新型沉降板在高鐵施工中的應用研究

江鋒，袁桃，付婷婷

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新型沉降板在高鐵施工中的應用研究

江鋒，袁桃，付婷婷

（四川管理職業(yè)學院，四川 成都 610072）

高速鐵路路基用工后沉降對路基沉降變形進行嚴格控制，老式沉降板是最常用的手段，但其存在影響填土施工和在使用中容易被破壞并難以恢復的缺點，新型沉降板的設計理論上改掉了這些缺點，但是缺少在具體工程中的應用研究。本文結合工程試驗，收集在實際工程施工使用中遇到的各種問題，驗證新型沉降板應用效果，積累施工工藝經驗，促使其在高鐵施工中的推廣。

高速鐵路路基沉降；新型沉降板；工藝經驗；老式沉降板

1 引言

高速鐵路在世界發(fā)達國家崛起，鐵路發(fā)展進入了一個嶄新的階段。根據我國鐵路建設的實際情況，高速鐵路在施工上有很多新的工藝、新的材料、新的施工方法。鐵路路基在高速鐵路施工上具有施工快速、成本比橋隧構造低等優(yōu)點，為了控制橋隧比，路基是一個很好的選擇。但是，如何給軌道結構提供一個堅固、耐久、穩(wěn)定的路基是一個重要問題。高速鐵路要達到高速、舒適、安全地運輸人或者貨物，必須保證軌道幾何形位滿足要求。其線下的路基主要是由土等材料填筑組成的土工結構物，容易發(fā)生沉降等問題，影響軌道平順和穩(wěn)定。若是普通的有砟軌道，強度是路基質量的主要標準。一旦發(fā)生沉降問題，可以利用道床厚度進行調整，調整范圍較大。但是，高速鐵路多采用無砟軌道，無砟軌道由混凝土底座、CA砂漿和軌枕板等組成，對于路基的沉降，只能通過扣件的調整量進行調整，一個扣件的調整量扣除施工誤差影響，留給路基允許的工后沉降只有15 mm，所以高速鐵路對路基工后沉降要求非常嚴格。為了控制沉降，沉降觀測儀器中沉降板得到了大量應用。

沉降板作為最常用的手段，具有造價低、易于測試、操作簡單等優(yōu)點。但是在實際應用過程中，存在以下兩方面問題：①沉降板由于測桿露出填筑土表面，影響填土施工，壓路機由于怕損壞測桿，不能有效碾壓測桿附近土體，只能選擇小型夯機進行碾壓，影響了填土質量和效率。②沉降板一旦損壞后，補救困難，無法繼續(xù)使用，難以形成連續(xù)的測量數據。現場為了保護沉降點，想了很多辦法。例如用鋼筋籠進行保護或者旗桿進行保護。但是，由于路基施工現場多為無圍墻施工，管理難度大，鋼筋籠或者旗桿容易丟失或者損壞，增加了管理成本，同時也不能有效地解決沉降板在使用過程中的問題。針對老式沉降板的缺點，新設計的多功能路基沉降測定板、組合式沉降板等進行了改進，但是均存在一些問題。馮懷平等專家研發(fā)了新型沉降板，并在京石客運專線路基填筑工程中進行了現場試驗，取得了一定的效果。

本文旨在在新型沉降板（馮懷平）的研究基礎上，驗證新型沉降板的應用效果，對施工工藝經驗進行總結，并對新型沉降板的設計進行優(yōu)化。

2 驗證過程

2.1 新型沉降板制作

新型沉降板制作流程為以下5個方面：①底板采用50 cm×50 cm，厚度為1 cm的鋼板。②測桿直徑為40 mm帶絲扣的鋼管底部焊接在鋼板上。③套管測桿用直徑為75 mm的PVC管進行保護。④保護罩頂板采用50 cm閉合泡沫塑料加5 mm鋼板。⑤保護罩下半部分采用直徑20 cm高度25 cm金屬套管。如圖1、圖2所示。

圖1 新型沉降板底板圖

圖2 新型沉降板保護罩圖

2.2 現場試驗

現場試驗可分為以下7個步驟：①將新型沉降板運至路基試驗段，在填筑好的路基填筑層，挖出大于50 cm×50 cm深度為30 cm的坑，布設沉降板底板用細砂進行找平，測桿垂直無偏斜。用水準儀進行第一次抄平，后視控制點A記錄讀數1，前視測桿頂標高記錄讀數2.②給新型沉降板蓋上保護罩，利用推土機和人工配合回填周圍土體，并初平，回填土厚度按設計要求，控制在40 cm。③壓路機進行第一遍靜壓，碾壓速度5 km/h，來回碾壓5遍。④打開保護罩，用水準儀進行第二次抄平，后視控制點A記錄讀數3，前視測桿頂標高讀數4。⑤蓋上保護罩，壓路機進行第一次動壓，碾壓速度5 km/h，碾壓3遍，再2遍靜壓。⑥打開保護罩，用水準儀進行第三次抄平，后視控制點A記錄讀數5，前視測桿頂標高讀數6.⑦結束試驗，取出新型沉降板。實驗數據如表1所示。

表1 試驗數據

新型沉降板應用研究 水準測量第一次編號讀數/m測桿高程/m沉降/mm 后視（A）11.536483.349/ 前視測桿21.387 水準測量第二次編號讀數/m測桿高程/m沉降/mm 后視（A）31.434483.3445 前視測桿41.290 水準測量第三次編號讀數/m測桿高程/m沉降/mm 后視（A）51.459483.3431 前視測桿61.316 A點高程（已知點高程假設）483.200

3 應用試驗結果分析

3.1 新型沉降板優(yōu)點

從數據分析，第一次靜壓后，進行的水準測量顯示測桿產生了5 mm的沉降，主要原因為新型沉降板底部鋼板下的砂和不平整地基產生的沉降（由于本次試驗限制），屬于正常現象，沉降觀測的測桿起始數據以第二次的測量計算出的測桿高程483.344 m為準。經過壓路機動壓和靜壓，沉降板產生了1 mm的沉降，由于使用的是四等水準測量，1 mm 的沉降滿足要求，并且從外觀上觀察，新型沉降板測桿完好，無任何受擠壓變形痕跡。說明新型沉降板設計合理、材料選擇適當。保護罩很好地保護了測桿，利用測桿觀測路基沉降穩(wěn)定可靠。

從碾壓過程分析，碾壓機械可以暢通無阻地在測點位置來回碾壓，未因為沉降觀測點受任何的影響，提高了工作效率，改掉了老式沉降板由于測桿突出路基表面影響填土施工的缺點，滿足設計要求。

3.2 新型沉降板缺點

新型沉降板缺點有以下3方面：①在打開保護罩的過程中，由于保護罩上填土容易回填過厚，會出現碾壓完畢后，憑肉眼找不到測點位置的情況。②在打開保護罩的過程中，由于保護罩金屬套管和緊密土體的摩擦，打開保護罩的過程比較困難，雖然設計有拉環(huán)，但是也很難拉動保護罩。③在放置好保護罩后，利用機械回填土的過程中，防護罩由于受力不均，可能出現偏斜甚至傾覆。

3.3 新型沉降板應用施工經驗總結

新型沉降板在應用過程中，要嚴格控制保護罩表面填土厚度，若遇到填土厚度過厚，碾壓后容易找不到測點位置，這時用金屬探測器或者全站儀查找較為方便。新型沉降板雖然設置有拉環(huán)，但是在打開過程中，容易遇到很難打開的情況，可以用長鋼筋等工具利用杠桿原理撬開。新型沉降板放置保護罩后，機械回填土的同時需要人工配合施工將保護罩四周土均勻回填，防止保護罩由于四周受力不均而發(fā)生傾覆或者過大偏斜。

3.4 新型沉降板的設計創(chuàng)新

在拉環(huán)位置可以增加一條顏色艷麗的絲帶作為標記物，回填土時，工人配合回填，將絲帶露出填土表面，經過碾壓等施工工藝后，通過絲帶，直接快速準確地找到新型沉降板的位置，簡化觀測步驟，節(jié)約觀測時間。

4 結語

經過應用研究，新型沉降板是一種簡易、可靠的技術，有效地改掉了老式沉降板的缺點，設計合理。

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2095－6835（2019）01－0160－02

U213.2+1

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2019.01.160

〔編輯：辛霞〕