向平
[摘要]論文以江漢鐵路軟基施工重難點為切入點,分析了江漢平原的鐵路施工環(huán)境和軟基施工存在的困難,根據(jù)該地區(qū)的地理條件提出了對應(yīng)的施工方法和建議,并合理利用了現(xiàn)有的施工條件,提高了對質(zhì)量和效率的保證效果。通過深入細(xì)致的數(shù)據(jù)分析結(jié)合現(xiàn)場調(diào)研,對江漢平原的地質(zhì)條件進(jìn)行分析,闡述了軟基施工對于江漢鐵路的重要意義以及未來類似地質(zhì)條件下鐵路施工的參考價值。
[關(guān)鍵詞]軟基施工;地理環(huán)境;因素分析;對策研究 文章編號:2095-4085(2017)02-0090-02
江漢跌路天門至仙桃鐵路支線線路全長83.033km,路基全長57.552 km,占全線長度69.31%;路基工點類型主要有邊坡防護(hù)路基、軟土路基、膨脹土路塹、浸水路堤、既有線并行路基等。其中軟土路基41處,累計長度42 km,主要范圍在坳溝零星分布,漢北河至仙桃東站,主要工程為換填、攪拌樁、CFG樁、塑料排水板。
1施工環(huán)境
皂市至天門河段,為剝蝕崗丘,表層多為第四系上更新統(tǒng)沖、洪積(Q3al+pl)黏性土層,層厚10~20 m,可塑~硬塑,具有弱膨脹性,局部具中等膨脹性。下伏石炭系(C2hn)黃龍群黏土巖,全~強(qiáng)風(fēng)化,局部夾灰?guī)r、石英砂巖、砂礫巖,弱風(fēng)化。丘間谷地表層為第四系全新統(tǒng)沖、洪積(Q4al+pl)淤泥質(zhì)黏土、層厚0~2.7 m,下為粉質(zhì)黏土、砂類土及碎石類土等,地層厚度大于50 m。
天門河至仙桃東段,為沖、湖積平原區(qū),上覆第四系全新統(tǒng)沖、湖積(Q4al+1)淤泥質(zhì)黏土,粉質(zhì)黏土、砂類土,局部分布有礫石類土等,覆蓋層厚度一般大于60 m。其中淤泥質(zhì)土層厚3~26 m。
2江漢鐵路軟基施工的重難點
2.1復(fù)雜的地層情況
根據(jù)江漢鐵路施工環(huán)境及工點說明,部分地段填土較低,路基穩(wěn)定不受控制,地表層含水率較大,軟土層厚度小于3 m,且表層無硬殼;有較多地段軟土厚度大、填土高、工后沉降控制標(biāo)準(zhǔn)高(如橋頭)地段,農(nóng)田地段。
2.2地下土層含水量大,成樁效果難保證
江漢平原地表水較發(fā)育,主要發(fā)育河水、堰塘水等;地區(qū)降雨量大,地下水發(fā)育,表層第四系孔隙潛水、上層滯水及深部承壓水,埋深一般0.2~3 m。地質(zhì)情況至上而下分別為:淤泥,流塑,σ0=40 kPa,液限50.20%、塑性指數(shù)24.21;粉質(zhì)黏土,可塑,σ0=120 kPa,液限37.75%、塑性指數(shù)13.76,不含有機(jī)質(zhì);淤泥質(zhì)黏土,流塑,σ0=60 kPa,液限40.2%、塑性指數(shù)20.11;細(xì)砂,稍密,飽和,σ0=120 kPa
3解決軟基施工重難點的對策
3.1對不同地質(zhì)采取最合適的處理方式
軟土層厚度小于3 m,且表層無硬殼時,采用換填或碾壓片石措施處理;填土較低,路基穩(wěn)定不受控制地段,采用排水固結(jié)法加固,其豎向排水體系采用塑料排水板,加固深度一般控制在25 m以內(nèi),排水板間距1.0~1.2 m。必要時采取設(shè)土工格柵(格室)加強(qiáng)穩(wěn)定的措施;軟土厚度大、填土高、工后沉降控制標(biāo)準(zhǔn)高(如橋頭)地段,適當(dāng)考慮水泥攪拌樁、CFG樁復(fù)合地基措施。填土高大于4~5 m時,一般采用水泥土攪拌樁處理,攪拌樁樁長控制在12m以內(nèi),樁徑0.5 m,樁間距1.0~1.2 m,摻入水泥量不少于50 kg/m,樁體90 d齡期無側(cè)限抗壓強(qiáng)度不小于1.2 MPa,單樁承載力60~77 kN;填土高大于5 m時,采用CFG樁處理,CFG樁長控制在25 m以內(nèi),樁徑0.5 m,樁間距1.5~1.8 m,樁底進(jìn)入硬底不少于1 m,樁體混合料試塊在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下28 d齡期立方體抗壓強(qiáng)度不小于15 MPa,單樁承載力200~600 kN;填土高小于基床厚度的低矮路堤,基床承載力不滿足要求地段,采用水泥土攪拌樁復(fù)合地基處理。
3.2通過試樁對施工工藝進(jìn)行改進(jìn)保證成樁質(zhì)量
按照試樁工藝參數(shù),施工1根13 m長水泥攪拌樁平均耗時約1 h,每日有效工作時間按照16 h計,則每臺樁機(jī)日工作量最多達(dá)208延米。而常規(guī)做法,每臺樁機(jī)日工作量一般為500延米,則功效只能達(dá)到常規(guī)情況下的40%。成本分析:通過試樁總結(jié),水泥摻量平均為67.2 kg/m,而設(shè)計水泥摻量為50 kg/m,增加水泥用量17.2 kg/m;水泥攪拌樁機(jī)額定功率為75 kW/臺,灰漿泵額定功率為4 kW/臺,共計79 kW/臺。同時將普通的兩攪兩噴的施工工藝改進(jìn)為四攪四噴+樁頂3m復(fù)攪,成樁效果明顯提高。
3.3施工前做好排水工作
江漢地區(qū)雨水充沛,土壤天然含水量大,土質(zhì)松軟,軟基施工等大型機(jī)械設(shè)備在原地表施工有很大難度,容易陷機(jī)和機(jī)械設(shè)備不能保持水平。所以,在軟基施工開始前,需將原地表清淤除雜,用碎石或毛渣鋪一層工作墊層,用壓路機(jī)進(jìn)行壓實和整平,避免機(jī)械設(shè)備陷機(jī)和樁身施工不豎直。