安哥拉鐵路工程軟土地基的處理方法淺談
科學論壇
作者：孫琦
摘 要：安哥拉位於非洲西南部，熱帶草原氣候，常年多雨，導致軟土地基較多。由於鐵路對路基完工後沉降的要求很高，而沉降剛好是軟土地基處理的主要問題，所以在軟土地基上修築路基，如果對軟基處理不當，往往會導致路基失穩或過量沉降，直接影響到竣工後鐵路的運行狀況及其使用壽命。筆者根據在安哥拉鐵路的三年施工經曆，對當地軟土地基處理方法淺談。
關鍵詞：安哥拉；非洲；軟土；地基；處理方法
1. 軟基的特點
1.1軟基抗壓性弱，未受外界壓力時，土層不會因其鬆弛問題發生改變，但一旦受到振動擠壓，其構造就會明顯改變，並且不可恢複，最終導致土壤的耐受力進一步下降，呈現一種軟弱狀態，從而出現向一側墜落、整體下陷、中部塌陷而兩側升高的不良狀況。
1.2軟基透水性弱，軟基豎向滲透係數一般應在100左右，抗水性較強，使得土層水質排放困難。在高速鐵路施工過程中，由於軟基空隙較大、耐受力較弱，地基的沉降係數受到影響，進而使得高鐵施工花費更多的沉降時間。
1.3軟基易變形，密度減小困難，通過比較受外力影響前後的軟土曲線圖可以看出，在外力影響較小時，曲線變化也比較緩慢。在軟土受壓明顯變形後，曲線就會呈現迅速下降的驟減狀態。渡過壓力區，曲線又會恢複到緩慢變化狀態，但仍呈現下降趨勢。
2. 軟基處理的幾種方法
2.1 表層處理法①表層排水法。對土質較好因含水量過大而導致的軟土地基，在填土之前，地表麵開挖溝槽，排除地表水，同時降低地基表層部分的含水率，以保障施工機械通行。為了發揮開挖出的溝槽在施工中達到盲溝的效果，應回填透水性好的砂礫或碎石。②砂墊層法。對於地基上部軟土層極薄且含水量大時，在軟土地基上敷墊0.5～1.2m左右厚的砂墊層。這樣可達到固結軟土層，使砂墊層起到上部排水層作用；同時，砂墊層又成為填土內的地下排水層，以降低填土內的水位。③敷墊材料法。對於地基土層不均勻，可能發生局部不均勻沉降和側向變位，可利用所敷墊材料的抗剪和拉抗力，來增強施工機械的通行，均勻地支承填土荷載、減少地基局部沉降和側向變位，以提高地基的支承能力。敷墊材料主要有化纖無紡布、土工布、玻璃纖維格柵等被廣為采用。④添加劑法。對於表層為粘性土時，在表層粘性土內滲入添加劑，改善地基的壓縮性能和強度特性，達到提高填土穩定及固結的效果。添加材料通常使用的是生石灰，熟石灰和水泥。在安哥拉鐵路修建過程中，常用前三種方法，因其機械化程度高，施工便捷，材料易得，具有良好的經濟效益。
2.2 置換法，本法是以優質土置換軟弱土，確保填土穩定和減少沉降量。施工方法分有人工挖掘置換和借填土自重或用爆炸法將軟弱土擠出的強製置換。其施工都比較容易，多數情況下能在短時間內達到所要求的目的。從可靠性來說人工挖掘置換較優。置換材料應采用即使受到水浸也不致降低承載力的粗粒土。但必須進行充分壓實。安哥拉當地富含紅色鐵砂土，土質好，此土作為首選置換材料，用於全線軟土路基置換。
2.3 加載法，加載法是為了預先促進軟土地基沉降，增加地基強度，以防止設置在填土上或鄰接填土的路麵和構造物或者埋入填土內的構造物發生有害沉降而導致破壞。促進地基固結沉降的方法有：在地基上增加總壓辦法；減少土中的間隙水壓提高有效應力法等。前者用填土荷載時，一般為填土加載法，後者又可分通過井點，豎井等的降低地下水法和在地表麵鋪砂，覆蓋不透水膜使之形成真空，依靠大氣壓力加載來促進固結的大氣壓加載法。采用填土加載法時，須注意地基的穩定狀態。而降低地下水法和大氣壓加載法則不必擔心地基遭到破壞，但受到地基適應性的限製且工程費用大，一般不采用。上述方法，都很少單獨采用。
2.4 砂井排水法，砂井排水法根據砂井的施工方法不同，可分為打入式、振動式、螺旋鑽式、水射式及袋裝式等。 本法很少單獨使用，多與加載法或緩速填土法並用，對層厚大，均質的粘土地質最為有效；對泥炭質地基效果稍差。