湿陷性黄土高速铁路路基的地基处理及施工

湿陷性黄土高速铁路路基的地基处理及施工

杨学新

中铁十二局集团第七工程有限公司湖南长沙410000

摘要：近年来，湿陷性黄土高速铁路路基的地基处理及施工问题得到了业内的广泛关注，研究其相关课题有着重要意义。本文首先对相关内容做了概述，分析了湿陷性黄土路基存在的主要问题及沉陷基本原理，并结合相关实践经验，分别从多个角度与方面就地基处理及施工工作展开了研究，阐述了个人对此的几点看法与认识，望有助于相关工作的实践。

关键词：湿陷性黄土；高速铁路；地基处理；施工

1前言

作为一项实际要求较高的实践性工作，对湿陷性黄土高速铁路地基的处理有着其自身的特殊性。该项课题的研究，将会更好地提升对湿陷性黄土高速铁路路基的分析与掌控力度，从而通过合理化的措施与途径，进一步优化该项施工工作的最终整体效果。

2概述

在我国土地分布当中黄土的面积分布较广、厚度较大，且成因类型也较为复杂。在诸多路基施工类型当中，湿陷性黄土地路基施工是最为复杂的一种。因此采取一定的技术手段以及工程措施是解决湿陷性黄土地路基施工的必要条件。在我国湿陷性黄土地大部分分布在黄河中游及周边地区。其黄土间隙在1.0以上，由于其颗粒间具有一定的结构强度，因此在气候干燥条件下，其具备一定承载能力且变形量较小。但如果其受水浸湿后并在一定载荷作用下，其土壤结构遭到迅速破坏进而产生下沉对路基造成影响。据统计湿陷性黄土在我国黄土总面积中占据60%，因此在大部分黄土地区施工时都要采取地基处理。为此做好湿陷性黄土地区路基施工具有十分重要的意义。

3湿陷性黄土路基存在的主要问题及沉陷基本原理

（1）承载力和稳定性问题：路基在荷载作用下，若其承载力不能达到要求救护出现局部或者整体剪切破坏，影响道路正常使用，甚至造成道路直接损坏。

（2）沉陷问题：长期荷载作用下，路基会发生形变，如：沉陷、水平位移、不均匀沉陷等情况，若超过系统最大允许值就会影响道路状态。若路基压实度不够且含水率远超最大限定，路基会出现不均匀沉陷，其危害更大。

（3）渗流问题：一般路基都有渗流量或水力比降要求，若这方面超过路基的允许值，会出现大量水损失或其他问题造成路基失稳导致路面破坏，出现各类工程事故。

湿陷性黄土路基出现沉陷的基本原理主要是湿陷性黄土生成年代晚，所受外力作用小，自身固结不完善，存在孔隙大、结构松散情况，造成湿陷性黄土强度较低情况，在为考虑水份影响时，单纯的外部荷载作用若超过湿陷性黄土自身强度承载能力，其骨架结构就会出现崩溃，土体间孔隙逐步被填充密实逐步趋向固结，造成路基出现沉陷；考虑水份影响的情况下，由于水份作用，湿陷性黄土丧失基强度，土体出现溃散，土体颗粒重新排布，造成路基出现沉陷。

4湿陷性黄土高速铁路路基的地基处理及施工措施

4.1地基处理

对湿陷性黄土地区高速铁路的路基进行处理，首先应根据湿陷性黄土地区的特点，对铁路地基实施湿陷性方面的测量和评价，确定地基的湿陷等级、湿陷系数和处理深度。我国目前对湿陷性黄土地区高速铁路路基的处理方法主要有冲击压实、强夯法、桩基法等。

4.1.1冲击压实

冲击压实法主要适用于浅层湿陷性黄土的压实处理，主要具有施工速度快、工程造价低、施工工期短等优点。

下面以某黄土地区高速铁路路基工程为例进行具体说明。该路段全长9.9KM，属非自重I级，自重II～III级湿陷性黄土，黄土分布深度为3～9m，湿陷性系数为0.020～0.035，平均湿陷量约为20cm。具体处理工艺如下：

①下承层准备：首先清表、整平、放线测量、测量土体含水量，然后对下承层加以补水或晾晒，确保土壤达到最佳含水量。

②冲击压实：冲压速率保持12～13km/h，压实时从路基一侧向另一侧转圈冲压。冲压顺序为先两边后中间，围绕碾压区外侧冲击碾压5遍，纵横两面同时重叠半轮转圈压实。每次压实后用平地机整平，并测含水量及时洒水，尽可能在最佳含水量下冲击碾压。

③数据收集：压实度每两遍测一组，每40m一个断面，每断面3个点，一组18个点，每点分0～50cm、50～80cm两层做压实度，上下两层各取平均值；沉降量每一遍测一组，每30m一个断面，每断面5个点，一组40个点取平均值。

路基压实度控制因素包括土层含水量、冲击压实速度、冲击压实次数等几个方面，通过对冲击压实过程的冲击次数和压实度相关数据进行统计分析得出结果。当冲击压实次数达到第八次的时候，各项数据均达到了要求标准，达到第九次时0～50厘米土层的压实度开始出现下降、50～80厘米土层的压实度变化程度减小，其中前两次的冲击压实对地基的密实度起到了决定性作用。因此，该路基工程中，施工单位使用冲击压实法时应将冲击次数控制在八次左右，以达到沉降量和压实度的设计要求。

4.1.2强夯法

强夯法作为湿陷性黄土地区高速铁路路基沉降处理中最为常见的方法，其处理深度大多在3～5米之间。这种地基处理方法不仅可以缩减地基的变形度，提高地基的密实度和承载能力，而且可以在一定程度上消除地基的湿陷性，提高地基的抗震性和稳定性。此外，强夯法具有经济性能好、适用范围广、施工方便等优点。强夯法的施工要注意以下几个方面的内容：最后两击的沉降量不能小于5厘米，30厘米以下的压实度不能小于95%，30～80厘米的压实度不能小于94%，80～120厘米的压实度不能小于90%。地基的湿陷性不能大于0.015，土地的密度也应控制在1.50～1.58g/cm3之间。

4.1.3挤密法

挤密法是一种适用于地下水位以上非饱和湿陷土地的一种地基处理方法，其处理深度在5～10米之间，按处理流程主要分为夯实挤密法和成孔挤密法两种类型。采用挤密法时，首先应将成孔沉管深入土层中，使周围的土层因受到水平挤压作用而减少相互之间的空隙，消除或降低其湿陷性；然后将水泥土、素填土、灰土等各种类型的土体按比例混合并予以夯实，制成挤密桩复合地基，提高地基承载能力、有效控制地基沉降。须注意的是，在施工之前，施工单位应先选取局部地段进行试验，确保试验结果满足地基设计要求；在施工过程中，施工单位应选取正三角形进行挤密桩布置，并保证施工后地基的沉降量控制在15毫米以下。

4.1.4桩基法

桩基法施工过程中最常用的是水泥粉煤灰碎石桩，其主体由碎石、粉煤灰、水泥、沙子等搅拌而成，能够有效提高高速铁路路基的承载能力。使用桩基法进行加固处理的机理有：排水固结机理、垫层机理、桩体作用机理等。桩基法是我国目前使用较多的一种路基处理方法，其处理效果较为满意。

4.2防排水措施

防排水措施具体分为地面排水和地下排水两部分，就地面排水而言，首先应科学选定排水设施的类型和位置，通过增加截水沟、边沟等，将流向路基的水截断，并引入离路基较远的低洼处。其次，在排水系统的布置方面，施工单位应保证水流就近排出，如果受地下水的影响较大，则应优先使用地下排水设施，并配合使用地面排水设施。再次，应做好各种排水设施的衔接工作，避免排水设施的连接不畅。

就地下排水而言，施工单位应首先在地基底部设置足够的支撑渗沟和引水渗沟，并在路堤上设置截水渗沟，防止路基病害发生。其次，应保证侧沟的出水口留有足够的长度，防止水流出路基之后冲刷路基的边坡填土。再次，对于地基基底的渗水，应通过砂砾予以排除，确保地基的稳定与安全。

5结束语

综上所述，加强对湿陷性黄土高速铁路路基的地基处理及施工问题的研究分析，对于其良好实践效果的取得有着十分重要的意义，因此在今后的湿陷性黄土高速铁路路基的地基处理及施工过程中，应该加强对其关键环节与重点要素的重视程度，并注重其具体实施措施与方法的科学性。

参考文献

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