高速鐵路路基沉降問題及原因研究

龍威潮

摘 要：我國的城市化建設(shè)進(jìn)程逐步推進(jìn)，人們的生活水平有所提高，對于交通出行提出了更高的要求，此背景下的高速鐵路建設(shè)工作迎來了新的挑戰(zhàn)，高速鐵路的建設(shè)中，對于路基沉降問題要加強(qiáng)防范，采取有效的措施防范沉降問題，提高高速鐵路的施工質(zhì)量。本文對高速鐵路路基沉降問題原因進(jìn)行了探討，分析了高速鐵路路基沉降問題的控制措施。

關(guān)鍵詞：高速鐵路;路基;沉降;問題;原因

前言：高速鐵路是鐵路體系中運(yùn)行速度超過200km/每小時以上的鐵路，有著運(yùn)行速度快，里程長的特點(diǎn)，對于其中容易發(fā)生路基沉降問題，作為路基施工質(zhì)量控制中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，有必要加強(qiáng)有效的防范措施。結(jié)合高速鐵路路基沉降問題產(chǎn)生的原因，對薄弱環(huán)節(jié)落實(shí)有效的質(zhì)量控制措施，防范高速鐵路路基沉降，保證高速鐵路的施工效率，強(qiáng)化鐵路工程的運(yùn)行安全。

1 高速鐵路路基沉降問題原因分析

之所以高速鐵路路基工程中會出現(xiàn)沉降問題，是由于土材料變形性能的特殊性所導(dǎo)致的，一般材料在受到小于材料破壞強(qiáng)度的外力作用下會出現(xiàn)變形，但是很快就會恢復(fù)到穩(wěn)定狀態(tài)，土材料則難以及時恢復(fù)穩(wěn)定，受到外力作用之后，發(fā)生了變形，需要一定的時間才能夠穩(wěn)定下來。引起高速鐵路路基沉降問題的原因分析中，結(jié)合高速鐵路路基工程施工各環(huán)節(jié)要素，可以發(fā)現(xiàn)引起高速鐵路路基沉降問題的原因有很多，體現(xiàn)在了材料、施工等各個方面。

1.1路基土填料粒徑超標(biāo)

路基土填料的粒徑規(guī)范要求是要保證最大粒徑控制在15cm范圍內(nèi)，在填料之前要篩選填料，通過過篩操作或是攤鋪后由人工的方式進(jìn)行材料挑選，若是路基土填料粒徑超標(biāo)，將會導(dǎo)致高鐵路基施工工程在啟工后出現(xiàn)沉降問題[1]。

1.2 排水溝缺陷

路基若是沒有設(shè)置排水溝或是排水溝的質(zhì)量不足、排水溝失效，將會形成路基沖刷嚴(yán)重的情況，在施工過程中，施工單位通常會過度重視施工進(jìn)度，按照工期完成施工計劃，因此忽視了附屬工程的施工質(zhì)量，特別是處于汛期，進(jìn)行高速鐵路路基工程的施工作業(yè)時，若是防水、排水的設(shè)施施工不足，存在滯后問題，將會導(dǎo)致路基被水沖刷，難以發(fā)揮出排水溝的保障作用，形成了路基質(zhì)量安全問題。

1.3 路基過渡段級配碎石問題

路基過渡段級配碎石失效等會引起高速鐵路路基沉降風(fēng)險增加，通常情況下，按照規(guī)范的要求，級配碎石中粘土團(tuán)的含量要控制在2%以內(nèi)，水泥含量則是以5%為宜，并且要求在兩個小時之內(nèi)完成碾壓作業(yè)。受到供料等因素的影響，若是無法及時完成碾壓作業(yè)將會導(dǎo)致級配碎石板結(jié)，形成級配碎石失效的問題，導(dǎo)致路基過渡段出現(xiàn)沉降現(xiàn)象[2]。

1.4 路基橫向碾壓

施工作業(yè)過程中，需要按照試驗(yàn)獲取的機(jī)械組合進(jìn)行碾壓，保證碾壓次數(shù)、碾壓速度規(guī)范，按照沿線路的方向展開碾壓作業(yè)，防范橫向碾壓引起的質(zhì)量問題。路基橫向碾壓是施工單位為了節(jié)省時間和成本，或是在場地限制下選擇的一種碾壓方法，特別是在路基過渡段，橫向碾壓會導(dǎo)致高速鐵路路基沉降的風(fēng)險大大增加。

1.5 路基填料含水率超標(biāo)

路基填料含水率超標(biāo)的問題可受到填料自身原因的影響和天氣因素的影響而發(fā)生，此時需要攤鋪和晾曬填料，降低含水率，保障含水率控制在設(shè)計要求的范圍內(nèi)，才能夠進(jìn)行碾壓作業(yè)。若是使用到了含水率超標(biāo)的路基填料，將會引起高速鐵路路基沉降問題[3]。

2 高速鐵路路基沉降問題的控制措施

2.1 保證路橋分界合理性

地基處理和路堤填料運(yùn)距的控制是決定工程投資成本的重要因素，在設(shè)置路堤與橋梁的分界高度時，需要對基底不同地質(zhì)情況進(jìn)行深入的研究，結(jié)合對沿線填料來源的分析，劃分出不同高度，比較路橋的經(jīng)濟(jì)技術(shù)，確定路橋分界高度。這不僅決定了工程的投資成本，而且還會對路堤地及處理措施的選擇和控制路堤沉降產(chǎn)生影響，特別是在施工工期緊張的情況下，合理確定路橋分界是控制高速鐵路路基沉降問題的有效措施之一，對于工程的效益起著決定性的作用。

2.2 合理選擇地基處理措施

選擇合理、正確的地基處理措施，能夠防范高速鐵路路基沉降問題，在我國鐵路建設(shè)中，高速鐵路的一般路基軟弱地基處理中，采取的方式以以下幾種為主，分別是置換法、排水固結(jié)法、加固土法、振動擠密法。由于樁體的強(qiáng)度不足，在質(zhì)量控制中存在著巨大的難度，加固深度有限，再受到沉降、發(fā)展緩慢等因素的影響，難以達(dá)到路基沉降的控制目標(biāo)要求。高速公路路基工程中應(yīng)用到的剛性樁及剛性樁較多，因?yàn)楣こ淘靸r相對更低，而且裝體的承載力和強(qiáng)度剛度等均發(fā)揮了一定的性能優(yōu)勢，能夠滿足較大深度和加固要求，提高工程建設(shè)的質(zhì)量。選擇高速鐵路地基處理措施時，應(yīng)綜合考慮后確定合理的措施，包括路基填高、地層情況、路基面寬度等。從原則上來說，對于土質(zhì)地基路基處理要選擇堆載預(yù)壓措施，若是地基土的性質(zhì)差，處于施工后沉降控制難度大的地段，則可以適當(dāng)?shù)难娱L預(yù)壓時間，或進(jìn)行超載預(yù)壓作業(yè)。結(jié)合預(yù)壓觀測結(jié)果的分析，能夠?qū)ず蟪两颠M(jìn)行預(yù)測投入一定的觀測時間后，結(jié)合專業(yè)人員的經(jīng)驗(yàn)分析，保證有效防范高速鐵路的路基沉降問題，通常情況下，需要觀測的時間應(yīng)超過六個月[4]。

2.3 控制路基填料和壓實(shí)質(zhì)量

高速鐵路路基沉降問題的控制工作中，對于路基填料和壓實(shí)質(zhì)量要進(jìn)行有效的管控，選擇質(zhì)量可靠的填料，做好壓實(shí)質(zhì)量控制，防范路基和結(jié)構(gòu)物之間出現(xiàn)不均勻沉降或是路基的工后沉降。嚴(yán)格按照高速鐵路路基填料和壓實(shí)質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求，選擇填料、改良土等降低路基沉降風(fēng)險。

2.4 重視不同結(jié)構(gòu)物之間的沉降及剛度過渡

通常情況下，鐵路路基沉降問題發(fā)生在橋頭涵洞兩端路基位置，主要是受到了橋頭涵洞處路堤填高影響引起的，另外靠近結(jié)構(gòu)物的位置碾壓路堤填料的難度大，因此碾壓緊密度不足，形成了填土沉落量大的問題。因此要重視結(jié)構(gòu)物之間的沉降及剛度過渡，在不同結(jié)構(gòu)物的連接處，過渡段要保證填料和壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)符合高速鐵路路基施工標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求，提高地基處理措施的有效性，強(qiáng)化壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)的落實(shí)，避免發(fā)生路基沉降事故[5]。

結(jié)論：

綜上所述，現(xiàn)代化社會的建設(shè)進(jìn)程逐步推進(jìn)，高速鐵路路基沉降問題的防范是高速鐵路路基工程施工中的關(guān)鍵基礎(chǔ)。為了保證高速鐵路列車的運(yùn)行安全和舒適性，有必要強(qiáng)化對路基沉降問題的有效控制，防范高速鐵路的路基沉降發(fā)生風(fēng)險。從設(shè)計、施工、監(jiān)理等各方面落實(shí)有效的管控措施，防范路基沉降問題的發(fā)生，提高路基工程的質(zhì)量和高速鐵路的工程安全性。

參考文獻(xiàn)：

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[2]呂綠洲，程遠(yuǎn)水.高速鐵路路基沉降影響因素分析及模型預(yù)測方法研究[J].鐵道建筑，2021，61（03）：69-73.

[3]司文明.川南城際高速鐵路路基變形監(jiān)測設(shè)計探討[J].高速鐵路技術(shù)，2021，12（01）：41-45.

[4]張志遠(yuǎn).高速鐵路無砟軌道路基翻漿聚氨酯抬升技術(shù)優(yōu)化研究[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計：1-5[2021-04-23].

[5]李季宏.鐵路路基復(fù)合地基沉降計算方法[J].鐵道建筑，2021，61（01）：78-82.

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