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摘要：现阶段，高速铁路作为一种重要的交通方式，具备快速以及安全舒适等优势。随着国内经济的快速发展，人们生活条件改善，对工程质量的要求也越来越高。而建立在软土地基之上的高速铁路工程需要控制好其基本特性、技术质量以及施工之后的地基因素等等。本文对高速铁路软土路基问题及软土地基处理方法进行了分析和探讨。
关键词： 高速铁路 软土地基 施工技术
中图分类号：U412文献标识码： A
1 软土地基概述
在高速铁路施工中，对软土路基处理非常重要。软土承载力不高，而且孔隙也不小，并且由于荷载作用而导致软土会比普通粘土更加容易发生破坏、变形。要提高软土路基的承载能力，就需要對路基基床，必要时还需要对路基基底进行相关处理，以保证路基稳定性，防止失稳和沉降现象。目前软土路基加固的方法很多，如砂井加固、反压护道、排水砂垫层等等。
2 软土路基问题
相较于砂土而言，软土天然含水量高、孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低、固结系数小、固结时间长、灵敏度高、扰动性大、透水性差、土层层状分布复杂、各层之间物理力学性质相差较大。通常情况下会将淤泥、淤泥质土和软粘性土三种称之为软土。自从我国开始大规模修建高速铁路，由于高速铁路主要采用整体道床无砟轨道工艺，整体道床会将列车行驶时的应力与振动直接传导到路基基床，由于软土的抗剪强度在承受荷载时能力不足，很容易造成地基被局部或者整体剪切、破坏，导致路堤失稳、塌方或者桥台被破坏。所以，要详细研究软土地基的相关设计以及处理方法，将软土性质及其土层特征熟悉并且掌握，尤其是掌握软土变形的动态变化规律以及强度，进而采取相对应的合理措施，以确保软土地基的稳定性，是控制高速铁路工后沉降的核心问题。
3 软土地基处理方法
3.1 对软土地基进行处理通常可以用置换法、预压法、灌入固化物、加筋法以及振密挤密法等对软土地基进行相关处理，以达到修建高速铁路的地基强度与稳定性要求。在修建铁路时，有两种地基处理形式，即为复合地基与土质改良。根据插筋、置换以及局部土地改良等手段使得地基承载力增强，称之为复合地基。这种地基处理方法通过提高路基基床的强度可以将地基的承载力大大提高，同时减小沉降现象。而当采用全面改良的方法改造地基土体性质时，称之为土质改良。这种地基处理形式的具体方法一般为强夯法和排水固结法，通过提高地基抗剪强度与减小其压缩性而将地基承载力提高，并且减少沉降现象。
3.2 设置群桩基础
使用群桩基础也是常用的基底加固方法之一，具体方法一般为预制打入桩和微孔桩。通过在基底打入或灌注桩基础，降低土体压缩性，同时利用桩基将路基自重和通车时的运行荷载传导入土体，通过桩基与桩间土的摩擦力来抵消大部分荷载，达到提高基地承载力的目的。
3.3 软土地基的工后修补
如果软土能够满足地基稳定性的要求，在高速铁路建成之后，即使铁路发生沉降现象也不会过大影响道路质量。但这个时候要修补该路基路面，以调整工后出现的沉降现象以及达到设计的相关要求。目前国外修补高速铁路采取的方法就是以多次工后修补来提高路基路面的稳定性，达到质量相关要求。同时还有一种方法就是将修补工作一次性高标准完成，避免多次修补。
3.4 对软土地基进行综合处理
这一环节顾名思义就是将上述的几种方法综合起来，对软土地基进行处理的方法，可以将以上方法的作用综合起来，创造更佳的社会效益以及经济效益。
4 软土地基施工技术
4.1 冻结施工技术
软土地基土体软湿，采用冻结法时，一般通过二氧化碳或者液态氮膨胀，从而冷却在软土内的流动液体以达到冻结目的。还可以运用封闭式液压系统与普通机械制冷装备进行连接达到冻结软土目的。这两种方法将软土地基湿软土体进行冻结之后，可以将土体的压缩性降低，并且提高其强度。冻结法不仅仅限于冻结软土，当地基深度超过 7至 8 米甚至地下水位还要低时，冻结法同样能够发挥出相应功效，是一种被广泛应用，而且极为有效果的施工技术。
4.2 复合地基处理技术
复合地基处理技术可分为碎石桩法和粉喷桩法以及旋喷桩法三种设计方法：
4.2.1 粉喷桩法
粉喷桩是采用水泥作为固化剂，利用深层搅拌机械对原状软土进行强制搅拌，经水泥与软弱土之间的物理-化学作用，而生成具有较高强度、较好特性和水稳定性的混合柱状体，提高软土地基承载力。
4.2.2 高压旋喷桩法
这一施工技术可以用于松软土体的加固，采用高压射流切割与化学注浆两种技术结合起来，目前这一技术得到了更大的发展。注浆之前需要有预定的地基深度，这一工程可以采用钻机来完成。钻杆配置有喷嘴，当水泥浆液以高压的形式喷出来的时候，其喷射流会自动对土体进行切割，并且搅动。在这个过程中，钻杆会在旋转的同时向上提升，使得水泥浆与土粒更加混合，进而凝固。到了一定时间之后，会使得其凝固体均匀，而且呈圆柱状，加固了地基，也能够避免渗水。
5.高速铁路载体桩复合地基施工技术
5.1 载体桩作用原理
载体桩由混凝土桩身和载体构成，载体由干硬性混凝土、填充料、挤密土体和影响土体组成，形成无筋扩展基础。载体桩的受力原理是，将混凝土桩身作为传力杆，将力传递至桩端载体形成的无筋扩展基础，充分发挥桩端土体承载力，使桩的承载力大大提高。
5.2 载体桩工艺
1) 载体桩在桩端处形成复合载体，使得桩的承载性状好，单桩承载力较高，一般为相同桩长和桩径灌注桩承载力的 1. 5 ～ 2. 5 倍。其适用于要求单桩竖向极限承载力≤4 000kN 的工业与民用建筑;在地层土质合适的情况下，单桩竖向极限承载力可达 4 000 ～6 000kN。相同承载力情况下混凝土用量是同直径灌注桩的 40% ～60%，是大直径灌注桩的25% 左右，节约材料十分显著，具有良好的经济效益。
2) 夯扩体填充料可使用建筑拆除废料，既能解决目前废料堆放占用土地、给环境带来扬尘等不良影响，又能变废为宝，创造较好的经济效益，使建材资源得到循环利用，具有明显的社会和环境效益。
3) 三击贯入度指标明确，易于现场掌握，锤击成孔与沉护筒工艺简明直观，从而使施工质量容易得到控制。
4) 施工机械设备主要为液压步履式夯扩桩机，便于工人操作，1 台液压步履式夯扩桩机 1d 可打 7～ 9 根桩，施工简便、速度快、工期短。
5) 采用锤击护筒跟进成孔工艺，无泥浆排放，现场整洁。沉管式夯扩工艺实施中振感较强，因此，如果没有有效隔振措施，不宜在居民区和对振动敏感的建筑物附近施工。载体桩由于有护筒护壁，起隔声罩作用，在一定程度上减小了锤击时所产生的噪声。锤的质量较大，可穿越不富含孤石、大块建筑拆除废料的人工杂填土层、软弱松散层、湿陷性黄土层及可液化土层等。当土层中存在硬夹层时，普通锤击跟管困难，必须采用螺旋钻配合施工。载体桩桩长一般≤24m，当桩顶以下 4 ～6m 范围有一层承载力较高的土层时，采用载体桩其技术经济效益更显著。
6) 载体桩宜用于粉土、砂土、碎石土及可塑、硬塑状态的黏性土等土层的加固，桩端持力层宜选择适合挤密的稍密 ～ 密实的砂土与粉土层。当软塑状态的黏性土、素填土、杂填土和湿陷性黄土经过成桩试验和荷载试验确定载体桩的承载力满足要求时，也可作为被加固土层。在湿陷性黄土地区采用载体桩时，载体桩必须穿透湿陷性黄土层。当地表下存在很深的淤泥及淤泥质黏土层;地表下软土层较浅，且软土层下即为岩层; 遇承压水层，成孔、成桩困难，无法形成直孔时不宜采用载体桩。遇水时，应注意及时封水、止水。因属于挤土桩，会对周边建筑物和地下管线产生影响，并会影响周围已施工的桩体，施工时须紧密关注。载体桩采用建筑废料替代原有夯扩桩的混凝土，具有良好的经济性和环保性，且施工方便、质量可靠，值得推广应用。同时，载体桩也有局限性，当地表下存在很深的淤泥及淤泥质黏土层，地表下软土层较浅，且软土层下即为岩层，遇承压水层时，不宜采用载体桩。
6.结语
高速铁路已经成为交通运输中相当重要的工具，对软土路基的处理问题会随着施工技术的不断提高而逐渐得到解决，从而促进高速铁路的发展，以推动社会向更高水平的生活进发。
参考文献
[1]李静.我国高速铁路软土地基施工技术探讨[J].科技风，2008(12)
[2]刘卫东.高速铁路软土地基处理工艺探讨[J].西部探矿工程，2002(12)
关键词： 高速铁路 软土地基 施工技术
中图分类号：U412文献标识码： A
1 软土地基概述
在高速铁路施工中，对软土路基处理非常重要。软土承载力不高，而且孔隙也不小，并且由于荷载作用而导致软土会比普通粘土更加容易发生破坏、变形。要提高软土路基的承载能力，就需要對路基基床，必要时还需要对路基基底进行相关处理，以保证路基稳定性，防止失稳和沉降现象。目前软土路基加固的方法很多，如砂井加固、反压护道、排水砂垫层等等。
2 软土路基问题
相较于砂土而言，软土天然含水量高、孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低、固结系数小、固结时间长、灵敏度高、扰动性大、透水性差、土层层状分布复杂、各层之间物理力学性质相差较大。通常情况下会将淤泥、淤泥质土和软粘性土三种称之为软土。自从我国开始大规模修建高速铁路，由于高速铁路主要采用整体道床无砟轨道工艺，整体道床会将列车行驶时的应力与振动直接传导到路基基床，由于软土的抗剪强度在承受荷载时能力不足，很容易造成地基被局部或者整体剪切、破坏，导致路堤失稳、塌方或者桥台被破坏。所以，要详细研究软土地基的相关设计以及处理方法，将软土性质及其土层特征熟悉并且掌握，尤其是掌握软土变形的动态变化规律以及强度，进而采取相对应的合理措施，以确保软土地基的稳定性，是控制高速铁路工后沉降的核心问题。
3 软土地基处理方法
3.1 对软土地基进行处理通常可以用置换法、预压法、灌入固化物、加筋法以及振密挤密法等对软土地基进行相关处理，以达到修建高速铁路的地基强度与稳定性要求。在修建铁路时，有两种地基处理形式，即为复合地基与土质改良。根据插筋、置换以及局部土地改良等手段使得地基承载力增强，称之为复合地基。这种地基处理方法通过提高路基基床的强度可以将地基的承载力大大提高，同时减小沉降现象。而当采用全面改良的方法改造地基土体性质时，称之为土质改良。这种地基处理形式的具体方法一般为强夯法和排水固结法，通过提高地基抗剪强度与减小其压缩性而将地基承载力提高，并且减少沉降现象。
3.2 设置群桩基础
使用群桩基础也是常用的基底加固方法之一，具体方法一般为预制打入桩和微孔桩。通过在基底打入或灌注桩基础，降低土体压缩性，同时利用桩基将路基自重和通车时的运行荷载传导入土体，通过桩基与桩间土的摩擦力来抵消大部分荷载，达到提高基地承载力的目的。
3.3 软土地基的工后修补
如果软土能够满足地基稳定性的要求，在高速铁路建成之后，即使铁路发生沉降现象也不会过大影响道路质量。但这个时候要修补该路基路面，以调整工后出现的沉降现象以及达到设计的相关要求。目前国外修补高速铁路采取的方法就是以多次工后修补来提高路基路面的稳定性，达到质量相关要求。同时还有一种方法就是将修补工作一次性高标准完成，避免多次修补。
3.4 对软土地基进行综合处理
这一环节顾名思义就是将上述的几种方法综合起来，对软土地基进行处理的方法，可以将以上方法的作用综合起来，创造更佳的社会效益以及经济效益。
4 软土地基施工技术
4.1 冻结施工技术
软土地基土体软湿，采用冻结法时，一般通过二氧化碳或者液态氮膨胀，从而冷却在软土内的流动液体以达到冻结目的。还可以运用封闭式液压系统与普通机械制冷装备进行连接达到冻结软土目的。这两种方法将软土地基湿软土体进行冻结之后，可以将土体的压缩性降低，并且提高其强度。冻结法不仅仅限于冻结软土，当地基深度超过 7至 8 米甚至地下水位还要低时，冻结法同样能够发挥出相应功效，是一种被广泛应用，而且极为有效果的施工技术。
4.2 复合地基处理技术
复合地基处理技术可分为碎石桩法和粉喷桩法以及旋喷桩法三种设计方法：
4.2.1 粉喷桩法
粉喷桩是采用水泥作为固化剂，利用深层搅拌机械对原状软土进行强制搅拌，经水泥与软弱土之间的物理-化学作用，而生成具有较高强度、较好特性和水稳定性的混合柱状体，提高软土地基承载力。
4.2.2 高压旋喷桩法
这一施工技术可以用于松软土体的加固，采用高压射流切割与化学注浆两种技术结合起来，目前这一技术得到了更大的发展。注浆之前需要有预定的地基深度，这一工程可以采用钻机来完成。钻杆配置有喷嘴，当水泥浆液以高压的形式喷出来的时候，其喷射流会自动对土体进行切割，并且搅动。在这个过程中，钻杆会在旋转的同时向上提升，使得水泥浆与土粒更加混合，进而凝固。到了一定时间之后，会使得其凝固体均匀，而且呈圆柱状，加固了地基，也能够避免渗水。
5.高速铁路载体桩复合地基施工技术
5.1 载体桩作用原理
载体桩由混凝土桩身和载体构成，载体由干硬性混凝土、填充料、挤密土体和影响土体组成，形成无筋扩展基础。载体桩的受力原理是，将混凝土桩身作为传力杆，将力传递至桩端载体形成的无筋扩展基础，充分发挥桩端土体承载力，使桩的承载力大大提高。
5.2 载体桩工艺
1) 载体桩在桩端处形成复合载体，使得桩的承载性状好，单桩承载力较高，一般为相同桩长和桩径灌注桩承载力的 1. 5 ～ 2. 5 倍。其适用于要求单桩竖向极限承载力≤4 000kN 的工业与民用建筑;在地层土质合适的情况下，单桩竖向极限承载力可达 4 000 ～6 000kN。相同承载力情况下混凝土用量是同直径灌注桩的 40% ～60%，是大直径灌注桩的25% 左右，节约材料十分显著，具有良好的经济效益。
2) 夯扩体填充料可使用建筑拆除废料，既能解决目前废料堆放占用土地、给环境带来扬尘等不良影响，又能变废为宝，创造较好的经济效益，使建材资源得到循环利用，具有明显的社会和环境效益。
3) 三击贯入度指标明确，易于现场掌握，锤击成孔与沉护筒工艺简明直观，从而使施工质量容易得到控制。
4) 施工机械设备主要为液压步履式夯扩桩机，便于工人操作，1 台液压步履式夯扩桩机 1d 可打 7～ 9 根桩，施工简便、速度快、工期短。
5) 采用锤击护筒跟进成孔工艺，无泥浆排放，现场整洁。沉管式夯扩工艺实施中振感较强，因此，如果没有有效隔振措施，不宜在居民区和对振动敏感的建筑物附近施工。载体桩由于有护筒护壁，起隔声罩作用，在一定程度上减小了锤击时所产生的噪声。锤的质量较大，可穿越不富含孤石、大块建筑拆除废料的人工杂填土层、软弱松散层、湿陷性黄土层及可液化土层等。当土层中存在硬夹层时，普通锤击跟管困难，必须采用螺旋钻配合施工。载体桩桩长一般≤24m，当桩顶以下 4 ～6m 范围有一层承载力较高的土层时，采用载体桩其技术经济效益更显著。
6) 载体桩宜用于粉土、砂土、碎石土及可塑、硬塑状态的黏性土等土层的加固，桩端持力层宜选择适合挤密的稍密 ～ 密实的砂土与粉土层。当软塑状态的黏性土、素填土、杂填土和湿陷性黄土经过成桩试验和荷载试验确定载体桩的承载力满足要求时，也可作为被加固土层。在湿陷性黄土地区采用载体桩时，载体桩必须穿透湿陷性黄土层。当地表下存在很深的淤泥及淤泥质黏土层;地表下软土层较浅，且软土层下即为岩层; 遇承压水层，成孔、成桩困难，无法形成直孔时不宜采用载体桩。遇水时，应注意及时封水、止水。因属于挤土桩，会对周边建筑物和地下管线产生影响，并会影响周围已施工的桩体，施工时须紧密关注。载体桩采用建筑废料替代原有夯扩桩的混凝土，具有良好的经济性和环保性，且施工方便、质量可靠，值得推广应用。同时，载体桩也有局限性，当地表下存在很深的淤泥及淤泥质黏土层，地表下软土层较浅，且软土层下即为岩层，遇承压水层时，不宜采用载体桩。
6.结语
高速铁路已经成为交通运输中相当重要的工具，对软土路基的处理问题会随着施工技术的不断提高而逐渐得到解决，从而促进高速铁路的发展，以推动社会向更高水平的生活进发。
参考文献
[1]李静.我国高速铁路软土地基施工技术探讨[J].科技风，2008(12)
[2]刘卫东.高速铁路软土地基处理工艺探讨[J].西部探矿工程，2002(12)