高压旋喷桩加固高速铁路软土地基

２１年 第 １ ０１ Ｏ期 （ 总第 ２２ １ 期）
黑龙江交通科技
ＨＥＬＯＮＧＪＡＮＧ Ｉ Ｌ Ｉ ＪＡＯＴＯＮＧ Ｊ ＫＥ
Ｎｏ １ ２ １ ． ０，０ １
（ ｕ ｏ２２ Ｓ ｍ Ｎ ．１）
高压 旋 喷桩 加 固高速 铁路 软 土地 基
程 勋
（ 中铁七局武汉公 司）
（） ２ 地基处理的方法 。
因为， 弹性变形过大， 就会导致高速行驶的列车无法正常运 行； ， 同样 刚度也不能过大 ， 过大就会导致列车 的振动和 噪声 加大 ， 也不利于车辆的平稳运 行。有研 究表 明 ， 由刚度变化 引起 的列 车振动和速度的二次方成正 比。列车速度 高 ， 路基 刚度 变化越急剧 ， 的列车 振动越强 烈 ， 响列 车高速运 引起 影 行的舒适性 和安全性 。故此 ， 高速铁路要求路基在线路纵 向 上做到刚度均匀 、 变化缓慢 ， 绝对不允许刚度突变。
收稿 日期 ： １ — ７ ０ ２ １ ０ －６ ０
随着我国高速铁路 、 客运专线 的大量修 建 ， 软土路基基 底处理是路基施工的重点和难点 ， 特别是路基的沉降控 制是 成败的关键， 为了控制路基的沉降量， 现代地基处理加固技 术大致可 以分为改变路 堤的结构 型式 、 采用人工地 基、 排水 固结和桩板结构路基等。 ①改变路堤的结构型式： 主要为反压护道和铺设土工合 成材料 ， 反压护道是通过在路堤两侧填筑一定高度的护 道起 反压作用， 防止地基破坏 ， 保证路堤稳定的一种有效工程措 施； 铺设土工合成材料是在路堤底部铺设一层或多层土 工合 成材料 。 ②人工地基主要是在软弱地基内设置各种材料制成桩， 构成复合地基 ， 或将地基 土换成 性能 良 的土料 ， 好 以保证路 堤稳定的一类 方法。如换 土 、 挤密砂桩 、 碎石 桩 、Ｆ Ｃ Ｇ桩 、 生 石灰桩 、 高压旋喷桩等 。 ③排水固结是 在软土 中设 置垂 直井 ， 地表铺设砂 垫层 ， 以缩短空隙水 的流程 ， 速土体 固结 的一类 方法 ， 加 如排水砂 井、 袋装砂井 、 排水板、 塑料 排水砂垫层等 。 ④桩板结 构路基由下部钢 筋混凝 土桩与上部 钢筋混凝 土承载板组成， 其主要工作机理是通过承载板将上荷载传递 到桩体 ， 桩体把荷载扩散到桩 间土 、 卧层或桩基底 岩层 ， 下 从 而达到控制路基沉 降与变形 的 目的。 ５ 高压旋喷桩加 固原理 我公司管段 内路基 除挖 方区外 ， 全部属 于软土路基 ， 并 且下覆基岩属于泥岩夹砂 岩。主要 的地基加 固形 式有水泥 搅拌桩 、Ｆ Ｃ Ｇ桩 ， 部分涵洞 基底加 固为高压旋 喷桩加 固。在 这里重点介绍下高压旋 喷桩处理 软土地基 。 使用工程 钻机 钻至预定 深度 后 ， 用高压泥浆泵等发生装 置， 通过安装在钻杆机端 的特殊 喷嘴 ， 向周 围土体 喷射化学 浆液 （ 常用水泥浆液 ）同时钻杆 以一 定的速度徐徐 提升 ， ， 高
１ 前 言
文献标识码 ： Ａ
文章编号 ：０ ８－ ３ ３ ２ １ ） ０— １４一ｏ １０ ３ ８ （ ０ １ １ ０ ４ ２
我 国是一个幅员辽 阔的 国家 ， 质条件 多样化 ， 之国 地 加 家铁路 网络的规划 ， 意味着 最近 的一段时 间里 ， 国进 入 了 中 有史以来规模最大的铁路建设时期 ， 铁路路基是轨道结构的 基础 ， 直接承受轨道重量 和机车车 辆的荷 载 ， 的好坏 影响 它 到轨道结构的平顺性 和行车 的高稳定性 、 全性 ， 安 是未来 面 临的重要研究方向。铁路 路基施 工与维 护技术至 关重 要的 关 系着铁路运输、 民经济的发展。 国 路基 由填筑或开挖 而wk.baidu.com成 的直接支 承轨 道 的结 构。路 基与桥梁 、 隧道相连 ， 同构成 一条线路 。路基上 面直 接铺 共 设轨道结构。因此 ， 路基是轨 道的基 础 ， 它既 承受 轨道 结构 的重量 ， 即静荷载 ， 又同时承受列 车行驶 时通过轨 道传 播而 来 的动荷载。所 以 ， 路基应具 有足够 的坚 固性 、 定性 和耐 稳 久性 。对于高速铁路 ， 路基还 应有合理 的刚度 ， 以保障列 车 高速行驶 中的平稳性 和舒适性 。
４ 路基处理原则和方法
路基 的工后沉降量的大小对 高速铁路行车的安全性 、 稳 定性、 舒适性、 还有线路的养护维修量及轨道结构部件的使 用寿命有重要的影响。路基的工后沉降一般 由路基在列车 荷载作用下发 生的变 形 ， 路基 本体 在 自重作 用下 的压 密沉 降， 地基引起的工 后沉 降这三部分组成 。在路基填料 的材质 与施 工质量有保证 的前 提下 ， 两部分 的数值 是有 限的 ， 前 因
２ 控 制路基变形
此控制路基沉降主要是控制地基 的工后沉降 ， 特别是针对不 良的地基 ， 如饱 和软弱粘性 图质的地基 ， 变形数量大 ， 完成时 间长 。如果不采取有效的处理措施 ， 下沉量可达到几十厘米 到几米 ， 变形过程长 达几 十年。工程实 践说 明， 绝对消 除工 后沉 降是很 困难 的， 般在地 基设计 和养护 中， 一 将工后沉 降 控制在一定的 、 以允许 的范 围之 内， 可 使其对 高速铁路 的正 常运行影响不大。因此 ， 严格控制路基变形和工后沉降十分 重要 ， 也是保证施工 质量 的重要 环节 。
形。 ３ 保证路基刚度的均匀性 列车速度越 高 ， 要求 路基 的 刚度 越大 ， 弹性 变形越 小。
定： 在地基不良地段 ， 工后沉降与地基处理费用成正比关系。 如果沉降标准规定过严， 地基处理费用就会大幅上升， 虽然 后期的养护费用会减少， 但从整个工程经济的角度上看是不 合理的。故此， 工后沉降标准要有一个最佳的经济值。
高平顺性是高速铁路得以正常运营的基础保证。因此， 高速铁路对轨道 的不平顺管理 标准要 求十分 严格 。路基是 铁路基础工程的重要组成部分 ， 承受着轨道结构的重量 和列 车荷载 ， 路基的变形 自然会 引起 轨道 的几何 不平顺 。特别是 有砟轨道 ， 其轨下基础是 由散 体材料 组成 的道床和 路基 ， 它 是整个线路结 构中最 薄弱 、 是最 不稳定 的环节 ， 也 是轨 道变 形的主要来源， 在多次重复荷载作用下所产生的累积永久下 沉将造成 轨道 的不平顺 ； 同时 ， 对轨道 的弹性 变形也起 刚度 关键性的作用 ， 因而对列车的高速行走条件有重要的影响。 因此 ， 高速铁路 路基 除了应 具备 一般 铁路 路基 的基本 性 能 外， 还需要满足高速铁路轨道 对基础 提 出的性 能要求 ， 足 满 静态平顺 性和列车运行状态下的动态平顺 。 即在路基 的设计 中， 一般的铁路路基 是以强度控制设计 的， 对高速铁路路基， 变形控制是路基工程设计的主要控制 因素。因为在强 度破 坏前 ， 以 已出现 了不 允许 的过 大变 可
（） １ 处理原则 。 控制路基工后沉降标准 ， 主要依据如下原则 。 ① 根据高速铁路行车线路 的要求 和线路 的维修能力决 定 ， 高速线路对 路基 的工后沉 降的维修 能力保证速度要 如果 求 的平顺度 ， 的工后沉 降是允许 的 ， 这样 反之就不允许 。 ② 根据前期 建设 投 资与 后期 养 护费 用 的经 济 比较 确
摘
要： 根据高速铁路路基施工要求 ， 介绍软 土地基处 理的高压旋 喷桩施 工方 法 、 机具设 备 、 质量控制 等技
术 。通过对现场质量检测分析 ， 发现加 固效果明显 ， 以应用于高速铁路 的路基 加固工程 。 可 关键词 ： 高速铁路 ； 软土路基 ； 施工 中图分类号 ：Ｕ ５ Ｔ ４７