铁路路基沉降变形问题的控制方法研究

安生兵

(天津南环铁路维修有限责任公司，天津 300381)

1 铁路路基沉降变形问题的原因分析

铁路路基沉降变形问题的原因可从三个方面进行分析:

1)路堤填料是由散体材料填筑而成的，在路基自重力的作用下，会产生压密下沉的现象，如果填料和施工的质量存在问题，譬如填料的压实程度低，强度不足，那么沉降量就会越大，也就容易造成不均匀的变形。

2)列车经过轨道道床时，会将动、静荷载传递到路基上，当荷载积累到一定程度，就会产生路基变形。在一般情况下，当轨道的结构还没有处于较为良好的几何行位和承受动力荷载的状态时，或者没有进行有效的轨道维修保养、轨道加强工作时，都可能在列车荷载作用下产生沉降变形。

3)软土地基在压力的作用下，土中的水和空气从缝隙中被挤压出来，外力作用下土颗粒进行了重新排列，新的组合结构为压密沉降提供了条件。如果路基的高度和地基的条件存在差异性，那么沉降量就会更大。

2 铁路路基沉降变形的控制方法

2.1 路基填料的标准要求

相关的铁路路基较为实际的工程施工情况表明，优质路基填料的选用可以减少后期的沉降变形问题，是路基稳定性的基础保障:

1)基床表层采用级配碎石、砂砾石和沥青混凝土，将表层和混凝土支撑层的厚度控制在0.7 m左右，级配碎石、砂砾石要根据工程所需确定，而沥青混凝土所需矿料的质量、级配等在铁路相关规定中都有具体参考要求。

2)填料的分类是依据土类和细颗粒含量的指标进行划分，当碎石类作为填料用于基床底层时，为保证级配良好，颗粒应该控制于10 cm之内。如果选用细颗粒土作为填料，则要根据细颗粒土的性质进行填料改良。如果选用硬质的岩石或者抗风化能力较强的软质岩碎石作为填料时，应该选择级配优良者，而且填料的颗粒要不大于15 cm。

3)对于强风化岩或者其他土质路堑地段，基床表层的换填材料为级配碎石和砂砾石;可溶岩表层以及以下的不用换填;可溶岩的表层换填厚度0.2 m的混凝土。

由上可见，铁路路基的填料应该要具备以下三大标准:

1)路基能够在列车荷载力和自重力的长期作用下保持稳定性;

2)路基本身的压缩沉降能快速完成;

3)路基要具备一定的弹性。以上的标准都是建立在路基填料的良好质量基础上。

2.2 路基沉降现场监测

铁路路基沉降的现场监测范围是根据不同的地基条件确定的，因为不同的结构部位具有不同的沉降情况，监测一般分为四个阶段进行:阶段一是在路基填筑的施工期间，对地基土的沉降和路堤坡脚边桩的位移情况进行监测;阶段二是在路基填土施工完毕后，对自然沉落期和摆放期的变形情况进行监测，监测作业持续到沉降评估结束;阶段三则是在无渣轨道铺设施工的监测;阶段四是在轨道铺设完成后，在试运营期间的监测。首先是布置现场的原型观测点，根据地形和地质条件，结合地基的处理方法，并结合沉降预测方法，对路基考虑重点的监测点。其次是沉降变形的监测技术要求，按照国家二等水准进行水准网的观测，每次的观测都要形成闭合检验的条件，而外业的测量都要使用同一类型的仪器，沿着同一路线进行观测，在观测的时候需按照后、前、前、后的顺序进行。再次是观测元件埋设的说明，包括沉降观测桩、沉降板等，沉降观测桩通过测量埋置，深度控制在0.3 m左右，而沉降板由地板、保护套管和金属测杆组成。铁路路基施工完成后，测量沉降的要求是需采用沉降拟合曲线法，以三个月为基础单位观测相关数据，掌握具有实用价值的变形规律，求出后期沉降量。

2.3 路基填筑施工的控制措施

根据铁路路基沉降的特点及相关的沉降监测实践，作出以下的施工工艺标准:

1)路基基底的处理，对软土地基地段进行加固处理，在加固完毕后，进行质量检验，保证地基具备足够的承载力，方可进入路堤填筑施工阶段。

2)路基填筑的过程中，按照事先制定好的质量控制标准进行施工，并且落实好每一填土层的实验检测。要控制好填料的质量，除特殊要求之外，否则同段路基要使用同一种填料。

3)对路基综合排水系统进行完善，以便控制边坡的稳定，尤其是膨胀土地段，要确保施工期间路基排水系统的通畅，杜绝积水冲刷路基的情况发生。另外，为确保边坡的质量，还要铺设土工隔栅进行加固，避免滑坡。

4)为做好过渡段的处理工作，要在过渡段采用级配碎石进行填筑，填筑时间与路基施工同步，保证其强度、刚度和平稳度。

2.4 路基填筑施工完成后沉降变形的控制措施

首先是做好铁路路基基底的加固处理和检测，控制工后沉降变形，尤其是软土地基地段，应该根据设计的要求进行加固，并且在检验合格后方可进行路基填筑，如果发现路基基底不能够满足承载力的需求，则要结合水泥土挤密桩等进行地基辅助加固。其次是确定好施工工艺，严格控制施工，譬如填层过厚，造成路基沉降超标或者不均匀沉降，应该及时分析沉降的原因，采用路基堆载加固的方式固结沉降。最后是控制好预留沉降量，当铁路的轨面设计标高与铺轨标高存在一定的偏差，应该根据路基施工经验采用重型机械进行碾压，预留沉降量控制在路基高度的0.5%左右。

3 结语

铁路路基沉降变形是铁路发展建设事业中不可避免的一种问题，为了对沉降变形的问题进行有效控制:1)要掌握路基填料的标准，提高填料的质量，为铁路路基沉降变形的施工控制提供基础条件;2)要对铁路路基沉降变形进行现场监测，掌握路基沉降变形的各种情况，以便分析路基沉降变形的原因及作为制定控制沉降变形方法的基础资料;3)对路基施工进行控制，制定通用的控制工艺标准;4)对工后沉降变形进行控制。总之，我们要从设计和施工去实现沉降变形问题的控制，不仅要以理论为基础，还要在实践中结合工程实情进行综合研究，以便促进铁路建设工程事业不断的健康发展。

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