专利名称：采用泡沫轻质土换填的软土地基加固施工方法
技术领域：
本发明属于铁路软土地基加固技术领域，特别是涉及一种采用泡沫轻质土换填的软土地基加固施工方法。
背景技术：
铁路软土地基加固通常采用打桩法或换填法进行施工，在施工范围内经常会遇到诸如国防光缆、电缆、水管、输油管线等地下障碍物，因此在施工前必须探明这些管线位置并加以保护，以防止其被施工机械破坏。但在某些特殊情况下，一些已埋设多年的管线却无法探明其具体深度和精确位置，所以上述这些常规的施工方法已不能同时满足地下管线的安全和管线处地基的承载力要求，因此一直以来成为软土地基加固施工中困扰工程界的难题。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种既能保证地下管线的安全，又能满足地基承载力要求的采用泡沫轻质土换填的软土地基加固施工方法。为了达到上述目的，本发明提供的采用泡沫轻质土换填的软土地基加固施工方法包括按顺序进行的下列步骤1)首先在与新建铁路线交汇处的管线上方确定基坑的大小，基坑的宽度大于或等于路基坡脚位置，长度为从基坑坡底线与管线交点处沿新建铁路线方向向外侧各延伸8 10米；2)在基坑的范围内采用人工的方式开挖“十”字探坑，然后利用探测设备进行探测，每探测米并确定无障碍物后采用挖掘机械将此深度范围内的基坑土清除，如此反复直至挖至3 4米深而形成基坑，边坡范围为1 1 1 1.75;3)在基坑的基底上铺设一层碎石垫层5，然后在碎石垫层上铺设一层防渗土工膜；4)利用泵送的方式在防渗土工膜6的表面分层浇筑泡沫轻质土，下层浇筑层终凝后方能进行与其相邻的上层浇筑层施工，直至达到设计标高；5)最后在位于最上层的浇筑层表面覆盖塑料薄膜进行保湿养护即可完成泡沫轻质土换填的软土地基加固施工过程。所述的步骤3)中碎石垫层的厚度为0. 3 0. 5米。所述的步骤幻中防渗土工膜为聚乙烯或聚氯乙烯复合土工膜。所述的步骤4)中浇筑层的厚度为0. 5m 1. 0m。本发明提供采用泡沫轻质土换填的软土地基加固施工方法是采用轻质高强泡沫轻质土作为基坑填料，由于泵送施工无需修建施工便道，因此施工占地小，可大幅度降低施工难度同时加快施工周期，有效地消除了填料自身的工后沉降问题，减少地基对地下管线的附加应力，抑制地基的不均勻沉降和侧移，提高路基的稳定性，所以既能保证地下管线的安全，又能满足地基的承载力要求。
图1为采用本发明提供采用泡沫轻质土换填的软土地基加固施工方法时施工现场俯视图。图2为采用本发明提供采用泡沫轻质土换填的软土地基加固施工方法时施工现场剖视图。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本发明提供的采用泡沫轻质土换填的软土地基加固施工方法进行详细说明。如图1、图2所示，某新建铁路线1中一区间路基中心里程DK62+488.87处下穿一条中航油输油管线2，管径Φ 329. 9mm,与新建铁路线1的夹角为60°，业主提供的管线2大致埋深范围为7 12m。此处路基填高仅有lm，原设计基底处理为Hm长双向水泥搅拌桩。 为了确保水泥搅拌桩施工时不影响管线安全，施工前需准确定位管线2的位置。由于受周边高压线干扰，无法使用探测设备探测出管线2的准确位置。本段路基基底淤泥质土深厚， 采用传统换填方式工后沉降很大，因此不能保证管线2的安全，所以本申请人决定采用新型材料泡沫轻质土换填，利用泡沫轻质土的轻质性、高强性、高流动性等特点来消除铁路修建及火车动载对基底产生的附加应力，以增加路基稳定性和控制工后沉降，进而保证管线2 的安全。本发明提供的采用泡沫轻质土换填的软土地基加固施工方法包括按顺序进行的下列步骤1)首先在与新建铁路线1交汇处的管线2上方确定基坑3的大小，基坑3的宽度大于或等于路基坡脚位置，长度为从基坑坡底线4与管线2交点处沿新建铁路线1方向向外侧各延伸8 10米；2)在基坑3的范围内采用人工的方式开挖“十”字探坑，然后利用探测设备进行探测，每探测1米并确定无障碍物后采用挖掘机械将此深度范围内的基坑土清除，如此反复直至挖至3 4米深而形成基坑3，边坡范围为1 1 1 1.75;3)在基坑3的基底上铺设一层碎石垫层5，然后在碎石垫层5上铺设一层防渗土工膜6;4)利用泵送的方式在防渗土工膜6的表面分层浇筑泡沫轻质土 7，下层浇筑层终凝后方能进行与其相邻的上层浇筑层施工，直至达到设计标高；5)最后在位于最上层的浇筑层表面覆盖塑料薄膜进行保湿养护即可完成泡沫轻质土换填的软土地基加固施工过程。所述的步骤3)中碎石垫层5的厚度为0. 3 0. 5米。所述的步骤幻中防渗土工膜6为聚乙烯或聚氯乙烯复合土工膜。所述的步骤4)中浇筑层的厚度为0. 5m 1. 0m。另外，施工前应根据设计要求进行泡沫轻质土配合比设计，试配试验时，应进行湿密度、流值和消泡试验，当流值满足要求、消泡试验确定的湿密度增加率满足要求时，应制
4取试件并进行养护，当消泡试验确定的湿密度增加率无法满足要求时，应调整发泡剂的稀释倍率或种类，或调整配合比组成材料的种类和用量，重新进行试配试验，当试配强度无法满足规范及设计要求时，应调整胶凝材料的用量、标号或品牌，重新进行试配试验。另外，泡沫轻质土是将加压后的气泡与水泥浆混合而成，施工过程中，每次启动浇筑泵后，需对生产参数进行调整，以保证泡沫轻质土的湿密度与流量满足设计要求。 此外，步骤2)中基坑3的深度3 4米是运用大型有限元软件ANSYS对换填泡沫轻质土地基进行模拟计算而得出的，方法是首先建立换填轻质泡沫土复合地基的沉降模型，采用弹塑性土体本构模型，使用有限单元法研究在列车荷载作用下换填泡沫混凝土复合地基的位移沉降量，并用ANSYS模拟不同厚度泡沫轻质土换填下的位移沉降量，通过比较，在符合国家规范的前提下，采用最经济合理的换填高度。
权利要求
1.一种采用泡沫轻质土换填的软土地基加固施工方法，其特征在于所述的施工方法包括按顺序进行的下列步骤1)首先在与新建铁路线(1)交汇处的管线(2)上方确定基坑(3)的大小，基坑(3)的宽度大于或等于路基坡脚位置，长度为从基坑坡底线(4)与管线(2)交点处沿新建铁路线 (1)方向向外侧各延伸8 10米；2)在基坑(3)的范围内采用人工的方式开挖“十”字探坑，然后利用探测设备进行探测，每探测1米并确定无障碍物后采用挖掘机械将此深度范围内的基坑土清除，如此反复直至挖至3 4米深而形成基坑(3)，边坡范围为1 1 1 1.75;3)在基坑(3)的基底上铺设一层碎石垫层(5)，然后在碎石垫层( 上铺设一层防渗土工膜(6)；4)利用泵送的方式在防渗土工膜(6)的表面分层浇筑泡沫轻质土(7)，下层浇筑层终凝后方能进行与其相邻的上层浇筑层施工，直至达到设计标高；5)最后在位于最上层的浇筑层表面覆盖塑料薄膜进行保湿养护即可完成泡沫轻质土换填的软土地基加固施工过程。
2.根据权利要求1所述的采用泡沫轻质土换填的软土地基加固施工方法，其特征在于所述的步骤3)中碎石垫层(5)的厚度为0. 3 0. 5米。
3.根据权利要求1所述的采用泡沫轻质土换填的软土地基加固施工方法，其特征在于所述的步骤幻中防渗土工膜(6)为聚乙烯或聚氯乙烯复合土工膜。
4.根据权利要求1所述的采用泡沫轻质土换填的软土地基加固施工方法，其特征在于所述的步骤4)中浇筑层的厚度为0. 5m 1. 0m。
全文摘要
本发明公开了一种采用泡沫轻质土换填的软土地基加固施工方法。其是采用轻质高强泡沫轻质土作为基坑填料，由于泵送施工无需修建施工便道，因此施工占地小，可大幅度降低施工难度同时加快施工周期，有效地消除了填料自身的工后沉降问题，减少地基对地下管线的附加应力，抑制地基的不均匀沉降和侧移，提高路基的稳定性，所以既能保证地下管线的安全，又能满足地基的承载力要求。
文档编号E01C3/04GK102505598SQ201110303070
公开日2012年6月20日 申请日期2011年10月9日 优先权日2011年10月9日
发明者吕晓杰, 孙承军, 李强, 李绍刚, 贾建国, 赵振杰, 陈磊, 高宇 申请人:中铁六局集团天津铁路建设有限公司, 中铁六局集团有限公司