浅析铁路客专黄土路基消除湿陷性的地基处理

龙源期刊网浅析铁路客专黄土路基消除湿陷性的地基处理作者：王瑜来源：《科技视界》2014年第02期【摘要】本文介绍了黄土路基湿陷性的概念和主要特点，详细介绍了根据湿陷深度不同处理湿陷性黄土路基采用的主要施工方法有水泥土挤密桩、柱锤冲扩桩、CFG桩等，经过试验检测达到了消除湿陷性的目的。【关键词】铁路客专；黄土路基；消除湿陷性；地理处理1湿陷性黄土的定义黄土分布地区，一般气候干燥、降雨量少，蒸发量大，属于干旱、半干旱气候类型，年平均降水量在250mm～500mm之间.湿陷性黄土是一种在干燥情况下，具有较高强度和较低压缩性，遇水后在一定外力作用或在自重作用下强度骤降的一种特殊岩土。黄土受水浸湿后，在上覆土层自重应力作用下发生湿陷的称自重湿陷性黄土；若在自重应力作用下不发生湿陷，而需在自重和外荷共同作用下才发生湿陷的称为非自重湿陷性黄土。由于湿陷性黄土的特性，在湿陷性黄土地区发生事故的主要原因是地基的不均匀沉降，因此，对地基强度、稳定性及不均匀沉降有极为严格的要求。2黄土铁路路基概况黄土一个显著的特点是在天然状态下，未受水浸湿的黄土具有较高强度，较小压缩性，但当遇水浸湿后，由于黄土大孔隙结构的破坏，产生了湿陷变形。客运专线铁路黄土路随着列车朝高速、重载方向发展时，作为直接承受行车及轨道荷载作用，直接受到降雨影响的路基基床，尤其是基床表层部分，因此消除黄土湿陷性势在必行。我参加了大西（大同～西安）铁路客运专线DK653+500～DK701+924.11区间铁路的建设，此区间位于山西省运城市临猗县至永济市境内，区间有路基12.683km，全部为湿陷性黄土路基。为消除黄土的湿陷性，提高用湿陷性黄土修筑的铁路路基工作性能，提高其抗变形能力，提高基床表层土体稳定性，我标段根据不同的湿陷深度采用不同的施工方法，下面我就如何消除湿陷性采取的施工方法和质量检测进行阐述。3湿陷性黄土路基地基的处理措施（1）地层上部为湿陷性黄土，下部为厚层非湿陷性地层，且地下水位埋深较大时，采用以下措施进行处理：龙源期刊网）湿陷性黄土厚度H≤2m时，采用挖除换填水泥改良土或冲击碾压措施。2）混陷性黄土厚度2m3）湿陷性黄土厚度6m4）湿陷性黄土厚度H15m或饱和度65%时，采用柱锤冲扩桩进行处理，一般采用正方形布置，桩孔直径0.4m，成桩直径0.65m。5）湿陷性黄土厚度为12m（2）地层上部为湿陷性黄土、下部为松软土的地基，不仅要消除上部的湿陷变形，而且要解决地基压缩层的压缩变形则采取以下的处理措施：1）强夯+CFG桩组合措施：用于远离村镇及既有建筑物且湿陷性黄土厚度小于6m的地段。2）长短桩复合地基处理措施：用于湿陷厚度为3～6m且距离建筑物较近及湿陷厚度大于6m的地段。短桩为水泥土挤密桩、孔内深层强夯（DDC）桩，主要作用是消除上部湿陷性黄土的湿陷变形；长桩为CFG桩、钢筋混凝土预应力管桩等，主要作用是解决地基的压缩变形。4施工工艺施工前需进行工艺性试桩，检测施工设备、施工工艺适宜，经过调整验证了采用的技术参数满足设计要求。首先进行平整场地、冲击碾压，为保证正常施工，承载力不应低于120kPa。施工灰土桩，挖除预留覆盖土层（含耕植土）至设计桩顶标高，然后施工垫层。1）水泥土挤密桩采用沉管成孔，柱锤冲扩桩采用机械成孔，成孔方法应根据土质条件而定，大西铁路选用了钻孔、冲击成孔等方法。成孔时成孔机械保持垂直稳定，垂直度偏差不大于孔深的2.5%，成孔中心偏差不超过桩径的1/4。当地基含水量较高或成孔困难时适当设置套管或其它措施；柱锤冲扩桩采用预钻0.4m孔后冲扩成孔；CFG桩采用长螺旋成孔、管内泵压混合料。2）成孔深度应满足设计要求，根据土质情况可在孔底预留一定厚度的原土层，以重锤夯冲至地基处理设计深度，强夯桩底影响深度应为1～2m。根据设计要求，可在孔底做一人工持力层或扩大桩头。龙源期刊网、强夯前应检查成孔直径、孔深、垂直度，孔内虚土和积水情况，并对孔底强夯至设计高程，检查有无空洞等异常情况，对不符合成孔质量标准的应进行补强和加固处理。4）柱锤冲扩桩施工过程中，按规定的填料标准、质量、数量、夯锤击数和落距等有关设计参数进行作业。5）柱锤冲扩法作业时，强夯重锤应与孔中心对中，下落时呈自由落体状态，其深度允许偏差应为±500mm。6）柱锤冲扩桩施工时，当遇到缩孔时，可用硬骨料夯填消除塌孔的影响。5桩体材料水泥土挤密桩和柱锤冲扩桩桩体材料为P.O42.5水泥与土的混合料，水泥的掺量不小于黄土干质量的8%，施工前应进行室内本配合比试验，28d龄期标准试块压缩模量Es1-2不小于35MPa，Es2-3不小于60MPa，无侧限抗压强度不小于2.5MPa。CFG桩桩体材料由水泥、粉煤灰、碎石、砂加水拌合而成，施工前应进行现场室内配合比试验，28d龄期标准试块抗压强度不小于15MPa。6检测控制（1）水泥土挤密桩、柱锤冲扩桩质量检测项目为：1）施工后应检查施工记录；2）桩身密度检验，压实度≥0.97；3）桩间土的处理效果检验，挤密系数≥0.9，湿陷性系数4）无侧限抗压强度检验，28d无侧限抗压强度≥2.5MPa；5）压缩模量，28d压缩模量不小于60kPa。6）复合地基承载力检验。（2）CFG桩的检测项目为：1）桩身28d立方体抗压强度≥15MPa；2）单桩（不含桩间土）竖向承载力特征值。复合地基（含桩间土）承载力特征值、变形模量，同时对桩间土承载力特征值进行检测；龙源期刊网）施工后检查施工记录。7结束语目前大西铁路客运专线湿陷性黄土路基地基处理已接近尾声，检验结果很好，符合验标及设计要求，湿陷性黄土地基采用水泥土挤密桩、柱锤冲扩桩可有效的消除处理范围内黄土的湿陷性，CFG桩提高了地基承载力，提高了地基变形模量，减少了地基变形的预期目的，湿陷性黄土在山西省是广泛存在的一种特殊岩土，对山西省铁路工程的影响较大，采用经济、合理的技术措施对其进行处理利用，对于铁路建设意义重大。【参考文献】[1]铁建设[2005]160号客运专线铁路路基工程施工质量验收暂行标准[S].[2]TB10102-2004铁路工程土工试验规程[S].[3]CECS197：2006孔内深层强夯法技术规程中国工程建设标准[S].[4]客运专线铁路工程施工质量验收标准使用手册[S].[责任编辑：杨玉洁]