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摘要：随着国民经济建设发展的需要，我国高速铁路的建设也在快速发展。在铁路路基工程中经常会遇到软基处理问题，而软土路基加固处理质量好坏将直接影响到路基的承载力，是保证高速铁路建成后安全高效运营的关键，直接影响到轨道结构的稳定性和安全使用。因此在施工过程中必须对软土路基进行技术处理，为轨道结构提供强度高、刚性大、稳定性和耐久性较好的基础。本文笔者根据多年的铁路工程施工研究与实践，根据兰新铁路段水文地质情况，对兰新高铁软土路基处理与加固技术进行了探讨，以供参考。
关键词：高速铁路；软土路基；沉降；加固技术
我国铁路线路跨越地域宽广，在施工过程中遇到多种多样的软土和不良土，而路基变形对铁路的安全运营产生着很大的危害，影响行车的安全和旅客的舒适度。近年来，随着我国铁路建设的高速发展及科技的不断进步，软土地基的加固技术日趋多样化，各种新兴技术和方法应用于软土地基的处理中来，使软土路基处理问题得到了较好的解决。
一、软土路基概述
软土具有天然含水量高、孔隙大、压缩性高、承载力低、渗透性差、抗剪强度低等特点。高速铁路轨道结构的基础修建在软土中，此结构的地基就称为高速铁路软土路基。在工程实际应用中，铁路路基受力复杂，其承受静、动双向荷载，这就决定了软土地基发生均匀沉降的可能性很小【1】。路基沉降与地形与地质条件、水文气候条件、路基填料种类及质量等有关。地形与地质条件是影响路基工程质量的主要因素之一。如果工程地质存在软弱夹层或地基土性质差异较大，在路基填筑过程中并未对其进行特殊处理，这就很容易发生排水固结，产生较大的差异沉降或沉降变形。当地的水文气候条件也会影响到路基的沉降。软土路基土体中含水量较大，在施工过程中如果不能及时将土体中的孔隙水及时排出，工程竣工后固结沉降时间长，沉降量大，影响铁路的安全行车和旅客的舒适度。因此，在软基设计和施工处理过程中，必须对施工地的软土性质和土层特征进行考察，采取与之适宜的处理技术，确保施工期间软土路基的稳定性，更好地控制竣工后的路基沉降。
二、软土路基的破坏形式
由于软土具有不良的工程力学特性，对工程有极大的危害。软土路基主要存在强度及稳定问题，软土路基抗剪能力差，其抗剪强度不足以承受列车所施加的动、静荷载，使路基局部或整体产生剪切破坏，引起路堤塌方、失稳及桥台破坏等。其次软土路基容易产生沉降变形。软土具有高压缩性，因此常常会发生不均匀沉降，当软土路基在上部荷载及外部荷载作用下，轨道结构基础由于应力过于集中产生过大的沉降变形，使轨道结构遭受破坏，影响其正常使用。
三、高铁软基加固处理方法
兰新高速铁路的地基处理是主要是采用换填、夯实、挤密、排水、胶结、加筋等方法对地基进行加固处理，以提高地基的抗剪强度、降低地基的压缩性，提高地基承载力。
1.强夯法
强夯法是利用强夯机将大吨位的夯锤起吊到10～40m的高空，让夯锤自由落下，利用强大的冲击能，使地基中孔隙水压力增大，土颗粒发生错位，土体骨架解体，最终使土体颗粒达到更加密实的状态。强夯法具有加固效果显著，施工方便、节省劳动力，节约材料，无污染等优点。其施工步骤首先是将施工场地清理平整，标出夯点位置，测量场地的高程；其次是起重机就位，将夯锤置于夯点位置，测量夯前锤顶高程。最后将夯锤起吊到预定高度，使夯锤自由落下，要根据设计规定的夯击次数及控制标准，完成对该夯点的夯击。最后再换夯点，重复以上步骤。强夯法主要是适用于处理碎石土、砂土、低饱和度的粉土与黏性土、杂填土等地基。
2.塑料排水法
塑料排水板是一种复合土工材料，由芯板和滤膜组成，能够加速软土地基排水固结。塑料排水板在机械力的作用下被插入软土地基后在软土中形成竖向排水通道，以较低的进水阻力聚集从周围土体中排出的孔隙水，使其沿垂直排水通道排出，加速了水分的排除，使土体固结，提高了地基的承载力。塑料排水板具有良好的力学性能、足够的纵向通水能力、较强的滤膜渗透性和隔土性。施工时为保证排水通道通畅，要保证每根桩均采用一整条的排水板，不允许有接头，要保持排水板不扭曲，透水膜不被撕破或污染；为避免泥砂进入排水板阻塞排水通道，确保牵动排水板下沉的锚销和排水板连接可靠。当软土层较厚，路堤较高时，宜采用塑料排水板法对土体进行加速固结沉降。
3.袋装砂井法
袋装砂井法是把砂装入长条形、透水性好的纺织袋内，然后用专门的机具设备打入软土地基内代替普通和大直径砂井。软基中的水分在上部路基填土载荷的作用下，通过砂与水平砂垫层或纵横相连通的排水砂沟相通，形成排水通道，使软基中的水分排走，从而达到排水固结软基的目的。其施工流程为整平原地面→摊铺下层砂垫层→机具定位→打入套管→沉入砂袋→拔出套管→机具移位→埋砂袋头→摊铺上层砂垫层。施工时要注意砂井定位准确，垂直度要正确，要避免砂袋挂破漏砂；为防止砂袋在入井时发生磨损、扭结、缩径等，在入井时要保证桩架吊起垂直下井。如果砂袋出现磨损，应在原孔边缘处重新打孔施工。袋装砂井的直径小，施工简单，造价低，固结效果好，适用于在软土层厚度>5m 路堤高度的自重静压远超过天然地基承载力时。
4.砂石桩法
碎石桩和砂桩总称为砂石桩，它是指用振动或冲击的方式在软土路基中成孔后，将碎石屑或砂挤压进孔中，以形成大直径的砂石桩体。砂石桩在松散砂土中主要是依靠砂石对软土的挤密和排水减压作用来实现，而在粘性土中是通过置换作用来实现加固。挤密砂桩法是砂石桩法的一种，它是采用类似沉管灌注的机械方法，以冲击、水冲或振动的方法，将地基挤实排水固结，提高软土地基整体的抗剪强度和承载力。砂石桩法设备简单、加固效果好、造价低、在施工过程中可以增加工作面，大大缩短了工期。这种方法一般适用于砂性土，不适用于粘性土尤其是饱和软粘土的地基处理。
5.水泥粉煤灰碎石桩法（CFG桩法）
CFG桩法是近年来发展起来的处理软基的一种新方法。它利用水泥或石灰等材料作为固化剂，在碎石桩的基础上掺入适量的石屑、粉煤灰和少量的水泥，经过加水对软土和固化剂进行强制搅拌，提高了地基强度，增大变形模量。水泥粉煤灰碎石桩可以利用桩间土的承载力共同作用，并可传递荷载到深层地中去，可以获得良好的技术性能。CFG桩法加固是通过两部分来实现，水泥水解和水化生成各物水化物，其中一部分继续强化形成水泥石骨架，另一部分水化物与周围的黏性颗粒发生离子交换而形成较大的团粒结构，发生硬凝反应和碳酸化作用，大大增大了水泥土的强度【2】。CFG桩的特点是对软弱土地基承载力的提高幅度大、沉降量小、变形稳定快、灌注方便，能够很好地控制工程质量。
我国幅员辽阔，软土地基分布广泛，在实践中选用合理的软基加固处理方案并快速实施，对于加快高速铁路建设，保障人民生命财产安全具有重要的现实意义。在进行地基处理前要了解项目所在地的地基处理经验，严格核查施工前和施工过程中的地质情况，确定施工工艺参数。施工完毕后，要按照规范对工程质量进行检测，确保满足工程的设计要求，以更好地推动我国铁路事业更好更快发展。
参考文献：
[1]焦银灿；高速铁路软土路基施工处治技术[J]，城市建设理论研究，2012年第1期.
[2]付贵海；魏丽敏；郭志广；高速铁路软土路基沉降预测[J]，湖南城市学院学报（自然科学版），2011年02期.
关键词：高速铁路；软土路基；沉降；加固技术
我国铁路线路跨越地域宽广，在施工过程中遇到多种多样的软土和不良土，而路基变形对铁路的安全运营产生着很大的危害，影响行车的安全和旅客的舒适度。近年来，随着我国铁路建设的高速发展及科技的不断进步，软土地基的加固技术日趋多样化，各种新兴技术和方法应用于软土地基的处理中来，使软土路基处理问题得到了较好的解决。
一、软土路基概述
软土具有天然含水量高、孔隙大、压缩性高、承载力低、渗透性差、抗剪强度低等特点。高速铁路轨道结构的基础修建在软土中，此结构的地基就称为高速铁路软土路基。在工程实际应用中，铁路路基受力复杂，其承受静、动双向荷载，这就决定了软土地基发生均匀沉降的可能性很小【1】。路基沉降与地形与地质条件、水文气候条件、路基填料种类及质量等有关。地形与地质条件是影响路基工程质量的主要因素之一。如果工程地质存在软弱夹层或地基土性质差异较大，在路基填筑过程中并未对其进行特殊处理，这就很容易发生排水固结，产生较大的差异沉降或沉降变形。当地的水文气候条件也会影响到路基的沉降。软土路基土体中含水量较大，在施工过程中如果不能及时将土体中的孔隙水及时排出，工程竣工后固结沉降时间长，沉降量大，影响铁路的安全行车和旅客的舒适度。因此，在软基设计和施工处理过程中，必须对施工地的软土性质和土层特征进行考察，采取与之适宜的处理技术，确保施工期间软土路基的稳定性，更好地控制竣工后的路基沉降。
二、软土路基的破坏形式
由于软土具有不良的工程力学特性，对工程有极大的危害。软土路基主要存在强度及稳定问题，软土路基抗剪能力差，其抗剪强度不足以承受列车所施加的动、静荷载，使路基局部或整体产生剪切破坏，引起路堤塌方、失稳及桥台破坏等。其次软土路基容易产生沉降变形。软土具有高压缩性，因此常常会发生不均匀沉降，当软土路基在上部荷载及外部荷载作用下，轨道结构基础由于应力过于集中产生过大的沉降变形，使轨道结构遭受破坏，影响其正常使用。
三、高铁软基加固处理方法
兰新高速铁路的地基处理是主要是采用换填、夯实、挤密、排水、胶结、加筋等方法对地基进行加固处理，以提高地基的抗剪强度、降低地基的压缩性，提高地基承载力。
1.强夯法
强夯法是利用强夯机将大吨位的夯锤起吊到10～40m的高空，让夯锤自由落下，利用强大的冲击能，使地基中孔隙水压力增大，土颗粒发生错位，土体骨架解体，最终使土体颗粒达到更加密实的状态。强夯法具有加固效果显著，施工方便、节省劳动力，节约材料，无污染等优点。其施工步骤首先是将施工场地清理平整，标出夯点位置，测量场地的高程；其次是起重机就位，将夯锤置于夯点位置，测量夯前锤顶高程。最后将夯锤起吊到预定高度，使夯锤自由落下，要根据设计规定的夯击次数及控制标准，完成对该夯点的夯击。最后再换夯点，重复以上步骤。强夯法主要是适用于处理碎石土、砂土、低饱和度的粉土与黏性土、杂填土等地基。
2.塑料排水法
塑料排水板是一种复合土工材料，由芯板和滤膜组成，能够加速软土地基排水固结。塑料排水板在机械力的作用下被插入软土地基后在软土中形成竖向排水通道，以较低的进水阻力聚集从周围土体中排出的孔隙水，使其沿垂直排水通道排出，加速了水分的排除，使土体固结，提高了地基的承载力。塑料排水板具有良好的力学性能、足够的纵向通水能力、较强的滤膜渗透性和隔土性。施工时为保证排水通道通畅，要保证每根桩均采用一整条的排水板，不允许有接头，要保持排水板不扭曲，透水膜不被撕破或污染；为避免泥砂进入排水板阻塞排水通道，确保牵动排水板下沉的锚销和排水板连接可靠。当软土层较厚，路堤较高时，宜采用塑料排水板法对土体进行加速固结沉降。
3.袋装砂井法
袋装砂井法是把砂装入长条形、透水性好的纺织袋内，然后用专门的机具设备打入软土地基内代替普通和大直径砂井。软基中的水分在上部路基填土载荷的作用下，通过砂与水平砂垫层或纵横相连通的排水砂沟相通，形成排水通道，使软基中的水分排走，从而达到排水固结软基的目的。其施工流程为整平原地面→摊铺下层砂垫层→机具定位→打入套管→沉入砂袋→拔出套管→机具移位→埋砂袋头→摊铺上层砂垫层。施工时要注意砂井定位准确，垂直度要正确，要避免砂袋挂破漏砂；为防止砂袋在入井时发生磨损、扭结、缩径等，在入井时要保证桩架吊起垂直下井。如果砂袋出现磨损，应在原孔边缘处重新打孔施工。袋装砂井的直径小，施工简单，造价低，固结效果好，适用于在软土层厚度>5m 路堤高度的自重静压远超过天然地基承载力时。
4.砂石桩法
碎石桩和砂桩总称为砂石桩，它是指用振动或冲击的方式在软土路基中成孔后，将碎石屑或砂挤压进孔中，以形成大直径的砂石桩体。砂石桩在松散砂土中主要是依靠砂石对软土的挤密和排水减压作用来实现，而在粘性土中是通过置换作用来实现加固。挤密砂桩法是砂石桩法的一种，它是采用类似沉管灌注的机械方法，以冲击、水冲或振动的方法，将地基挤实排水固结，提高软土地基整体的抗剪强度和承载力。砂石桩法设备简单、加固效果好、造价低、在施工过程中可以增加工作面，大大缩短了工期。这种方法一般适用于砂性土，不适用于粘性土尤其是饱和软粘土的地基处理。
5.水泥粉煤灰碎石桩法（CFG桩法）
CFG桩法是近年来发展起来的处理软基的一种新方法。它利用水泥或石灰等材料作为固化剂，在碎石桩的基础上掺入适量的石屑、粉煤灰和少量的水泥，经过加水对软土和固化剂进行强制搅拌，提高了地基强度，增大变形模量。水泥粉煤灰碎石桩可以利用桩间土的承载力共同作用，并可传递荷载到深层地中去，可以获得良好的技术性能。CFG桩法加固是通过两部分来实现，水泥水解和水化生成各物水化物，其中一部分继续强化形成水泥石骨架，另一部分水化物与周围的黏性颗粒发生离子交换而形成较大的团粒结构，发生硬凝反应和碳酸化作用，大大增大了水泥土的强度【2】。CFG桩的特点是对软弱土地基承载力的提高幅度大、沉降量小、变形稳定快、灌注方便，能够很好地控制工程质量。
我国幅员辽阔，软土地基分布广泛，在实践中选用合理的软基加固处理方案并快速实施，对于加快高速铁路建设，保障人民生命财产安全具有重要的现实意义。在进行地基处理前要了解项目所在地的地基处理经验，严格核查施工前和施工过程中的地质情况，确定施工工艺参数。施工完毕后，要按照规范对工程质量进行检测，确保满足工程的设计要求，以更好地推动我国铁路事业更好更快发展。
参考文献：
[1]焦银灿；高速铁路软土路基施工处治技术[J]，城市建设理论研究，2012年第1期.
[2]付贵海；魏丽敏；郭志广；高速铁路软土路基沉降预测[J]，湖南城市学院学报（自然科学版），2011年02期.