【導(dǎo)讀】高速鐵路對(duì)路基施工后沉降的要求以及依據(jù)；黃土路基沉降的基本規(guī)律及影響因素分析；制定設(shè)計(jì)進(jìn)度計(jì)劃，嚴(yán)格執(zhí)行，按期獨(dú)立完成設(shè)計(jì)任務(wù)。設(shè)計(jì)方法步驟可參考設(shè)計(jì)指導(dǎo)書，對(duì)于設(shè)計(jì)疑難問(wèn)題，首先應(yīng)獨(dú)立思考與查閱有關(guān)資料，確實(shí)不能解決時(shí)，可向指導(dǎo)教師提出答疑。了解高速鐵路嚴(yán)格控制路基沉降的原因和目的。用所學(xué)知識(shí)、參考資料分析實(shí)際工程問(wèn)題。熟悉客運(yùn)專線路基設(shè)計(jì)的特殊要求，了解黃土路基工后沉降的控制方法。能夠結(jié)合施工方案進(jìn)行路基穩(wěn)定性計(jì)算和沉降計(jì)算。[2]龔曉南．復(fù)合地基設(shè)計(jì)和施工指南[M]．北京：人民交通出版社，2020.指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過(guò)的研究成果，了明確的說(shuō)明并表示了謝意。要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。聲明的法律后果由本人承擔(dān)。目前，京滬、武廣、石太、鄭西、京石等鐵路客運(yùn)專線已相繼開工。工后沉降的措施。

　　

【正文】 ，但如果起算點(diǎn)推后，一方面控制的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)相應(yīng)改變，而且如果在鋪軌后再確認(rèn)不滿足工后沉降，則有關(guān)補(bǔ)救措施就難以實(shí)施 其次，有一個(gè)終止時(shí)間點(diǎn)的問(wèn)題。由于每項(xiàng)工程都有壽命期，比如說(shuō)高速鐵路的壽命期為 100年，免維修期更短。盡管為保證工后沉降控制的實(shí)現(xiàn)，宜取更嚴(yán) 格的標(biāo)準(zhǔn)，但是提高標(biāo)準(zhǔn)涉及成本大小乃至目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)性，故考慮該問(wèn)題具有實(shí)際意義。 工后沉降控制的時(shí)間性還表現(xiàn)在：不僅要求能夠最終滿足工后沉降控制的要求，還應(yīng)該盡快滿足。這一點(diǎn)的重要性就表現(xiàn)在對(duì)工期的影響上；反過(guò)來(lái)，合理的工期對(duì)工后沉降控制目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)也是至關(guān)重要的。 客運(yùn)專線路基工后沉降控制標(biāo)準(zhǔn)的確定，既要考慮列車對(duì)路基的要求及線路維修能力，也要考慮前期建設(shè)投資與后期養(yǎng)護(hù)費(fèi)用的經(jīng)濟(jì)比較，在保證客運(yùn)專線列車高速、安全與平穩(wěn)運(yùn)行的前提下，應(yīng)取得經(jīng)濟(jì)上的合理平衡。 控制工后沉降的主要途徑 目前工后控制沉降的 主要應(yīng)對(duì)措施有： ① 加強(qiáng)基地處理 ② 加強(qiáng)填筑過(guò)程控制 ③ 預(yù)留沉降量 ④ 補(bǔ)砟抬道 ； 同時(shí)還應(yīng)加強(qiáng)施工前的預(yù)防，具體措施有： 加強(qiáng)技術(shù)培訓(xùn)及 明確控制標(biāo)準(zhǔn) (1)由于承包商對(duì)工后沉降控制缺乏經(jīng)驗(yàn)，可聘請(qǐng)專家現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)。加強(qiáng)技術(shù)培訓(xùn)，大力培訓(xùn)沉 降觀測(cè)人員、整理分析人員、計(jì)算預(yù)測(cè)人員，從控制方案、預(yù)測(cè)分析、觀測(cè)操作上采取主動(dòng)預(yù)控措施。 (2)制定路基工后沉降控制標(biāo)準(zhǔn)。工后沉降及沉降差控制標(biāo)準(zhǔn)一般采用四項(xiàng)指標(biāo)：工后沉降、不均勻沉降、錯(cuò)臺(tái)、折角。 200km／ h無(wú) 砟 軌道線路工后沉降控制標(biāo)準(zhǔn)采用渝遂線試驗(yàn)段控制標(biāo)準(zhǔn)，見(jiàn)表 3－ 1。 表 3－ 1 工后沉降及沉降差控制標(biāo)準(zhǔn)表 工后沉降 不均勻沉降 差異沉降錯(cuò)臺(tái) 折角 博文學(xué)院 畢業(yè)論文 12 ≤30mm ≤20mm/20m ≤5mm ≤1/1000 重視黃土地質(zhì)核查 (1)加強(qiáng)黃土地質(zhì)核查， 使采取的技術(shù)措施達(dá)到沉降預(yù)測(cè)與實(shí)際相符。 (2)在選定黃土的物理力學(xué)指標(biāo)時(shí)，必須注意其地理環(huán)境、地貌單元、微地貌、沉積年代及成因類型等條件影響所產(chǎn)生的差異性，同時(shí)掌握這些自然條件與黃土性質(zhì)之間的規(guī)律。 (3)黃土分布評(píng)價(jià)、濕陷性評(píng)價(jià)、現(xiàn)場(chǎng)浸水試驗(yàn)以及微觀電鏡分析是了解黃土的重要手段。 工后 沉降的控制步驟 施工前的控制措施 (1) 制定控制標(biāo)準(zhǔn)。 制定控制標(biāo)準(zhǔn)是進(jìn)行工后沉降控制的基礎(chǔ)，在施工前應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范要求的沉降值以及具體可能采用的施工工藝制定好沉降控制標(biāo)準(zhǔn)。 (2)加強(qiáng)地質(zhì)普查。 在施工前根據(jù)設(shè)計(jì)文件，除對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行加固外 (粉噴、碎石、 CFG、壓填片石、換填普通土等 )軟土地段地質(zhì)情況進(jìn)行核查外，還應(yīng)對(duì)其它地段進(jìn)行地質(zhì)調(diào)查，并要求所有路基基底均應(yīng)進(jìn)行貫入試驗(yàn) ，當(dāng)試驗(yàn)值不能滿足基底要求時(shí) ，應(yīng)及時(shí)與設(shè)計(jì)部門聯(lián)系，采取相應(yīng)的基底加固措施 ，以確保路基基底承載力滿足設(shè)計(jì)要 求。 施工過(guò)程中的控制措施 (1) 制定施工工藝標(biāo)準(zhǔn) 。 根據(jù)工后沉降的設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，結(jié)合施工單位的施工機(jī)械、填料、施工方法等，首先進(jìn)行試驗(yàn)段的填筑，尤其是地基處理、過(guò)渡段施工等應(yīng)進(jìn)行試驗(yàn)，根據(jù)試驗(yàn)參數(shù)，制定合理的確保填筑質(zhì)量的施工工藝標(biāo)準(zhǔn) ，在路基填筑施工過(guò)程中必須嚴(yán)格按照制定的工藝標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施。 (2)加強(qiáng)路基基底處理 。 根據(jù)設(shè)計(jì)，對(duì)黃 土路基地段按照要求進(jìn)行加固處理，注意在加固過(guò)程中必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)施工。加固范圍必須滿足設(shè)計(jì)要求，路基基底加固完成后，必須找有資質(zhì)的部門進(jìn)行檢驗(yàn)檢驗(yàn)基底承 載力滿足設(shè)計(jì)要求后方準(zhǔn)進(jìn)行路堤填筑工。 博文學(xué)院 畢業(yè)論文 13 (3)做好路基綜合排水 。 路基施工期間及完成后應(yīng)立即做好綜合排水系統(tǒng)，確保施工期間以及運(yùn)營(yíng)期間路基排水系統(tǒng)順暢，路基不滲不沖。 (4)確保路基邊坡穩(wěn)定，控制邊坡填筑質(zhì)量 。 在路基填筑過(guò)程中，邊坡也是一個(gè)軟弱點(diǎn)，為確保邊坡質(zhì)量，在施工過(guò)程中采取超寬填筑 (一般超寬 50cm)、邊坡夯拍，路基填高達(dá)到一定高度的，路基邊坡鋪設(shè)土工隔柵進(jìn)行 加 固，路基大于 ，應(yīng)全部采用骨架護(hù)坡進(jìn)行防護(hù) ， 并全部進(jìn)行綠化，以確保邊坡穩(wěn)定，避免邊坡填筑 不 實(shí)造成自然下沉、沖刷滑坡等現(xiàn)象。 (5) 做好橋涵、堤塹過(guò)渡段的處理 。 由于橋涵為剛性結(jié)構(gòu)物，路基為柔性，橋涵不會(huì)發(fā)生下沉現(xiàn)象，路基一定會(huì)產(chǎn)生工后沉降，因此必須做好橋涵過(guò)渡段的填筑。橋涵過(guò)渡段一般采取級(jí)配碎石進(jìn)行填筑，在填筑過(guò)程中必須與路基同步施工 ，并嚴(yán)格按照規(guī)范要求進(jìn)行填筑， 做到強(qiáng)度、 剛度變化的平穩(wěn)過(guò)渡。 加強(qiáng)路基沉降分析與預(yù)測(cè) (1)沉降問(wèn)題包括填方路堤本身的沉降、黃土地基的壓縮變形以及黃土地基的濕陷變形，各類變形均包括沉降量與沉降過(guò)程兩個(gè)方面。地基壓縮變形和濕陷變形有較成熟的計(jì)算方法 (主固結(jié)沉降采用分層總和法 )對(duì)路堤本身 沉降變形現(xiàn)行公路、鐵路規(guī)范均沒(méi)有規(guī)定可參照水利土壩設(shè)計(jì)規(guī)范采用分層總和法計(jì)算。 (2)工后沉降量的延續(xù)時(shí)間考慮在實(shí)測(cè)曲線擬合的基礎(chǔ)上外延預(yù)估 ，與計(jì)算值對(duì)比分 析。實(shí)測(cè)曲線的擬合常用三點(diǎn)法和雙曲線法。為了分析沉降過(guò)程，按維固結(jié)理論計(jì)算得到瞬時(shí)加載的沉降 — 時(shí)間曲線，按加載過(guò)程采用實(shí)際填筑高度 — 時(shí)間關(guān)系進(jìn)行修正，由修正后的曲線預(yù)估工后沉降及其完成所需的時(shí)間。 (3)沉降分析、預(yù)測(cè)采用半經(jīng)驗(yàn)半理論模式，根據(jù)實(shí)測(cè)資料不斷調(diào)整計(jì)算參數(shù)、模型，使預(yù)測(cè)與實(shí)測(cè)盡量吻合，確保實(shí)際工后沉降滿足要求。 (4)積極開展地 質(zhì)核查、沉降預(yù)測(cè)等專題研究，以科研成果指導(dǎo)沉降分析、預(yù)測(cè)。 做好路基沉降觀測(cè) (1)路基沉降觀測(cè)的主要目的是確定無(wú) 砟 軌道工程的施工時(shí)間及工后沉降量，確保工后沉降量滿足要求。 (2)地基沉降觀測(cè)采用在地基表面埋設(shè)沉降板加接桿測(cè)試，路基沉降采用在路基表面埋設(shè)沉降板、觀測(cè)樁測(cè)試 ，路堤和地基深層沉降采用鉆孔埋設(shè)沉降磁環(huán)分層測(cè)試。 博文學(xué)院 畢業(yè)論文 14 (3)沉降觀測(cè)以二等幾何水準(zhǔn)測(cè)量高程，觀測(cè)精度不低于 1mm。采用精密水準(zhǔn)儀、銦化水準(zhǔn)尺。觀測(cè)做到四個(gè)固定：固定觀測(cè)人員；固定儀器及水準(zhǔn)尺；固定后視尺讀數(shù)；固定測(cè)站 及轉(zhuǎn)點(diǎn)。 (4)每次觀測(cè)完畢，及時(shí)繪制沉降點(diǎn)的時(shí)間 — 填土高度 — 沉降量的關(guān)系曲線。 客運(yùn)專線無(wú) 砟 軌道路基填筑的壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn) 鐵路路基壓實(shí)質(zhì)量是保持線路穩(wěn)定與平順，保證列車能高速、安全運(yùn)行的重要條件，而控制和檢測(cè)壓實(shí)質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)、方法和設(shè)備，則是保證壓實(shí)質(zhì)量的重要措施。客運(yùn)專線鐵路路基質(zhì)量檢測(cè)參數(shù)主要包括地基系數(shù) 30K ，動(dòng)態(tài)模量 vdE ，空隙率 n(或壓實(shí)系數(shù) K)，變形模量 2VE 四項(xiàng)指標(biāo)?？障堵?n是土體中空隙體積與土的三相體積的比值，而壓實(shí)系數(shù) K是指工地碾壓時(shí)達(dá)到的干容重與相應(yīng)的擊實(shí)試驗(yàn)得到的最大干容重之比，即相對(duì)理論壓實(shí)的比例，均反映土體的松密程度；地基系數(shù) 30K ： 是表示土體表面在平面壓力作用下產(chǎn)生的可壓縮性的大小，是我國(guó)原有鐵路規(guī)范對(duì)路基壓實(shí)質(zhì)量的強(qiáng)度檢測(cè)指標(biāo)；變形模量 2vE 是通過(guò)圓形承載板和加載裝置對(duì)地面進(jìn)行第一次加載和卸載后，再進(jìn)行第二次加載，測(cè)得的應(yīng)力 — 位 移曲線上 max0? 與 max0? 之間的位移割線斜率確定，用來(lái)分析土體的變形性質(zhì)和承載能力；動(dòng)態(tài)變形模量 vdE 是指土體在一定大小的豎向沖擊力 sF 和沖擊時(shí)間 ts 作用下抵抗變形能力的參數(shù)，可直接用于評(píng)判路基的壓實(shí)質(zhì)量。 雖然地基系數(shù)值 30K 是反映路基土強(qiáng)度及變形關(guān)系的參數(shù) ，但試驗(yàn)的荷載 — 沉降曲線是一次加載得出的，其沉降包括了填料的彈性變形和塑性變形。計(jì)算變形模量30K 的荷載 沉降曲線是在逐級(jí)加載后，逐級(jí)卸載，再二次加載得出，可認(rèn)為其沉降 (變形 )消除了填料的塑性變形，測(cè)試結(jié)果離散性小，更能反映路基土的真實(shí)強(qiáng)度，比地基系數(shù) 30K 更科學(xué)、更合理。靜態(tài)變形模量 2VE 和地基系數(shù) 30K 都是采用小于 300mm的靜態(tài)平板載荷試驗(yàn)儀， 通過(guò)在壓實(shí)填土表面做靜壓試驗(yàn)測(cè)得，二者反映的都是靜態(tài)應(yīng)力作用下土體抵抗變形的能力，而鐵路路基承受的是列車運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的動(dòng)荷載，采用vdE 可以有效地反映列車在高速運(yùn)行條件下產(chǎn)生的動(dòng)應(yīng)力對(duì)路基的真實(shí)作用狀況，是客運(yùn)專線路基質(zhì)量檢測(cè)的發(fā)展方向。表 22是客運(yùn)專線路基填筑質(zhì)量檢測(cè)參數(shù) 30K 、2vE ： vdE 與三項(xiàng)指標(biāo)的對(duì)比情況。 表 22 30K 、 2vE 與 vdE 三項(xiàng)指標(biāo)的對(duì)比 項(xiàng)目 30K 2vE vdE 載荷板直徑 300㎜ 300㎜ 300㎜ 博文學(xué)院 畢業(yè)論文 15 預(yù)加載 （以前 ） 第二次加載 三次沖擊荷載 與地面接觸耦合 一般 好 差 加載等級(jí) 不少于 6級(jí) 動(dòng)態(tài)施加脈沖 寬度 18ms 項(xiàng)目 30K 2vE vdE 加載控制 當(dāng) 1min 的沉降量不大于該級(jí)荷載沉降量的 1% 時(shí)加下一級(jí)荷載 120s 后加下一級(jí)荷載 最大荷載或終止試驗(yàn)加載的標(biāo)準(zhǔn) 總沉降量超過(guò) ㎜ 或荷載強(qiáng)度超過(guò)估計(jì)的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際最大接觸壓力，或達(dá)到地基屈服點(diǎn) 或沉降大于 5㎜ 計(jì)算公式 ??s? 為 s?? 曲線上s=㎜所對(duì)應(yīng)的荷載 Ev2=（ 1? + max02?? ) max0? 為最大平均標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)力， 1? , 2? 為待定系數(shù) vdE =,s為實(shí)測(cè)荷載板下沉幅值 客運(yùn)專線無(wú) 砟 軌道路基沉降的控制要求 沉降控制標(biāo)準(zhǔn) 客運(yùn)專線路基作為無(wú) 砟 軌道結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，對(duì)路基的沉降變形非常敏感，要求沉降控制在非常小的范圍內(nèi)。我國(guó)擬建的客運(yùn)專線無(wú) 砟 軌道在汲取國(guó)外沉降控制經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，圍繞線路運(yùn)營(yíng)、結(jié)構(gòu)允許變形，從路基竣工后扣件可調(diào)整的總沉降量， 20m結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度范圍內(nèi)的不均勻沉降 、路基與橋涵之間差異沉降形成的錯(cuò)臺(tái)，以及軌道結(jié)構(gòu)單元之間形成的折角等多方面對(duì)路基變形都作出了嚴(yán)格規(guī)定，如表 2表 24。 表 23 工后沉降及沉降差控制標(biāo)準(zhǔn) 一般情況允許工后沉降 均勻地基長(zhǎng)? 20m 允許工后沉降 不均勻沉降 錯(cuò)臺(tái)差異沉降 折角 15? ㎜ ? 30㎜ mmm 2020 ? 5mm 10001?博文學(xué)院 畢業(yè)論文 16 表 24 路基工后沉降控制標(biāo)準(zhǔn) 設(shè)計(jì)速度 km h1 軌道結(jié)構(gòu)類型 一般地段工后沉 降量／ mm 過(guò)渡段工后沉降 量／ mm 沉降速率 (mm／ a) 250 有砟軌道 100 50 30 300／ 350 有砟軌道 50 30 20 250 ／ 300／ 350 無(wú)砟軌道 工后沉降≯ l5mm；長(zhǎng)度大于 20m沉降比較均勻路基，工后沉降量≯ 30mm，且 Rsh≥ 。 路橋、路隧間差異沉降≯ 5 m，折角≯ 1／ 1000 客運(yùn)專線無(wú)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，研究制定填料適用性試驗(yàn)方法與判別標(biāo)準(zhǔn)，建立一套適合我國(guó)地域特點(diǎn)，適用于路基設(shè)計(jì)，施工的填料分類。 由于地域不同，路基填料也千差萬(wàn)別，這就要求在勘測(cè)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(guó)內(nèi)外對(duì)高速鐵路的路基沉降觀測(cè)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，因此，只要能滿足 上述要求者才可作為高速鐵路路堤填料。鐵路路基填料的分類主要依據(jù)土類和小于 含量?jī)蓚€(gè)指標(biāo)來(lái)劃分的，并考慮與壓實(shí)要求相關(guān)性質(zhì)和適用條件分成 A、 B、 C、 D、 E五個(gè)組，如表 2－ 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。 21 我國(guó)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%30％ 的土質(zhì)碎石 細(xì)粒含量大于 30％ 的土質(zhì)碎石 礫石類 級(jí)配良好的粗圓礫、粗角礫 、細(xì)圓 礫、細(xì)角礫，級(jí)配良好的含土粗圓礫、含土粗角礫、含土細(xì)圓礫、含級(jí)配不好的粗圓礫、粗角礫、細(xì)圓礫、細(xì)角礫，級(jí)配不好的含土粗圓礫、含土粗角礫、含土細(xì)圓礫、含細(xì)粒含量大于 15‰30％的土質(zhì)粗圓礫、土質(zhì)粗角礫、土質(zhì)細(xì)圓礫、土質(zhì)細(xì)角礫 博文學(xué)院 畢業(yè)論文 17 土細(xì)角礫 土細(xì)角礫、細(xì)粒含量為 15%30%的土質(zhì)粗圓礫、土質(zhì)粗角礫、土質(zhì)細(xì)圓 礫、土質(zhì)細(xì)角礫 砂類土 級(jí)配良好礫砂、粗砂、中砂，含土礫砂、含土粗砂、含土中砂 級(jí)配良好細(xì)砂，級(jí)配