鐵路施工中的路基沉降控制策略分析

婁帥

摘要：路基是保證鐵路施工質量的重要前提。對路基沉降進行嚴格控制，減少或避免不均勻沉降，是使鐵路安全運行的關鍵所在。基于此，本文對影響路基工程沉降控制的地基處理、填料選擇、填筑質量、過渡段施工、路基防排水等施工內容進行分析，并結合鐵路建設實例探討鐵路路基工程沉降變形控制的要點。

關鍵詞：鐵路施工;路基沉降;控制策略

一、關于鐵路路基工程的沉降變形

在鐵路工程建設過程中，路基沉降變形非常普遍且嚴重。據相關資料顯示，沉降嚴重時累計可達數十厘米，嚴重影響了鐵路的正常運行。而保證鐵路的安全、平穩、高速運行的前提條件就是軌面平順，軌面平順的前提條件是支撐軌面的路基、橋梁、隧道的變形被嚴格控制在允許范圍內。因此，控制路基沉降變形是鐵路工程建設領域的一項非常重要的工作，影響路基沉降變形的因素較多，且非常復雜，主要影響因素包括地基基礎的強度與剛度、路基主體結構的強度與剛度、路基填料的質量、荷載作用、天氣、降雨量等。任何一個因素的變化都會引起路基的沉降變形，面對如此眾多的影響因素，要達到鐵路路基工程沉降變形高標準的控制要求，要對以上因素進行綜合控制，難度較大。

二、路路基沉降控制策略

（一）針對不同的地質情況采取不同的地質加固措施

鐵路地基的處理方法中，比較傳統的有換填法、排水固結法、擠密樁法、強夯法、粉噴樁法等，這些方法的選擇依據主要為：（1）表層軟土、松軟土、軟黏土厚度不大于2.0m的地段原則上采用挖除換填措施;（2）厚層黏性土、粉土和松軟土地基，特別是分布有較厚的硬殼或硬層夾軟弱層的地基，主要采取CFG樁復合地基加固;（3）含較多碎石黏性土和砂性土、填土、碎石土的地基，采取鉆孔灌注樁加固;（4）對于正常固結的淤泥、淤泥質土和軟黏土以及地基承載力標準值小于120kPa的黏性土和粉性土地層，采用攪拌樁復合地基加固[1]。（5）深厚層軟弱地基，對于地基沉降要求較高或存在側向應力作用時（如橋路、隧路過渡段、溝溶槽地段等），以及不均勻沉降較大的地段，采用剛性樁“樁一網結構”復合地基加固。

（二）嚴格優選填筑材料，控制原料的壓縮變形

路基填料的選擇，應遵循以下原則：（1）根據對原土料的使用方法和加工工藝，路基填料可分為普通填料、物理改良土、化學改良土和級配碎石。普通填料母巖飽和單軸抗壓強度Rc小于20MPa的粗粒和巨粒土填料組別劃分應結合試驗和地區經驗確定，有機土含量超過5%時，嚴禁作為路基填料使用;膨脹土、鹽漬工作為路基填料使用時，應符合相關規定。鐵路路基填料主要選用良好級配、細粒含量小于巧%的碎石土土和礫石土。（2）基床以下路堤填料選擇：選用粒徑小于75mm的填料。（3）基床底層填料選擇：基床底層厚度2.3m，選用粒徑小于60mm的填料。（4）過渡段填料選擇。過渡段主要包括橋路過渡段、路堤與橫向結構物（指箱涵、立交框架）過渡段，路堤路塹過渡段、路隧過渡段等，過渡段需要解決不均勻沉降，所有填料選用摻入3%～8%水泥的級配碎石，級配、粒徑與基床表層一致。

（三）嚴控施工質量

1.地基處理

地基處理的質量應符合相關規定，對攪拌樁、CFG、樁螺樁樁、管樁等地基形式，在施工前應進行成樁工藝性試驗，確定各項施工工藝參數，進行單樁或復合地基承載力試驗，確認設計參數，設計人員和監理應參加工藝性試驗，并確認試驗結果，施工單位按確定的工藝參數編制作業指導書，按確定的參數組織施工。地基處理所使用的砂、碎石、混凝土應按規定檢驗試驗，成樁后按規定比例進行成樁質量（用低應當檢測樁身完整性）檢測。

2.路基填筑的質量控制

路基大規模填筑前，應進行工藝性試驗，通過工藝性試驗確定攤鋪厚度、碾壓遍數、填料含水量等工藝參數，對項目的路基工程還應選取一段，按相關規定要求開展路基工程首件評估。確定工藝參數和工藝工法后，編制修改路基工程填筑施工作業指導書，據此開展施工。路基填筑過程中，按要求頻率做好檢驗檢測，運至工地的填料要進行抽樣檢驗，特別是重點檢查是否含有不良礦物，如膨脹性礦物蒙脫石、伊利石、高嶺土等，填料的級配粒徑等，檢查摻入水泥的含量，攪拌均勻性，填料的含水量等。

3.過渡段、基床表層路基填筑中需要注意事項

過渡段、路基基床填料是級配碎石，或是摻入水泥級配碎石，要求填料生產實行工廠化，在工廠中拌制，以保證填料均勻，同時，鋪攤壓實要在規定時間完成，防止水泥硬化還沒有完成已鋪攤壓實工作。無砟軌道不僅應滿足沉降要求，還應滿足不均勻沉降造成的折角不應大于1/1000的規定。過渡段連接橋隧等結構物，剛度不一，要加強重視，必須按設計開挖臺階，壓實基底，按規范填筑壓實，并及時檢驗檢測，下層填筑不合格嚴禁進入上層填鋪工作。

（四）封閉路基表面，減小壞境對路基的影響

大量經驗表明，水及環境對路基工程影響巨大，鐵路路基工程大量的病害均與水有關，如路基沉降、翻漿冒泥、邊坡坍塌等，鐵路無砟軌道設計中將路基表面采用混凝土封閉的措施，二線間設集水井，集水井與橫向排水管相連，將雨水通過集水井收集排放的方法，較好地解決了雨水對路基的影響問題fzl。

（五）沉降觀測與評估

變形觀測前應由建設單位組織制訂變形觀測實施方案，路基沉降變形觀測應以路基沉降和地基沉降觀測為主，軟土地段路堤填筑期間尚應對路基坡腳水平位移進行觀測，控制填筑速率，保證路基穩定。變形觀測斷面及觀測設施的布置應根據地形地質條件、地基處理方法，路基類型路堤高度等因素結合施工工期綜合確定，觀測斷面間距宜為50～100m。變形觀測方法和精度應滿足不同等級鐵路相關規范要求，路基施工開始后應進行連續觀測，路基填筑完成或施工預壓荷載后沉降觀測時間宜不少于6個月。觀測數據不足以評估或工后沉降評估不能符合要求時，應延長觀測期。路基沉降預測宜采用曲線回歸法，曲線回歸的相關系數及沉降預測的可靠性，精度要求等應符合相關規范的規定。

三、結束語

鐵路路基如果發生不均勻沉降或在施工以后產生較大沉降，在后續運營中將對行車安全造成嚴重影響，甚至出現安全事故。因此，在施工過程中，要控制導致路基工程沉降變形的各因素，解決路基工程的沉降變形問題，滿足鐵路工程施工的技術標準。

參考文獻：

[1]劉金元.鐵路施工中路基沉降控制策略簡述[J].城市建設理論研究（電子版），2017（15）：207.

[2]李琦.鐵路路基施工質量控制與沉降的控制措施[J].智能城市，2017（3）：316.