关于铁路软土地基处理的探讨

　　摘要：软土地基的处理质量直接影响到地基承载力、沉降以及整体稳定性，是保证铁路建成后安全、高效运营的关键，特别是高速铁路的出现对传统铁路路基的设计、施工和养护提出了新的挑战。文章以对软土地基的认识为出发点，对软土的处理方法进行了分析，并针对合理化的软土地基处理方法提出了自己的看法。
　　关键词：铁路；软土地基；路基沉降；处理技术
　　
　　一、铁路软土路基
　　软土是指滨海、湖沼、谷地、河滩沉积的天然含水量高、孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低的细粒土。具有天然含水量高、天然孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低、固结系数小、固结时间长、灵敏度高、扰动性大、透水性差、土层层状分布复杂、各层之间物理力学性质相差较大等特点。
　　从广义上说,软土是指强度低、压缩性高的软弱土层,可将其分为软粘性土、淤泥质土、淤泥、泥炭质土及泥炭5种类型,习惯上把前3种总称为软土。所以,在软弱路基设计和施工处理过程中,必须通过详细的研究,掌握软土的性质和土层特征(特别是软土的强度和变形动态变化规律),采取合适的工程措施,才能保证软弱路基在施工期间的稳定并控制铁路的工后沉降。
　　二、软土地基的勘察测试
　　铁路工后沉降大或者沉降速率快都将直接影响铁路的安全运营，因此，在进行铁路地基处理前必须做好充分的准备，做好试验工作，对软土地基土性测试数据采用数理统计方法进行整理与分析，做出正确的评价与预测，提出有效的地基处理措施。
　　1、对地质深入勘测分析，搜集相关的资料，进行调绘、钻探、原位测试及物探等综合勘测手段,充分掌握所涉及路段的地形、地质、水文、气候、径流条件等自然环境条件。
　　2、明确松软土层的成因、类型、分布范围及其在路线通过地带分布的具体情况，确定软土层在纵向、横向的分布厚度、层次、各层土的土质及物理力学性质，提供每个路段各层软土指标。
　　3、按照不同成因类型来划分确定软土的统计单元体，通过单元体的每一指标测试值做出各路段工程平面图，纵剖面图，横断面图，钻孔柱状图，统计表和散点曲线图等。根据图表进行评价、取舍测试指标，通过综合分析、评价和鉴别与正常成因类型的软土不符的指标，进行分析和舍弃离散极大的指标。
　　三、路基沉降控制
　　路基的沉降与地基条件、路堤高度、填料种类、压实标准等有密切的关系。由于影响路基沉降的因素复杂,路基沉降量目前还没有完善的理论计算方法。路基的沉降可理解为施工期间发生的沉降和工后沉降,施工期间路基的沉降为瞬时沉降+主固结沉降,次固结沉降工后仍在继续。
　　1、路基沉降观测
　　路基沉降观测是路基动态设计及计算工后沉降的依据,沉降观测数据不连续、不完整,与实际不相符将影响推算资料的准确性。但由于工作量大,观测精度要求高,观测频次多,观测时间长(从路基填筑开始至竣工验交)，观测设施在施工过程中时有损坏且恢复不及时所造成的资料不连贯、不完整等原因,都将影响到推算资料的准确。因此,应对路基沉降观测给予足够的重视。
　　2、路基沉降的原因分析
　　路基在行车碾压和自重的作用下会发生沉降现象。发生路基沉降问题的原因主要以下几点：
　　(1)路基填筑材料选用不当。当选择不符合组别要求的填筑材料时，容易引起路基面的较大沉降。
　　(2)填筑方法不合理，压实质量控制不好，压实度不够。在施工过程中，压路机未按标准进行压实，或者如桥台背、挡墙等部位压实机械不易压实的地方，导致路基施工完成后出现变形或部分变形，因此路基压实无法达到要求也容易产生沉降现象。
　　(3)由于雨水浸泡等外界原因造成路基含水量增大，导致路基强度降低，接近临界状态，变形过大引起路基表面沉降、开裂。
　　(4)设计时，用于路基沉降计算的数据不可靠，设计上的不足，导致施工方案等缺陷，造成路基沉降。
　　3、路基沉降的控制方法
　　对路基填料不符合要求的情况，对路基填料进行换填，然后重新压实。对于水塘、沼泽等路段要采取抛石挤淤、石灰桩等措施，处理底层基础；对于桥背、涵背、墙背等处要选用合适的压实振捣机械，提高压实度；对于高填方路段要分层填筑压实，并严格控制每层填筑厚度和压实质量；对于地下水位较高，降水丰富的地区，应做好排水设施，如：截水沟、排水沟、盲沟等；对于某些特殊路段，在路基修筑完成后，可以考虑铺筑临时简易路面，然后开放交通，经行车碾压后待路基自然沉降到位后，再铺筑路面。
　　四、对软土地基处理技术的分析
　　软土地基处理须遵循“根据工程土壤特性，以天然地基为主，避免和防护为辅，选用适当的处理措施”的原则，达到提高土壤抗剪强度，控制地基的沉降度，降低土壤渗漏性或渗流的水力梯度，改良土壤动力性能，减少地基压缩性，增强地基承载力等目的，从而提高地基的稳固性和安全性。
　　1、在进行塑料排水板的机械施工中，静压式的插板机无论在经济成本还是工效以及对环境的影响等方面都是好于振动式的插板机，然而振动式的插板机在进行对地层穿透的能力方面是好于静压式的。所以，在两者都可以穿透地层进行地基处理时，应优先采用静压式的插板机，如果采用静压式进行地层处理困难时，需采用振动式的塑料排水板机械进行处理；
　　2、软土地基在选取设计参数时，需要在土工参数的统计分析基础上，结合原位的测试及地质背景等进行综合分析以后，提出科学合理的参数。在通过对现场观测数据的分析后，提出对软土地基沉降的计算方法以及工后的沉降推算。鉴于对软土地基沉降时间的控制以及工后沉降推算的可靠性要求，在软土地基进行填筑完成以后要确保达到一定的放置调整期，从而达到有效控制工后沉降的要求；
　　3、由于地基处理方法以及结构物类型的不同可以直接影响剩余纵向的差异沉降，因此，进行设计时在同一工点需避免应用不同的处理方式，如果不能避免需要考虑在不同的处理方式以及不同的结构物之间设立过渡段，并且确保必要的放置时间，从而降低在不同工程类型间的沉降差异。如果在放置后存在较大差异沉降的地段，就须要根据实测沉降资料，采用预压等方法处理。根据路基沉降计算值和实测值所出现的差异，可以开展信息化的管理和施工方法，通过进行信息化管理的实施办法，在一定程度上是可以有效的控制工后沉降；
　　4、软土地基经过搅拌桩的加固以后，地基土的特性会在很大程度上有所改善，主要表现在施加荷载以后其沉降量较小，并且在很短的时间内沉降基本完成。由于软土路基后期的次固结沉降历时较长，为加速地基土的压缩速度，减小后期的路基沉降量，可采用预压的方式等来降低因后期荷载所引起的沉降问题，满足轨道铺设的要求。对于是否可以通过长期的超载来降低后期荷载所产生的沉降问题，需进一步进行研究。
　　
　　参考文献：
　　[1]万涛,高速铁路软土地基沉降的预测与控制研究[D],天津大学,2006
　　[2]潘宵,李建国,肖利,高速铁路软基处理方法及应用现状研究[J],水利水电快报,2010（1）
　　[3]汤友富.高速铁路软土路基关键技术试验的项目管理[J].交通运输工程与信息学报，2006(2).

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