高速铁路软土路基施工过程中整体稳定性分析|高速铁路路基的特点
时间：2019-05-26 03:30:19 来源：柠檬阅读网 本文已影响 人 
摘要：在经济飞速发展的今天，铁路已经成为一种重要的交通工具，不仅为人们的出行提供方便，铁路运输在我国运输行业占的比重也很大。所以，铁路建设事业的发展无论是对经济发展，还是对提高人民生活水平都起着非常关键的作用。我国国土面积广，地理条件复杂，土质多种多样，软土属于比较常见的土质。在高速铁路建设的过程中，难免会遇到软土地质，软土地基施工就成了铁路建设的一大难题。，如果处理不当就会严重影响铁路建设的质量。本文针对高速铁路软土路基施工过程中的整体稳定性加以分析。
关键词：高速铁路；软土路基；稳定性；措施；
Abstract: In today"s rapid economic development, railway has become an important traffic tools, which not only provides convenient for people’s traveling, but also its transport accounts for a large proportion in the transportation industry. Therefore, the development of the railway construction plays a very important role in economic development and to improve the people"s living standard. As our country land area is so wide, and the geographical condition is complex, the soil is varied with soft soil belonging to common soil. In the railway construction, it is hard to avoid soft soil subgrade, which has become a difficult problem. If not been handled properly, it will seriously affect the quality of the railway construction. This article analyses the overall stability in view of the high speed railway soft soil subgrade construction.
Keywords: high speed railway; soft soil subgrade; stability; measures;
中图分类号： U213.1文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）
软土在工程学中的定义就是淤泥与淤泥质土的合称。它的主要特点是天然含水量比较大、承载能力比较低、而且压缩性大。高速铁路工程在路基施工沉降方面的要求特别高，所以软土路基处理在高速铁路工程施工中是一个关键，在软土路基上修建高速铁路，如果对软基不作任何处治或者处理不恰当，就容易导致路基失去稳定性或者沉降过量，直接影响铁路的正常运营。在我国的高速铁路建设中，软土路基在施工过程中的整体稳定性一直是困扰施工单位的难点。接下来，笔者就针对这个问题做详细的介绍。
一、软土路基的施工稳定性特点
高速铁路软基路堤的稳定性因为高速铁路自身的建设特点以及软土的特殊性质，而有别于其他的工程。因为高速铁路投资大，对于技术要求标准高，所以对路基变形以及稳定性两个方面要求十分严格，而软土的特点决定了它在这两方面容易受到外部扰动。在软土地基上修建铁路时，极易产生路堤沉降过大或失稳等问题。此外，铁路工程一般路线都比较长，经过很多地区，所经区域地质条件复杂，所以不能像工业以及其他民用建筑物在处理地基方面可以对软土地基进行详细的试验勘察。
二、高速铁路软土路基施工中的主要问题
如果路基的抗剪强度无法承受上部结构的自身重力以及外部荷载的话，地基的整体或者局部就会受到剪切破坏。
如果铁路路基受到较大的上部结构自重的作用或者外部荷载的作用，就会产生较大的沉降以及不均匀沉降变形，这样就会影响铁路的正常通行，尤其是荷载超过了路基所能承受的不均匀沉降范围时，还可能导致结构出现开裂。
如果高速铁路路基的渗漏量超过了容许范围，特别容易因为水量损失而导致事故发生。
总之，如果软土地基处理不当的话，高速铁路在使用过程中，在荷载作用下，软土路基中的气体以及水就会从孔隙中被挤出，排出气体以及水分的土颗粒在外力荷载的作用下会重新排列组合，并且产生压密沉降。高速铁路路基的压密沉降，会因为具体的地基条件以及路基高度而有所不同，造成较大差异的沉降，沉降时间长了，就会导致路基发生沉降变形，最终影响铁路的通行。三、影响软土路基施工方法选择的因素
（一）道路的形状在高速铁路工程施工过程中，设计轨道高度是一项重要的工作，因为轨道高度直接决定在施工过程中应该选择哪一种施工处理方法。例如：使用换填法的时候，如果路堤既宽又低就容易发生局部破坏；相反，如果路基窄而且高，路堤下面就容易被换填。如果路堤的设计高度大而且稳定，选择压重法将会受到限制。若路堤越高越宽，那么地基就越容易产生深处粘土层发生沉降。（二）施工周围的环境影响高速铁路施工过程中需要考虑的环境因素很多，具体包括以下方面：周围环境中的噪音、地下水的变化以及振动地基等。如果施工是在一些特殊的环境中，必然还会存在一些特殊因素影响施工。例如：如果在软土地基的情况下进行施工，如果路堤高度比较高，就会导致施工区域附近地基的沉降或者隆起。要想有效的避免这种问题的发生，笔者建议使用控制剪切变形的方法，如果施工环境不允许使用这种方法，可以考虑运用高架构造代替路堤，以克服由于环境因素造成的不利影响。（三）道路所在地段在高速铁路施工中，通常情况下，只要地段上不均匀沉降不大，就不会丧失路基的平整度。但是和构造物相连接的地段如果发生剩余沉降，就会导致错台。尤其是当路基的稳定性不高的时候，铁路轨道由于受到比较大的土压力作用，极易发生侧向位移。四、加强高速铁路软土地基稳定性措施
（一）高压喷射注浆技术高压喷射注浆技术是由化学注浆技术与高压射流切割技术的结合而发展起来的。这种方法的主要作用机理就是将钻机钻到路基中的预定深度之后，用在钻杆一端安装好的特别喷嘴，把水泥浆液喷到路基内部并搅动土体，在喷射的过程中钻杆一边提升一边旋转，使水泥砂浆能够和土粒有效的凝固混合，形成均匀的固结体，以提高路基的强度，达到防水、防渗漏以及加固地基的目的，高压喷射注浆技术是一种新技术，在加固和防渗方面效果显著，具有较好的使用前景，但是需要一个发展并且完善的过程。
（二）换填法所谓换填法就是挖除地基地面以下一定深度之内的软弱土层，然后用其他填充料重新填充。选择填充料的时候要具备以下特点：强度高、填料质地坚硬、性能稳定，可以选择卵石、碎石、灰土、素土、矿渣或者煤渣等材料分层进行充填， 在回填过程中要通过机械或者使用人工方法分层压实、夯和振动，保证回填达到施工要求的密实度，从而成为良好的人工地基。如果地基的软弱土层比较薄而且上部荷载较小的话， 可以直接使用机械或者人工方法进行表层压实和夯及振动等密实处理，这样同样能够保证地基换填加固的效果。
（三）复合地基处理方法复合地基处理方法主要包括粉喷桩、旋喷桩以及碎石桩等，使用这种软基处理方法的工程造价比较高，尤其是软土层比较厚的高填土路堤，如果使用粉喷桩设计处理地基，软土层厚度在10米以上的，填土设计标高在8m以上的路堤，粉喷桩设计间距应该在1m，喷粉量大约50kg/m，这样单位面积的施工单价大概是压密注浆方法价钱的2-3倍；如果使用旋喷桩设计方法，施工单价就会更高，达到压密注浆方法的3-4倍。更重要的，选择这种地基处理方法很难控制成桩的质量，例如使用粉喷桩，在理论上，桩间的有效长度可以达到25m以上，但是在实际工程实例中，因为粉喷桩的桩长较大，所以不能保证工程质量；在施工过程中还容易出现喷粉量不足、胶接不好或者搅拌不均匀等质量问题。由此可见，这种方法使用受到一定的局限性。
（四）排水固结法排水固结法首先要在地基中设置竖向排水体，例如砂井等，之后利用建筑物的本身重量进行分级逐渐加载，或者在建筑物建造之前，在场地先进行加载预压使土体排出孔隙水，然后逐步固结地基发生沉降，以达到慢慢提高强度的目的。 也就是让饱和软粘土地基在外力荷载的作用下，将孔隙水排出，减小孔隙体积，使地基发生固结变形。同时，伴随着超静水压力渐渐消散。其有效应力逐步提升，使地基土的强度逐渐增加。
（五）堆载预压法堆载预压法比较经济，容易操作，并且对软土路基加固效果稳定有效，但是在施工工期要求比较长，虽然已经作了一些改进，可以采用薄层轮加法，但是并没有显著的成效，填筑路堤仍然需要很长时间。
结束语：随着经济的发展，人民的生活水平也在逐渐提高，对交通发展的要求也就越来越高。铁路作为我国交通建设的主要组成部分，其施工质量就显得尤为重要。近年来，我国修建了大量的高速铁路，并陆续研制了动车系列以及磁悬浮列车等。这些高速运行的火车在行驶过程中对路基产生了更大的荷载作用，于是对路基的稳定性提出了更高的要求。这对于在软土路基上施工的高速铁路工程来说无疑是一个挑战。为了保证行车安全，我们一定要加强对高速铁路软土路基稳定性的研究，选择合理的加固措施，以保证工程质量。
参考文献：
黄雨，江席苗，刘高，软土路基稳定性影响因素分析，地下空间与工程学报，2009年02期；
饶波，魏丽敏，一种填筑软土路基的稳定性控制方法，公路交通科技，2005年02期；
周应华，缪胜林，杨有辉，关于软土路基设计中几个问题的探讨，交通标准化，2007年12期；
