摘要：高速鐵路路基的穩(wěn)定是高速列車(chē)高平順性、高安全性、高舒適性的保證，因此，在地質(zhì)情況復(fù)雜的軟土路基地段，必須經(jīng)過(guò)加固處理，以滿足路基承載力的要求。本文以寧杭高鐵為依托，介紹了路基加固的施工方法，可以同類工程施工借鑒參考。

　　關(guān)鍵詞：高速鐵路;軟土路基;基底處理;加固技術(shù)

　　Abstract: high speed railway roadbed stability is high-speed train GaoPingShun sex, high security, high comfort assured, and therefore, in the geological conditions of the soft soil base complex section, must pass the reinforcement, to meet the requirements of the subgrade bearing capacity. This paper to hangzhou high iron to rely on, this paper introduces the construction method of roadbed reinforcement, can be reference for the similar project construction.

　　Keywords: high speed railway; Soft soil subgrade; Basal processing; Reinforcement technique

　　中圖分類號(hào)：U238 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

　　我國(guó)地域遼闊，地質(zhì)條件極為復(fù)雜，特別是在沿海地區(qū)及內(nèi)地湖河沉積相地區(qū)存在著許多復(fù)雜的軟土地基，在這些地質(zhì)條件下修建高質(zhì)量的鐵路公路及建筑物都要進(jìn)行軟基處理，以增加地基的穩(wěn)定性及減少沉降。尤其是采用無(wú)碴軌道的高速鐵路，對(duì)路基的工后沉降量要求非常高，這樣對(duì)軟基處理也提出了更高的要求。

　　1.工程概況

　　寧杭城際鐵路北起南京，南至杭州，全長(zhǎng)248.963公里。其中，江蘇境內(nèi)146.773公里，浙江境內(nèi)102.190公里。全程共設(shè)11個(gè)站。客運(yùn)專線設(shè)計(jì)運(yùn)行時(shí)速為350公里，鐵路建成后南京至杭州將在一小時(shí)以內(nèi)到達(dá)，單向輸送能力8000萬(wàn)人/年。項(xiàng)目投資估算總額313.8億元，工期四年，由鐵道部、江蘇省、浙江省共同出資，并組建合資公司負(fù)責(zé)項(xiàng)目建設(shè)。自南京南站東端引出，并行京滬高速鐵路東行至秦淮河南折，沿江寧區(qū)預(yù)留通道傍寧杭高速公路南行，跨寧杭高速公路后距溧水東側(cè)3.5公里通過(guò)，經(jīng)瓦屋山西緣、溧陽(yáng)北側(cè)折向南，距現(xiàn)有的宜興站西側(cè)2公里設(shè)新宜興站，與新長(zhǎng)鐵路平行，穿過(guò)宜興國(guó)家森林公園，經(jīng)丁蜀西側(cè)穿大毛山，跨新長(zhǎng)鐵路，在長(zhǎng)興北設(shè)新長(zhǎng)興站，跨寧杭高速公路引入既有湖州南站，出站后穿張家山、跨寧杭高速公路，經(jīng)德清城關(guān)東側(cè)跨京杭大運(yùn)河，從杭州北經(jīng)既有的德勝路進(jìn)入杭州火車(chē)東站。

　　路基基底處理段地處沖湖積平原區(qū)，地勢(shì)較平坦、開(kāi)闊，交通便利，多為水田、水塘及溝渠，偶見(jiàn)大片房舍。

　　2.高速鐵路線路標(biāo)準(zhǔn)

　　路基沉降變形主要包括：列車(chē)行駛引起路基面的彈性變形、長(zhǎng)期行車(chē)引起的基床累積下沉(塑性變形)、路基本體填土及地基的壓縮下沉。實(shí)踐表明列車(chē)行駛中引起路基面的彈性變形、長(zhǎng)期行車(chē)引起的基床累積下沉(塑性變形)只要滿足基床及路基本體填筑材質(zhì)、壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)，其值都是有限的，而且可以得到控制。因此如何控制路基沉降變形特別是工后沉降值關(guān)鍵在于控制支撐路基的地基沉降。

　　客運(yùn)專線，列車(chē)最高運(yùn)行速度300km/h，雙線路基面寬13.80m，考慮路堤沉降每側(cè)加寬0.10m，標(biāo)準(zhǔn)線間距5.00m，路堤中心填高7.54m，邊坡坡率1︰1.5，基床表層鋪設(shè)0.7m厚級(jí)配碎石，碎石重度按22kN/m3考慮，基床底層及路堤下部按20kN/m3考慮。軌道荷載按恒載考慮，超載按單線有載考慮列車(chē)荷載，考慮因沉降補(bǔ)充填土引起的沉降。《新建時(shí)速200公里客貨共線鐵路設(shè)計(jì)暫行規(guī)定》443條規(guī)定，路基的工后沉降量一般地段不應(yīng)大于15cm，沉降速率應(yīng)小于4cm/a，橋臺(tái)臺(tái)尾過(guò)渡段路基工后沉降不應(yīng)大于8cm。《京滬高速鐵路設(shè)計(jì)暫行規(guī)定》433條規(guī)定路基工后沉降量一般地段不應(yīng)大于10cm，沉降速率應(yīng)小于3cm/a，橋臺(tái)臺(tái)尾過(guò)渡段路基工后沉降量不應(yīng)大于5cm，本客運(yùn)專線要求一般地段工后沉降不大于5cm，沉降速率不大于2cm/a，路橋過(guò)渡段工后沉降不大于30mm。

　　3. CFG樁加固工藝

　　水泥粉煤灰碎石樁(Cement FIy-ash GraveI PiIe)簡(jiǎn)稱CFG樁，是近年發(fā)展起來(lái)的處理軟弱地基的一種新方法。它是在碎石樁的基礎(chǔ)上摻入適量石屑、粉煤灰和少量水泥，加水拌和后制成具有一定強(qiáng)度的樁體。其骨料仍為碎石，用摻入石屑來(lái)改善顆粒級(jí)配，摻入粉煤灰來(lái)改善混合料的和易性，并利用其活性減少水泥用量;摻入少量水泥使其具有一定粘接強(qiáng)度。它是一種低強(qiáng)度混凝土樁，可充分利用樁間土的承載力共同作用，并可傳遞荷載到深層地基中去，具有較好的技術(shù)性能和經(jīng)濟(jì)效果。CFG樁的特點(diǎn)是對(duì)軟弱土地基承載力的提高幅度大;沉降量小，變形穩(wěn)定快;工藝性好，灌注方便，容易控制施工質(zhì)量。

　　設(shè)備進(jìn)場(chǎng)后須利用試驗(yàn)室配比試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)成樁試驗(yàn)，以確定滿足設(shè)計(jì)要求的施工工藝和施工參數(shù)。對(duì)水田地段排水疏干、挖除地表0.3m厚植被土，旱地地段挖除地表植物根系，并用一般土回填至原地面、整平。施工配合比坍落度控制標(biāo)準(zhǔn)(振動(dòng)沉管法)為30~50 mm， 28 d齡期標(biāo)準(zhǔn)立方體無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度不小于5MPa。

　　3.1施工要點(diǎn)

　　(1)采用振動(dòng)沉管機(jī)施工，順序?yàn)楦魳陡粜刑颍苊庠诔煽走^(guò)程中將相鄰已灌注完的樁體擠斷。

　　(2)振動(dòng)沉管機(jī)的沉管表面設(shè)有明顯的進(jìn)尺標(biāo)記，根據(jù)設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)、沉管入土深度確定機(jī)架高度和沉管長(zhǎng)度。沉管過(guò)程中每沉1m應(yīng)記錄電流表一次，并對(duì)土層變化處予以說(shuō)明。

　　(3)拔管速率按試樁參數(shù)確定，一般為1.2~1.5 m/min，如遇淤泥或淤泥質(zhì)土，拔率應(yīng)放慢，控制在0.6~0.8 m/min，拔管過(guò)程中不允許反插。

　　(4)成孔后應(yīng)立即向管內(nèi)一次投放混合料，之后留振5~10s，直到混合料與進(jìn)料口齊平，每根樁的投料量不得小于設(shè)計(jì)灌注量，成樁后樁頂浮漿厚度不得超過(guò)20cm。如果上料不足，須在拔管過(guò)程中空中投料。

　　(5)施工樁頂應(yīng)高出設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高不少于0.5m。對(duì)樁頂以下2.5 m內(nèi)采用插入振動(dòng)棒搗固，以增加樁頂混凝土密實(shí)度。沉管拔出地面，確認(rèn)成樁符合設(shè)計(jì)要求后，樁頂采用濕黏土封頂。

　　3.2質(zhì)量控制

　　(1)樁長(zhǎng)偏差不大于50 mm，樁有效直徑不得小于設(shè)計(jì)值，樁身垂直度偏差不大于1%。

　　(2)施工完成28 d內(nèi)，任何機(jī)械不得在樁上行走; 28d后應(yīng)按要求進(jìn)行單樁復(fù)合地基承載力檢測(cè)，待檢測(cè)合格后，方可進(jìn)行上部路基施工。

　　3.3樁基檢驗(yàn)

　　單樁復(fù)合地基承載力要求不小于250kPa，使用正方形剛性壓板(面積為1m2)和堆載平臺(tái)法提供試驗(yàn)反力，逐級(jí)加載直至加載結(jié)束，然后分級(jí)卸載到零。最大試驗(yàn)荷載不小于設(shè)計(jì)要求的2倍即500kN，按8級(jí)逐級(jí)加荷，首級(jí)加載144kN，以后7級(jí)各加載60kN。每加一級(jí)載荷前后分別讀記承壓板沉降量一次，以后每半小時(shí)讀記一次。當(dāng)一小時(shí)內(nèi)沉降增量小于0.1 mm時(shí)可加下一級(jí)荷載。卸載級(jí)數(shù)為加載級(jí)數(shù)的一半，等量進(jìn)行，每卸一級(jí)，間隔半小時(shí)，計(jì)讀回彈量。待全部卸載后三小時(shí)，計(jì)讀回彈量。

　　4.管樁的加固工藝

　　管樁的施工應(yīng)在橋臺(tái)的樁基和CFG樁施工之前進(jìn)行，以免施工時(shí)對(duì)橋臺(tái)的樁基和CFG樁造成影響。

　　每段管樁施工時(shí)從線路中心往兩側(cè)布樁。施工場(chǎng)地應(yīng)盡量平整，尤其是橫斷面方向要做成4%的橫向排水坡，縱向方向難以平整時(shí)，應(yīng)盡量挖成不陡于1:5的臺(tái)階，臺(tái)階高0.6m左右。

　　4.1插樁

　　在打樁前，用2臺(tái)經(jīng)緯儀從互相垂直的兩個(gè)方向?qū)Υ驑稒C(jī)進(jìn)行豎直度調(diào)整，使樁塔豎直，并應(yīng)在打樁期間經(jīng)常校驗(yàn)檢查，隨時(shí)保持樁塔豎直度，經(jīng)緯儀應(yīng)設(shè)置在不受打樁機(jī)移動(dòng)及打樁作業(yè)影響的位置。插樁后，應(yīng)調(diào)整樁塔，使之與打入方向成一直線，在確認(rèn)樁的中心位置及角度無(wú)誤后，再轉(zhuǎn)為正式打入。在施打過(guò)程中必須保證樁身、樁帽和樁錘三者的中心線重合，保持樁身豎直，由測(cè)量控制其垂直度偏差不大于0.5%，符合要求方可打入。

　　4.2打樁

　　先張法預(yù)應(yīng)力管樁由4節(jié)組成，底樁就位前，應(yīng)在樁身上劃出單位長(zhǎng)度標(biāo)記，以便觀察樁的入土深度及記錄每米沉樁擊數(shù)。吊樁用單點(diǎn)將管樁吊直，用鋼絲繩捆綁并控制樁的下端，使樁尖插在白灰圈內(nèi)，樁頭部插入錘下面的樁帽套內(nèi)就位。直樁的控制：調(diào)直，使樁身、樁帽和樁錘三者的中心線重合，保持樁身垂直，由測(cè)量控制其垂直度偏差不大于0.5%。符合要求方可打入。

　　斜樁的控制：按12.5∶1的斜率控制，在打樁機(jī)架上用錘球吊12.5 m的高度，然后用量程為2 m的鋼板尺水平固定在打樁機(jī)架上。打樁時(shí)先將管樁垂直送入樁帽，然后調(diào)整角度與鋼板尺讀數(shù)1 m處對(duì)齊，待測(cè)量復(fù)核斜率符合要求后方可進(jìn)行打樁。因地層較軟，初打時(shí)下沉量較大，宜低錘輕打，隨著沉樁加深，沉速減慢，起錘高度可漸增，以有效降低錘擊應(yīng)力，盡量不使管樁受到偏心錘打，以免管樁彎扭破壞。打樁較難下沉?xí)r，要檢查落錘有無(wú)傾斜偏心，特別是要檢查樁墊樁帽是否合適。如果不合適，需更換或補(bǔ)充軟墊。每根樁宜連續(xù)一次打完，不要中斷，以免難以繼續(xù)打下。

　　4.3接樁

　　接樁采用端板焊接連接，焊縫等級(jí)為二級(jí)。當(dāng)下節(jié)樁的樁頭距地面0.5～1.0 m時(shí)，開(kāi)始進(jìn)行接樁。先將焊接面清刷干凈，再在下節(jié)樁頭上安裝導(dǎo)向箍引導(dǎo)就位，當(dāng)PHC樁對(duì)好后，對(duì)稱點(diǎn)焊4～6點(diǎn)加以固定，然后拆除導(dǎo)向箍。由2名電焊工對(duì)稱施焊，焊接層數(shù)應(yīng)大于等于3層，內(nèi)層焊渣必須清理干凈后再焊下一層，要保證焊縫飽滿連續(xù)。焊接采用二氧化碳保護(hù)焊，焊縫不得凸出樁身，可與樁身外壁平起或凹進(jìn)1～3 mm，表面不得有氣孔、夾渣，弧坑裂紋、電弧擦傷，并按不小于20%的抽檢比例進(jìn)行手工超聲波探傷。焊好的樁接頭應(yīng)自然冷卻8 min以上，涂刷環(huán)樹(shù)脂涂層自然凝固后方可錘擊沉樁。接樁的原則是接觸緊密，現(xiàn)場(chǎng)連接操作簡(jiǎn)便，并要注意新接樁節(jié)與原樁節(jié)的軸線一致。

　　4.4送樁

　　為將管樁打到設(shè)計(jì)高程，需要采用送樁器，送樁器用鋼板制作，長(zhǎng)度3～4 m不等，一般送樁器長(zhǎng)度視送樁深度而定。送樁器應(yīng)有足夠的剛度和較小的變形量，以有效地傳遞能量給樁。

　　送樁前，將送樁器的下端置于樁頂，上端由樁機(jī)夾樁器夾持。送樁器的規(guī)格和強(qiáng)度須適應(yīng)樁頂、樁機(jī)的構(gòu)造要求，外形不致使下打阻力明顯增大，且易于拔出、以盡可能少帶起土體。送樁器宜堅(jiān)硬牢固、不產(chǎn)生彎曲變形、能多次重復(fù)使用。送樁器和樁兩者的軸線在一條直線上，以減少偏心影響。

　　總結(jié)

　　地基處理前應(yīng)詳細(xì)了解項(xiàng)目所在地的地基處理的經(jīng)驗(yàn)和類似工程的施工情況，施工前和施工過(guò)程中嚴(yán)格進(jìn)行地質(zhì)核查，大規(guī)模施工前選擇代表性的區(qū)段進(jìn)行工藝性試驗(yàn)，以確定施工工藝參數(shù)，地基處理施工完后，必須按規(guī)范要求進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，滿足工程的設(shè)計(jì)要求。此外還應(yīng)進(jìn)行工程總結(jié)，為以后的地基處理提供經(jīng)驗(yàn)，為設(shè)計(jì)者提供一定的借鑒作用。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1]王星華.地基處理與加固[M].長(zhǎng)沙：中南大學(xué)出版社，2003.

　　[2]TB10012—2007鐵路工程地質(zhì)勘察規(guī)范[S].

　　[3]朱明雙.現(xiàn)澆混凝土筒樁發(fā)展及其應(yīng)用[J].施工技術(shù)，2008