鐵路橋梁跨越公路施工對路基穩定性的影響分析

摘 要：高速公路與鐵路的客專沿線相交，由于公路路基與橋梁部分基礎的距離較近，因此鐵路的樁基施工很有可能會導致公路的路基出現沉降以及橫向位移變形問題。為了了解鐵路的樁基施工是否會對高速公路的路基造成不良影響，現本文站在路橋施工對路橋基礎變形和公路路基變形角度進行研究，嘗試性的對其進行評估。并在最后提出提高路基穩定性的個人建議，希望可以對我國的路橋施工起到一定的幫助。

關鍵詞：鐵路橋梁跨越公路；路基施工；路基穩定性

在國內經濟快速發展的今天，國內公路體系也在趨向于成熟化發展。越來越多的跨公路鐵路橋梁出現在人們的視野，為人們的交通和生活提供了巨大的便利。然而由于跨公路鐵路橋梁橋墩在鐵路路基的兩側部位很有可能會因為地質原因出現沉降變形，這不僅會影響到工程的預期收益和效果，同時也會嚴重的威脅過往行人以及鐵路路基的壽命。因此研究樁基施工與路基變形之間的關系有著深刻的現實意義。近些年國內對于這方面的研究有許多，為我國的鐵路橋梁施工提供了許多經驗的幫助。本文將站在原有研究基礎上，進一步展開分析，希望能夠為改善路基變形問題貢獻自己的綿薄之力。

一、路基的變形控制基本要求

（一）橫坡要求

據《公路路線設計規范》JTG D 20-2006規定，二級公路的路拱橫坡應盡量超過1.5%，一級公路的路拱橫坡應盡量超過2%。此外據學者研究得出，站在舒適駕駛角度來看，路基的橫向沉降應大于路基寬度0.1%。[1]

（二）縱坡要求

有學者根據北京地區的樁錨支護基坑開挖對周邊建筑物帶來的沉降問題做了模擬，根據模擬結果得出，假使基坑與建筑物的距離小于1.5基坑深度，此時的建筑物所受到的沉降量影響最大，沉降量隨著錨桿層數增加減少。如基坑與建筑物距離大于1.5基坑深度，建筑物則不會受到明顯的沉降量影響。[2]建筑物沉降量會隨著基坑的開挖深度增加而增加。如果基坑的開挖深度低于開挖深度臨界值，那么建筑物的沉降位移變化率就會相對較小。但如果基坑的開挖深度超過了開挖深度臨界值，此時建筑物的沉降位移問題就會十分顯著。

本次的評估選用了路基的側很難將兩和公路長度比，即受影響路線長度等于1.5基坑深度時，影響路線長度達到了1.5基坑深度。根據《公路工程技術標準》JTG B01-2014規定，時速為80千米每時二級公路的最大縱坡應保持在5%。[3]也就是說鐵路開挖后將5%作為影響范圍縱坡的開挖深度臨界值。

本文結合了兩種判定結果，利用路基沉降的橫向差異值低于路基寬度0.1%當做是界定值。

二、路基的變形數值測算

路基的開挖順序為先開挖樁基的上部分路基，之后挖掘樁基的奇數左右側，然后開始向挖掘部位灌注混凝土，此時挖掘樁基的偶數左右側，并再次灌注混凝土，當上述工序結束后，挖掘左側承臺以及右側承臺。不同土層的力學參數如下表：

本次選取了六個點位用于監控地表的下沉問題，具體位置如圖1所示，在框格的六個點位就是本次監控的具體部位。根據圖2的檢測結果可以得知，距離樁基相對來說較近的6號點與3號點沉降量較大，其中最大沉降量達到了0.44毫米。而左右幅度最大沉降差是4號點與3號點，達到了0.32毫米。在沉降影響范圍內的3號點與1號點的沉降差都達到了0.3毫米。

三、鐵路跨公路作業對公路基礎造成的影響

詳細的橫縱坡要求如表2所示。

據縱坡要求得知，路基沉降量和其受影響范圍公路長度比應小于5%。橫坡要求路基沉降差異要小于△i≤0.10%。結合表2計算表格可以得出，本次案例的橫縱坡滿足基本要求。

四、改善施工問題的原則

首先，在施工中必須做好堆載控制，不需要的設施應遠離樁基施工處。在鉆孔的過程中必須合理布置場地，泥漿池等對施工有一定影響的設施也要盡可能遠離施工現場。如果樁基距離鐵塔的基礎比較近，則需要做好樁基施工工序的控制。特別是在對有承臺樁基進行施工時，一定要一個一個施工，完成一個樁后方可進行下一個樁基作業，而不是要同時進行，以免造成不利影響。

其次，要設置帷幕樁。施工時要在高鐵基礎和路基基礎間設立非直接使用的受荷樁列。因樁列對于土體的橫向位移有著傳遞遮攔的作用，導致樁基在開挖過程中所產生的沉降變形通常并不能有效傳達到路基基礎部位。這就可以有效減少鐵塔基礎部位的沉降，進而起到保護鐵塔的目的。

最后，要建立完善的監測手段。為保障樁基施工過程中路基穩定性，在公路路基與高鐵樁基較近路段必須做好路基變形的監測工作，包括支護擋板的結構變形、裂縫、水平位移、沉降等。

牢靠、堅固的路橋地基不僅會影響工程的穩定性。質量與壽命，更會影響到人們的財產和生命安全。因此必須予以路橋地基處理高度的重視。對路橋沉降來說，最大的問題就是軟土地基的土地質量無法滿足承載要求，這是導致路基沉降的根本原因。為此在處理和提高路基穩定性的過程中，就必須優先處理軟土類地基。一般來說最常用的方法就是對軟土表面及西寧強化。常用方法包括設置家固層、敷墊材料、表層排水與添加混合劑。

如果地基表層為黏土土質，且粘度達到一定水平，則可以通過摻雜混合劑的方式提高土壤粘結力。這種方式不僅可以大幅度提高地基抗壓縮水平，同時也能夠有效提高地基強度。

五、結語

從本文的研究及數值仿真結果可以看出，鐵路的橋梁樁基項目對于公路的路基所帶來的影響是有限的。但由于本次的仿真模擬中并沒有將遠期沉降和鐵路運行對路基穩定性造成的影響進行分析，因此建議鐵路承臺、樁基侵入路邊破部分應采用基坑防護手段。鐵路承臺、樁基距離盡量保持在3米范圍內，加強路基的邊坡監測強度，為保障路基穩定性做出努力。

參考文獻：

[1]鄭嘯.對路橋建設過程中路基路面施工探討[J].科技創新與應用，2017（36）：117+119.

[2]王靜，田亞寧，陳磊，李純.鐵路橋梁跨越公路施工對公路路基的穩定性影響分析[J].公路交通科技（應用技術版），2016，12（06）：152-153.

[3]許德聰.芻議道路橋梁施工中軟土路基施工[J].科技展望，2015，25（03）：29.

作者簡介：梁啟龍（1977-），男，漢族，碩士，遼寧鐵道職業技術學院講師，研究方向：鐵路橋梁與隧道。