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中铁十一局 江苏省
摘要：铁路路基的相对稳定对于火车的安全运营起着至关重要的作用，尤其是对于软基的处理。铁路软基的处理是一项比较系统的工程，需要考虑施工地段的地质条件、土质以及质量检和施工技术方案的可靠性。本文将对我国沿海铁路软基处理施工技术和质量控制进行简单描述，为促进铁路软基处理领域快速发展提供可行性见。
关键词：软基处理；路基承载力；施工技术；质量控制
引言
我国东南沿海地区广泛存在着软土地基（ 淤泥、淤泥质土、软性黏土），必须对软基进行处理，使其能满足工程需要。地处沿海地区的连盐铁路全线路基软基地段达80%以上，软基处理工程量异常巨大，这就需要我们选用适合的施工方法来对地基进行加固。
一、软土路基主要处理技术
1、置换法
利用物理力学性质较好的岩土材料置换天然地基中部分或全部软弱土体，形成双层地基或复合地基，达到提高地基承载力、减少沉降的目的，包括挖除换填法、抛石挤淤法、强夯置换法等，是铁路路基浅埋型软土处理的常用方法，一般处理深度不大于2m，最大处理深度不大于3m。
2、排水固结法
排水固结法是从20 世纪50 年代就开始用于铁路软基加固的传统方法，主要用于时速200 公里及以下新建铁路软土地基处理。它是利用一定外荷载（路基填土、超载预压、超载和真空联合预压等）及排水通道（砂垫层、砂井、塑料排水带等）使饱和软土排水固结，提高其强度、承载力，减小工后沉降。
3、复合地基法
复合地基是指天然地基在地基处理过程中部分土体得到增强，或被置换，或在天然地基中设置加筋材料而形成的地基。铁路软土地基处理采用了碎石桩、水泥搅拌桩、高压旋喷桩；柔性桩（半刚性）桩复合地基，及CFG 桩、素混凝土桩、高强度预应力管桩等刚性桩复合地基技术，结合铁路工程建设对这两类复合地基的工作性状、设计方法、加固深度、施工工法及质量控制和检验方法以及沉降控制效果等开展了大量试验研究。加固深度方面，搅拌桩处理深度一般控制在15m 以内；高压旋喷桩控制在30m 以内；CFG桩控制在20m 以内；沿海铁路预应力管桩最大处理深度达到了48m。对布袋注浆桩、大直径现浇薄壁管桩、碎石注浆桩、载体桩等复合地基技术，袖筏管注浆加固软基技术等，也开展试验研究和实际运用。为充分发挥刚性桩桩身强度优势，通常在桩顶设置桩帽（管桩）或扩大桩头（CFG 桩），各类复合地基均在桩顶以上设置加筋碎石垫层，以起到调整应力分布，均化地基沉降的目的。
二、沿海地区软基的主要施工技术
东南沿海局部滩涂弱谷相淤泥强度极低（?u=2 ? -3?、Cu=3-4kPa、Ps=0.2-0.4Mpa），最大天然含水量高达90%，这就决定了我们用一般的处理软基方法并不是最好的处理方式，这里我们主要采用复合地基法。
2.1钉型双向搅拌水泥粉喷桩
2.1.1 钉型双向水泥搅拌粉喷桩工艺原理
双向搅拌粉喷桩是指：改装普通粉喷桩机传动系统增加圆形内钻杆和内钻杆驱动电机；内钻杆底部装一层平刀片，方形外钻杆改一层螺旋刀片为两层平刀片；刀片水平方向与水平面成一定角度的夹角，夹角的度数根据土层破碎情况现场试验确定。施工中利用高压风将水泥粉送入地下，通过桩机内外钻杆的叶片旋转、切削作用，强制搅拌、破碎充分混合水泥粉和原位地基土，使两者之间发生一系列物理-化学反应，在短期内使原来的软土地基变成具有整体性、水稳定性和一定强度的水泥加固土桩，其与桩间原位土形成复合地基，从而提稿地基承载力，减小地基的沉降，达到加固地基的目的。
2.1. 2 施工工艺
a.钉型双向搅拌机桩机定位，移动到指定桩位并对中。
b.启动双向搅拌桩施工机械，调整搅拌叶片完全展开至扩大头直径（0.9m），机械沿导向架向下触土，下面一组叶轮旋转强制切土，同时启动自动记录仪，空压机送气，开始钻进。通过固连在叶片上的喷嘴向土体中高压喷水泥粉，促使固化材料就地黏附在旋转产生空隙的土中旋转到半周，上面一组叶轮旋转搅拌，把土御粉搅拌混合在一起，保证搅拌均匀。这样两组叶片同时正反向旋转切割、搅拌土体，搅拌桩机持续下沉完成扩大头端的“搅、喷、拌”过程，直到扩大头设计深度。送灰时，压力保持在0.4-0.6Mpa左右。
c.变径喷粉搅拌下沉：在扩大头底部位置处，改变内、外钻杆的旋转方向，通过反向旋转外钻杆，调整搅拌机叶轮工作半径，搅拌叶片调整为桩下部直径（0.5m），搅拌桩机沿导向架向下触土，叶轮被带动反向旋转强制切土，调整喷粉速度和喷粉量，向土体中旋喷水泥粉。下面叶轮旋转切土并喷粉，上面叶轮旋转搅拌保证喷粉均匀，搅拌桩机持续下沉至根部桩底设计标高，完成根部桩的“搅、喷、拌”过程。送灰时，压力保持在0.4-0.6Mpa左右。
d.提升搅拌：
关闭送粉装置，准备桩机提升，搅拌叶片保持下部桩成桩时的旋转方向，两组叶片同时正反向旋转搅拌水泥土，直到下部的外钻杆叶片位于扩大头端标高以下0.5m左右处，开启送粉闸，固连在叶片上的喷嘴向该处土体中复喷水泥粉，逐步提升至扩大头端，保证应力集中作用下变截面薄弱环节的安全。在钻杆提升过程中，应送气，压力保持在0.2-0.3Mpa左右，主要目的是防止喷灰口堵塞。
e伸展叶片：
保证送粉闸开启状态，改变外钻杆的旋转方向，将外钻杆搅拌叶片打开到扩大头端桩体直径，喷嘴复喷水泥粉，搅拌桩机提升，两组叶片同时旋转搅拌水泥土，直到地表或设计桩顶标高以上50cm。
f.下沉复搅：
钻杆上钻头沿导向架向下切土，保持叶片展开大桩直径状态钻头上两组叶片同时正、反向旋转切割、搅拌土体，搅拌机持续下沉，直到扩大头设计深度（f步骤），完成“复搅”过程。 g.提升复搅：
保持旋转方向，钻头上两组叶片同时正反向旋转搅拌水泥土，在大桩桩底面处提升搅拌桩机的导向架，再次提升“复搅”，到地表或设计桩顶标高以上50cm，完成单桩施工（g、h步骤）。
h.钻机移位：
关闭搅拌机械移位至下一桩位。当内钻杆钻头提离原地面10cm后，先将外钻杆停止转动，然后将内钻杆停止转动。
2.2 CFG桩
2.2.1 CFG 桩的加固机理
CFG 桩（ Cement Fly ing- ash Gr av el pile），意为水泥粉煤灰碎石桩，由碎石、石屑、砂、粉煤灰掺水泥加水拌和，用各种成桩机械制成的可变强度桩。通过调整水泥掺量及配比，其强度等级在C5～C25 之间变化，是介于刚性桩与柔性桩之间的一种桩型。CFG 桩和桩间土一起，通过褥垫层形成CFG 桩复合地基共同工作，故可根据复合地基性状和计算进行工程设计。CFG 桩一般不用计算配筋，并且还可利用工业废料粉煤灰和石屑作掺合料，进一步降低了工程造价。CFG 桩的适用范围很广。在砂土、粉土、黏土、淤泥质土、杂填土等地基均有大量成功的实例。CFG 桩对独立基础、条形基础、筏基都适用。
2.2. 2 CFG 桩的施工
应根据现场条件选用施工工艺
1）长螺旋钻孔灌注成桩，适用于地下水位以上的黏性土、粉土、素填土、中等密实以上的桩土。2）长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩，适用于黏性土、粉土、砂土，以及对噪声或泥浆污染要求严格的场地。3）振动沉管灌注成桩，适用于粉土、黏性土及素填土地基。
材料要求
1）混凝土、混凝土外加剂和掺合料：缓凝剂、粉煤灰，均应符合相应标准要求，其掺量应根据施工要求通过试验室确定。2）严格按照配合比配制混合料。3）长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩施工的坍落度宜为160 mm～ 200 mm，振动沉管灌注桩成桩施工的坍落度宜为30 mm～ 50 mm，振动沉管灌注成桩后桩顶浮浆厚度不宜超过200 mm。4）长螺旋钻孔、管内泵压混合料成桩施工在钻至设计深度后，应准确掌握提拔钻杆时间，混合料泵送量应与拔管速度相配合，遇到饱和砂土或饱和粉土层，不得停泵待料；沉管灌注成桩施工拔管速度应按匀速控制，拔管速度应控制在1. 2 m/ min～ 1. 5 m/ min 左右，如遇淤泥或淤泥质土，拔管速度应适当放慢。
结束语
连盐铁路客运专线软基采用了钉型双向搅拌水泥粉喷桩进行处理，有效地改善了软土路基的承载力，经监测复合地基承载力和路基工后沉降，均满足设计的需要。通过在连盐铁路中的运用，东南沿海地区客运专线软基处理的施工方法发展得更为成熟，为今后同类工程的施工提供了宝贵的施工经验。
参考文献：
[1]马爱萍. 处理软土地基路基的施工方法探讨[ J] . 山西建筑，2008，34（ 9）：309- 310.
[2]《城市道路设计规范》（ CJJ37 - 2012）
摘要：铁路路基的相对稳定对于火车的安全运营起着至关重要的作用，尤其是对于软基的处理。铁路软基的处理是一项比较系统的工程，需要考虑施工地段的地质条件、土质以及质量检和施工技术方案的可靠性。本文将对我国沿海铁路软基处理施工技术和质量控制进行简单描述，为促进铁路软基处理领域快速发展提供可行性见。
关键词：软基处理；路基承载力；施工技术；质量控制
引言
我国东南沿海地区广泛存在着软土地基（ 淤泥、淤泥质土、软性黏土），必须对软基进行处理，使其能满足工程需要。地处沿海地区的连盐铁路全线路基软基地段达80%以上，软基处理工程量异常巨大，这就需要我们选用适合的施工方法来对地基进行加固。
一、软土路基主要处理技术
1、置换法
利用物理力学性质较好的岩土材料置换天然地基中部分或全部软弱土体，形成双层地基或复合地基，达到提高地基承载力、减少沉降的目的，包括挖除换填法、抛石挤淤法、强夯置换法等，是铁路路基浅埋型软土处理的常用方法，一般处理深度不大于2m，最大处理深度不大于3m。
2、排水固结法
排水固结法是从20 世纪50 年代就开始用于铁路软基加固的传统方法，主要用于时速200 公里及以下新建铁路软土地基处理。它是利用一定外荷载（路基填土、超载预压、超载和真空联合预压等）及排水通道（砂垫层、砂井、塑料排水带等）使饱和软土排水固结，提高其强度、承载力，减小工后沉降。
3、复合地基法
复合地基是指天然地基在地基处理过程中部分土体得到增强，或被置换，或在天然地基中设置加筋材料而形成的地基。铁路软土地基处理采用了碎石桩、水泥搅拌桩、高压旋喷桩；柔性桩（半刚性）桩复合地基，及CFG 桩、素混凝土桩、高强度预应力管桩等刚性桩复合地基技术，结合铁路工程建设对这两类复合地基的工作性状、设计方法、加固深度、施工工法及质量控制和检验方法以及沉降控制效果等开展了大量试验研究。加固深度方面，搅拌桩处理深度一般控制在15m 以内；高压旋喷桩控制在30m 以内；CFG桩控制在20m 以内；沿海铁路预应力管桩最大处理深度达到了48m。对布袋注浆桩、大直径现浇薄壁管桩、碎石注浆桩、载体桩等复合地基技术，袖筏管注浆加固软基技术等，也开展试验研究和实际运用。为充分发挥刚性桩桩身强度优势，通常在桩顶设置桩帽（管桩）或扩大桩头（CFG 桩），各类复合地基均在桩顶以上设置加筋碎石垫层，以起到调整应力分布，均化地基沉降的目的。
二、沿海地区软基的主要施工技术
东南沿海局部滩涂弱谷相淤泥强度极低（?u=2 ? -3?、Cu=3-4kPa、Ps=0.2-0.4Mpa），最大天然含水量高达90%，这就决定了我们用一般的处理软基方法并不是最好的处理方式，这里我们主要采用复合地基法。
2.1钉型双向搅拌水泥粉喷桩
2.1.1 钉型双向水泥搅拌粉喷桩工艺原理
双向搅拌粉喷桩是指：改装普通粉喷桩机传动系统增加圆形内钻杆和内钻杆驱动电机；内钻杆底部装一层平刀片，方形外钻杆改一层螺旋刀片为两层平刀片；刀片水平方向与水平面成一定角度的夹角，夹角的度数根据土层破碎情况现场试验确定。施工中利用高压风将水泥粉送入地下，通过桩机内外钻杆的叶片旋转、切削作用，强制搅拌、破碎充分混合水泥粉和原位地基土，使两者之间发生一系列物理-化学反应，在短期内使原来的软土地基变成具有整体性、水稳定性和一定强度的水泥加固土桩，其与桩间原位土形成复合地基，从而提稿地基承载力，减小地基的沉降，达到加固地基的目的。
2.1. 2 施工工艺
a.钉型双向搅拌机桩机定位，移动到指定桩位并对中。
b.启动双向搅拌桩施工机械，调整搅拌叶片完全展开至扩大头直径（0.9m），机械沿导向架向下触土，下面一组叶轮旋转强制切土，同时启动自动记录仪，空压机送气，开始钻进。通过固连在叶片上的喷嘴向土体中高压喷水泥粉，促使固化材料就地黏附在旋转产生空隙的土中旋转到半周，上面一组叶轮旋转搅拌，把土御粉搅拌混合在一起，保证搅拌均匀。这样两组叶片同时正反向旋转切割、搅拌土体，搅拌桩机持续下沉完成扩大头端的“搅、喷、拌”过程，直到扩大头设计深度。送灰时，压力保持在0.4-0.6Mpa左右。
c.变径喷粉搅拌下沉：在扩大头底部位置处，改变内、外钻杆的旋转方向，通过反向旋转外钻杆，调整搅拌机叶轮工作半径，搅拌叶片调整为桩下部直径（0.5m），搅拌桩机沿导向架向下触土，叶轮被带动反向旋转强制切土，调整喷粉速度和喷粉量，向土体中旋喷水泥粉。下面叶轮旋转切土并喷粉，上面叶轮旋转搅拌保证喷粉均匀，搅拌桩机持续下沉至根部桩底设计标高，完成根部桩的“搅、喷、拌”过程。送灰时，压力保持在0.4-0.6Mpa左右。
d.提升搅拌：
关闭送粉装置，准备桩机提升，搅拌叶片保持下部桩成桩时的旋转方向，两组叶片同时正反向旋转搅拌水泥土，直到下部的外钻杆叶片位于扩大头端标高以下0.5m左右处，开启送粉闸，固连在叶片上的喷嘴向该处土体中复喷水泥粉，逐步提升至扩大头端，保证应力集中作用下变截面薄弱环节的安全。在钻杆提升过程中，应送气，压力保持在0.2-0.3Mpa左右，主要目的是防止喷灰口堵塞。
e伸展叶片：
保证送粉闸开启状态，改变外钻杆的旋转方向，将外钻杆搅拌叶片打开到扩大头端桩体直径，喷嘴复喷水泥粉，搅拌桩机提升，两组叶片同时旋转搅拌水泥土，直到地表或设计桩顶标高以上50cm。
f.下沉复搅：
钻杆上钻头沿导向架向下切土，保持叶片展开大桩直径状态钻头上两组叶片同时正、反向旋转切割、搅拌土体，搅拌机持续下沉，直到扩大头设计深度（f步骤），完成“复搅”过程。 g.提升复搅：
保持旋转方向，钻头上两组叶片同时正反向旋转搅拌水泥土，在大桩桩底面处提升搅拌桩机的导向架，再次提升“复搅”，到地表或设计桩顶标高以上50cm，完成单桩施工（g、h步骤）。
h.钻机移位：
关闭搅拌机械移位至下一桩位。当内钻杆钻头提离原地面10cm后，先将外钻杆停止转动，然后将内钻杆停止转动。
2.2 CFG桩
2.2.1 CFG 桩的加固机理
CFG 桩（ Cement Fly ing- ash Gr av el pile），意为水泥粉煤灰碎石桩，由碎石、石屑、砂、粉煤灰掺水泥加水拌和，用各种成桩机械制成的可变强度桩。通过调整水泥掺量及配比，其强度等级在C5～C25 之间变化，是介于刚性桩与柔性桩之间的一种桩型。CFG 桩和桩间土一起，通过褥垫层形成CFG 桩复合地基共同工作，故可根据复合地基性状和计算进行工程设计。CFG 桩一般不用计算配筋，并且还可利用工业废料粉煤灰和石屑作掺合料，进一步降低了工程造价。CFG 桩的适用范围很广。在砂土、粉土、黏土、淤泥质土、杂填土等地基均有大量成功的实例。CFG 桩对独立基础、条形基础、筏基都适用。
2.2. 2 CFG 桩的施工
应根据现场条件选用施工工艺
1）长螺旋钻孔灌注成桩，适用于地下水位以上的黏性土、粉土、素填土、中等密实以上的桩土。2）长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩，适用于黏性土、粉土、砂土，以及对噪声或泥浆污染要求严格的场地。3）振动沉管灌注成桩，适用于粉土、黏性土及素填土地基。
材料要求
1）混凝土、混凝土外加剂和掺合料：缓凝剂、粉煤灰，均应符合相应标准要求，其掺量应根据施工要求通过试验室确定。2）严格按照配合比配制混合料。3）长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩施工的坍落度宜为160 mm～ 200 mm，振动沉管灌注桩成桩施工的坍落度宜为30 mm～ 50 mm，振动沉管灌注成桩后桩顶浮浆厚度不宜超过200 mm。4）长螺旋钻孔、管内泵压混合料成桩施工在钻至设计深度后，应准确掌握提拔钻杆时间，混合料泵送量应与拔管速度相配合，遇到饱和砂土或饱和粉土层，不得停泵待料；沉管灌注成桩施工拔管速度应按匀速控制，拔管速度应控制在1. 2 m/ min～ 1. 5 m/ min 左右，如遇淤泥或淤泥质土，拔管速度应适当放慢。
结束语
连盐铁路客运专线软基采用了钉型双向搅拌水泥粉喷桩进行处理，有效地改善了软土路基的承载力，经监测复合地基承载力和路基工后沉降，均满足设计的需要。通过在连盐铁路中的运用，东南沿海地区客运专线软基处理的施工方法发展得更为成熟，为今后同类工程的施工提供了宝贵的施工经验。
参考文献：
[1]马爱萍. 处理软土地基路基的施工方法探讨[ J] . 山西建筑，2008，34（ 9）：309- 310.
[2]《城市道路设计规范》（ CJJ37 - 2012）