泥来制取水泥浆的过程,往往能够经过深层的机械搅拌,从而让水泥浆与土壤混合体搅拌均匀,令水泥颗粒均匀融入到所有土粒当中并且能发生水泥的分解以及水化离子之间进行交换、变化的过程,产生一定的水化物的胶结与土颗粒进行的交换、颗粒化、硬化凝结,使其能转变成有一定程度的强度以及稳定性的水泥加固土,通过使用这种施工技术能够从一定程度上提升整个工程地基的承载能力并且能够改善工程地基土壤力学性能,从而达成加强工程地基的主要目的。以某新建铁路工程为例,沿线路的两侧,村庄民房零星分布,有乡道和县路相通,交通较为方便,某标段由于地质情况较差,需要采取水泥搅拌桩对其进行处理,桩基直径为50cm,按正三角形布置,桩身胶凝材料采用水泥和粉煤灰。
??????? 3.1场地清理
??????? 通常情况下,在工程施工前,应按施工技术规范和要求进行施工场地的有效清理。以及清理之后对场地进行平整,然后让有关技术人员进行填写报告单,经过现场监理工程师进行验收,鉴定施工合格然后签字确认以后,最后就能对下道施工工序进行合理的施工。


??????? 3.2布桩图
??????? 通常情况下,在工程开工前,应通过施工设计图按照施工过程当中的各个分段环节画出布桩图。每一幅布桩图上面都应有标明线路中心、桩基础里程、工程路基底部的宽线、所有桩头的编号、最后再测量出设计桩的长度,以及确认设计单位,监理工程师,最终确认验收之后才能进行施工。
??????? 3.3测量放样
??????? 一般情况下,在施工过程当中对于设计单位提供的导线点及工程水准点,施工前通常会与业主还有监理工程师实施反复的核对,在确定没有任何问题之后采用。工程的测量人员应当按照工程的施工设计图,对于搅拌桩的所有桩位以及原来的地面标高、钻机孔洞的标高等进行相关的测量放样作业,测量放样的统计数据及布桩图等,最终申报由甲方以及监理工程师进行反复的核实抽查并分析,并且需要填报测量放样检验单,提交到建设方和监理工程师进行核查和签认。
??????? 3.4确定工艺参数
??????? 水泥搅拌桩施工前应进行试桩施工,并通过试桩确定施工工艺参数。
??????? (1)将搅拌机的钻进速度控制在2.0m/min左右,速度提升应控制在1.0m/min左右。
??????? (2)水泥浆的水灰比宜控制在0.45,水泥必须为新日期,在施工中水泥浆必须用砂浆搅拌机搅拌。
??????? (3)制备好的水泥浆应及时使用,存放时间一般不得超过2h。
??????? (4)试桩不少于5根,并采用动力触探法进行检验。
??????? 3.5成孔作业流程

??????? (1)钻机定位。根据放样桩孔位置,操作搅拌机进行定位,保持垂直,并对钻机进行调平。
??????? (2)制备水泥浆,并开始进行搅拌钻进。在水泥浆制备完成后方可进行钻进,并送气协助钻孔。
??????? (3)在钻进深度接近设计深度时,应降低速度,达到钻进深度时保持钻头钻动1~2min,然后提升钻杆并喷浆,并进行二次搅拌。
??????? (4)当钻头提升到距离地表50cm时,送浆器即可停止喷浆,成桩结束。
??????? (5)洗管。
??????? (6)重复上述步骤,制作下一根桩。
??????? 3.6施工控制
??????? (1)通常情况下应该由项目经理部指派专门的人员来负责水泥搅拌桩的技术施工过程,全过程旁观水泥搅拌桩的施工过程。在施工过程中必须对所有的施工设备均应编号,还应该将施工现场的技术员、钻机长、现场负责人、水泥搅拌桩桩长、桩距等工程技术人员的信息制成标牌悬挂于钻机明显处,确保所有人员到位,责任负责到每个人。
??????? (2)在水泥搅拌桩进行开钻之前,必须要用水清洗所有管道并且检验管道中是否有堵塞情况发生,最后等待所有水都排空之后才可以下钻。
??????? (3)搅拌机每次下沉或提升的时间必须有人记录,应根据成桩试验确定的技术参数进行施工,时间误差不得大于5s,提升前要有等待送浆到达桩底的时间,防止出现提升却未喷浆的情况。
??????? (4)为了保证水泥搅拌桩桩体的垂直角度符合规范确定的要求,必须在钻孔主机上挂上一个吊锤,并且通过控制吊锤与钻杆上、下、左、右之间的距离大致相同从而对钻头进行控制。
??????? (5)严格控制钻机下钻深度、喷浆高程和停浆面,确保水泥搅拌桩长度和水泥浆液喷入量达到设计要求。桩长误差不大于5cm,水泥用量误差不大于1.0%。水泥浆液应按设计的配合比拌制,应加入缓凝剂,使之在成桩之前不发生初凝现象,保证每根桩所需浆液一次单独拌制完成,用完后再拌制下根桩的浆液。
??????? 结语
??????? 综上所述,因为软土地基结构性差,抗剪强度不足,承载力不足,通常会对铁路工程施工带来极大的危害,倘若处理不当,会为铁路施工及运行造成严重影响。因此,相关人员必须要提高对铁路软基处理的有效重视,在全面充分掌握施工区域软土特性、地质状况的前提下,制定科学针对的处理方案,并对实际处理中重要环节开展有效的质量控制,保证铁路路基的稳定性,进而促进创造出高质量的铁路工程。
??????? 参考文献:
??????? [1]张海波.铁路软基处理施工技术与质量控制[J].江西建材,2014,11(03):207-207.
??????? [2]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,2017,09(11):251-252.
??????? [3]侯瑀.铁路工程施工中软土地基处理技术研究[J].工程建设与设计,2018(20):183-184.?

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