楊春

（中國(guó)水利水電第七工程有限公司 四川成都 610081）

引言

軟土，泛指含水量大、承載能力低淤泥以及淤泥質(zhì)土，一般呈軟塑狀態(tài)，外觀以灰色為主，軟土中含有大量的結(jié)合水存在一定強(qiáng)度的粒間廉潔具有明顯的結(jié)構(gòu)性。一般當(dāng)其結(jié)構(gòu)遭遇擾動(dòng)破壞，就會(huì)造成強(qiáng)度劇烈降低甚至呈現(xiàn)出流動(dòng)狀態(tài)。軟土的物理力學(xué)特性具有以下幾點(diǎn)：含水量高空隙大、滲透性比較弱，較高的壓縮性以及抗剪強(qiáng)度很低，容易變形。我國(guó)鐵路行業(yè)對(duì)于軟土的定義不盡相同，但是對(duì)于追求處理軟土的目標(biāo)都是相同的，不要過(guò)分拘泥于定義，要更加注重軟土和工程質(zhì)量的關(guān)系。

1 軟土地基處理的一般原則

世界上地基處理的方法數(shù)不勝數(shù)，即使是對(duì)同一軟土地基可以采取的辦法也是很多。通常對(duì)某個(gè)工程，軟土地基的處理方案會(huì)有好幾個(gè)但是并不是說(shuō)每個(gè)方案都會(huì)得到有效實(shí)施，要滿足一定的標(biāo)準(zhǔn)。一般分為以下幾種：

（1）經(jīng)濟(jì)上可行。只有在符合預(yù)算條件下討論軟土地基的實(shí)施辦法，才有意義。同時(shí)，經(jīng)濟(jì)上可行還要求要做到經(jīng)濟(jì)合理。

（2）技術(shù)可靠，可以滿足施工進(jìn)度的需要。選擇可靠的施工技術(shù)，保證工程質(zhì)量，同時(shí)還要要求盡早完成施工任務(wù)。

（3）因地制宜采取方案。由于每個(gè)地方的地質(zhì)和水文條件不盡相同，在制定軟土地基施工方案時(shí)要因地制宜，切忌生搬硬套，盲目大意。一般考慮的重點(diǎn)為：土的抗剪程度、壓縮性、滲透性以及動(dòng)力性能等。

對(duì)于高鐵施工中的軟土地基，由于高速鐵路線較長(zhǎng)，各個(gè)地方的地質(zhì)和水文條件不盡相同，所以要采取合理的方法在經(jīng)濟(jì)和技術(shù)可行的基礎(chǔ)上要因地制宜，認(rèn)真分析工期、造價(jià)、處理效果、施工環(huán)境等方面，選擇出最優(yōu)的處理方案。

2 軟土地基的常用施工工藝

2.1 高鐵施工中軟土地基換填法施工工藝

在高速鐵路施工過(guò)程中，軟基處理通常都存在很大困難，且所使用的施工技術(shù)和工藝也十分復(fù)雜，進(jìn)而極易引發(fā)嚴(yán)重的事故隱患，因此，在高鐵施工中，相關(guān)施工人員應(yīng)針對(duì)于軟土基礎(chǔ)層比較薄弱的地帶實(shí)施換填處理，通常對(duì)3m以內(nèi)的軟土基礎(chǔ)采用換填法進(jìn)行處理，同時(shí)，也需按照具體的基礎(chǔ)層厚來(lái)除去部分軟土厚度，以確保高速鐵路總體路段的平穩(wěn)性與整合性。并且在軟土除去后，還需進(jìn)行土體的回填施工工藝，該施工方式被稱作換填法，在通過(guò)換填法進(jìn)行施工時(shí)，應(yīng)注意下面幾個(gè)方面的問(wèn)題：①在開(kāi)展施工前應(yīng)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)地考察，以確定出科學(xué)有效的施工方案，同時(shí)確定是整體換填還是局部換填；②應(yīng)選用合適的回填材料，高速鐵路的施工環(huán)節(jié)眾多，且工程量巨大，所以，僅有當(dāng)施工材料的選用得到合理控制，方可降低工程成本浪費(fèi)，進(jìn)而保證高速鐵路的施工質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益得到提升。

2.2 高鐵施工中軟土地基攪拌樁施工工藝

深層水泥攪拌樁適用于處理淤泥、砂土、淤泥質(zhì)土、泥炭土和粉土。當(dāng)用于處理泥炭土或地下水具有侵蝕性時(shí)，應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)確定其適用性。冬季施工時(shí)應(yīng)注意低溫對(duì)處理效果的影響。其具體的施工工藝包括：

（1）軟基處理。在高鐵軟基處理時(shí)，可在基底處灌注或打入樁基礎(chǔ)，以減弱軟土的壓縮特性，并通過(guò)樁基把基礎(chǔ)自重以及通車(chē)后的運(yùn)行載荷傳進(jìn)土體內(nèi)，利用樁基和樁間土體摩擦以消除大量載荷，以收到提升地基承載性的功效。在軟基處理時(shí)，應(yīng)根據(jù)深層攪拌機(jī)的復(fù)攪性能，來(lái)決定攪拌機(jī)的選用類(lèi)型，通常采用全程復(fù)攪型攪拌機(jī)。對(duì)于深層攪拌樁施工質(zhì)量檢驗(yàn)方式，利用探鉆取芯或室內(nèi)無(wú)側(cè)抗壓方式來(lái)實(shí)施，同時(shí)應(yīng)增大取樣數(shù)，以確保質(zhì)量檢測(cè)的精確度。

（2）控制攪拌樁施工的攪拌速度。水泥均勻度在較大程度上是由攪拌速度所決定，速度較慢或較快均會(huì)造成水泥均勻性差。因此，對(duì)攪拌速度的有效控制便成為深層攪拌樁工程質(zhì)量的重要影響因素。所以，在高速鐵路施工軟土處理時(shí)，為精確分析各速度對(duì)于攪拌樁強(qiáng)度產(chǎn)生的影響，可通過(guò)試驗(yàn)來(lái)找出適宜的攪拌速度，以確保攪拌樁的成樁質(zhì)量

（3）控制攪拌施工的復(fù)攪次數(shù)。一般來(lái)說(shuō)，復(fù)攪次數(shù)會(huì)對(duì)樁體強(qiáng)度產(chǎn)生較大影響，對(duì)淤泥粘土樁體的影響則更大，所以，研究復(fù)攪次數(shù)對(duì)于成樁強(qiáng)度的影響會(huì)對(duì)施工工藝成效具有顯著作用。所以，筆者通過(guò)挑選出三根攪拌樁，并增加了樁體的原有攪拌次數(shù)，之后持續(xù)7d對(duì)試驗(yàn)樁體靜力觸探值實(shí)施檢測(cè)，獲得以下結(jié)果：若增多一次攪拌，則在樁體8m以下部位的灌入阻力出現(xiàn)了一定下降，而對(duì)于8m以上其灌入阻力增大許多，同時(shí)樁體均勻度也出現(xiàn)下降，所以，在具體施工中，采取一次復(fù)攪便能收到較好的施工效果。

（4）無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度的分析。無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度是檢驗(yàn)深層攪拌樁施工的一個(gè)重要根據(jù)，必須足夠重視該因素的影響。①地質(zhì)狀況的影響，在施工時(shí)通過(guò)對(duì)有關(guān)地層的分析研究可得，無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度和攪拌樁深度成反方向的變化關(guān)系，其中強(qiáng)度最低的為淤泥黏土層樁體，強(qiáng)度最高的為黏土硬殼層，其分別為1.04MPa和1.37MPa。這說(shuō)明土層與樁體的深度均會(huì)影響到樁體無(wú)側(cè)限的抗壓強(qiáng)度。②復(fù)攪深度，在施工場(chǎng)地由復(fù)攪的深度可知，若采取全程復(fù)攪形式，所得無(wú)側(cè)限的抗壓強(qiáng)能夠達(dá)至0.88MPa，而對(duì)于10m復(fù)攪樁，其樁體能達(dá)到1.06MPa。由此數(shù)據(jù)可看出，采用復(fù)攪樁施工工藝的功效要好于全程復(fù)攪的功效。所以，在具體工藝選用上，應(yīng)盡可能在深度10m時(shí)選用深層攪拌樁的施工工藝。

2.3 高鐵施工中軟土地基高壓旋噴樁法施工工藝

在高鐵施工中，對(duì)于軟土地基的處理，可通過(guò)高壓旋噴法施工工藝對(duì)軟土體進(jìn)行加固，選用化學(xué)注漿與高壓射流切割兩類(lèi)施工工藝相結(jié)合的方式，當(dāng)前該施工技術(shù)已獲得了較大發(fā)展。具體施工工藝包括：在注漿前，必須具備預(yù)定基礎(chǔ)的深度，該工程能夠通過(guò)鉆機(jī)進(jìn)行實(shí)施；在鉆桿上應(yīng)配備噴嘴，并且當(dāng)水泥漿用高壓方式從噴嘴噴出之時(shí)，它的噴射流將會(huì)對(duì)軟土體自行實(shí)施切割，同時(shí)伴隨攪動(dòng)工藝；在該施工階段，鉆桿將在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中向上不斷升起，從而使水泥漿液和土粒得以更大程度的混合，以完成凝固過(guò)程；當(dāng)?shù)竭_(dá)一定時(shí)間后，凝固體將會(huì)不斷均勻，同時(shí)呈現(xiàn)圓柱形，從而不但使高鐵軟土地基得到固化，而且也可以防止?jié)B水等的發(fā)生。

2.4 高鐵施工軟土地基換土墊層法施工工藝

在高鐵施工軟土地基施工過(guò)程中，也可采取換土墊層工藝進(jìn)行處理。換土墊層法是將挖去地基以下一定深度內(nèi)的軟弱土層，然后墊補(bǔ)砂、碎石或灰土等強(qiáng)度較高的物質(zhì)，夯實(shí)至高密度的一種地基處理方法，主要使用墊補(bǔ)物質(zhì)有：砂墊、碎石墊、灰土、煤渣、礦渣以及其它性能穩(wěn)定的物質(zhì)材料等。采用換土墊層法處理軟土地基，會(huì)產(chǎn)生比較大的效用。主要有以下幾個(gè)方面：①大幅度提高了淺層地基的抗壓能力。地基中的剪切破壞一般從基礎(chǔ)底面開(kāi)始，之后隨著應(yīng)力的增大而向縱深發(fā)展。所以使用抗剪強(qiáng)度較高的材料來(lái)置換基礎(chǔ)下較弱的土層，會(huì)提高淺層地基的承載能力。②軟弱土層的排水固結(jié)速度增加。墊層材料比如砂墊層和砂石墊層等一般透水性強(qiáng)，一旦軟弱土層受壓，墊層材料可以很好的消散空隙水，加速提高了土層和固結(jié)的強(qiáng)度，避免地基遭到破標(biāo)。③減少沉降量。通常來(lái)講，淺層地基的沉降量比較多。利用實(shí)砂或其它填筑材料來(lái)替代軟弱土層，就會(huì)有效降低這部分的沉降量。④防止凍脹。粗顆粒的墊層材料空隙大，不易產(chǎn)生毛細(xì)管現(xiàn)象，因此可以防止寒冷地區(qū)中結(jié)冰所造成的凍脹。⑤消除膨脹土的脹縮作用。土的熱脹冷縮現(xiàn)象明顯，利用對(duì)熱脹冷縮不敏感的材料就可以有效消除膨脹土所帶來(lái)的施工和質(zhì)量問(wèn)題。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在實(shí)際的高速鐵路建設(shè)中，軟土地基的處理工藝多種多樣，本文主要是從軟土地基的的處理原則出發(fā)，得出一般的處理軟土地基要遵從的基本原則，簡(jiǎn)單敘述了軟土地基中常用的幾種方法，如深層攪拌樁施工工藝、排水固結(jié)法、換土墊層法，上述三種方法只是眾多方法的一部分。根據(jù)長(zhǎng)期的時(shí)間來(lái)看，要有所針對(duì)的采取相應(yīng)的辦法，比如如果在較短工期內(nèi)滿足沉降的要求，一般推薦使用深層攪拌樁工藝。機(jī)械的合理使用會(huì)推進(jìn)工程順利實(shí)施，更會(huì)在工藝質(zhì)量上有突出作用，同時(shí)，地質(zhì)條件以及水文條件等因素也要給予充分的重視，不能忽略任何一個(gè)因素，爭(zhēng)取在符合經(jīng)濟(jì)原則和技術(shù)上可行的基礎(chǔ)上保證工程質(zhì)保質(zhì)保量的準(zhǔn)時(shí)完成。

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