呂學(xué)偉

（中鐵工程設(shè)計咨詢集團有限公司，北京 100055）

1 膨脹土地基施工技術(shù)重要性

在鐵路施工中膨脹土地基是比較常見的，膨脹土地基施工需要配合相應(yīng)專業(yè)的施工技術(shù)才能順利進行，只有運用了專業(yè)的膨脹土地基施工技術(shù)才能夠保證鐵路路基建成之后擁有足夠的穩(wěn)固性和安全性，才能讓施工建筑的鐵路順利地應(yīng)用到日常生活中。各個地區(qū)在自然環(huán)境、地質(zhì)狀況等方面普遍存在巨大差異，因此導(dǎo)致鐵路的施工要求和施工規(guī)劃上存在許多不同，針對這些不同和差異就應(yīng)該加強對膨脹土地基施工技術(shù)的應(yīng)用和研究，應(yīng)用此類技術(shù)保證鐵路的施工質(zhì)量，防止鐵路出現(xiàn)基體變形、坍塌等問題，保障鐵路的整體穩(wěn)定性和地基的安全性，從而大大提高鐵路的施工效率和質(zhì)量，在提高工程應(yīng)用效果的同時延長鐵路的使用壽命。膨脹土地基施工人員在鐵路施工過程中通過對地基含水量的控制，以及對膨脹土地基施工技術(shù)的應(yīng)用，能夠極大地減少膨脹土地基給鐵路工程所帶來的不良影響，能夠全面促進鐵路基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)水平的提高和交通環(huán)境的改善，能夠優(yōu)化交通網(wǎng)絡(luò)，提高地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展的活力和潛力，以及地區(qū)居民的生活質(zhì)量，滿足區(qū)域未來發(fā)展和規(guī)劃的要求[1]。

2 膨脹土地基施工技術(shù)現(xiàn)狀分析

在一般的鐵路施工中，由黏土等材料組成的膨脹土地基存在很大程度的不穩(wěn)定性，如果鐵路施工人員不能做好相應(yīng)的施工處理，輕則會影響整個鐵路工程的順利進行和施工安全，重則會引發(fā)鐵路的開裂和坍塌，造成難以挽回的嚴重后果。

（1）正常情況下，膨脹土地基的含水量在30%～60%，其自身的含水量較高導(dǎo)致土層的強度降低，在這樣的土地條件下進行鐵路施工往往會給施工工程帶來非常大的損害，并且施工難度很高，導(dǎo)致鐵路施工工程的成本居高不下。

（2）膨脹土地基含水量高還導(dǎo)致了整體鐵路工程的滲水性有所下降，鐵路如果無法正常的滲水就會嚴重影響工程的混凝土施工，混凝土因整體滲水性不佳而無法正常凝結(jié)，既拖延了施工進度也造成了鐵路施工的質(zhì)量難以滿足工程要求，浪費施工單位的投資成本。在鐵路施工中如果不及時解決滲水性差的問題，就會大幅降低鐵路施工的安全性，會給工程施工人員的工作安全造成隱患。

（3）如果在鐵路施工過程中不加強對膨脹土地基施工技術(shù)的應(yīng)用，就會導(dǎo)致鐵路的地基發(fā)生塌陷，因為在工程的施工過程中，膨脹土地基自身的壓縮量較大且很容易受到其他環(huán)境因素的影響，如果不針對問題采取合理的措施很容易出現(xiàn)地基塌陷問題，使鐵路工程難以保質(zhì)保量的安全順利完成。

（5）膨脹土地基壓實度不夠也是影響鐵路工程質(zhì)量的嚴重問題。壓實度是影響膨脹土地基結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的重要因素，但目前很多地區(qū)的鐵路工程都沒有對膨脹土地基壓實度給予足夠的重視，并且空氣中的水分含量也會對膨脹土地基施工產(chǎn)生極大的影響，如果鐵路施工在雨季進行，地面以及空氣中的大量水分會使道路和橋梁表面形成積水，積水會使膨脹土地基遭到長時間的浸泡和侵蝕，會嚴重降低膨脹土地基的施工質(zhì)量，使鐵路出現(xiàn)大面積沉降甚至坍塌現(xiàn)象[2]。

3 浸水試驗

3.1 實施過程

3.1.1 試坑開挖

根據(jù)規(guī)劃設(shè)計好的試坑開挖的深度、坡度展開開挖工作，通常開挖深度控制在1m，邊坡開挖通常是按固定的比例進行，特別要注意的是試坑開挖完成之后，需進行坑底整平，并在坑底附近挖設(shè)截水溝，以防止受到外部水源影響，確保試驗的有效性。

3.1.2 安裝測試設(shè)備

主要是指測試儀器，如沉降板、剖面沉降管等的安裝。

3.1.3 路基的填筑施工

攤鋪施工時，要做好混合料的含水量工作，根據(jù)工程施工進度，確保達到最佳含水量，盡量減少由于施工造成的水分損失。攤鋪機工作時，在后面安排專業(yè)施工人員，避免出現(xiàn)粗細集料現(xiàn)象發(fā)生，將過粗的集料窩與集料帶及時鏟除，隨后立即填充新的混合料并攪拌均勻。當施工路面寬度大于等于8m 的情況下，選擇兩臺機器同時作業(yè)，施工過程中機器間隔10～15m 為宜，攤鋪機起步后，質(zhì)檢人員要及時做好測量工作，對高程、橫坡以及厚度跟蹤監(jiān)測，并根據(jù)測量結(jié)果及時調(diào)整。

當混合料的含水量達到標準或比標準含量略大時，立即安排壓路機開始施工作業(yè)，次數(shù)1～2 次為宜，然后再繼續(xù)使用振動壓路機等再次進行碾壓，次數(shù)4～6次為宜，碾壓工作要根據(jù)實際的密實度檢測標準，密實度達標了即可停止作業(yè)。

再譬如——昔日黃華養(yǎng)殖大鎮(zhèn)將成為“無豬鎮(zhèn)”，黃華鎮(zhèn)綠染太行，華麗蛻變。截止x月x日，全鎮(zhèn)186家養(yǎng)殖場全部關(guān)閉到位，清圈面積35萬m2，削減生豬數(shù)量2.3萬頭、蛋雞肉雞20萬余只。黃華鎮(zhèn)，僅僅用了一周時間，取得了全市畜禽污染集中整治時間最短、力度最大、成效最顯著的戰(zhàn)績，綜合整治帶給了群眾實實在在的獲得感。

在填筑過程中，應(yīng)對膨脹土地基變形參數(shù)進行實時測量。最后以小型挖掘機進行刷坡施工，以土工膜反包路基邊緣，之后砌筑浸水溝渠。

3.1.4 人工浸水

等到試驗浸水和觀測地基壓縮變形穩(wěn)定后，實施人工浸水，浸水開始階段進行一天一次的觀測記錄，第二個月后逐漸地加快頻次[3]。

3.2 試驗結(jié)果分析

試驗結(jié)果顯示，在浸水初期土質(zhì)膨脹速率較快，土質(zhì)在這一階段具有一定的彈性，逐漸地隨著進水量的增加，土體發(fā)生膨脹、變形，從而使得裂縫處充滿了水，水分滲入速度減慢，變形也越來越穩(wěn)定。

4 鐵路中膨脹土地基施工的技術(shù)要點及注意事項

針對膨脹土地基施工目前存在的問題，我們應(yīng)該加強對膨脹土地基施工技術(shù)的使用和研究，并且對于施工技術(shù)的要點要進行深入探索和改良。

4.1 處理膨脹土地基表面

要想提高鐵路工程的施工質(zhì)量，首先就要對膨脹土地基的表面進行專業(yè)化處理。鐵路工程對于膨脹土地基的強度和穩(wěn)定性要求非常高，所以為了滿足工程的需要，首先就要采取專業(yè)技術(shù)手段提高膨脹土地基的強度，確保鐵路工程的順利進行，提高膨脹土地基強度一般有兩種方法，第一種方法是通過向地基進行材料添加從而提高膨脹土地基的強度，這種地基填料的方法需要膨脹土地基施工人員在地基表面進行，這樣才能提高填料施工的質(zhì)量和效率，從而大幅度提高膨脹土地基的強度。第二種方法是對膨脹土地基進行水分去除，減少整個膨脹土地基的水分含量，從而提高地基的強度，在去除地基水分的過程中可以采取挖溝排水法，在膨脹土地基施工現(xiàn)場挖設(shè)一定數(shù)量的排水溝，借助排水溝來加快膨脹土地基中水分的排出，防止鐵路在施工中由于膨脹土地基水分含量過高而出現(xiàn)斷裂坍塌，保障施工工程能夠順利開展和完成。

還可以使用墊層法對膨脹土地基的表面進行處理，此種方法是利用具有高穩(wěn)定性和耐腐蝕性的材料對膨脹土地基進行填補和墊層，以此來達到提高膨脹土地基強度和穩(wěn)定性的效果，對于膨脹土層在3m 以下的膨脹土地基來說這種方式擁有極高的使用價值。對于膨脹土地基表面的處理還可以使用預(yù)壓法，將一定重量的堆載物放置在膨脹土地基的表面，使含水地層提前下沉，以達到提高膨脹土地基強度的效果，并且要指派專門的工作人員在膨脹土地基預(yù)壓過程中進行監(jiān)控測量，當膨脹土地基的強度和穩(wěn)定程度符合鐵路的施工規(guī)劃時，就可以將堆載物移除開始施工，在此過程中專業(yè)技術(shù)人員除了要進行監(jiān)控和記錄之外，還要預(yù)先采集膨脹土地基相關(guān)數(shù)據(jù)，利用公式計算好地基堆載物的重量，防止堆載物的重量過小而無法產(chǎn)生提高強度和穩(wěn)定性的效果，更要防止堆載物的重量過大而對地基產(chǎn)生嚴重破壞。

4.2 利用加載法進行膨脹土地基處理

為防止膨脹土地基的大面積沉降，可以適當利用加載法進行膨脹土處理。地基固結(jié)沉降法作為一種較為常見的施工工藝在沉降法膨脹土地基處理的過程中能夠取得極佳的效果。在對膨脹土地基進行處理的過程之中，利用大氣壓力和上部上層砂層可以有效地防止鐵路施工過程中出現(xiàn)地下水，并且專業(yè)的施工人員在膨脹土地基施工過程中利用鋼板也可以很好的控制施工區(qū)域的地下水水位，既可以保證膨脹土地基施工的順利進行也可以有效地減少施工材料的損耗，保護鐵路施工地的生態(tài)環(huán)境。利用加載法對膨脹土地基進行處理的過程中也要注意控制沉降時間和置物重量，要充分把握三者之間的內(nèi)在聯(lián)系，控制路面質(zhì)量和膨脹土地基強度，避免因膨脹土地基沉降而給鐵路施工帶來不良影響。采取加載法進行膨脹土地基處理應(yīng)有專業(yè)人員進行實時監(jiān)測和記錄，并且要對加載法的施工速度進行合理把控，如果膨脹土地基的平穩(wěn)度不高就應(yīng)該及時降低加載法的施工進度，避免過分追求膨脹土地基施工速度而破壞原有的地基，對整體工程產(chǎn)生不良影響。

4.3 利用添加劑進行膨脹土地基處理

在鐵路施工的過程中，專業(yè)技術(shù)人員可以利用添加劑來提高膨脹土地基的土層強度，以此來保證施工的順利進行。添加劑法使用的前提是對膨脹土地基實際土壤狀況的深度把握，比如前期勘驗時發(fā)現(xiàn)膨脹土地基的土壤為黏性土壤，就可以在添加劑中加入適量的生石灰等材料，以此來降低膨脹土地基中土層的水分含量，提高膨脹土地基的強度和穩(wěn)定性。利用添加劑和膨脹土地基土壤的混合可以有效地鞏固土層結(jié)構(gòu)，使膨脹土地基施工更加順利，也可以提高鐵路施工速度，保證工程質(zhì)量。

4.4 表層排水處理

為了降低膨脹土地基的土層含水量以及減少鐵路的地表水，應(yīng)該提前做好溝槽挖設(shè)工作。利用適量的溝槽使膨脹土地基中的水分自然排出，以達到降低含水性和提高穩(wěn)定性的效果。在進行膨脹土地基表層排水的過程中可以利用鐵路路基自身的排水能力，并且在進行排水的過程中要對鐵路表面的沉降填平施工給予足夠的重視，要時刻注意不同區(qū)域的坡度變化情況，制定相應(yīng)的區(qū)域排水策略，盡量使地表水通過所挖設(shè)的溝槽流出，同時對于溝槽的挖設(shè)位置也要注意，盡量減少對其他施工區(qū)域的影響，在進行膨脹土地基排水的過程中要多利用鐵路的自身坡度，依靠坡度變化來排出膨脹土地基中多余的水分，提高排水施工的效率，減少過多的人為干預(yù)，保證膨脹土地基施工的質(zhì)量。

4.5 利用擠密法進行膨脹土地基處理

膨脹土地基擠密法主要是借助樁孔之間形成的作用力來完成對土壤的擠壓，擠壓完成之后利用灰土等材料進行擠壓夯實，這種方法主要針對的是一些較大規(guī)模的橋梁道路工程，在這些工程中膨脹土地基的范圍巨大，使用擠密法進行處理可以提高膨脹土地基的施工處理效率，并且擠密法的取材比較方便，處理過程相對簡單，首先就是按照一定的比例利用機械設(shè)備進行鉆孔，成孔之后再向其內(nèi)部灌入煤灰爐渣、砂石等材料形成樁體。擠密法主要依靠的是打入地基的樁管，依靠樁管之間產(chǎn)生的橫向擠壓作用，使土壤發(fā)生移動，填補土壤之間因顆粒大小不同而產(chǎn)生的空隙，慢慢將膨脹土地基的土壤壓緊之后，膨脹土地基的土層便更加密實，地基的強度也就隨之提高，地基穩(wěn)定性也隨之增加。

4.6 鐵路膨脹土地基施工的注意事項

膨脹土地基施工是一個復(fù)雜的過程，不僅要重視在施工中采取各種先進技術(shù)，還要做好前期的實地勘查和設(shè)備準備工作，首先在鐵路施工過程中，施工單位要指派專業(yè)的工程勘測人員和地質(zhì)考察人員對鐵路周圍的具體情況進行實地考察和測量，并且對與施工有關(guān)的專業(yè)數(shù)據(jù)要進行精準的測量和記錄，要重視提高勘察人員和測量人員的專業(yè)技術(shù)水平，在測量和勘查過程中要使用恰當?shù)姆椒ê驮O(shè)備，保證前期勘測工作的高質(zhì)量完成，保證前期數(shù)據(jù)足夠準確，防止出現(xiàn)數(shù)據(jù)誤差而影響膨脹土地基施工，提高膨脹土地基的施工質(zhì)量。

在施工之前，施工單位專業(yè)設(shè)計人員要針對本鐵路工程中的膨脹土地基情況，有針對性地制定膨脹土地基施工方案，并且在施工之前要進行實驗和研究，保證膨脹土地基施工方案足夠科學(xué)合理，能夠真正應(yīng)用到實際鐵路施工當中，提高總體的工程施工質(zhì)量。施工單位還要重視對施工材料的選擇，在以往的施工當中施工材料的不合格也是導(dǎo)致膨脹土地基施工效果不佳的重要因素，所以施工單位要優(yōu)先選擇高質(zhì)量的膨脹土地基施工材料，確保施工材料符合膨脹土地基施工技術(shù)的要求。

5 結(jié)語

隨著我國經(jīng)濟規(guī)模的不斷擴大，人們對鐵路等交通網(wǎng)絡(luò)的要求越來越高，對施工質(zhì)量的要求日漸增加，所以我們應(yīng)該加強對鐵路施工中膨脹土地基施工技術(shù)的研究和應(yīng)用。積極采取各種手段進行膨脹土地基的施工處理，施工單位的專業(yè)技術(shù)人員在施工之前要根據(jù)施工現(xiàn)場的實地狀況進行考察和分析，在進行多方考量之后制定相應(yīng)的施工方案，以保證鐵路施工的順利進行，推動我國鐵路路基施工技術(shù)的穩(wěn)步發(fā)展。