【正文】 ................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 研究背景 ...................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 研究目的與意義 .......................................................................................... 5 我國鐵路路基現(xiàn)狀 ........................................................................... 5 國外鐵路路基現(xiàn)狀 ........................................................................... 5 2．路基沉降 .................................................................................................................. 6 路基沉降的原因 ........................................................................................... 6 3. 控制路基沉降的處理技術(shù) ...................................................................................... 8 路基基床的填筑 .......................................................................................... 8 客運(yùn)專線無砟軌道路基的填料要求 ............................................... 8 客運(yùn)專線無砟軌道路基填筑的壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn) ....................................... 9 客運(yùn)專線無砟軌道路基沉降的控制理念 .........................................11 路基軟地基處理的幾種方法 .................................................................... 13 CFG 樁地基加固處理技術(shù) .............................................................. 13 CFG 樁的質(zhì)量控制 ........................................................................ 17 旋噴樁地基加固處理技術(shù) ............................................................. 19 旋噴樁質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn) ..................................................................... 22 路基沉降處理措施的效果評(píng)價(jià) ................................................................ 24 路基工后沉降控制 .................................................................................... 26 路基工后沉降組成分析 ................................................................. 26 工后沉降控制的重要性與特點(diǎn) ....................................................... 26 4．路基沉降監(jiān)測 ........................................................................................................ 28 路基沉降監(jiān)測的目的 ................................................................................ 28 路基沉降的監(jiān)測內(nèi)容及要求 .................................................................... 28 5結(jié)論 ............................................................................................. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 研究成果 ............................................................................................................... 31 不足展望 ................................................................................. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 參考文獻(xiàn) ………………………………………………………………………………………… 4 1 緒論 研究背景 在我國鐵路“十五計(jì)劃”中已明確指出，要加強(qiáng)快速客運(yùn)專線的建設(shè)，逐步建成以北京、上海、廣州為中心，連 接各省會(huì)城市和其它大型城市鐵路快速客運(yùn)系統(tǒng)。2021 年 1 月 7 日，國務(wù)院主持通過的《中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》為我國鐵路發(fā)展描繪了宏偉藍(lán)圖。至 2020 年，我國鐵路運(yùn)營總里程要達(dá) 10 萬公里，要建設(shè)“四縱四橫”快速客運(yùn)專線及三處城際快速軌道交通系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)主要繁忙干線客貨分線運(yùn)輸。建設(shè)高標(biāo)準(zhǔn)的鐵路客運(yùn)專線，是《中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》中的一項(xiàng)重要內(nèi)容。2021 年 6 月 11 日，石太鐵路客運(yùn)專線的開工建設(shè)，揭開了我國鐵路客運(yùn)專線大規(guī)模建設(shè)的序幕，繼同年 6 月 23 日武廣客運(yùn)專線開工之后，國家批準(zhǔn)的其他 9條客運(yùn)專線即京津、鄭西、武合、合寧、 甬臺(tái)溫、溫福、福廈、廣深港、廣珠客運(yùn)專線，也相繼全面開工建設(shè)， 11條客運(yùn)專線的總建設(shè)規(guī)模將達(dá)到 3243 公里 。 我國幅員遼闊，鐵路經(jīng)過的地區(qū)較廣較復(fù)雜，路基作為鐵路的重要組成部分，是承受軌道結(jié)構(gòu)重量和列車荷載及各種附加力的基礎(chǔ)，路基本體必須有足夠的強(qiáng)度和一定范圍內(nèi)的變形，所以作為承載高速鐵路的基礎(chǔ) — 路基的設(shè)計(jì)得到越來越廣泛的重視，把路基作為土工結(jié)構(gòu)物來設(shè)計(jì)的理念在路基設(shè)計(jì)中逐步得到體現(xiàn)。在一般情況下，路基給工程帶來的主要難題是沉降變形及其各種處理措施條件下的固結(jié)問題，地基沉降變形問題 是高速鐵路設(shè)計(jì)中所要考慮的主要控制因素。 為了確保列車安全、平穩(wěn)運(yùn)行，路基必須具有強(qiáng)度高、剛度大、穩(wěn)定性好、耐久性好、且不易變形等特性。隨著我國既有線大面積提速改造及快速鐵路、高速鐵路的修建，如何解決路基沉降這個(gè)問題屢屢被提上日程 5 鐵路路基 我國鐵路路基現(xiàn)狀 長期以來，我國新建鐵路沒有把路基當(dāng)成土工結(jié)構(gòu)來對(duì)待，而普遍冠名為土石方。在“重橋隧，輕路基，重土石方數(shù)量，輕質(zhì)量”的傾向下，路基翻漿冒泥、下沉、邊坡坍滑、滑坡等病害經(jīng)常發(fā)生，使新建鐵路交付運(yùn)營多年仍不 能達(dá)到設(shè)計(jì)速度與質(zhì)量，經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益較差。 運(yùn)營鐵路路基技術(shù)狀態(tài)不佳、強(qiáng)度低、穩(wěn)定性差等問題嚴(yán)重威脅鐵路運(yùn)輸和安全。如今，全國鐵路網(wǎng)已相繼完成四次提速， 開發(fā) 了一批最高運(yùn)行速度為 140～160km/h的“快速列車”。運(yùn)營時(shí)速為 200km/h的秦沈客運(yùn)專線的建成通車，使我國鐵路路基設(shè)計(jì)施工水平有了較大幅度的提高，同時(shí)也極大地促進(jìn)了鐵路路基工程的進(jìn)步。 國外鐵路路基現(xiàn)狀 國外鐵路發(fā)展的方向是重載及高速鐵路。發(fā)展重載鐵路 (250～ 360KN)的國家有美國、加拿大、澳大利亞、俄羅斯等；發(fā)展高速鐵路 的國家有法國、日本、德國等。這些國家制訂了較高的路基標(biāo)準(zhǔn)和嚴(yán)格的施工工藝。其特點(diǎn)如下： (1)結(jié)合路基工程規(guī)定了詳細(xì)的巖土分類，要求進(jìn)行詳細(xì)地調(diào)查，為設(shè)計(jì)、施工及養(yǎng)護(hù)提供必須的依據(jù)資料。 (2)加強(qiáng)了軌道基礎(chǔ)的路基基床部分，包括路堤、路塹及不填不挖地段，特別是對(duì)基床表層的材料 (日本新干線要求設(shè)置加強(qiáng)基床，很多國家設(shè)置基層或防護(hù)層、墊層 )有嚴(yán)格條件并規(guī)定了強(qiáng)度要求。 (3)對(duì)路堤各部分的填土規(guī)定了相應(yīng)的填料標(biāo)準(zhǔn)，填土質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求較高。 (4)為控制路基發(fā)生過大的下沉，對(duì)路堤填土提出了規(guī)定及處理要求。 (5)加 強(qiáng)路基的排水系統(tǒng)、邊坡和災(zāi)害的防護(hù)。 6 2．路基沉降 路基沉降的原因 一、路基填土壓實(shí)度不足 由于壓實(shí)度不足，往往導(dǎo)致填方路基的不均勻沉降變形，路基兩側(cè)出現(xiàn)縱向裂縫，路基土體壓實(shí)度不足的主要原因有以下幾點(diǎn)： (1)施工受實(shí)際條件的限制。路基施工時(shí)，天氣太干燥，局部路堤填料粘土土塊粉碎不足致使路基壓實(shí)度不均勻；暗埋式構(gòu)造物處因構(gòu)造物長度限制使路基邊緣不能超寬碾壓，致使路基邊緣壓實(shí)度不夠；某些加減速車道與行車道沒有同步施工，當(dāng)拼接處理得不好時(shí)，其拼接處也會(huì)產(chǎn)生壓實(shí)度不足的情況。 (2)考慮到施工 安全和進(jìn)度，使得壓力或壓力作用時(shí)間不足，路基壓實(shí)不充分，致使路基壓實(shí)度達(dá)不到規(guī)范要求。 (3)由于填方土體的最佳含水量控制不好，壓實(shí)效果達(dá)不到規(guī)范要求。 (4)在填方路堤施工中，當(dāng)路堤施工到一定高度以后，路堤邊緣土體往往存在壓實(shí)度不足問題，對(duì)于較高的填方路基，通常都要做相應(yīng)的處治。 填方土體壓實(shí)度不足，其結(jié)果是土體前期固結(jié)壓力小于自重應(yīng)力和各種附加應(yīng)力之和，在自重作用下就會(huì)發(fā)生沉降變形。但附加應(yīng)力的影響會(huì)使沉降繼續(xù)，這些附加應(yīng)力主要來自以下幾個(gè)方面：①車載，尤其超載情況②含水量變化造成土體容重的改變③地下水 位升降而導(dǎo)致浮力作用改變④土體飽和度改變，引起負(fù)孔隙水壓力改變。這些附加應(yīng)力引起土體中有效應(yīng)力改變，從而導(dǎo)致土體發(fā)生壓 7 縮變形。 土體壓實(shí)度不足還會(huì)導(dǎo)致填土路基的側(cè)向變形。目前采用的地基沉降計(jì)算方法是假定側(cè)向完全受限，僅有豎向變形，實(shí)際路基土中存在有側(cè)向變形，這種側(cè)向變形會(huì)引起沉降。 二、路堤填料不均勻，控制不當(dāng) 在公路施工過程中，對(duì)填料級(jí)配很難得到有效的控制，這些填料性質(zhì)差異大、級(jí)配也相差很遠(yuǎn)。一方面，在施工過程中，如果分層碾壓厚度過大，小顆粒填料和軟弱物質(zhì)很難得到有效壓實(shí)，在荷載的長期作用下，回填料會(huì)產(chǎn)生 不協(xié)調(diào)沉降變形，路面會(huì)產(chǎn)生局部沉陷，剛性路面還可能產(chǎn)生裂紋。另一方面，由于回填料的性質(zhì)不一樣，特別是有的回填料具有膨脹性，在路基排水系統(tǒng)局部失效后，水的滲入會(huì)使路面局部隆起，影響行車舒適度，嚴(yán)重的會(huì)使路面破壞。 控制不當(dāng)體現(xiàn)在一下幾個(gè)方面： (1)選用了穩(wěn)定性較差的路堤填料，如采用高液限粘土、粉質(zhì)土或使用淤泥、腐殖質(zhì)含量較高的土料填筑路堤，會(huì)使路堤產(chǎn)生整段或局部的變形。 (2)采用不同土質(zhì)填筑路堤時(shí)，因土的性質(zhì)不同如果填筑方法不相應(yīng)改變，碾壓成型后易造成不均勻性沉降。 三、地下水的影響 在地下水的交替作用下路基 土體內(nèi)含水量反復(fù)變化，土體容重在一定范圍內(nèi)波動(dòng)更為重要的是由毛細(xì)管張力引起 的負(fù)孔隙水壓 力可以達(dá)到相當(dāng)?shù)臄?shù)值，再加上水的軟化、潤滑效應(yīng)，使土體產(chǎn)生沉降變形。路基或地基中地下水的動(dòng)態(tài)特征對(duì)路基不均勻沉降影響很大，路堤及其地基中的地下水主要補(bǔ)給來源有 3種類型，即地下水側(cè)向補(bǔ)給、降雨補(bǔ)給、地表水側(cè)向補(bǔ)給。其動(dòng)態(tài)變化及侵蝕作用影響到土體中的有效應(yīng)力分布、土體的結(jié)構(gòu)特征和土體強(qiáng)度從而導(dǎo)致路基的不均勻沉降。 8 3. 控制路基沉降的處理技術(shù) 路基 填筑 客運(yùn)專線無砟軌道路基的填料要 求 針對(duì)快速鐵路對(duì)填料及壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)的高要求，一方面要在施工中積累資料，同時(shí)需要開展大量的室內(nèi)外試驗(yàn)研究工作，研究制定出與填料適用的試驗(yàn)方法與判別標(biāo)準(zhǔn)。建立一套適合我國地域特點(diǎn)并適用于路基設(shè)計(jì)和施工的填料分類。 由于地域不同，路基填料也千差萬別，這就要求在勘測設(shè)計(jì)階段和施工前對(duì)土源進(jìn)行詳細(xì)判別。工程實(shí)踐表明，采用優(yōu)質(zhì)的填料可以減少路基的后期沉降，且有較高的安全儲(chǔ)備，能保證路基穩(wěn)定。國內(nèi)外對(duì)高速鐵路的路基沉降觀測結(jié)果也表明，采用級(jí)配良好的粗顆粒填料可大大減少路堤的后期沉降。鐵路路基填料的分類主要依據(jù)土類和小于 ，考慮與壓實(shí)要求的相關(guān)性質(zhì)和適用條件分成 A、 B、 C、 D、 E五個(gè)組，如表 1所示。其中， D組為高液限粉土、粉質(zhì)粘土、粘土，很少用作填料： E組為有機(jī)土類，不能作為填料。 表 1 我國鐵路路基填料分類組別 填料 A組 B組 C組 碎石類 級(jí)配良好的碎石、含土碎石 級(jí)配不好的碎石、含土碎石，細(xì)粒含量為15%