铁路桥梁跨越公路施工对路基稳定性的影响分析

摘 要：高速公路與铁路的客专沿线相交，由于公路路基与桥梁部分基础的距离较近，因此铁路的桩基施工很有可能会导致公路的路基出现沉降以及横向位移变形问题。为了了解铁路的桩基施工是否会对高速公路的路基造成不良影响，现本文站在路桥施工对路桥基础变形和公路路基变形角度进行研究，尝试性的对其进行评估。并在最后提出提高路基稳定性的个人建议，希望可以对我国的路桥施工起到一定的帮助。

关键词：铁路桥梁跨越公路；路基施工；路基稳定性

在国内经济快速发展的今天，国内公路体系也在趋向于成熟化发展。越来越多的跨公路铁路桥梁出现在人们的视野，为人们的交通和生活提供了巨大的便利。然而由于跨公路铁路桥梁桥墩在铁路路基的两侧部位很有可能会因为地质原因出现沉降变形，这不仅会影响到工程的预期收益和效果，同时也会严重的威胁过往行人以及铁路路基的寿命。因此研究桩基施工与路基变形之间的关系有着深刻的现实意义。近些年国内对于这方面的研究有许多，为我国的铁路桥梁施工提供了许多经验的帮助。本文将站在原有研究基础上，进一步展开分析，希望能够为改善路基变形问题贡献自己的绵薄之力。

一、路基的变形控制基本要求

（一）横坡要求

据《公路路线设计规范》JTG D 20-2006规定，二级公路的路拱横坡应尽量超过1.5%，一级公路的路拱横坡应尽量超过2%。此外据学者研究得出，站在舒适驾驶角度来看，路基的横向沉降应大于路基宽度0.1%。[1]

（二）纵坡要求

有学者根据北京地区的桩锚支护基坑开挖对周边建筑物带来的沉降问题做了模拟，根据模拟结果得出，假使基坑与建筑物的距离小于1.5基坑深度，此时的建筑物所受到的沉降量影响最大，沉降量随着锚杆层数增加减少。如基坑与建筑物距离大于1.5基坑深度，建筑物则不会受到明显的沉降量影响。[2]建筑物沉降量会随着基坑的开挖深度增加而增加。如果基坑的开挖深度低于开挖深度临界值，那么建筑物的沉降位移变化率就会相对较小。但如果基坑的开挖深度超过了开挖深度临界值，此时建筑物的沉降位移问题就会十分显著。

本次的评估选用了路基的侧很难将两和公路长度比，即受影响路线长度等于1.5基坑深度时，影响路线长度达到了1.5基坑深度。根据《公路工程技术标准》JTG B01-2014规定，时速为80千米每时二级公路的最大纵坡应保持在5%。[3]也就是说铁路开挖后将5%作为影响范围纵坡的开挖深度临界值。

本文结合了两种判定结果，利用路基沉降的横向差异值低于路基宽度0.1%当做是界定值。

二、路基的变形数值测算

路基的开挖顺序为先开挖桩基的上部分路基，之后挖掘桩基的奇数左右侧，然后开始向挖掘部位灌注混凝土，此时挖掘桩基的偶数左右侧，并再次灌注混凝土，当上述工序结束后，挖掘左侧承台以及右侧承台。不同土层的力学参数如下表：

本次选取了六个点位用于监控地表的下沉问题，具体位置如图1所示，在框格的六个点位就是本次监控的具体部位。根据图2的检测结果可以得知，距离桩基相对来说较近的6号点与3号点沉降量较大，其中最大沉降量达到了0.44毫米。而左右幅度最大沉降差是4号点与3号点，达到了0.32毫米。在沉降影响范围内的3号点与1号点的沉降差都达到了0.3毫米。

三、铁路跨公路作业对公路基础造成的影响

详细的横纵坡要求如表2所示。

据纵坡要求得知，路基沉降量和其受影响范围公路长度比应小于5%。横坡要求路基沉降差异要小于△i≤0.10%。结合表2计算表格可以得出，本次案例的横纵坡满足基本要求。

四、改善施工问题的原则

首先，在施工中必须做好堆载控制，不需要的设施应远离桩基施工处。在钻孔的过程中必须合理布置场地，泥浆池等对施工有一定影响的设施也要尽可能远离施工现场。如果桩基距离铁塔的基础比较近，则需要做好桩基施工工序的控制。特别是在对有承台桩基进行施工时，一定要一个一个施工，完成一个桩后方可进行下一个桩基作业，而不是要同时进行，以免造成不利影响。

其次，要设置帷幕桩。施工时要在高铁基础和路基基础间设立非直接使用的受荷桩列。因桩列对于土体的横向位移有着传递遮拦的作用，导致桩基在开挖过程中所产生的沉降变形通常并不能有效传达到路基基础部位。这就可以有效减少铁塔基础部位的沉降，进而起到保护铁塔的目的。

最后，要建立完善的监测手段。为保障桩基施工过程中路基稳定性，在公路路基与高铁桩基较近路段必须做好路基变形的监测工作，包括支护挡板的结构变形、裂缝、水平位移、沉降等。

牢靠、坚固的路桥地基不仅会影响工程的稳定性。质量与寿命，更会影响到人们的财产和生命安全。因此必须予以路桥地基处理高度的重视。对路桥沉降来说，最大的问题就是软土地基的土地质量无法满足承载要求，这是导致路基沉降的根本原因。为此在处理和提高路基稳定性的过程中，就必须优先处理软土类地基。一般来说最常用的方法就是对软土表面及西宁强化。常用方法包括设置家固层、敷垫材料、表层排水与添加混合剂。

如果地基表层为黏土土质，且粘度达到一定水平，则可以通过掺杂混合剂的方式提高土壤粘结力。这种方式不仅可以大幅度提高地基抗压缩水平，同时也能够有效提高地基强度。

五、结语

从本文的研究及数值仿真结果可以看出，铁路的桥梁桩基项目对于公路的路基所带来的影响是有限的。但由于本次的仿真模拟中并没有将远期沉降和铁路运行对路基稳定性造成的影响进行分析，因此建议铁路承台、桩基侵入路边破部分应采用基坑防护手段。铁路承台、桩基距离尽量保持在3米范围内，加强路基的边坡监测强度，为保障路基稳定性做出努力。

参考文献：

[1]郑啸.对路桥建设过程中路基路面施工探讨[J].科技创新与应用，2017（36）：117+119.

[2]王静，田亚宁，陈磊，李纯.铁路桥梁跨越公路施工对公路路基的稳定性影响分析[J].公路交通科技（应用技术版），2016，12（06）：152-153.

[3]许德聪.刍议道路桥梁施工中软土路基施工[J].科技展望，2015，25（03）：29.

作者简介：梁启龙（1977-），男，汉族，硕士，辽宁铁道职业技术学院讲师，研究方向：铁路桥梁与隧道。