中铁七局集团郑州工程有限公司河南省郑州市450052
摘要:经济社会发展极大地推动了交通运输基础设施建设,并且也对铁路运输有了更高要求。如今,高速铁路建设已成为铁路运输未来发展的主要规划。然而,在高速铁路建设过程中,经常会遇到软土地基,因软土地基工程性质较差,所以不可作为高速铁路基础,基础施工前必须对其进行处理。这就要求工程建设必须做好软土地基分析、施工工艺选择和运用,这对保证工程质量与运营安全有重要意义。
关键词:高铁施工;软土地基;施工工艺运用
引言
高铁工程施工中具有多种影响因素,涉及面也很广,与建设路基路面的全过程都有关系,其中最为关键的就是处理软土地基问题,必须将各个细小环节掌握好,对原因进行细致的分析和研究,才能够对症下药,使路基路面工程的质量得到有效的保障。
1高铁工程施工中软土地基的特点
1.1含水量大
软土地基含水量大,通常含水量会达到10%~20%,有的甚至会达到50%。由于含水量过大,往往导致软土地基稳定性较差,不能满足施工需要。如果得不到有效处理,会引发沉陷、裂缝等质量问题,降低工程质量,缩短高铁工程使用寿命。
1.2承载力低
由于软土地基含水量大,从而导致其承载力低。如果施工单位不采取有效处理措施,容易导致沉陷、裂缝等质量问题发生,影响后续工程施工,降低工程质量和效益。因此,施工单位应该有针对性地采取软土地基处理方法,提高路基承载力,使其有效满足工程建设需要。
1.3压缩性强
软土的孔隙比较大,通常大于1。再加上含水量大,容重较小,并且软土中往往含有大量微生物、腐殖质和可燃气体,因而压缩性高且难以达到稳定状态。同时,这也给软土地基处理和碾压施工带来巨大挑战,增大路基压实难度。
1.4抗剪能力差
软土地基抗剪能力差,增加施工难度。如果得不到有效处理,会制约高铁工程整体质量提升。为破解这一难题,施工人员要根据现场具体情况,有针对性地采取控制措施,提高地基抗剪能力。进而增强路基稳定性与可靠性,使其有效满足工程施工需要,防止路基不稳定性现象发生,实现对工程质量的有效控制。
2高铁施工中软土地基的施工工艺运用要点
2.1施工准备
(1)严格按照先探后灌的基本原则进行地基处理,对于路堑段,需要在开挖到路基面以后才能开始补勘,并充分考虑补勘结果,制定针对性处理方案。(2)对场地进行预平整处理,同时在钻孔位置挖出集水坑与沟槽。(3)注浆开始前,对所有机械设备进行检查和校对,确保所有机械设备都保持最佳工况,避免因设备问题造成施工中断。(4)根据设计文件的要求确定并标出注浆孔具体位置,同时进行必要的复测,以保证位置准确性。3.钻机及注浆设备就位(1)在准确标出注浆孔具体位置后,将钻机移动到相应的位置,为钻孔施工做好准备。(2)在钻机到达指定位置后,人工检查调整,并进行加固,以免在钻孔时发生位移。(3)按照就近原则安装所有附属设备,在安装注浆管线时应做好加固并严格控制长度,要求控制在0.3~0.5m范围内,如果线路过长,将造成压力损失。
2.2煤灰碎石桩施工工艺流程及关键技术
(1)钻机到达指定的施工地点,通常借助挂锤球的形式来确立钻杆的垂直限度,作业人员要求就钻机桩的区间位置展开对应的检测,只有符合我国的本质需求才可以进行对应的建设工作。(2)就混合材质的拌和作业,在搅拌的时间中要求科学地管理混凝土的拌和时间,并在计算机中展开对应的备份记录工作。(3)钻机掘进,在这个阶段的作业环节中要求要注重钻孔的偏移状况,还要求考虑到其专题自身的震动状况,使其能变成地质核查情况的参考标准。煤灰碎石桩作业技术的运用使用了对应的CFG工艺,这项工艺能高效地把水泥与碎石等石屑和水配置所想成的高粘度的石桩制作出来,是现如今高铁软土地基施工过程中最为常见的一种形式。
2.3排水固结法
排水固结方法的应用也比较常见,具体操作方法是,在软土地基设置排水通道,建立竖井等竖向排水体。然后进行预压处理,将孔隙水排出,让软土地基固结沉降,提升地基整体强度和压实度。具体施工中,可采用袋装砂井排水固结,或者塑料排水板法施工。前者操作灵活,施工方便,一般袋装砂井呈梅花形布置并给予适当荷载。后者将塑料排水板置于软土地基当中,发挥排水作用,在路堤自重作用下实现预压,加速排水固结,提高路基承载力。同时还要严格遵循工艺流程,遵循要求施工,提高软土路基处理效果。
2.4挤密桩法
该方法的施工原理是,通过桩孔形成侧向挤压来挤密桩间土,再用灰土夯实回填桩孔,该方法适用于松软砂土和黏性土处理。软土地基处理成孔操作之后,要将充足的砂石、灰土等填料填入孔中,将其捣实形成比较大的桩体。进而产生横向挤压力,实现对软土地基的压实和处理。软土地基受横向压力作用后,土体密实度会进一步增强,同时还会提升整体承受能力,实现对地基变形和沉降的有效预防。成孔灌砂操作中,砂桩能防止基底振动液化,提高软土地基处理效果。选用填料时,石灰具有良好的吸水性能,且吸水后膨胀性较好,满足挤密桩法施工需要,在软土地基处理中能取得良好效果。此外,在有些软土地基处理中,也可以使用强夯法。作为施工单位和施工人员,要严格遵循工艺流程,选用合理的软土地基处理方法,提升软土地基处理效果和工程质量。
2.5换土垫层法
高铁软土地基实际施工的过程中,地表软土层如果为淤泥质黏土饱和状态,就要将表层土利用推土机或者挖掘机挖除,再换土垫层。通常换的是砂土和碎石以及矿渣等透水性比较好的材料。分层进行填筑时,利用风积砂填筑,两侧采用的天然砂砾含土量<5%,通常填筑宽度>1m。风积砂的稳定性和透水性都比较好,遇水以后也不会很快变软。若积水太多容易失去承载力,所以,适当使用天然砂砾,能够将这个问题有效解决,使路基稳定性得以提升。
2.6注浆施工
(1)在开泵以前,应先将转芯阀调整至回浆处,确认泵吸水处在正常状态后,缓慢减小回浆口,使泵压升高,在泵压与设计注浆压力相等时,若3min未出现故障,则可完成试泵,准备进行注浆施工。(2)成孔且孔壁、孔深、孔径、孔底沉渣等检查项目完成,均确认合格后,下入注浆管。如果孔底沉渣不满足要求,则应使用钻机进行扫孔。在确认注浆管没有堵塞后,开始安装固定。将注浆管伸入孔底,孔外注浆管长度以便于和管路及阀门的连接为准控制,放好注浆管之后,于管口处加盖,避免杂物混入,最后对管体与止浆塞进行加固。(3)注浆管安装与加固完成后,进行压水试验,压力从0缓慢增至设计压力,保持至少15min。通过压水试验,能确定设计注浆压力条件下的实际吸浆量。(4)注浆使用的水泥浆液,其水灰比按0.8:1~1:1控制,现场由高速拌浆机进行制备。如果遇到岩溶通道和溶洞,则应先注满稀浆,然后进行双液注浆。向浓水玻璃适量加水,在加水的同时均匀搅拌,并用玻美计对浓度进行检测。设计要求美度应控制在38°~43°范围内。配好的浆液送入储浆桶保存,尽快使用,以免长时间放置变质造成浪费。
结束语
综上所述,近几年以来高铁的建设在我国不断发展的经济的推动下也加速了其发展的脚步,在构建的环节中软土地基的作业是在所难免的,因此要求整理出一套符合中国国情的施工建设技术,只有如此才可以最大限度地提升高铁的建设安全以及其质量。
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