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 氣泡混合輕質(zhì)土在鐵路軟土路基中的應(yīng)用(交通)

                                 李國(guó)鵬

              （中鐵第五勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司  北京  102600）

摘要輕質(zhì)土是路基建設(shè)的發(fā)展方向。東部沿海某鐵路軟土路基段需加寬路堤，文中分別研究

了鉆孔灌注樁結(jié)合筏板方案和輕質(zhì)土減荷換填方案，結(jié)果表明，輕質(zhì)土具有明顯的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。

關(guān)鍵詞  軟土路基  輕質(zhì)土  鉆孔灌注樁  筏板

    氣泡混合輕質(zhì)土經(jīng)過(guò)多年的研究應(yīng)用已發(fā)展為一項(xiàng)成熟的技術(shù)，其在原材料生產(chǎn)、機(jī)械設(shè)備、材料性能、設(shè)計(jì)方法、施工技術(shù)和質(zhì)量檢驗(yàn)等方面已經(jīng)形成了完善的技術(shù)體系。工程實(shí)踐證明，氣泡混合輕質(zhì)土技術(shù)在解決橋頭跳車(chē)、減小新舊路基沉降差異、控制軟土路基沉降、提高陡坡路堤穩(wěn)定性、地下空洞填充、受限路段擴(kuò)寬等問(wèn)題上取得了良好的效果。

    在路基工程應(yīng)用方面，氣泡混合輕質(zhì)土流動(dòng)性良好，施工中不需要振搗和碾壓，輸送距離遠(yuǎn)；工期短，施工對(duì)周邊環(huán)境影響小，人工用量少，與普通路基填料相比具有明顯技術(shù)優(yōu)勢(shì)；輕質(zhì)土路基整體好、沉降小，對(duì)路面起到有效的保護(hù)作用，還可減少后續(xù)運(yùn)營(yíng)養(yǎng)護(hù)費(fèi)用，綜合效益顯著。

1 工程概述

    工點(diǎn)位于某既有貨運(yùn)站，站內(nèi)新增一條到發(fā)線，該到發(fā)線右側(cè)邊坡占?jí)杭扔械桨l(fā)線坡腳。地貌上屬海積平原區(qū)，場(chǎng)地為平原區(qū)，地形平坦、開(kāi)闊。工點(diǎn)長(zhǎng)1040 m，以填方形式通過(guò)，既有站及其進(jìn)站端路堤最大填高7. 09 m，軟土最深達(dá)45 m。

2工程地質(zhì)特征

    工點(diǎn)范圍內(nèi)地層狀況如下：

    (1)雜填土（）：層厚0.60～2.00 m，雜色，稍密，稍濕，以碎石土為主，II級(jí)普通土。    

(2)海積淤泥()：層厚0. 9～6. 40 m，灰褐色，流塑，土質(zhì)均勻，II級(jí)普通土，=55 k Pa。

    (3)淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土()：層厚1.80～7. 20 m，黃褐色，硬塑，局部軟塑，以粘粒為主，土質(zhì)較均勻，切面光滑，II級(jí)普通土，=150 kPa。

    (4)淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土()：層厚5.80～15. 37 m，灰褐色，軟塑，局部流塑，土質(zhì)不均勻，II級(jí)普通土，=80 kPa。

    (5)粘土()：層厚0. 80～18. 20 m，青灰色，硬塑，土質(zhì)較均勻，切面較光滑，II級(jí)普通土，=150kPa。

    (6)粘土()：層厚0. 70～23. 50 m，黃褐一青灰色，軟塑，土質(zhì)較均勻，II級(jí)普通土，=130 kPa。

3設(shè)計(jì)措施比選

    路堤穩(wěn)定安全系數(shù)及工后沉降控制標(biāo)準(zhǔn)：軟土路堤考慮列車(chē)荷載時(shí)的穩(wěn)定安全系數(shù)不小于1. 10，路堤工后沉降不大于20 cm。采用指標(biāo)：路堤用A、B組填筑時(shí)y=20 k N／m³，C_u=20 k Pa,=35⁰。地層參數(shù)見(jiàn)表1。

    經(jīng)計(jì)算，無(wú)荷（僅有填土荷載）時(shí)穩(wěn)定系數(shù)為0.93，地基工后沉降35 cm，大于工后沉降20 cm的要求，不滿(mǎn)足相應(yīng)控制標(biāo)準(zhǔn)，地基需加固處理，設(shè)計(jì)方案擬采用樁筏結(jié)構(gòu)（鉆孔樁十筏板十碎石墊層）或輕質(zhì)土方案。

3.1  鉆孔灌注樁十筏板方案

    與傳統(tǒng)由單樁組成的復(fù)合地基或復(fù)合樁基相比，樁筏結(jié)構(gòu)體系具有承載力高、結(jié)構(gòu)剛度大、整體性強(qiáng)、控制沉降效果良好等優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)大量開(kāi)始應(yīng)用于深厚軟土地區(qū)鐵路路基的地基加固。

    樁筏結(jié)構(gòu)適用于荷載較大，地基承載力較低的地基條件，介于純樁基與天然地基之間，涉及樁一樁、樁一土、筏一土之間的相互作用，強(qiáng)調(diào)地基承載力的充分作用。一方面設(shè)置鋼筋混凝土筏板使上部填土的荷載通過(guò)褥墊層傳遞到樁和樁間土，增大樁頂?shù)氖芰�和樁間土應(yīng)力比。另一方面樁基礎(chǔ)與筏板錨固連接后，筏板可均化上部荷載傳遞到地基的分布形式，樁基可將荷載傳遞至地基土中相對(duì)持力層，可有效解決局部應(yīng)力集中和整體沉降問(wèn)題，同時(shí)防止樁的側(cè)向變形。

    考慮對(duì)既有線運(yùn)營(yíng)安全及路基基礎(chǔ)穩(wěn)定的影響，增建線路基底采用鉆孔樁十筏板結(jié)構(gòu)型式。經(jīng)計(jì)算，鉆孔灌注樁徑取1.0 m，樁間距4.2 m（橫）×5.0 m（縱），此時(shí)單樁承載力設(shè)計(jì)值[P]=2 279 k N，設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)取48～51 m。C40鋼筋混凝土筏板橫向?qū)?/font>7.3 m，縱向長(zhǎng)20 m（其中板與板之間設(shè)置0. 02 m寬伸縮縫，縫內(nèi)填塞瀝青），板厚1.0 m。此時(shí)下臥層承載力和沉降均滿(mǎn)足要求。典型橫斷面見(jiàn)圖1（粘土地層做縮略）。