鐵路工程施工路基沉降控制研究

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1路基沉降分類及控制重點

路基沉降按部位分為地基沉降和路堤本體沉降。控制路基沉降的關鍵是地基沉降，目前對軟土、松軟土地基地段主要采用復合地基處理方式，如旋噴樁、水泥攪拌樁等，提高地基剛度，減少地基沉降。路堤本體沉降主要是因為施工過程中對填料把關不嚴、壓實質量達不到設計要求造成的。路基與橋梁、隧道、涵洞等結構物以及路塹銜接處，因結構剛度、地基條件不同會產生不均勻沉降，是極易發生路基病害的部位。因此地基處理、路堤填筑、過渡段施工質量控制是沉降控制的重點。

2路基沉降施工過程控制要點

2.1提高認識，強化培訓指導

在傳統鐵路工程施工中，普遍存在重視橋、隧等結構物，輕視路基施工現象，路基質量缺陷、質量事故頻發。路基在鐵路工程中，占有很大比重，如吉圖琿客專JHS-IV標段，路基占線路全長近50%，工程量大、地基處理方式多、分布廣泛，施工中多點平行作業，施工進度快，質量控制難度大，稍有疏忽，輕則需要補強處理，重則造成返工。嚴重影響工程進度，也造成企業社會信譽和經濟效益嚴重受損。因此，應加強技術培訓指導，提高現場管理、施工人員的思想認識，從組織管理上確保路基工程質量。

2.2超前謀劃，合理組織施工

在組織路基工程施工時，應綜合考慮鋪軌架梁時間、土石方調配、季節性施工影響、變形觀測等因素，合理劃分施工段落，安排施工順序。優先安排橋涵、地基處理施工，雨季施工應優先安排排水系統施工，過渡段應與相鄰路基同步施工，支擋結構和邊坡防護工程根據實際施工需要合理安排施工順序。對于軟土、松軟土地段路基要注意不同地基處理措施可能產生的差異沉降，并應保證必要的預壓期。路基填筑完成或堆載預壓后一般要保證不少于6個月變形觀測和調整期。

2.3加強試驗檢測，嚴格過程控制

2.3.1地基處理控制。

我國鐵路路基地基處理方式根據地質條件，主要有原地面處理、換填、重垂夯實、袋裝砂井、CFG樁、攪拌樁、旋噴樁等十余種措施。在進行地基處理前，應詳細核查地質資料，并進行地基處理的各項工藝試驗。工藝試驗應對單樁承載力或復合地基承載力進行驗證，核查或施工中發現地質情況與設計不符時，須及時反饋設計、監理等相關單位，必要時進行變更設計，實行動態設計。以旋噴樁為例，施工前應進行成樁工藝試驗，以確定加固粉料摻入量、注漿壓力、注漿量、旋轉提升速度等工藝參數，檢驗成樁效果，指導大面積施工。在地基處理施工中，重點對原材料、工藝參數加以控制，實行一臺機械設備配置一個技術人員跟班作業管理。地基處理施工完畢，按照設計要求進行復合地基承載力或單樁承載力等指標檢測驗證，合格后方可進行路堤填筑。

2.3.2填料質量控制。

鐵路路堤本體自下而上分為基床以下路堤、基床底層、基床表層，各部位填料標準不同，自下而上逐漸提高。路堤填筑前應對設計取土場進行取樣復查試驗，符合設計要求的填料不足或質量不完全滿足要要求時，應重新選擇取土場或根據當地資源情況設置填料生產廠。填料生產廠要根據需要配備相應的篩分、破碎、拌和等設備。填筑過程中重點控制填料種類、粒徑、級配，不符合要求的填料嚴禁填筑到路基中。

2.3.3填筑過程控制。

路基填筑前，各種填料均應進行現場填筑工藝試驗，試驗段位置應選擇在斷面及結構形式均具有代表性的地段或部位，以確定不同壓實機械、不同填料、不同部位的施工方法和工藝參數。根據試驗成果，確定最佳機械設備組合、壓路機碾壓行走速度、碾壓方式及碾壓遍數、填料的含水率控制范圍、松鋪厚度、改良土外摻料摻入比例等工藝參數，指導大面積施工。路堤填筑前應對地基和原地原處理進行驗收，合格后方可填筑。路基填筑不宜安排在雨季、低溫條件下施工。基床以下及基床底層路堤填筑應按“三階段、四區段、八流程”施工工藝組織施工。基床表層級配碎石應按“四區段、六流程”組織施工。填筑層壓實標準檢測頻率要符合設計要求，檢測指標主要是壓實系數K、地基系數K30、動態變形模量EVD，檢測合格后方可進行下層填筑。

2.3.4過渡段質量控制。

過渡段路基填筑應與相鄰路基工程同步施工，不能同步填筑時，應在填筑交界設置臺階，臺階坡度宜為1：2，寬度約0.6m。過渡段的橋臺、涵洞等結構物基坑應以混凝土回填或碎石、灰土分層填筑，并用小型振動壓實設備壓實。過渡段分層填筑厚度按試驗段確定的厚度控制，大型壓路機碾壓不到或距結構物2m范圍以內的的部位應用小型振動壓實設備壓實，厚度不宜超過15cm。填筑層壓實標準檢測頻率要符合設計要求，檢測指標主要是壓實系數K、地基系數K30、動態變形模量EVD，檢測合格后方可進行下層填筑。

2.4沉降觀測及沉降評估

2.4.1一般要求。

路堤開始填筑后，應對路基沉降進行系統觀測，沉降觀測資料及時整理、匯總分析。路基填筑完成或施加預壓荷載后應有不少于6個月的觀測和調整期。觀測數據不足以評估或工后沉降評估不滿足設計要求時，應延長觀測期或采取必要的加速或控制沉降措施。為了保證中期填筑過程中的安全，在采用排水固結加固的軟土地基上填筑路堤時，應控制填筑速率，路堤中心地面沉降速率不大于10mm/晝夜，坡腳水平位移速率不大于5mm/晝夜。觀測精度及觀測頻次應符合設計要求。變形觀測應按設計要求布置測點，每個觀測段落至少有2個工作基點，形成附合或閉合水準線路。沉降變形觀測應加強觀測標志、觀測元件、平面基點和水準基點的保護工作，保證沉降觀測數據可靠有效。

2.4.2沉降預測及評估。

路基沉降預測采用曲線回歸法。根據路基填筑完成或堆載預壓后不少于6個月的實際觀測數據做多種曲線的回歸分析，確定沉降變形趨勢，曲線回歸的相關系數不應低于0.92。沉降預測的可靠性須經過驗證，間隔3-6個月的兩次預測偏差不大于8mm。路基沉降評估應結合路基各觀測斷面以及相鄰橋、涵、隧的沉降預測情況進行，預測的路基工后沉降值應滿足設計要求。

3結束語

路基沉降控制是鐵路工程質量控制的重要內容，特別是對高速鐵路運行安全至關重要。只有通過強有力的組織措施、技術措施并采用先進的試驗檢測手段，實行動態設計，強化過程控制，才能確保設計施工后沉降目標實現，確保鐵路工程質量安全目標實現。

作者：李曉峰 單位：中鐵九局集團有限公司