概述鐵路路基沉降變形和控制措施

1、概述鐵路路基沉降變形和控制措施鐵路路基沉降變形的控制關(guān)系著鐵路運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展，因此，在進(jìn)行工程建設(shè) 時，應(yīng)當(dāng)保證施工質(zhì)量，加強(qiáng)對鐵路路基沉降變形的預(yù)防措施，提高鐵路運(yùn)輸?shù)?安全，進(jìn)一步推動我國交通運(yùn)輸行業(yè)的發(fā)展。文章將重點(diǎn)介紹鐵路路基沉降變形 和控制措施，以供同行參考。標(biāo)簽：鐵路路基;沉降變形;控制措施1、前言鐵路路基沉降變形問題的原因可從三個方面進(jìn)行分析：1）路堤填料是由散 體材料填筑而成的，在路基自重力的作用下，會產(chǎn)生壓密下沉的現(xiàn)象，如果填料 和施工的質(zhì)量存在問題，譬如填料的壓實程度低，強(qiáng)度不足，那么沉降量就會越 大，也就容易造成不均勻的變形。2）列車經(jīng)過軌道道床時，會將動、靜荷載傳 遞到路基

2、上，當(dāng)荷載積累到一定程度，就會產(chǎn)生路基變形。在一般情況下，當(dāng)軌 道的結(jié)構(gòu)還沒有處于較為良好的幾何行位和承受動力荷載的狀態(tài)時，或者沒有進(jìn) 行有效的軌道維修保養(yǎng)、軌道加強(qiáng)工作時，都可能在列車荷載作用下產(chǎn)生沉降變 形。3）軟土地基在壓力的作用下，土中的水和空氣從縫隙中被擠壓出來，外力 作用下土顆粒進(jìn)行了重新排列，新的組合結(jié)構(gòu)為壓密沉降提供了條件。如果路基 的高度和地基的條件存在差異性，那么沉降量就會更大。2、鐵路路基沉降變形的控制方法2.1路基填料的標(biāo)準(zhǔn)要求相關(guān)的鐵路路基較為實際的工程施工情況表明，優(yōu)質(zhì)路基填料的選用可以減 少后期的沉降變形問題，是路基穩(wěn)定性的基礎(chǔ)保障：1）基床表層采用級配碎石、砂礫

3、石和瀝青混凝土，將表層和混凝土支撐層 的厚度控制在0.7m左右，級配碎石、砂礫石要根據(jù)工程所需確定，而瀝青混凝 土所需礦料的質(zhì)量、級配等在鐵路相關(guān)規(guī)定中都有具體參考要求。2）填料的分類是依據(jù)土類和細(xì)顆粒含量的指標(biāo)進(jìn)行劃分，當(dāng)碎石類作為填 料用于基床底層時，為保證級配良好，顆粒應(yīng)該控制于10cm之內(nèi)。如果選用細(xì) 顆粒土作為填料，則要根據(jù)細(xì)顆粒土的性質(zhì)進(jìn)行填料改良。如果選用硬質(zhì)的巖石 或者抗風(fēng)化能力較強(qiáng)的軟質(zhì)巖碎石作為填料時，應(yīng)該選擇級配優(yōu)良者，而且填料 的顆粒要不大于15cm。3）對于強(qiáng)風(fēng)化巖或者其他土質(zhì)路塹地段，基床表層的換填材料為級配碎石 和砂礫石;可溶巖表層以及以下的不用換填;可溶巖的表層

4、換填厚度0.2m的混凝 土。2.2路基沉降現(xiàn)場監(jiān)測鐵路路基沉降的現(xiàn)場監(jiān)測范圍是根據(jù)不同的地基條件確定的，因為不同的結(jié) 構(gòu)部位具有不同的沉降情況，監(jiān)測一般分為四個階段進(jìn)行：階段一是在路基填筑 的施工期冏，對地基土的沉降和路堤坡腳邊樁的位移情況進(jìn)行監(jiān)測；階段二是在 路基填土施工完畢后，對自然沉落期和擺放期的變形情況進(jìn)行監(jiān)測，監(jiān)測作業(yè)持 續(xù)到沉降評估結(jié)束;階段三則是在無渣軌道鋪設(shè)施工的監(jiān)測;階段四是在軌道鋪設(shè) 完成后，在試運(yùn)營期間的監(jiān)測。首先是布置現(xiàn)場的原型觀測點(diǎn)，根據(jù)地形和地質(zhì) 條件，結(jié)合地基的處理方法，并結(jié)合沉降預(yù)測方法，對路基考慮重點(diǎn)的監(jiān)測點(diǎn)。 其次是沉降變形的監(jiān)測技術(shù)要求，按照國家二等水準(zhǔn)進(jìn)

5、行水準(zhǔn)網(wǎng)的觀測，每次的 觀測都要形成閉合檢驗的條件，而外業(yè)的測量都要使用同一類型的儀器，沿著同 一路線進(jìn)行觀測，在觀測的時候需按照后、前、前、后的順序進(jìn)行。再次是觀測 元件埋設(shè)的說明，包括沉降觀測樁、沉降板等，沉降觀測樁通過測量埋置，深度 控制在0.3m左右，而沉降板由地板、保護(hù)套管和金屬測桿組成。鐵路路基施工 完成后，測量沉降的要求是需采用沉降擬合曲線法，以三個月為基礎(chǔ)單位觀測相 關(guān)數(shù)據(jù)，掌握具有實用價值的變形規(guī)律，求出后期沉降量。2.3路基填筑施工的控制措施根據(jù)鐵路路基沉降的特點(diǎn)及相關(guān)的沉降監(jiān)測實踐，作出以下的施工工藝標(biāo) 準(zhǔn)：1）路基基底的處理，對軟土地基地段進(jìn)行加固處理，在加固完畢后，進(jìn)

6、行 質(zhì)量檢驗，保證地基具備足夠的承載力，方可進(jìn)入路堤填筑施工階段。2）路基填筑的過程中，按照事先制定好的質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工，并且落 實好每一填土層的實驗檢測。要控制好填料的質(zhì)量，除特殊要求之外，否則同段 路基要使用同一種填料。3）對路基綜合排水系統(tǒng)進(jìn)行完善，以便控制邊坡的穩(wěn)定，尤其是膨脹土地 段，要確保施工期間路基排水系統(tǒng)的通暢，杜絕積水沖刷路基的情況發(fā)生。另外， 為確保邊坡的質(zhì)量，還要鋪設(shè)土工隔柵進(jìn)行加固，避免滑坡。4）為做好過渡段的處理工作，要在過渡段采用級配碎石進(jìn)行填筑，填筑時 間與路基施工同步，保證其強(qiáng)度、剛度和平穩(wěn)度。2.4路基填筑施工完成后沉降變形的控制措施首先是做好鐵路路基基底

7、的加固處理和檢測，控制工后沉降變形，尤其是軟 土地基地段，應(yīng)該根據(jù)設(shè)計的要求進(jìn)行加固，并且在檢驗合格后方可進(jìn)行路基填 筑，如果發(fā)現(xiàn)路基基底不能夠滿足承載力的需求，則要結(jié)合水泥土擠密樁等進(jìn)行 地基輔助加固。其次是確定好施工工藝，嚴(yán)格控制施工，譬如填層過厚，造成路 基沉降超標(biāo)或者不均勻沉降，應(yīng)該及時分析沉降的原因，采用路基堆載加固的方 式固結(jié)沉降。最后是控制好預(yù)留沉降量，當(dāng)鐵路的軌面設(shè)計標(biāo)高與軌標(biāo)高存在一 定的偏差，應(yīng)該根據(jù)路基施工經(jīng)驗采用重型機(jī)械進(jìn)行碾壓，預(yù)留沉降量控制在路 基高度的0.5%左右。3、路基變形監(jiān)測路基變形監(jiān)測的目的：一是在路基填筑過程中控制填筑速度，避免因加載過 快使軟土地基發(fā)生

8、側(cè)向滑移破壞;二是檢測路基變形數(shù)據(jù)，檢驗并優(yōu)化路基填筑 的各項工藝參數(shù)，對施工實行信息化管理;三是為推算總沉降量、工后沉降值及 后期沉降速率，并為推測最終沉降完成時間提供數(shù)據(jù)。路基變形監(jiān)測項目主要有路基基床下地面沉降和路基基床的分層沉降、地面 和地基土體的水平位移、路基面沉降及水平位移、地基孔隙水壓力和土壓力應(yīng)力。路堤的地基沉降采用在地基表面埋設(shè)沉降板和埋設(shè)水平沉降剖面管配水平 測斜儀的方法測試;路基面沉降及水平位移采用在路基表面埋設(shè)觀測樁的方法測 試;路堤和地基分層沉降采用鉆孔埋設(shè)沉降磁環(huán)的方法測試;地面和地基土體的水 平位移用在路基坡腳外埋設(shè)邊樁和埋設(shè)測斜管配測斜儀的方法觀測；孔隙水壓力

9、用孔壓計進(jìn)行觀測;埋設(shè)壓力盒測定和分析地基土和加固樁的應(yīng)力;在路基坡腳外 20m處打設(shè)地下水位觀測井，監(jiān)測地下水位的變化。路堤地段每個監(jiān)測斷面分別 在路基中心、兩側(cè)路肩設(shè)置監(jiān)測樁，兩側(cè)坡腳外2m和12m處設(shè)邊樁，用來觀測 沉降和水平位移。監(jiān)測斷面沿線路方向的間距一般不大于50m，過渡段和地形地 質(zhì)條件變化較大的地段應(yīng)適當(dāng)加密。從路堤開始填筑就要開始觀測，在路基填筑 完畢開始堆載預(yù)壓后，應(yīng)有不少于6個月的觀測和調(diào)整期，分析評估沉降穩(wěn)定滿 足設(shè)計要求后方可鋪設(shè)無砟軌道。路基工程施工期間成立路基變形監(jiān)測組，配備符合精度要求的監(jiān)測儀器，沿 線路連續(xù)系統(tǒng)地進(jìn)行地基變形的動態(tài)監(jiān)測，并根據(jù)填筑速率和監(jiān)測情況

10、及時進(jìn)行 變形分析，以便控制路堤填筑速度，保證填筑路堤的穩(wěn)定性。并根據(jù)監(jiān)測情況分 析確定路基面填筑標(biāo)高，預(yù)測工后沉降量，為確定何時開始鋪軌提供依據(jù)。4、結(jié)語鐵路路基沉降變形是鐵路發(fā)展建設(shè)事業(yè)中不可避免的一種問題，為了對沉降 變形的問題進(jìn)行有效控制：1）要掌握路基填料的標(biāo)準(zhǔn)，提高填料的質(zhì)量，為鐵 路路基沉降變形的施工控制提供基礎(chǔ)條件;2）要對鐵路路基沉降變形進(jìn)行現(xiàn)場監(jiān) 測，掌握路基沉降變形的各種情況，以便分析路基沉降變形的原因及作為制定控 制沉降變形方法的基礎(chǔ)資料;3）對路基施工進(jìn)行控制，制定通用的控制工藝標(biāo) 準(zhǔn);4）對工后沉降變形進(jìn)行控制?？傊?，我們要從設(shè)計和施工去實現(xiàn)沉降變形問 題的控制，不僅要以理論為基礎(chǔ)，還要在實踐中結(jié)合工程實情進(jìn)行綜合研究，以 便促進(jìn)鐵路建設(shè)工程事業(yè)不斷