鐵路施工中的路基沉降控制策略分析

婁帥

摘要：路基是保證鐵路施工質(zhì)量的重要前提。對(duì)路基沉降進(jìn)行嚴(yán)格控制，減少或避免不均勻沉降，是使鐵路安全運(yùn)行的關(guān)鍵所在?；诖耍疚膶?duì)影響路基工程沉降控制的地基處理、填料選擇、填筑質(zhì)量、過(guò)渡段施工、路基防排水等施工內(nèi)容進(jìn)行分析，并結(jié)合鐵路建設(shè)實(shí)例探討鐵路路基工程沉降變形控制的要點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：鐵路施工;路基沉降;控制策略

一、關(guān)于鐵路路基工程的沉降變形

在鐵路工程建設(shè)過(guò)程中，路基沉降變形非常普遍且嚴(yán)重。據(jù)相關(guān)資料顯示，沉降嚴(yán)重時(shí)累計(jì)可達(dá)數(shù)十厘米，嚴(yán)重影響了鐵路的正常運(yùn)行。而保證鐵路的安全、平穩(wěn)、高速運(yùn)行的前提條件就是軌面平順，軌面平順的前提條件是支撐軌面的路基、橋梁、隧道的變形被嚴(yán)格控制在允許范圍內(nèi)。因此，控制路基沉降變形是鐵路工程建設(shè)領(lǐng)域的一項(xiàng)非常重要的工作，影響路基沉降變形的因素較多，且非常復(fù)雜，主要影響因素包括地基基礎(chǔ)的強(qiáng)度與剛度、路基主體結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度與剛度、路基填料的質(zhì)量、荷載作用、天氣、降雨量等。任何一個(gè)因素的變化都會(huì)引起路基的沉降變形，面對(duì)如此眾多的影響因素，要達(dá)到鐵路路基工程沉降變形高標(biāo)準(zhǔn)的控制要求，要對(duì)以上因素進(jìn)行綜合控制，難度較大。

二、路路基沉降控制策略

（一）針對(duì)不同的地質(zhì)情況采取不同的地質(zhì)加固措施

鐵路地基的處理方法中，比較傳統(tǒng)的有換填法、排水固結(jié)法、擠密樁法、強(qiáng)夯法、粉噴樁法等，這些方法的選擇依據(jù)主要為：（1）表層軟土、松軟土、軟黏土厚度不大于2.0m的地段原則上采用挖除換填措施;（2）厚層黏性土、粉土和松軟土地基，特別是分布有較厚的硬殼或硬層夾軟弱層的地基，主要采取CFG樁復(fù)合地基加固;（3）含較多碎石黏性土和砂性土、填土、碎石土的地基，采取鉆孔灌注樁加固;（4）對(duì)于正常固結(jié)的淤泥、淤泥質(zhì)土和軟黏土以及地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值小于120kPa的黏性土和粉性土地層，采用攪拌樁復(fù)合地基加固[1]。（5）深厚層軟弱地基，對(duì)于地基沉降要求較高或存在側(cè)向應(yīng)力作用時(shí)（如橋路、隧路過(guò)渡段、溝溶槽地段等），以及不均勻沉降較大的地段，采用剛性樁“樁一網(wǎng)結(jié)構(gòu)”復(fù)合地基加固。

（二）嚴(yán)格優(yōu)選填筑材料，控制原料的壓縮變形

路基填料的選擇，應(yīng)遵循以下原則：（1）根據(jù)對(duì)原土料的使用方法和加工工藝，路基填料可分為普通填料、物理改良土、化學(xué)改良土和級(jí)配碎石。普通填料母巖飽和單軸抗壓強(qiáng)度Rc小于20MPa的粗粒和巨粒土填料組別劃分應(yīng)結(jié)合試驗(yàn)和地區(qū)經(jīng)驗(yàn)確定，有機(jī)土含量超過(guò)5%時(shí)，嚴(yán)禁作為路基填料使用;膨脹土、鹽漬工作為路基填料使用時(shí)，應(yīng)符合相關(guān)規(guī)定。鐵路路基填料主要選用良好級(jí)配、細(xì)粒含量小于巧%的碎石土土和礫石土。（2）基床以下路堤填料選擇：選用粒徑小于75mm的填料。（3）基床底層填料選擇：基床底層厚度2.3m，選用粒徑小于60mm的填料。（4）過(guò)渡段填料選擇。過(guò)渡段主要包括橋路過(guò)渡段、路堤與橫向結(jié)構(gòu)物（指箱涵、立交框架）過(guò)渡段，路堤路塹過(guò)渡段、路隧過(guò)渡段等，過(guò)渡段需要解決不均勻沉降，所有填料選用摻入3%～8%水泥的級(jí)配碎石，級(jí)配、粒徑與基床表層一致。

（三）嚴(yán)控施工質(zhì)量

1.地基處理

地基處理的質(zhì)量應(yīng)符合相關(guān)規(guī)定，對(duì)攪拌樁、CFG、樁螺樁樁、管樁等地基形式，在施工前應(yīng)進(jìn)行成樁工藝性試驗(yàn)，確定各項(xiàng)施工工藝參數(shù)，進(jìn)行單樁或復(fù)合地基承載力試驗(yàn)，確認(rèn)設(shè)計(jì)參數(shù)，設(shè)計(jì)人員和監(jiān)理應(yīng)參加工藝性試驗(yàn)，并確認(rèn)試驗(yàn)結(jié)果，施工單位按確定的工藝參數(shù)編制作業(yè)指導(dǎo)書，按確定的參數(shù)組織施工。地基處理所使用的砂、碎石、混凝土應(yīng)按規(guī)定檢驗(yàn)試驗(yàn)，成樁后按規(guī)定比例進(jìn)行成樁質(zhì)量（用低應(yīng)當(dāng)檢測(cè)樁身完整性）檢測(cè)。

2.路基填筑的質(zhì)量控制

路基大規(guī)模填筑前，應(yīng)進(jìn)行工藝性試驗(yàn)，通過(guò)工藝性試驗(yàn)確定攤鋪厚度、碾壓遍數(shù)、填料含水量等工藝參數(shù)，對(duì)項(xiàng)目的路基工程還應(yīng)選取一段，按相關(guān)規(guī)定要求開展路基工程首件評(píng)估。確定工藝參數(shù)和工藝工法后，編制修改路基工程填筑施工作業(yè)指導(dǎo)書，據(jù)此開展施工。路基填筑過(guò)程中，按要求頻率做好檢驗(yàn)檢測(cè)，運(yùn)至工地的填料要進(jìn)行抽樣檢驗(yàn)，特別是重點(diǎn)檢查是否含有不良礦物，如膨脹性礦物蒙脫石、伊利石、高嶺土等，填料的級(jí)配粒徑等，檢查摻入水泥的含量，攪拌均勻性，填料的含水量等。

3.過(guò)渡段、基床表層路基填筑中需要注意事項(xiàng)

過(guò)渡段、路基基床填料是級(jí)配碎石，或是摻入水泥級(jí)配碎石，要求填料生產(chǎn)實(shí)行工廠化，在工廠中拌制，以保證填料均勻，同時(shí)，鋪攤壓實(shí)要在規(guī)定時(shí)間完成，防止水泥硬化還沒有完成已鋪攤壓實(shí)工作。無(wú)砟軌道不僅應(yīng)滿足沉降要求，還應(yīng)滿足不均勻沉降造成的折角不應(yīng)大于1/1000的規(guī)定。過(guò)渡段連接橋隧等結(jié)構(gòu)物，剛度不一，要加強(qiáng)重視，必須按設(shè)計(jì)開挖臺(tái)階，壓實(shí)基底，按規(guī)范填筑壓實(shí)，并及時(shí)檢驗(yàn)檢測(cè)，下層填筑不合格嚴(yán)禁進(jìn)入上層填鋪工作。

（四）封閉路基表面，減小壞境對(duì)路基的影響

大量經(jīng)驗(yàn)表明，水及環(huán)境對(duì)路基工程影響巨大，鐵路路基工程大量的病害均與水有關(guān)，如路基沉降、翻漿冒泥、邊坡坍塌等，鐵路無(wú)砟軌道設(shè)計(jì)中將路基表面采用混凝土封閉的措施，二線間設(shè)集水井，集水井與橫向排水管相連，將雨水通過(guò)集水井收集排放的方法，較好地解決了雨水對(duì)路基的影響問題fzl。

（五）沉降觀測(cè)與評(píng)估

變形觀測(cè)前應(yīng)由建設(shè)單位組織制訂變形觀測(cè)實(shí)施方案，路基沉降變形觀測(cè)應(yīng)以路基沉降和地基沉降觀測(cè)為主，軟土地段路堤填筑期間尚應(yīng)對(duì)路基坡腳水平位移進(jìn)行觀測(cè)，控制填筑速率，保證路基穩(wěn)定。變形觀測(cè)斷面及觀測(cè)設(shè)施的布置應(yīng)根據(jù)地形地質(zhì)條件、地基處理方法，路基類型路堤高度等因素結(jié)合施工工期綜合確定，觀測(cè)斷面間距宜為50～100m。變形觀測(cè)方法和精度應(yīng)滿足不同等級(jí)鐵路相關(guān)規(guī)范要求，路基施工開始后應(yīng)進(jìn)行連續(xù)觀測(cè)，路基填筑完成或施工預(yù)壓荷載后沉降觀測(cè)時(shí)間宜不少于6個(gè)月。觀測(cè)數(shù)據(jù)不足以評(píng)估或工后沉降評(píng)估不能符合要求時(shí)，應(yīng)延長(zhǎng)觀測(cè)期。路基沉降預(yù)測(cè)宜采用曲線回歸法，曲線回歸的相關(guān)系數(shù)及沉降預(yù)測(cè)的可靠性，精度要求等應(yīng)符合相關(guān)規(guī)范的規(guī)定。

三、結(jié)束語(yǔ)

鐵路路基如果發(fā)生不均勻沉降或在施工以后產(chǎn)生較大沉降，在后續(xù)運(yùn)營(yíng)中將對(duì)行車安全造成嚴(yán)重影響，甚至出現(xiàn)安全事故。因此，在施工過(guò)程中，要控制導(dǎo)致路基工程沉降變形的各因素，解決路基工程的沉降變形問題，滿足鐵路工程施工的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉金元.鐵路施工中路基沉降控制策略簡(jiǎn)述[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2017（15）：207.

[2]李琦.鐵路路基施工質(zhì)量控制與沉降的控制措施[J].智能城市，2017（3）：316.