第一四九章 水泥搅拌桩
在铁路施工当中，路基地基处理这方面，一直是铁路工程的重灾区，多少铁路建成之后，因为路基整体下沉，导致线路线型破坏，最终只能常年抢修，由于病害在地基上面，无论怎么整修路基整体或道砟，也没法根治要害。 其实抢修过程中，最常用的办法便是加高道砟的厚度，不少铁路地段，道砟厚度一、二米，也不罕见，比铁路设计的45公分道砟厚度，高太多！ 随着铁路度的提高，对路基地基的要求也越来越高，路基地基处理，已然成为影响国内列车行驶度的主要因素之一。 为了摆脱路基地基带来的病害，最简单的办法便是修建桥梁，以桥代路，提高建设的成本，避免建成后大规模的整修施工。 然而，在上世纪八十年代，国家因为经济资金等各方面的原因，无法大规模的建设桥梁，以桥代路，最终导致铁路列车的运行度，无法提高。 为了解决这个问题，在九十年代初期，铁道部专门召集第一、二、四等多家国内设计院，就路基地基处理问题，进行了一系列的研究，经过长时间的实践，终于找出几种解决的办法。 楚江河为了将乔天虹留在自己的设计公司，如今只有将这些杀手锏使，吸引乔天虹的注意，在留住乔天虹的同时，也能为国内的铁路事业，尽自己一份微薄之力。 楚江河隐约觉得，一旦自己根本出这种办法，并付出实践，国内列车的行驶度，定然会有一个质的飞跃，而是采用这种办法，建设成本并没有提高多少，正好适合国家现行的经济条件。 “不错，毕竟我在一线施工比较多，这种办法，也是我无意见现，我觉得用这种办法，来解决软弱地基，应该可行。”楚江河道。 “就是你说的新型的桩？”乔天虹问道。 见楚江河点头，乔天虹继续道：“说说你的具体措施是什么？” “我的办法其实很简单，像桥梁施工，不少设计都没有桩基，最下面采用沉井，比如京潭铁路就是这种设计，但是进入八十年代开始，桥梁桩基应用的越来越多，因为桩基足够长的话，完全可以将作用力支撑在地基上，确保桥梁不下沉。就算没有到达持力层，群桩依靠摩擦力，桥梁的下沉量也是有限。”楚江河一步步的为乔天虹解释，这些内容，乔天虹比楚江河懂，楚江河还是述说了一遍，接着道：“而路基的地基处理，我的办法也是采用桩基，不过相对于桥梁的桩基，路基的桩基有以下几个方面不太一样。” 京潭铁路在84年开始施工，对于这条铁路的前期勘察和设计施工，却是在8o年之前便进行，一条铁路的从规划、审批到勘察、设计，最终进入施工状态，少则三四年，多则数十年。 像国内二十年后的第一条高铁路，京津城际高铁路，o5年开建，o8年投入运营，前期的勘察、设计，在九七年便开始进行了，经历了长时间的前期勘察和设计，才有这条高铁路的建成。 8o年之前，桥梁桩基还没有完全推广，还有部分桥梁的基础是采用沉井基础。 听楚江河这么一说，如同一名专家一样讲解，乔天虹露出了浓厚的兴趣，他突然现，楚江河这小子对铁路行业的了解不少。 “先，路基的桩基从深度上来看，我认为不需要太长，在6米到1o米长度为宜，直径也不用达到一米，5o公分我觉得差不多，除此之外，桩和桩之间的距离，我觉得这项要求要严格一些，桩中心距离保持在6o公分左右，应该能满足要求。”楚江河说着，加一句道：“当然，具体情况，还得经过力学计算，这方面我不懂，这些数据只是我的想法而已。” 楚江河话虽是这样说，可是这些数据，都是三十年后设计常用的数值，楚江河基本上都是顺手拈来，相当的顺手。 “小楚，你要知道，路基的基础宽度，就算没有填筑高度，以双线间距5米、线路中心离路肩处3米来计算，也得11米的宽度，这11米的宽度上，按照你这个密集度布置桩基，那得花费多少钱？”乔天虹很快便意识到楚江河话中的不足之处，至始至终，乔天虹都是站在预算的角度来考虑问题，如果不考虑预算的话，完全可以全线采用桥梁，就没有这种情况出现了。 就像国内的高铁，为了预防地质出现问题，绝大部分地区都是设立高架桥，便是其中一个原因。 比如一个桥墩，桥墩下面有8颗桩基，每颗桩基4o米，如此算来，也才32o米的桩基，85年的时候，一般的桥梁跨度都是16米，极少数桥梁跨度采用24米，还不曾出现32米的桥梁。 可即便如此，采用桥梁的话，16米才使用32o米长、桩径为1米的桩基。如果是路基的，11米宽的路基，横向需要布置18颗直径为5o公分的桩基，深度按最短的6米来算，一个横断面，便需要1o8米，16宽度范围内，共有26排，桩基长度便要28o8米，相比于桥梁的32o米桩基，差距可不小，即便路基的桩径只有5o公分，长度算一半也远32o米的桩基。 显然，只要学过数学的人，一算便知道，楚江河提出的办法不行，关桩基使用的混凝土量，便远承台、墩身使用的混凝土量，甚至连桥梁的混凝土量都足够。 如果有这个价钱，干脆修建桥梁便是了，何必大费周章的去处理地基，再填筑路基呢？ “乔院长，如果采用混凝土浇筑这些桩基的话，肯定不划算，下面我要说的另外一个不同之处，便是原材料使用方面，我提出的这种桩，我称之为水泥搅拌桩，说白了，我就是想依靠搅拌后的水泥浆，满足一定的比重，然后再想办法，和地基的泥土搅拌在一起，让泥土和水泥浆融合到一起，成立一颗颗完整的桩。对于材料的使用上，只需要水泥，我曾大体的计算过，每米水泥搅拌桩，用一袋水泥，差不多便能满足要求。”楚江河道。 “水泥搅拌桩？”对于这个称呼，乔天虹在铁路行业干了这么长时间，还是第一次听说。 对于楚江河说的这种办法，尤其是桩基无需钻孔，而是采用泥土和水泥浆融合到一起，让乔天虹很是不解。 “对的，这个名字是我起的，因为这种桩，是采用水泥浆和泥土搅合在一起，凝固之后，成了一颗桩的形态，对软弱地基有很好的加固作用，一大片施工之后，形成群桩，共同支撑路基本体和列车行驶产生的荷载，确保路基不下沉！”楚江河道。 “，你解释有些乱，现在我问你几个问题，你一一回答我。”乔天虹还是不太明白楚江河的意思，阻止楚江河继续说下去道。 楚江河一愣，随即微微一笑，一直以来，他都将乔天虹当成一个了解水泥搅拌桩的人才讲解，被乔天虹一问起，楚江河觉得，自己解释的的确太过牵强，即便乔天虹是铁路方面的老专家，也难免糊涂。 “行，乔院长你问吧。”楚江河点头道。 “先第一个，也是我最疑惑的地方，你说不需要钻孔，那么至少6米的深度，你如何确保注入的水泥浆，能形成一颗完整的桩基，而且在不提取土的情况下，注入水泥浆？”乔天虹想了想，决定把这个最为疑惑的问题先问出。 乔天虹的意思很明显，比如一根6米的桩基，你要注入水泥浆，如何注入到这个深度，并保证水泥浆和土质融合到一起呢？ “乔院长，我先给你画个我想象的图。”楚江河决定，这种办法还是需要用图文的形式来讲解比较清晰一些。 楚江河大体的画了一个图，在图上，一个钻杆被一台机械固定竖直，钻杆最上头，还接着一个管子，连着另外一个机械，在钻杆下部，有四把弯型的钢刀片，同时在钻杆的下部，还设置了两个小孔。 画完之后，楚江河为乔天虹解释道：“我们先将钻机定好位之后，利用机器将钻杆转动，转动的同时，四个刀片是一起转动的，随着钻杆被打入土中，四个刀片一边转动，便会切割土壤，这一步相当于把土壤破松。” 采用水泥搅拌桩的地方，都是松散的土质，因此，钻杆旋转之后，刀片很容易切割土质，经过四次的切割，虽然不能说做到无死角，至少大部分土质，都被松散了一遍。 “在钻杆下钻的过程中，我们可以根据钻杆的标记，确定钻杆下钻的深度，这样一来，便能知道钻杆到底有没有钻到设计的标高。一旦钻进到位，钻机便开始反向旋转，将钻杆往上提，在提升钻杆的过程中，下面的注浆孔开始喷射出一定比重的水泥浆。”楚江河道。 “这水泥浆能射入土层？”乔天虹皱眉问道。 “应该没问题，这好比就像我们往土层内射水，要看压力，水压越大，渗入的土层越深。因为钻杆上方接的管道，连着水泥浆制作池，当需要水泥浆的时候，利用高压，将水泥浆从管道中压入，然后从喷头中射出，我们可以根据搅拌桩的直径，确定压力多少，这样的话，便能确保整颗桩基，都被水泥浆灌到。”楚江河说到这，停顿一下，继续道：“而且在提钻杆喷射水泥浆的时候，四个刀片还在切割土壤，相当于再一次对土进行松散，确保土壤的疏松，如此一来，水泥浆更加容易射入土壤当中。” 听楚江河这么一解释，乔天虹一时间陷入沉思之中，他拿过楚江河的画的草图，在上面比划着，不断的列着公式和计算数字。 很快，乔天虹放下笔，微微点头道：“的没错，如果压力达到一定程度，的确可以将水泥浆压入土层！” “乔院长，其实这个和我们的水射土是一样的，我也是从水射入土中得来的灵感。”楚江河道。 “恩，如果一次射入的水泥浆量不够的话，还可以进行第二次cao作。”这一次，乔天虹帮着楚江河说话了。 “不错，我也是这个意思，这样以来，便能确保水泥搅拌桩的质量。”楚江河道。 “恩，如果真有这种机械的话，路基大面积的施工这种桩基，对防止地基下沉，的确能起到一定的作用，可具体情况如何，还待商榷，毕竟这些只是你想象的结果，具体情况还需要付出实践。”乔天虹看着草图道。 “这个当然，甚至对于这种加固软弱地基的办法，是否可行，还需要经过乔院长你这边计算，而且桩基施工完之后，我觉得在桩基顶部，浇筑一个厚度2o公分的正方形混凝土块，更能确保地基不下沉。”楚江河继续道。 乔天虹眼神闪烁一下，楚江河提出的这种办法，他的确心动了，对于楚江河提出的这个建议，乔天虹虽然没有实践过，但作为国内黄家设计院退休的副院长，常年的设计经验告诉他，这种办法有一定的可行性。 如果真能把桩基和桩帽结合在一起，那么受力面积加大，相当于这一大片的水泥搅拌桩，一起承当路基本体和列车行驶过程中带来的动荷载，地基下沉的可行性极小。 “这想法好是好，可就算我加入你的设计公司，就我一人，也没法进行研究啊。”乔天虹望了楚江河一眼，叹道。 乔天虹说出这话，说明乔天虹已经变相的答应了。 楚江河连忙趁热打铁道：“乔院长这个你放心，除了你之外，我还将邀请第三设计院的其他一些专家加入，而且有些退休在家的老专家，我希望乔院长也出面帮忙，看能否请他们出山，想必这些老专家，也很乐意看到我国铁路行业，能快展，早日走上高铁路的世代！”8