高速鐵路軟地基處理

摘要：地基是指建筑物下面支承基礎(chǔ)的土體或巖體。作為建筑地基的土層分為巖石、碎石土、砂土、粉土、黏性土和人工填土。地基有天然地基和人工地基兩類。地基處理是指改善支承建筑物的地基（土或巖石）的承載能力或抗?jié)B能力所采取的工程技術(shù)措施。采用科學(xué)合理地基處理方法,充分發(fā)揮原地基土承載力,就地取材,施工工藝簡(jiǎn)單,施工速度快,地基處理費(fèi)用低的特點(diǎn)。

關(guān)鍵詞： 地基承載力地基處理軟地基

中圖分類號(hào)：tu4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：a 文章編號(hào)：

在高速鐵路建設(shè)施工過程中，我們經(jīng)常會(huì)遇到軟地基，所謂的軟地基就是指強(qiáng)度低,壓縮量較高的軟弱土層.多數(shù)含有一定的有機(jī)物質(zhì)并且承栽力方面比較差的、需要在建筑工藝方面進(jìn)行特殊處理的、比較松軟的地基。這樣的地基在施工過程中一定要進(jìn)行技術(shù)方面的處理才能確保建筑的質(zhì)量。路基的地基處理對(duì)整個(gè)鐵路工程建設(shè)及其重要，選擇合適的地基處理可以大大減小整條鐵路的造價(jià)。

一、軟地基的分類

1、粉土

粉土是指粒徑大于0.075mm的顆粒質(zhì)量不超過總質(zhì)量的50%，且塑性指數(shù)等于或小于10的土。

2、軟粘土

粘粒含量較多，由于其高粘粒含量、高含水量、大孔隙比，因而其力學(xué)性質(zhì)也就呈現(xiàn)與之對(duì)應(yīng)的特點(diǎn)---低強(qiáng)度、高壓縮性、低滲透性、高靈敏度。滲透系數(shù)很小，滲透系數(shù)小則固結(jié)速率就很慢，有效應(yīng)力增長(zhǎng)緩慢，從而沉降穩(wěn)定慢，地基強(qiáng)度增長(zhǎng)也十分緩慢。這一特點(diǎn)是嚴(yán)重制約地基處理方法和處理效果的重要方面。

3、松散砂土

粉砂或細(xì)砂地基在靜荷載作用下常具有較高的強(qiáng)度。但是當(dāng)振動(dòng)荷載(地震、機(jī)械振動(dòng)等)作用時(shí)，飽和松散砂土地基則有可能產(chǎn)生液化或大量震陷變形，甚至喪失承載力。這是因?yàn)橥令w粒松散排列并在外部動(dòng)力作用下使顆粒的位置產(chǎn)生錯(cuò)位，以達(dá)到新的平衡，瞬間產(chǎn)生較高的超靜孔隙水壓力，有效應(yīng)力迅速降低。對(duì)這種地基進(jìn)行處理的月的就是使它變得較為密實(shí)，消除在動(dòng)荷載作用下產(chǎn)生液化的可能性。

二、軟地基處理的方法

1、換填墊層方法，主要適用于淺層面的軟地基和不均勻的地基。利用這樣的方法可以加速軟弱土層的排水固結(jié)，使地基降沉變小，提高地基的承載力。

2、砂石樁法，主要是針對(duì)密集松散的砂石、粉土、粘性土、雜填土等地基，提高地基的承載力和降低壓縮性，也可用于處理可液化地基。對(duì)飽和粘土地基上變形控制不嚴(yán)的工程也可采用砂石樁置換處理，使砂石樁與軟粘土構(gòu)成復(fù)合地基，加速軟土的排水固結(jié)，提高地基承載力。

3、夯實(shí)水泥土樁法適用于處理地下水位以上的粉土、素填土、雜填土、粘性土等地基。這種方法的主要特點(diǎn)是成本較低，施工時(shí)間段，造價(jià)較為容易控制。目前在北京、河北等地的舊城區(qū)危改小區(qū)工程中得到不少成功的應(yīng)用。

4、水泥土攪拌樁是膠結(jié)法處理軟土地基的一種，它利用水泥或石灰等材料作為固化劑的主劑，通過特制的深層攪拌機(jī)械，在地基深處將軟土和固化劑（漿液或粉體）強(qiáng)制攪拌，利用固化劑與軟土之間所產(chǎn)生的一系列物理、化學(xué)反應(yīng)，使軟土固結(jié)成具有整體性、水穩(wěn)定性和一定強(qiáng)度的地基，以達(dá)到提高地基承載力、減少地基沉降量的目的。其地基應(yīng)視為復(fù)合地基，樁土共同承擔(dān)荷載。它具有施工速度快，設(shè)備輕便，便于移動(dòng)，方法容易掌握，處理深度較大等優(yōu)點(diǎn)。

5、真空預(yù)壓法是在需要加固的軟土地基內(nèi)設(shè)置砂井或塑料排水板，然后在地面鋪設(shè)砂墊層，其上覆蓋不透氣的密封膜使其與大氣隔絕，通過埋設(shè)于砂墊層中的吸水管道，用真空裝置進(jìn)行抽氣，將膜內(nèi)空氣排出，因而在膜內(nèi)外產(chǎn)生氣壓差，氣壓差即轉(zhuǎn)變成作用于地基上的荷載，地基不會(huì)產(chǎn)生剪切破壞，這對(duì)軟土地基是有利的。該方法不需要堆載，省去了加載和卸荷工序，縮短了預(yù)壓時(shí)間，省去了大量堆載材料，所使用的設(shè)備及施工工藝均比較簡(jiǎn)單，無(wú)需大量的大型設(shè)備，便于大面積施工。

6、高壓噴射注漿法主要是在一些淤泥、淤泥質(zhì)土和粉土等地基中使用。由于在這類地基中含有較多的大粒塊石，較多的植物根莖和有機(jī)質(zhì)，所以要充分的去檢驗(yàn)土地的適應(yīng)性。

7、石灰樁法主要應(yīng)用于一些處于飽和狀態(tài)的淤泥、淤泥質(zhì)土以及雜填土等地基，在地下水以上的土層，可以通過減少生石灰的使用量，增加混合料的含水量提高樁身的強(qiáng)度，最終達(dá)到提高地基的承載力的目的

8、強(qiáng)夯法適用于處理碎石土、砂土、低飽和度的粉土與粘性土、濕陷性黃土、雜填土和素填土等地基。強(qiáng)夯置換法適用于高飽和度的粉土，軟流塑的粘性土等地基上對(duì)變形控制不嚴(yán)的工程，在設(shè)計(jì)之前必須要充分的對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行檢測(cè)，看看其情況適合怎樣的設(shè)計(jì)能更好的提高地基的承載力。這兩種方法主要是通過提高土地的強(qiáng)度和剛度，減少壓縮，最終時(shí)基層土地的抗震動(dòng)液化能力得到改善。

9、灰土擠密樁法和土擠密樁法適用于處理地下水位以上的濕陷性黃土、素填土和雜填土等地基，可處理的深度為5～15m。當(dāng)用來(lái)消除地基土的濕陷性時(shí)，宜采用土擠密樁法；當(dāng)用來(lái)提高地基土的承載力或增強(qiáng)其水穩(wěn)定性時(shí)，宜采用灰土擠密樁法；當(dāng)?shù)鼗恋暮看笥?4%、飽和度大于65%時(shí)，不宜采用這種方法?；彝翑D密樁法和土擠密樁法在消除土的濕陷性和減少滲透性方面效果基本相同，土擠密樁法地基的承載力和水穩(wěn)定性不及灰土擠密樁法。

10、振沖法分加填料和不加填料兩種。加填料的通常稱為振沖碎石樁法。振沖法適用于處理砂土、粉土、粉質(zhì)粘土、素填土和雜填土等地基。對(duì)于處理不排水抗剪強(qiáng)度不小于20kpa的粘性土和飽和黃土地基，應(yīng)在施工前通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定其適用性。不加填料振沖加密適用于處理粘粒含量不大于10%的中、粗砂地基。振沖碎石樁主要用來(lái)提高地基承載力，減少地基沉降量，還可用來(lái)提高土坡的抗滑穩(wěn)定性或提高土體的抗剪強(qiáng)度。

11、加筋路基法對(duì)于沉降量不大的路堤，高路堤填土適當(dāng)采用土工布?jí)|隔，限制了軟基和路基的側(cè)向位移，增加了側(cè)向約束，從而降低應(yīng)力水平，加強(qiáng)了路基剛度與穩(wěn)定性，提高了路基的水平橫向排水，使荷載均布。采用土工布覆蓋攤鋪，既提高路基剛度，也使邊坡受到維護(hù)，有利于排水，增加地基穩(wěn)定性。

三、地基處理技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

地基處理方法是工程建設(shè)領(lǐng)域的世界性難題，也是研究的主要方向。在工程技術(shù)日益發(fā)展的今天，地基處理技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)也日益向計(jì)算機(jī)化和復(fù)合型方向發(fā)展。如綜合性復(fù)合地基的研究突破了基于加固機(jī)理研究重于作用機(jī)理或功能疊加的束縛，更加側(cè)重于綜合效應(yīng)考慮，力求實(shí)現(xiàn)乘數(shù)效應(yīng)。又如，復(fù)合地基的計(jì)算理論，原先的復(fù)合樁基承載力計(jì)算由于引入的參數(shù)過多，極易導(dǎo)致數(shù)據(jù)的失真，而對(duì)地基變形的計(jì)算也由于將樁土分開考慮導(dǎo)致數(shù)據(jù)計(jì)算因不夠全面而出現(xiàn)屢屢失誤，往往浪費(fèi)了大量的寶貴時(shí)間，而利用計(jì)算機(jī)在數(shù)值分析上的優(yōu)勢(shì)，如三維數(shù)值、設(shè)計(jì)軟件等，不僅能提高樁基承載力和變形系數(shù)計(jì)算的精確度，而還能大大提高工程設(shè)計(jì)的質(zhì)量和效率

四、結(jié)論

我國(guó)地域遼闊,地質(zhì)條件變化非常大,差異也尤為明顯,而鐵路建設(shè)項(xiàng)目工程量大,施工周期長(zhǎng),經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá),設(shè)計(jì)可靠度低,盡管我國(guó)積累了一大批重要的地基處理技術(shù)，一些技術(shù)甚至領(lǐng)先于世界先進(jìn)水平，并在世界范圍內(nèi)得到推廣和運(yùn)用。然而，隨著鐵路建筑環(huán)境的日漸復(fù)雜化，強(qiáng)調(diào)實(shí)踐先于理論的地基處理技術(shù)仍然面臨著巨大的挑戰(zhàn)，可研究的潛力依然還很大，如地基處理新方法、新工藝和新技術(shù)的應(yīng)用，大大拓展了地基處理的適用范圍。如使用大量樁基礎(chǔ)工程,必然造成施工工期延長(zhǎng),施工費(fèi)用加大,也造成工程費(fèi)用的浪費(fèi),這是也是我國(guó)國(guó)情和財(cái)力所不允許的。因此,低廉、快速的地基處理施工技術(shù)非常適合中國(guó)國(guó)情。

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