摘要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平的提高，社會(huì)諸多領(lǐng)域都取得了較大進(jìn)步，各種運(yùn)輸業(yè)在經(jīng)濟(jì)力量的推動(dòng)下逐步發(fā)展起來，作為城市建設(shè)的重要組成部分，我國的鐵路運(yùn)輸事業(yè)也在一定時(shí)期、一定范圍內(nèi)得到了迅猛發(fā)展。鐵路網(wǎng)建設(shè)與自然環(huán)境和社會(huì)環(huán)境是分不開的，軟弱地基作為鐵路建設(shè)施工的難點(diǎn)，成為影響鐵路地基建設(shè)的重要因素。在科技水平大幅度提升的社會(huì)背景下，由于水泥攪拌樁具有經(jīng)濟(jì)性、適用性、無污染性以及加固效果好等特點(diǎn)，成為處理軟土地基的重要手段和方法，常被廣泛應(yīng)用于鐵路地基的基礎(chǔ)處理。本文將對(duì)鐵路地基處理以及水泥攪拌樁處理技術(shù)從施工準(zhǔn)備、設(shè)備進(jìn)場(chǎng)、施工參數(shù)確定和施工工藝等方面進(jìn)行重點(diǎn)闡述，并采用鉆孔取芯法、輕型動(dòng)力觸探和荷載試驗(yàn)對(duì)工程質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：鐵路地基；軟弱路基；水泥攪拌樁；荷載試驗(yàn)

1引言

經(jīng)濟(jì)是社會(huì)發(fā)展的決定性力量，是一切事物賴以生存和前進(jìn)的根基，對(duì)社會(huì)各行各業(yè)的進(jìn)步與發(fā)展都起到了一定程度的推動(dòng)作用，受經(jīng)濟(jì)全球化的影響，我國的社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)在短暫時(shí)期內(nèi)取得了突破性的進(jìn)展。鐵路運(yùn)輸事業(yè)作為運(yùn)輸業(yè)的重中之重，在社會(huì)發(fā)展中占有很大的比重。鐵路路基是鐵路軌道的基礎(chǔ)，是整個(gè)鐵路構(gòu)造和建設(shè)的重要組成部分，它承受著本身的巖土自重以及路基上部軌道的結(jié)構(gòu)重力，對(duì)保證鐵路軌道安全和列車正常運(yùn)行具有關(guān)鍵性的作用。在鐵路路基處理方面，必須高度重視，以認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，采取水泥攪拌樁技術(shù)對(duì)鐵路路基進(jìn)行正確處理。

2鐵路路基處理

社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展在很大程度上促進(jìn)了社會(huì)各行各業(yè)的進(jìn)步，鐵路運(yùn)輸事業(yè)作為社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的重要組成部分，與人們的生活聯(lián)系密切，對(duì)社會(huì)整體的前進(jìn)和發(fā)展有著至關(guān)重要的作用。作為鐵路軌道建設(shè)的基礎(chǔ)，鐵路路基處理非常重要，對(duì)鐵路網(wǎng)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展都有著非常重要的影響。

路基是一種帶狀土工結(jié)構(gòu)物，按照路線位置和一定的技術(shù)要求用土或石料進(jìn)行修筑，是鐵路和公路的路面基礎(chǔ)，與地形地貌和氣候環(huán)境之間有著較為密切的關(guān)系，受地質(zhì)災(zāi)害影響較深。因此，在路基處理方面必須重視其堅(jiān)固性和穩(wěn)定性。

路基主要分為一般型和特殊型，一般路基以良好的地質(zhì)、水文和氣候條件為基礎(chǔ)，結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡匦蔚孛蔡卣鬟M(jìn)行修筑；特殊路基指的是位于不良地質(zhì)地段或特殊土（巖）地段的路基，受氣候條件等自然因素影響較深，主要包括邊坡滑坡地段路基、巖溶地區(qū)路基、采空區(qū)路基、軟土地區(qū)路基、季節(jié)性凍土地區(qū)路基等。路基是支承軌道和傳遞列車荷載的建筑物，修筑鐵路基本本體、路基防護(hù)、加固建筑物、路基支擋建筑物以及路基排水設(shè)施的工程，就是鐵路路基工程。

鐵路路基處理是鐵路建設(shè)的重要基礎(chǔ)，作為鐵路路基建設(shè)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，軟弱路基又稱作軟土路基，主要由粘土和粉土等細(xì)微顆粒含量多的松軟土、空隙大的有機(jī)質(zhì)土、泥炭以及松散砂等土層構(gòu)成，由于軟土具有滲透性差、壓縮性大、強(qiáng)度低、變形延續(xù)時(shí)間長(zhǎng)等特點(diǎn)，修建公路時(shí)容易出現(xiàn)沉降過大或者路堤失穩(wěn)的問題。

2.2邊坡滑坡的防治

在鐵路路基工程建設(shè)中，路基本體按照橫斷面的形式可以分為路基和路塹，路基本體有一定的路基面寬度和路基邊坡坡度，其中，邊坡坡度的大小與路基本體的穩(wěn)定性有著非常直接的關(guān)系。邊坡滑坡是非常的嚴(yán)重的地質(zhì)災(zāi)害，是影響鐵路路基建設(shè)的重要因素。近些年來，邊坡滑坡所帶來的損失僅次于地震和洪水，嚴(yán)重危害到了人們的日常生活。

邊坡指的是為保證路基穩(wěn)定，在路基兩側(cè)做成的具有一定坡度的坡面，其在形成過程中，內(nèi)部的應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生變化，引起應(yīng)力集中和應(yīng)力重分布等效應(yīng)，為了適應(yīng)這種變化，邊坡就會(huì)發(fā)生一定程度的變形和破。造成邊坡內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外形發(fā)生變化的內(nèi)外因素都有，內(nèi)部因素主要是邊坡形態(tài)、巖土體的構(gòu)造以及地下水等，來自外界影響的因素則主要是人類的工程活動(dòng)、振動(dòng)作用、氣候條件、自然環(huán)境等。

邊坡滑坡是一種嚴(yán)重的地質(zhì)災(zāi)害，給人們的正常生活和工作帶來巨大的危害，也對(duì)社會(huì)發(fā)展產(chǎn)生了極為不利的影響，針對(duì)路基建設(shè)中產(chǎn)生的邊坡滑坡問題，必須采取相關(guān)有效措施進(jìn)行防治。改變邊坡自身形態(tài)能夠減少邊坡可能發(fā)生滑動(dòng)破壞的下滑力，因此，可以通過改變邊坡自身形態(tài)的方法來預(yù)防邊坡滑坡災(zāi)害的發(fā)生，主要有兩種方法，即削頭減裁和削坡減裁，削頭減裁是將邊坡上部一定范圍內(nèi)的蓋層或者巖體削掉，從整體上降低邊坡的高度，而削坡減裁則是在一定程度上放緩邊坡的坡度。

排水工程往往是滑坡整治的首要選擇，如果排水溝發(fā)生堵塞現(xiàn)象，將會(huì)造成嚴(yán)重后果，因此，在排水方面，必須考慮到安全性和可靠性。地表排水要設(shè)置外圍截水溝，攔截滑體以外的地表水，阻止其流入滑體，地下排水能夠大大地增加有效應(yīng)力，降低孔隙水的壓力，提高抗滑力。

支擋工程也是邊坡滑坡防治措施的一種，主要用于改變邊坡形態(tài)和排水不能保證斜坡穩(wěn)定的地方，主要包括抗滑擋墻、抗滑樁加固、錨索抗滑樁加固等。另外，壓迫措施也是一種非常有效的方式，它能夠增加抗滑部分的土重，使滑坡處于穩(wěn)定平衡狀態(tài)。

2.3水泥攪拌樁技術(shù)的應(yīng)用

鐵路路基建設(shè)是社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的重要組成部分，對(duì)社會(huì)發(fā)展有著不可忽視的作用，作為鐵路路基建設(shè)的難點(diǎn)，在20世紀(jì)80年代之前，鐵路軟弱路基的處理主要采用砂井等方式，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，軟土路基設(shè)計(jì)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槌两悼刂?，?jīng)過實(shí)踐證明，水泥攪拌樁是鐵路軟弱地基的重要手段和方法，在鐵路地基基礎(chǔ)處理中得到廣泛應(yīng)用。

水泥攪拌樁主要通過攪拌機(jī)將軟土和水泥漿強(qiáng)制拌和來達(dá)到軟土硬化的目的，來提高鐵路地基的承載力，增大變形模量。從施工工藝上來說，水泥攪拌樁可以分為濕法和干法兩種，濕法又稱漿噴攪拌法，將一定配比的水泥注入到土中攪拌成樁，干法又被稱作粉噴攪拌法，以水泥干粉為主，提高樁間的強(qiáng)度；從操作機(jī)械的深淺來說，可以將水泥攪拌樁分為深層攪拌（大于4m）和淺層攪拌（在1～3m之間）兩種。

水泥攪拌樁基于水泥加固土的物理化學(xué)原理，在攪拌過程中，水泥和土攪拌越充分，土塊就會(huì)粉碎得越小，水泥分布越均勻，水泥土離散性就會(huì)越小，從而使鐵路路基的強(qiáng)度越高。水泥攪拌通常比較適用于淤泥、軟粘土以及粉土地層等，在我國一些沿海、沿湖地區(qū)應(yīng)用也十分廣泛。

3工程概況

某在建高速鐵路工程項(xiàng)目，設(shè)計(jì)時(shí)速為250km/h，全長(zhǎng)106.5km。鐵路沿線黃土分布廣泛，有大面積的水田、魚塘和菜地，且大部分為軟弱地基。為了提高地基承載力，防止鐵路路基出現(xiàn)不均勻沉降，采用水泥攪拌樁對(duì)軟弱地基進(jìn)行處理。

處理樁號(hào)范圍為DK6+546.8～DK9+619.7，全長(zhǎng)3.0729km，共計(jì)524根樁。施工中結(jié)合當(dāng)?shù)氐匦闻c軟基特點(diǎn)，按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行施工，施工中重點(diǎn)對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行質(zhì)量控制，并采用鉆孔取芯法、輕型動(dòng)力觸探法和荷載試驗(yàn)對(duì)工程質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)。

3.1水泥攪拌樁強(qiáng)度影響因素

3.11水泥摻入比

水泥攪拌樁的強(qiáng)度隨著水泥摻入比的增加而增強(qiáng)，為了節(jié)約材料，減少施工成本，水泥攪拌樁施工中將水泥摻入比控制在10%～15%，即可滿足施工要求。

3.12水泥土的齡期

水泥攪拌樁強(qiáng)度的增長(zhǎng)主要依靠水泥前期水化作用，后期的離子交換作用、化學(xué)激發(fā)作用等產(chǎn)生的膠凝產(chǎn)物。因此，隨著齡期的增長(zhǎng)，其強(qiáng)度也不斷增長(zhǎng)。

3.13水泥標(biāo)號(hào)

水泥攪拌樁強(qiáng)度隨水泥標(biāo)號(hào)提高而提高，水泥標(biāo)號(hào)每提高1個(gè)等級(jí)，強(qiáng)度提高30%～50%。

3.14土樣含水率

隨著土樣含水率的降低，水泥攪拌樁的抗壓強(qiáng)度不斷增加。實(shí)踐證明，當(dāng)土樣含水率每降低10%，水泥攪拌樁的抗壓強(qiáng)度可提高10%～50%。

3.15有機(jī)質(zhì)含量

試驗(yàn)表明，有機(jī)質(zhì)含量低的土樣強(qiáng)度明顯高于有機(jī)質(zhì)含量高的土樣。另外，有機(jī)質(zhì)會(huì)使土壤呈酸性，對(duì)水泥水化反應(yīng)有一定的抑制作用。

3.16外加劑摻量

在水泥攪拌樁中加入一定比例的外加劑，可提高其

抗壓強(qiáng)度。試驗(yàn)表明，采用硅粉效果最好、天然浮石粉次之，而石膏對(duì)泥土的強(qiáng)度提高效果明顯。

3.17摻加粉煤灰

摻加一定比例的粉煤灰，可以使水泥攪拌樁強(qiáng)度提高10%左右。

3.18土質(zhì)

不同土質(zhì)中水泥攪拌樁的強(qiáng)度相差較大，一般黏性土中較軟弱土層中強(qiáng)度高。通過對(duì)相同齡期的水泥攪拌樁進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)，其強(qiáng)度相差接近1倍。

4水泥攪拌樁軟基處理施工技術(shù)要點(diǎn)

4.1施工準(zhǔn)備

（1）布置施工便道

根據(jù)施工需要，在施工場(chǎng)地內(nèi)修建1條主便道，與施工場(chǎng)地外其他道路相連通，連通場(chǎng)內(nèi)外交通，以保證施工車輛、施工材料、施工機(jī)具能夠進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)。

（2）施工用電準(zhǔn)備

本項(xiàng)目在DK7+560右側(cè)紅線外設(shè)置變電站1座，配置1臺(tái)500KVA變壓器，并準(zhǔn)備多臺(tái)發(fā)電機(jī)備用。

（3）施工場(chǎng)地準(zhǔn)備

對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行清表、碾壓，并做好臨時(shí)排水，對(duì)魚塘、水田等進(jìn)行清淤。對(duì)局部不利于攪拌機(jī)行走或移動(dòng)的位置鋪填粗粒碎石或架設(shè)軌道，為施工設(shè)備提供便利。并根據(jù)施工圖紙進(jìn)行施工放樣，標(biāo)出路線中心、里程，對(duì)每根樁進(jìn)行編號(hào)，并標(biāo)出樁長(zhǎng)。

（4）人員和技術(shù)準(zhǔn)備

開工前組織施工技術(shù)人員對(duì)施工圖紙進(jìn)行審核，復(fù)核工程量，并編制施工組織設(shè)計(jì)方案與相應(yīng)的施工技術(shù)方案。自上而下進(jìn)行施工技術(shù)交底和安全技術(shù)交底，并組織特種作業(yè)人員進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)。

（5）機(jī)械設(shè)備準(zhǔn)備

根據(jù)施工需要選擇機(jī)械設(shè)備的型號(hào)和數(shù)量，施工設(shè)備應(yīng)能夠自動(dòng)記錄樁長(zhǎng)。

4.2確定工藝參數(shù)

水泥攪拌樁施工前應(yīng)進(jìn)行試樁施工，并通過試樁確定施工工藝參數(shù)。

（1）將攪拌機(jī)的鉆進(jìn)速度控制在2.0m/min左右，速度提升應(yīng)控制在1.0m/min左右。

（2）水泥漿的水灰比宜控制在0.45，水泥必須為新日期，在施工中水泥漿必須用砂漿攪拌機(jī)攪拌。

（3）制備好的水泥漿應(yīng)及時(shí)使用，存放時(shí)間一般不得超過2h。

（4）試樁不少于5根，并采用動(dòng)力觸探法進(jìn)行檢驗(yàn)。

4.3成孔作業(yè)流程

（1）鉆機(jī)定位。根據(jù)放樣樁孔位置，操作攪拌機(jī)進(jìn)行定位，保持垂直，并對(duì)鉆機(jī)進(jìn)行調(diào)平。

（2）制備水泥漿，并開始進(jìn)行攪拌鉆進(jìn)。在水泥漿制備完成后方可進(jìn)行鉆進(jìn)，并送氣協(xié)助鉆孔。

（3）在鉆進(jìn)深度接近設(shè)計(jì)深度時(shí)，應(yīng)降低速度，達(dá)到鉆進(jìn)深度時(shí)保持鉆頭鉆動(dòng)1～2min，然后提升鉆桿并噴漿，并進(jìn)行二次攪拌。

（4）當(dāng)鉆頭提升到距離地表50cm時(shí)，送漿器即可停止噴漿，成樁結(jié)束。

（5）洗管。

（6）重復(fù)上述步驟，制作下一根樁。

5水泥攪拌樁施工質(zhì)量檢驗(yàn)

5.1鉆孔取芯法

鉆孔取芯法是在整個(gè)樁長(zhǎng)范圍內(nèi)進(jìn)行取芯，并制作試件進(jìn)行無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)以獲得樁身強(qiáng)度的代表值。本項(xiàng)目共選取了6個(gè)區(qū)的24根水泥攪拌樁，并得出以下檢測(cè)結(jié)果。

（1）6個(gè)區(qū)所取的樁完整性均較好，水泥固結(jié)效果好，并達(dá)到了設(shè)計(jì)強(qiáng)度。對(duì)所取芯樣制作試件并檢測(cè)抗壓強(qiáng)度，強(qiáng)度代表值均分布在1.06～1.11MPa，高于設(shè)計(jì)強(qiáng)度1.00MPa，符合設(shè)計(jì)要求。

（2） 所檢測(cè)樁孔的樁長(zhǎng)均符合要求，部分樁長(zhǎng)超設(shè)計(jì)長(zhǎng)度0.25～0.45m，少數(shù)樁長(zhǎng)較設(shè)計(jì)長(zhǎng)度短0.15～0.25m。

5.2輕型動(dòng)力觸探法

根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，水泥攪拌樁產(chǎn)生的最大軸力位置為樁頂以下3～4m，或3倍樁徑范圍內(nèi)。但檢驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，這一深度的土層壓力不足，填土層不均勻，對(duì)水泥攪拌樁的施工質(zhì)量影響較大。

因此，在設(shè)計(jì)與施工中常采用輕型動(dòng)力觸探法對(duì)樁身土層進(jìn)行檢測(cè)。輕型動(dòng)力觸探檢測(cè)應(yīng)在成樁后7d內(nèi)，檢測(cè)樁數(shù)不少于總數(shù)的1%，且大于3根，樁身承載力特征值不小于500kPa為合格。

5.3荷載試驗(yàn)

在水泥土攪拌樁成樁養(yǎng)護(hù)28d后，對(duì)復(fù)合地基6個(gè)分區(qū)抽取檢測(cè)點(diǎn)進(jìn)行荷載試驗(yàn)。分別對(duì)每個(gè)測(cè)試點(diǎn)進(jìn)行分級(jí)加載，最終加載至320kPa，為設(shè)計(jì)地基承載力的2倍。本文選取其中一個(gè)檢測(cè)點(diǎn)進(jìn)行說明，其單樁復(fù)合地基靜載試驗(yàn)結(jié)果匯總見表1。

通過對(duì)試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)結(jié)果進(jìn)行分析，實(shí)測(cè)單樁復(fù)合地基承載力特征值大于160kPa，滿足設(shè)計(jì)與規(guī)范要求。得出以下結(jié)論：

（1）設(shè)計(jì)與施工中應(yīng)結(jié)合水泥攪拌樁強(qiáng)度影響因素，

在整個(gè)施工過程中進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制；

（2）通過鉆孔取芯法和輕型動(dòng)力觸探法對(duì)水泥攪拌樁進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，其強(qiáng)度與樁長(zhǎng)符合設(shè)計(jì)要求；

（3）通過荷載試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，說明通過水泥攪拌樁對(duì)鐵路軟基進(jìn)行處理，可有效提高地基承載力，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。

6結(jié)語

近年來，在世界經(jīng)濟(jì)格局以及社會(huì)環(huán)境的影響下，我國的社會(huì)經(jīng)濟(jì)取得了巨大發(fā)展，鐵路運(yùn)輸事業(yè)作為城市建設(shè)和社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的重要組成部分，與人們的日常生活息息相關(guān)，對(duì)社會(huì)發(fā)展具有不可忽視的重要作用。鐵路路基是鐵路軌道建設(shè)的基礎(chǔ)，是列車正常運(yùn)行的根本保障，是鐵路事業(yè)發(fā)展必須做好的重要前提，水泥攪拌樁技術(shù)經(jīng)濟(jì)適用、無振動(dòng)無污染，并且加固效果較好，其在鐵路路基基礎(chǔ)處理中的應(yīng)用，對(duì)鐵路軌道建設(shè)起到了積極有利的作用，給鐵路運(yùn)輸事業(yè)的發(fā)展提供了強(qiáng)有力的保障。

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（作者單位：國家能源集團(tuán)準(zhǔn)能集團(tuán)公司基建工程管理中心）

作者介紹：安玉海（1975.7.8—）；男；內(nèi)蒙古自治區(qū)準(zhǔn)格爾旗人；蒙古族；本科學(xué)歷；工程師；職務(wù)：線路專業(yè)工程師；研究方向：鐵道工程。