灰土挤密桩在铁路地基加固中的应用

摘 要 本文结合大准铁路工程实例，对灰土挤密桩法在铁路地基加固中的应用进行分析，通过对灰土挤密桩法与其他地基加固方法的对比，提出了灰土挤密桩法在地基加固中的优缺点，为铁路地基加固工程如何选择最合适的处理方案作了有益的探讨。

关键词 灰土桩；检修坑；病害；垫层

中图分类号U21 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2014）115-0184-02

1 工程概况

南坪派机车折返段机车整备待班线是大准铁路点岱沟至南坪工业广场专用线的内燃及电力机车整备待班的场地，场地设4股道线路，其中J2为机车行车线（有效长347m），J3为内燃机车整备待班线（有效长346m），J4和J5为电力机车整备待班线（有效长322m），场地内设70m×1.1m×1.1m机车检查坑4座，27m×1.1m×1.1m机车检查坑2座。

该场地于2012年路基出现不同程度的病害，2013年3月份以来病害有加剧趋势，具体病害表现为J3、J4、J5线路检查坑周围的顺线路向154m范围内出现地基不均匀下沉，检查坑开裂变形，轨道下错，致使线路几何尺寸无法维持，对机车的整备作业造成严重影响。

2 病害特征

根据现场调查情况，该处病害场地4股道线路（J2-J5）周围地基土体发生不均匀沉降，J3，J4，J5机车整备待班线西侧1座27m×1.1m×1.1m机车检查坑和2座70m×1.1m×1.1m机车检查坑病害最为严重。J3，J4线路西侧检查坑位置处不均匀下沉导致线路及检查坑变形尤为突出。调查后发现J3、J4机车整备待班线西侧均存在线路高低不平、地基不均匀沉降、检查坑不均匀下沉等现象。J3西侧检查坑外侧地表出现沿检查坑纵长方向贯通裂缝，且为新裂缝，检查坑轨垫板部分预埋螺栓混凝土鼓胀破损脱落，螺栓外露，靠轨距杆保持线路间距。检查坑内排水设施堵塞，检查坑侧壁混凝土开裂变形，伸缩缝处出现不均匀下沉；J3东侧地基病害程度相对较轻，局部亦存在不同程度的不均匀下沉现象，检查坑轻微开裂，病害程度有增大趋势。

J4检查坑目前虽暂时可以停靠机车，但J3与J4西侧检查坑之间地基土体下沉严重，J4西侧检查坑内由于地基不均匀下沉，导致线路垂直方向几何尺寸无法保证，目前靠橡胶垫板和木垫板保持，最大垫板厚度4cm～5cm。同时检查坑内侧壁混凝土开裂，轨枕垫板预埋螺栓位置处混凝土开裂等病害。其东侧地基与J3大体相同，存在地基局部不均匀沉降和检查坑轻微开裂、变形现象。

2.1 病害原因

通过现场踏勘调查、经过讨论、分析认为，病害发生原因主要有：

1）回填地基时施工碾压的遍数、填料摊铺的厚度、填料的含水量等未完全按规范要求进行，导致回填土施工质量欠佳，使填土处于欠固结状态，在附加荷载作用下产生固结变形，且当填土受地表水入侵时，发生湿陷变形；

2）检查坑内及两侧均布设有排水排污管道，由于局部管道破裂、阻塞，渗漏水侵入下部粉土层，导致粉土层地基承载力下降，最终导致检查坑周围路基出现局部不均匀下沉病害。

2.2 加固工程措施

本着技术切实可行，施工过程不影响列车通行和一次根治、不留后患的原则，采用灰土挤密桩加垫层方法治理该场地地基病害。地基加固深度为8m，灰土挤密桩施工完成后将其上700mm厚桩头土体进行挖除，设置灰土垫层，灰土垫层厚700mm。

1）挤密桩设计

（1）相关参数

①灰土挤密桩桩位布置方式采用梅花形布置，桩间距为0.8m，排间距为0.69m；

②灰土挤密桩桩长为8.0m，孔内填料为3：7灰土，检查坑部位桩长可根据实际情况而定，成孔孔径150mm，3：7灰土夯填后孔径不小于300mm；

③灰土挤密桩平面布置范围见“灰土挤密桩桩位平面布置图”。

（2）桩孔夯填完成后，桩间土挤密系数不得小于0.90，桩体的平均压实系数不得小于0.96。

2）垫层设计

（1）垫层厚度为700mm；

（2）垫层用料为3：7灰土。

（3）垫层施工后的平均压实系数不得小于0.95。

3）灰土挤密桩施工工艺

人员就位→测量放线→现场机械成孔→3：7灰土配置 土回填、夯实→夯实度复查→平整场地。

3 施工技术特点

1）挤密桩施工的主要工序为：施工准备、挤密桩成孔、桩孔夯填、挖除桩头、垫层施工等项。各工序应规范运作，并应相互搭接与配合，其间还需进行相关的质量检测并作好记录。J3-J5线路检查坑地基加固时宜根据机车运营情况分线路、分段施工；

2）成孔应按成孔设备、现场土质和周围环境等情况，选用适合的成孔方法；

3）桩顶设计标高以上的预留覆盖土层厚度为0.7m；

4）灰土挤密桩桩的目的只在通过生石灰的水化反应降低基床填料中过多的含水量，进而改善路基填料的性质。当石灰桩施工完成后，用含水量适当的粘性土封口，封口材料必须夯实，封口高程应高于原地面，防止地面水在灰土桩植入期间渗入桩顶，从而造成桩身强度降低；

5） 成孔和孔内回填夯实应符合下列要求：

（1）成孔和孔内回填夯实的施工顺序，应从外向里间隔2～3孔进行；

（2）回填3：7灰土前，孔底必须夯实，夯填深度不小于70cm，并抽样检查桩孔的直径、深度和垂直度；

（3）保证桩孔竖直，其垂直度偏差不宜大于1.5%；

（4）保证桩孔中心点的偏差不超过桩距设计值的5%；

（5）在对灰土进行拌合前应过筛，粒径不应超过15mm；

（6）经检验合格后，必须按要求向孔内分层夯填筛好的3：7灰土，并分层夯填至设计标高；

（7）填料事前应通过击实试验求得其最大干密度和最优含水量，并在施工中填料含水量控制在最优含水量Wop±3%的范围内；

（8）在灰土挤密过程中，观测地面及轨道变形情况，发现异常应立即停夯，确保行车安全。

6） 施工过程中，必须有专业监理对成孔及回填夯实的质量进行旁站式监理。如果发现地基土质与设计资料不符，应立即拦停施工，待查明原因或者采取有效加固措施处理后，方可施工；

7）雨季和冬季进行灰土挤密桩施工，必须采取防雨或防冻措施，避免灰土和土料被雨水淋湿或冻结。

4 结论

灰土挤密桩适用于处理地下水位以下的粘性土、粉粘土、松散粉细砂、淤泥、淤泥质土、饱和黄土或杂填土等地基及基础土体的加固。它的原理为把成孔桩管打入土中，再拔出桩管，形成桩孔，成孔后将3：7灰土逐批倒入桩孔中然后夯实，使灰土密实并和桩孔周边土质在夯实过程中形成结合较为致密的整体，从而达到共同受力的效果，起到地基得到加固。通过对本工程实例的分析，我们可以知道灰土挤密桩在铁路地基加固中是切实可行的。通过与其它地基加固方法进行对比相比，灰土挤密桩法能够充分发挥了桩间土的承载力，既避免了大范围开挖换填对地上建、构筑物的影响，又有效的对松软地基进行了加固。灰土挤密桩法的工程造价仅为其他桩基的1/3-1/2，并且还具有施工速度快、工期短，质量易控制等优点。正是因为灰土挤密桩法具有以上特点，目前已成为普遍采用的地基处理技术。

参考文献

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