Summary：本文研究了某铁路路基沉降的原因及其治理方法。通过现场调查，确定沉降主要由自重湿陷性土和排水不畅导致。为解决这一问题，采用注浆法进行路基加固。通过室内模拟注浆试验，验证了单液硅化法的有效性，根据结果得出注浆可明显提高土体的力学性能，减少沉降。基于实验结果，本文详细的介绍了路基注浆的设计和施工方法，包括注浆参数的确定和施工流程，为类似工程提供参考。
随着铁路交通的加快速度进行发展，路基沉降问题日渐凸显，尤其是在湿陷性土地区。路基沉降不仅影响铁路的正常运营，还威胁到行车安全。因此，研究路基沉降的原因及其有效治理方法具备极其重大意义。本文以某铁路路基沉降项目为例，通过现场调查和室内模拟试验，探讨了路基沉降的原因，并提出了注浆加固的解决方案。通过对注浆试验结果的分析，验证了单液硅化法的有效性与可行性，并为现场施工提供了技术指导。
通过现场调查和勘探，发现造成路基沉降的根本原因是:(1)填充物为自重湿陷性土，填充物不合理，填充物充填工艺未能使填充物有效压实。要求铁路填充物在列车动荷载长期作用下，具有较高的机械强度、水稳定性和较小的渗透性。如果填充厚度过大，压实力度不够，很容易产生压实力度不够等问题。(2)原状砂性黄土为自重型湿陷性土。当排水不顺畅时，地表水渗透到砂性黄土中，导致覆盖层土体下沉。路基填料与原地基土具有不一样程度的湿陷性。在地表水的渗透聚集和列车的反复振动作用下，路基承载力逐渐降低。随着地表水的不断进入，充填体恶化区逐步扩大，最终出现基础沉降、挤压，甚至空化现象。
根据《建筑地基处理技术规范》（JGJ79—2012）、《湿陷性黄土地区建筑规范》（GB50025—2018）中关于湿陷性土处理的主要技术内容，通过钻孔将浆液注入填料中，使填料的力学性能得到一定的改善，来提升路基的承载能力，减少路基沉降。该方法具有造价低、固结强度高、可靠性高、施工便捷简单、机动性强等特点，对线路运行影响小。
为了消除路堤黄土填料的湿陷性，避免施工全套工艺流程中路基产生过多的额外沉降，采用单液硅化法对沉降段路基工程做加固。注浆液主要由10%~15%的硅酸钠溶液和2.5%的氯化钠混合而成。根据设计的基本要求进行了室内模拟注浆试验。每桶的土壤样本使用电钻开4圆孔，直径2厘米，深度10厘米(见图1)。硅酸钠溶液根据设计的基本要求配置和搅拌均匀注入土壤,每隔0.1～1h加一次溶液，防止孔内溶液渗干。3h后孔内仍有残余溶液，停止注浆。注浆后对注浆试样进行压缩试验和直剪试验(见图2)，测量注浆加固后土体的渗透性、压缩性、湿陷性和抗剪强度。
根据在实验前后的变化(见表1~表3),能得出以下结论:(1)土壤中的水含量、渗透系数、孔隙率和灌浆前后土壤干密度基本保持不变,塑性指标产生一些变化。根据结果得出:水玻璃溶液自渗注浆方法不会改变原有的土体结构，注浆过程不会引起路基额外沉降;硅酸钠溶液在氯化钠的催化作用下，与土壤中的硫酸钙或碳酸钙发生反应，形成硅胶，胶结土壤颗粒，大幅度的提升了可塑性。(2)压缩性试验表明，注浆后土体在荷载作用下可压缩性降低，有效提升路基承载力。(3)注浆后黄土填料的抗剪强度指标(黏聚力和内摩擦角)增大。随着土壤含水量的降低和硅酸凝胶的胶结作用，黏聚力大幅度提升，有利于增强路堤边坡的稳定性。(4)注浆加固后，黄土填料对水的敏感性降低，湿陷系数降至0.015以下，湿陷性得到消除。此外，湿陷性在失水和除湿后没办法恢复。通过现场取样和室内注浆加固试验，加固土的压缩性和湿陷性指标均能满足规范要求。
施工前应选择沉降段进行多孔灌注液试验，确定注浆参数。灌液试验结束后，每隔10天左右取土样做试验，测定加筋土的压缩性和湿陷性。在路基注浆施工全套工艺流程中，用钻机在路基两侧钻孔，然后放入注浆管。注浆管直径为80mm，钻孔间距为0.6m，布置为梅花形(见图3~图4)。用硅酸钠溶液填充充填孔，使溶液本身进入土壤中。将全部溶液注入土体后，采用二八回填注浆孔。注浆液由10%~15%的硅酸钠溶液与2.5%的氯化钠溶液混合而成。相对密度应在1.13~1.15之间，不应小于1.10，其模量应在2.5~3.3之间。
通过对某铁路路基沉降治理的研究，本文验证了注浆加固技术在改善湿陷性土力学性能和减少沉降方面的有效性。室内模拟注浆试验根据结果得出，单液硅化法能够明显提高土体的压缩性和抗剪强度，降低湿陷性，为路基沉降问题提供了可靠的解决方案。在实际施工中，应根据具体工程情况，合理选择注浆参数和施工方法，以确保治理效果。本文的研究为铁路路基沉降治理提供了重要的技术上的支持，具有广泛的应用前景。
[1]陕西省建筑科学研究院有限公司,陕西建工第三建设集团有限公司.湿陷性黄土地区建筑标准:GB50025—2018[S].北京:中国建筑工业出版社,2019.
[2]中铁二院工程集团有限责任公司.铁路路基支挡结构设计规范:TB10025—2019[S].北京:中国铁道出版社,2019.
[3]程康.兰新高速铁路某区段路基沉降整治措施及治理效果研究[D].兰州:兰州交通大学,2018.
