铁路工程软土路基处理方法及施工技术

发布:2014-06-03 字体:[]

所谓软土,从广义上说,就是强度低、压缩性高的软弱土层。软土在我国分布广泛。在软土地基上修筑路基,若不加处理,往往会发生路基失稳或过量沉陷,导致路基病害的产生,继而影响路基的稳定和道路正常运行。
1、概述
随着我国经济和社会的快速发展,对铁路的数量和质量都提出了新的要求。实践表明,在铁路的修筑过程中,对路基沉降的要求很高。因此,软土路基的处理是一个值得关注的问题。在软土地基上修筑铁路,特别是修筑高路堤时,如果对软基不加以处治或处理不当,在上部结构的自重及外荷载作用下,产生过大的沉降和不均匀沉降变形时,会影响结构物的正常使用。特别是超过结构物所能容许的不均匀沉降时,结构可能开裂破坏,路基的渗漏量超过容许值时,会发生水量损失,导致事故发生。因此,在软弱路基设计和施工处理过程中,必须通过详细的研究,掌握软土的性质和土层特征,特别是软土的强度和变形动态变化规律,选取恰当的软土地基处理方法,才能保证软弱路基在施工期间的稳定,并控制铁路的工后沉降。
2、软土路基处理常用方法
2.1、高压喷射注浆技术
高压喷射注浆技术是20世纪70年代从日本引进的一种加固松软土体的应用技术,是在化学注浆技术结合高压射流切割技术基础上发展起来的,其实质是采用钻机先钻进至预定深度后,由钻杆一端安装的特别喷嘴把水泥浆液高压喷出,以喷射流切割搅动土体,同时钻杆边旋转边提升,使土粒与水泥浆混合凝固.从而造成一个均匀的圆柱状水泥土固结体,以达到加固地基和止水防渗的目的。高压喷射注浆技术主要应用在N值(土壤标准贯入值)为0-30的淤泥、粘性土、砂土、砂砾及含部分卵石层的地基中,也可用于铁路、公路和建筑物基础加固防止下沉、坝基防渗帷幕以及施工中的临时支护等。
2.2、冻结法
冻结法通过采用液态氮或二氧化碳膨胀,或采用普通的机械制冷设备与一个封闭式液压系统相连接,而使冷却液在内流动,从而使软而湿的土进行冻结,以提高土的强度和降低土的压缩性。该法适用于各类土,特别是软土地质条件,开挖深度大于7-8m地基中。压密注浆碎石桩处理方法这是一种适合现场实际工程地质概况并经过计算分析和试验证明可行而采用的一种全新的软土路基处理方法。
2.3、压密注浆碎石桩技术
通过在被加固场地的桩位成孔、投碎石,然后通过桩中的碎石桩体进行低压注浆,等水泥浆液初凝后,通过预埋的注浆管向碎石桩体及桩周土体进行中高压注浆,使桩体及桩周土体进一步密实,由此形成以注浆碎石桩、改性的桩周土体及桩间土构成的复合地基。这样的地基不仅可满足铁路安全的要求,也不会对原路堤造成任何形式的破坏。
2.4、堆载预压法
这种方法比较经济、易操作,对软土路基的加固效果稳定有效,但在施工工期方面存在明显不足,需要的工期较长,虽然作了一些改进,如采用薄层轮加法,但成效不显著,填筑路堤仍需很长时间。
2.5、复合地基处理方法
这种方法主要有粉喷桩、旋喷桩和碎石桩等,软基处理单价较高,特别是对软土层厚的高填土路堤,如采用粉喷桩设计,对软土层厚度大于10.0m,填土设计标高8.0m以上的路堤,粉喷桩间距取1.0m,喷粉量50kg/m,其每平方米的单价是压密注浆方法的2-3倍;若采用旋喷桩处理单价更高,大约是压密注浆处理的3-4倍。另一方面成桩的质量难以控制,如粉喷桩,理论上讲成桩有效长度可达25m以上,但大量的工程实例反映,粉喷桩桩长过大,其质量难以保证;在成桩过程还存在喷粉量不足、搅拌不均匀、胶接不好等先天质量问题。在施工条件良好的情况下,复合地基处理方法有自己的优势,如在结构物反开挖过程中,它可以起到支护作用;在桥头附近路基处理中,它可以提高桥背土体填筑速度、减小工后沉降等。
3、CFG桩地基处理
3.1、适用范围广
CFG桩复合地基适用于条形基础、独立基础,也适用于筏形基础、箱形基础。就土而言,适用于处理粘性土、粉土、砂土、淤泥质土地基。从挤密效果看,既可用于挤密效果好的土,也可用于挤密效果差的土。CFG桩适用于多层建筑、高层建筑的地基处理,目前己经被广泛用于高层建筑。
3.2、承载力强
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