鐵路路基施工中地基下沉問題的解決對策

趙積榮

[摘 要]鐵路作為交通基礎設施網絡建設的一個重要組成部分，在新的發展形勢下迎來了快速建設發展的新機遇。過去，我國鐵路設計和施工中的相關規范和標準的水平較低，尤其是在鐵路路基施工方面的相關要求和標準不夠完善，從而導致后期運行過程中出現各種各樣的問題，其中地基下沉問題是最常見的問題之一。在這種情況下，解決鐵路路基下沉問題成為了人們關注的重點。基于此，本文對鐵路路基施工中出現的地基下沉問題進行了相關分析和探究，以期為鐵路路基施工質量控制提供一些參考。

[關鍵詞]地基下沉；鐵路；路基施工

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2017.12.047

[中圖分類號]F530.33 [文獻標識碼]A [文章編號]1673-0194（2017）12-00-02

經濟社會的不斷發展對基礎設施建設提出了更高的要求，鐵路運輸網絡建設的規模也在持續不斷的擴大，同時相應的施工質量問題也在逐步凸顯。當前我國鐵路運輸的速度在不斷提升，高速運轉下產生的巨大突擊力和離心力加重了鐵路路基在運營中的“病害”問題。其中地基下沉問題是比較突出的問題之一，對鐵路行車安全產生了極為不利的影響，因此，必須采取有效措施對鐵路路基施工中的地基下沉問題進行解決，以確保鐵路設施建設水平和運營中的行車安全。

1 鐵路路基施工中地基下沉問題相關簡述

地基下沉是鐵路路基施工過程中最常見的施工問題之一，鐵路地基下沉會導致鐵路基床變形、軌道幾何尺寸超限、行車不平穩等相關問題，會對行車安全產生極為不利的影響。根據相關實踐，鐵路路基下沉問題可以分為均勻下沉和不均勻下沉，其中不均勻下沉產生的危害更加嚴重。導致地基下沉的原因是多種多樣的，其中最主要的原因是地基填筑的密度和強度不夠，直接導致地基沉降。如果鐵路路基施工過程中出現了地基沉降的問題，會導致鐵路線路的軌距、水平、高低以及方向等發生相應的變化，如，路塹側溝會常年濕潤，嚴重的會出現地下水滲透等問題，同時這也是判斷鐵路路基是否出現地基下沉的重要方法。

鐵路地基受到多個方面因素的影響，如，鐵路運輸的軸重大小和行車速度、地基土層特性、地基土層的地質水文狀態等都會對地基產生影響，導致下沉問題的出現。不同原因導致的地基下沉問題的檢測技術和方法是不同的，針對鐵路路基地基下沉問題檢測的常用方法有靜力觸探檢測方法、物探法、落錘式路基剛度檢測方法等。

2 鐵路路基施工中地基下沉問題的具體原因

2.1 地基土層特性的影響

地基土層特性會對鐵路路基工程中地基沉降問題產生直接的影響。具體地說，地基土層特性的影響因素主要集中表現在以下幾個方面。首先，土層的顆粒組成特性會對地基沉降產生重要的影響。在實際中，鐵路路基地基沉降“病害”問題主要出現在粉質性粘土、砂性粘土、石質風化較為嚴重的基床等特性土層上。其次，土層的可塑性也是影響地基沉降的一個主要因素，根據相關實踐，出現地基下沉問題的土層液限指標要大于32，而土層可塑性指數要大于12，低于這個數值范圍的土層基本不會出現地基下沉問題。因此，在鐵路路基施工過程中要對基層土層的可塑性進行科學測算。另外，土層的滲透性也是需要考慮的一個重要因素，透水性弱或不透水的土層產生地基下沉問題的可能性較大。

2.2 列車荷載對地基沉降產生的影響

列車在運行的過程中會對地基產生重復載荷的沖擊作用，導致地基的土體結構發生變化，進而在道床枕木下的基床表層產生積水坑、道砟坑等問題。如果在降水較多的季節，地基填土的飽和度會大大增加，土體的強度在列車荷載的沖擊下逐漸變弱，形成翻漿冒泥，造成道床穩固性能急劇下降。如果沒有進行及時處理，會對列車的行車安全產生極為不利的影響。

2.3 溫度和水等要素對地基沉降產生的影響

溫度會對地基土壤的結構產生影響。在寒冷的冬季，鐵路路基經常會出現不均勻的凍脹問題，加劇地基沉降“病害”。鐵路路基沉降的大部分原因都與水有著較大的關系，水會對地基產生侵蝕、造成地基軟化、破壞地基結構等，從而導致地基沉降問題的出現，且水分較多的土壤對地基沉降產生的影響更為明顯。

3 鐵路路基施工中地基下沉問題的解決對策

3.1 科學地預測和評估地基下沉變形問題

科學地預測和評估地基下沉變形問題，是解決鐵路路基地基下沉問題的重要基礎。一般情況下，相關人員需要在鐵路路基施工結束后，設置相應的沉降變形監測斷面，對鐵路路基下沉的狀態進行實時動態的監控，從而在第一時間內掌握地基下沉的情況。

3.2 強化鐵路路基及地基填料的質量控制

在鐵路路基的施工過程中，不同路段選擇的路基填料是不同的。為了確保填料施工質量控制效果，要對不同類型的土壤進行相應的對比試驗，一般情況下，鐵路路基及地基填料對比試驗主要有三個。首先，在使用同樣壓實機械的情況下，為了讓不同性質的土壤達到相同的壓實度，從而對土壤的壓實系數與填料的攤鋪厚度間的關系進行試驗確定，在對比相關指標要求的基礎上，選擇最適合的填料材料對地基進行換填。其次，對填料土壤的液限值以及塑性聯合值進行相關測試，即進行擊實試驗和實驗篩分兩個測試。最后，從工程經濟性的角度出發，對填料進行選擇，即在確保鐵路路基及地基填料符合地基土壤特性和相關壓實要求的基礎上，兼顧工程經濟效益，如，是選擇AB組填料還是對土質進行改良等，以確保鐵路路基下沉問題控制方案的整體效益。

3.3 完善路基的排水系統

水是鐵路基床的“病害”之源，要對鐵路路基的綜合排水系統進行有效改善，才能確保路基邊坡的穩定性。尤其是在膨脹土地段的鐵路地基，更要確保地基排水系統的通暢度，避免出現積水沖刷路基的現象發生。另外，在實際施工過程中，為了有效改善地基下沉問題，確保邊坡的質量和穩定，往往會鋪設土工隔柵和骨架防護以強化加固效果，并在路堤和路塹邊坡上種植灌木，避免出現溜坍的現象。

3.4 做好過渡地段的處理工作

橋涵過渡地段是鐵路路基下沉“病害”發生的主要地段，一定要對過渡段進行妥善處理。一般是在過渡段使用級配碎石進行填筑，個別地段還應對地基采取CFG樁或混凝土攪拌樁進行加固處理等，且填筑的時間要與路基施工的時間保持同步，從而確保地基的強度、剛度和平穩度。

3.5 其他控制措施

一是要對地基進行相關的加固處理，尤其是在軟土地基地段，應當根據相關設計要求進行相應的加固，且在確保檢驗合格后，才能進行路基的填筑，如果因地基承載力不夠出現下沉問題，可以結合水泥土擠密樁進行地基的輔助加固。二是要對相關的施工工藝進行嚴格的控制，例如填層過厚，造成路基堆載加固方式固結沉降。三是要對相關的地基下沉量進行一定的預留操作，當軌道設計標高和路基面的標高存在一定偏差時，需要根據設計的壓實度要求，控制相關機械進行碾壓。一般情況下，預留的下沉量應控制在路基高度的0.5%左右，以解決路基在自然沉降中帶來的隱患。

3.6 針對凍害導致地基下沉的解決措施

很多鐵路會經過寒冷地帶，凍害是導致地基下沉的主要原因之一，針對凍害問題，可以考慮從以下幾個方面采取措施。首先，鋪設EPS板。鋪設聚苯乙烯泡沫塑料保溫板是解決凍害地基下沉的有效方法。鋪設的EPS板能夠有效減少地基凍土和陸地之間的熱交換，降低了地基活動層的厚度，減少了路基凍融的程度。其次，安設熱棒。這也是解決凍害地基下沉問題的一個重要方法，熱棒是一種由碳素無縫鋼管制成的高效熱導裝置。在安設時，在地下埋入5米，地面漏出2米，熱棒在冬季開始工作，暖季停止工作，對多年凍土地段具有很好的保護作用，可減少凍害的發生，有效保護地基。

4 結 語

經濟社會的不斷發展，對鐵路運輸提出了更高的要求，新時期我國鐵路朝著速度更快、規模更大的方向發展。在日益建設完善鐵路網絡的情況下，要對地基下沉等鐵路施工中的病害問題進行有效解決，確保鐵路路基施工的質量，消除不安全隱患，提高旅客乘坐列車的安全性，充分發揮鐵路運輸的效能，為經濟社會發展提供可靠的基礎服務。

主要參考文獻

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