有关湿陷性黄土地区高速铁路路基沉降与其措施分析
有关湿陷性黄土地区高速铁路路基沉降与其措施分析

有关湿陷性黄土地区高速铁路路基沉降与其措施分析有关湿陷性黄土地区高速铁路路基沉降与其措施分析【摘要】结合黄土的物理力学性质,分析湿陷性黄土地区高速铁路路基沉降控制的重要性,探讨湿陷性黄土地区高速铁路路基沉降的成因,并提出湿陷性黄土地区高速铁路路基沉降控制措施。
研究表明:黄土的湿陷性、水的影响、列车振动荷载、施工质量是造成湿陷性黄土地区高速铁路路基沉降的主要因素,通过采取浅层换填、冲击压实、强夯法、挤密法、桩基法等地基处理手段,同时做好防排水、路堤边坡防护、路基沉降监测、路基养护等工作,可以提高湿陷性黄土地区高速铁路路基的强度和稳定性,将路基沉降控制在容许范围内,确保高速铁路的行车安全。
【关键词】湿陷性黄土地区高速铁路路基沉降随着经济社会的不断发展,我国已进入高速铁路建设的高潮期。
较之普通铁路,高速铁路对轨道平顺性的要求更高,这就要求将路基沉降控制在尽量小的范围内。
而湿陷性黄土由于特殊的土体性质,极易导致路基沉降,进而影响高速铁路的正常运营。
因此,研究湿陷性黄土地区高速铁路的路基沉降成因,并提出切实有效的沉降控制措施,对我国高速铁路事业发展具有重要意义。
1 黄土的物理力学性质黄土是陆相沉积的特殊土,是一种经第四纪干旱、半干旱气候,多种地质作用改造,仍然在演化中的土体,一般具有以下特征:颜色以淡黄、灰褐、黄褐色为主,但也有棕黄、棕红等色;呈松散结构状态,孔隙缝隙比约为0.7~1.1;质地均匀,以粉粒为主,约占50%~75%,粉粒直径约为0.075mm~0.005mm;碳酸钙含量约为10%~30%,含有少量溶盐与易溶盐;垂直柱状土体节理发育;含水量低,遇水易崩解。
层理结构不明显,可见堆积间断的剥蚀面,有棕红色古土壤层分布。
除上述基本特征之外,黄土由于沉积的地质年代不同,其性质也存在明显差异。
黄土形成越晚,其特征越明显,对地基沉降的影响越大;反之,越是年代久远的黄土,其大孔结构退化越明显,土质更加密实,压缩性和湿陷性则相应减弱,对地基沉降的影响也就相对较弱。
湿陷性黄土地基下沉问题的分析及处理方法

湿陷性黄土地基下沉问题的分析及处理方法摘要湿陷性黄土的湿陷变形是导致地基下沉的重要原因。
本文从湿陷性黄土的工程地质特点入手,介绍湿陷性黄土对地基下沉的影响;结合工程实例对现有的几种典型地基处理方法进行了力学分析;阐述了湿陷性地基下沉处理方法的原理;总结……处理此类问题的经验,可供工程设计人员设计、施工时参考。
关键词湿陷性黄土;地基处理;1 湿陷性黄土的分布及工程性质1.1 湿陷性黄土的分布中国北纬33°~47°之间分布着广泛的黄土,尤以34°~45°之间最为发育,总面积约为63.5万平方千米,占世界黄土分布的4.9%左右。
其中湿陷性黄土占中国黄土面积的60%左右,主要分布于黄河中、下游地区,厚度最大可达30m 左右,并具有自东向西、自南向北其湿陷性逐渐加剧的规律。
湿陷性黄土由于生成时不同的地理环境、气候条件以及次生变化等原因,使其具有一些特殊的工程性质,在实际工程中,如不对其进行处理将会衍生出严重的工程事故。
湿陷性黄土的湿陷变形是引起地基下沉的一个重要因素。
我们将在下面的内容中分析湿陷性黄土的性质特征以及湿陷变形的机理并讨论其处理方法。
1.2 湿陷性黄土的工程性质湿陷性黄土是一种特殊性质的土,在一定的压力下,下沉稳定后,受水浸湿,土结构迅速破坏,并产生显著附加下沉。
1.2.1 湿陷性黄土的基本性质及分类湿陷性黄土的颜色一般为褐色或者灰黄色,颗粒以粉粒为主,孔隙比e≥1.0,一般具有肉眼可见的大空隙,含有较多可溶性盐类,垂直节理发育,能保持直立的天然边坡。
湿陷性黄土按湿陷性的强弱分为3类,采用室内压缩试验的方法分类。
采用公式δs = ( hγ-hγ’)/h0式中:δs ——湿陷性黄土的湿陷性系数;hγ——试件在试验仪中经加压到规定值时土样压缩稳定后的高度;hγ’——试件在试验仪中经加水浸湿且下沉稳定后的高度;h0——试件在试验仪中未经加压前的原始高度。
分类划分数值依据:(1)弱湿陷性0.02<δs≤0.03(2)湿陷性0.03<δs≤0.07s(3)强湿陷性δs>0.07s按土的自重湿陷和外力陷落又分为自重湿陷性黄土和非自重湿陷性黄土。
湿陷性黄土地区地基不均匀沉降防治技术分析

湿陷性黄土地区地基不均匀沉降防治技术分析本文简要分析了不均匀沉降现象出现的主要原因,并从勘察、设计及施工等多个角度给予了沉降防治技术的具体应用分析,希望能为我国的建筑企业带来一定的参考作用。
标签:湿陷性黄土;地基不均匀沉降;防治技术引言:建立在湿陷性黄土地区基础上的建筑工程若未经过有效的沉降防治技术处理,则会在实际使用的过程中出现不均匀的沉降现象。
导致建筑工程出现不均匀沉降现象的原因众多,加强对于原因和防治技术的分析,对于提高建筑工程安全性和可靠性有着直接的帮助作用。
一、不均匀沉降的主要原因(一)工程勘察问题在开展地质勘察工作时,勘察单位的工作态度技术应用效果并未取得预期的标准,从而导致勘察工作失去了权威性和严谨性,勘察人员大量应用估算结果在勘察报告当中,致使勘察报告不准确,与勘察区域的实际情况存在一定的偏差。
勘察问题所造成的影响主要体现在土层形状和土工试验两个方面,工程勘察工作无法充分发挥自身应有的价值,无法正确给予岩土工程准确的评价,无法给予施工单位一定的施工建议。
这种问题的存在不仅仅会对后续施工的开展造成一定的阻碍,甚至还会引发重大的安全事故。
(二)施工处理方案不合理在对黄土地基的处理方案进行设计时,设计人员并未严格按照黄土施工的要求和规范,从而导致施工处理方案存在一定的不合理性,致使无法全部消除黄土的湿陷性特征,其主要体现在以下几个方面:一是桩基础没有彻底穿透黄土土层,从而导致建筑的稳定性下降。
二是地基的上部结构体积过大,超过了地基土的承载能力范围,且相关部分没有设置合理的沉降缝。
三是建筑物的排水系统设计问题,其在遭遇强降水天气时的排水效果不够理想,大量的积水直接进入地下被黄土所吸收,从而引发地基的沉降。
(三)施工环节的问题从实际情况来看,由施工所造成的建筑不均匀沉降现象较为常见,导致这一现象出现的原因包括以下几个部分:一是地基处理施工的质量不达标。
地基的密度和承载能力无法达到预期的设计标准,地基土的质量整体较为疏松,其在浸水后会出现明显的湿陷性特征。
浅谈湿陷性黄土地区公路路基沉降控制

浅谈湿陷性黄土地区公路路基沉降控制摘要:分析湿陷性黄土的湿陷机理与该地区路基沉降原因,并从排水措施,路堤边坡防护措施,路基的检测与养护这三个个方面来控制沉降,可作为实践施工参考。
关键词:湿陷性黄土路基防护措施概述:湿陷性黄土是我国黄土的典型分布,由于其特殊的结构和水理性,其工程特性也具有诸多的特点。
其中湿陷性和易溶性最为典型,同时也对工程危害性最大。
湿陷性黄土在上覆土层自重应力作用下,或者在自重应力和附加应力共同作用下,因浸水后土的结构迅速破坏而发生显著附加下沉,从而使土体结构发生破坏。
路基产生沉陷现象的原因是多方面的,但在湿陷性黄土地区主要是路基本身引起的压缩沉陷和地基的沉陷两种。
湿陷性黄土地区修建高速公路常出现路基沉降、公路翻浆、纵向裂缝等病害。
若对湿陷性黄土不加处理或是处理不当,往往会发生路基过量沉降,严重影响公路的质量,因此必须控制路基沉降。
1湿陷性黄土特点及路基沉降原因分析路基是路面的基础,坚强且稳定的路基为路面结构长期承受汽车荷载作用提供了重要的保证。
路基产生沉陷现象的原因是多方面的,但在湿陷性黄土地区主要是路基本身引起的压缩沉陷和地基的沉陷两种,路基本身引起的压缩沉陷主要是由于路基填料选择不当、压实度不足等原因造成的,而地基的沉陷与路基土的性质密不可分,湿陷性黄土作为路基土极容易发生沉陷,研究地基沉陷的原因,首先要研究湿陷性黄土的湿陷性机理和湿陷性原因。
湿陷性黄土湿陷变形的两个显著特征是:①变形量大,常常超过正常压缩变形的几倍甚至几十倍;②发生快,一般在浸水1~3小时就开始湿陷。
一般湿陷事故而言,往往在1~2天内就可能产生20~30cm的变形量,这种量大、速率快的变形往往使建筑物发生严重变形甚至破坏。
国内外大量的研究表明,黄土的湿陷性机理是由黄土的微观结构特性和可溶盐胶结物的不抗水性决定的。
黄土的颗粒以粉粒为主,粉粒与粉粒之间通过可溶盐胶结,形成一定数量的架空孔隙,在干旱半干旱条件下,这样的结构阻止了土体自重压密,当黄土受水浸湿时,可溶盐胶结物被迅速溶解软化,水膜变厚,粉粒与粉粒之间的连接力变弱,架空孔隙空间大,使得土体在上覆土层的自重压力或附加压力作用下,土体结构迅速破坏形成湿陷。
湿陷性黄土地区高速铁路路基沉降分析88

湿陷性黄土地区高速铁路路基沉降分析摘要:随着我国经济的增长,交通运输也随之在不断发展,加之对西部的开发战略的实施,西北湿陷性黄土地区高速铁路的建设在不断增多,但西北地区黄土具有湿陷性等特殊特性,而高速铁路由于运行速度快,对具体技术要求比较高,因此对铁路路基的要求也是非常严格的。
在湿陷性黄土地区进行高速铁路的建设一定要充分了解土体特征,对路基沉降做好充分的预测和计算,来采用有效措施进行路基的处理,防止沉降或塌陷,这对交通的安全是十分重要的。
本文主要通过对黄土地区的湿陷性以及其影响因素进行分析,探讨其地基处理的方式,为高速铁路的建设提供一定的参考。
关键词:湿陷性黄土;高速铁路;路基沉降在我国经济飞速发展的同时,对交通运输业的要求越来越高,我国高速铁路的技术发展一直处于很高的水平。
目前,我国黄土地区一直存在的一个问题就是,随着动力荷载的作用,黄土土体的湿陷性特性导致地基的沉降,地基沉降超出一定范围就会影响高速铁路的运行。
而高速铁路必须具备平顺性、高稳定性、高精度以及少维修等特点。
要想实现高速铁路的这些要求,就要保证地基的完好,避免沉降、变形等问题。
1 我国黄土地区高速铁路现状在铁路运行过程中,机械振动荷载、交通荷载等很多动荷载都会影响地基的稳定性,严重的形成地基沉降。
研究表明,铁路地基在车辆的动荷载长期影响下的振动会使地基以及基床产生不可恢复性的变形,这是导致地基沉降的主要原因。
目前我国湿陷性黄土地区铁路工程在试验方面还不够规范,没有足够的振陷性试验来保证地基的可靠性。
在进行高速铁路建设前,对黄土土体的地质勘探以及分析做的还不到位,对于沉降的计算以及评价还不够完善,需要进一步的完善来加强施工前准备,来更好的满足工程要求。
2 湿陷性黄土土体特征黄土是一种比较特殊的土质,湿陷性是黄土土体最为明显的一个特征。
在工程地质问题中,黄土的湿陷性是一种比较严重的问题,这种问题主要来源于土体中水的作用以及上部压力的作用。
湿陷性黄土路基边坡沉降问题的问题及解决方法

湿陷性黄土路基边坡沉降问题的问题及解决方法摘要:湿陷性黄土地基属于经常见到的性地基,其特点在于具有特殊性。
对于在工程建设中,如何对湿陷性黄土地基处理,有很多不同的方法。
本文将依据实际生活中的工程建设,来对湿陷性黄土在通常情况下会用到的地基处理办法分析,同时对处理湿陷性黄土地基后极有可能发生问题进行深刻的探讨,并提出了可行的解决方法。
关键词:湿陷性黄土;问题措施1湿陷性黄土简介黄土及湿陷性黄土是一种经常见到的工程地基类型,广泛分布于世界各地,厚厚的黄土堆积如山。
湿陷性黄土在中国的分布极其广泛。
60%左右的黄土在黄河中、下游地区分布,那里是湿陷性黄土的家园,在这里,黄土的厚度最大可达30m。
湿陷性自东向西,由南向北逐渐加剧。
一般情况下,湿陷性黄土普遍具有两种特性,自重湿陷性和非自重湿陷性。
通常,黄土的湿陷等级共有4个级别,分别是轻微、中等、严重、很严重4种。
陕北地区、甘肃地点分布着我国湿陷性黄土的最大主力军。
其中,在正常情况下,甘肃和陕北地区的自重湿陷性黄土层厚度大于10m,地基湿陷等级已经是严重和很严重等级,这就需要采取一定的措施来改善这种问题。
湿陷性最大的特点在于它的敏感性,这对工程建设来讲具有重大意义。
2湿陷性黄土有以下几种地基处理办法2.1换填垫层法通常情况下,表层松散的人工填土及湿陷性的黄土需要选取一些或者直接整体全部挖除,满足要求的土料应按步骤要求一步步分层以及碾压夯实,这样做的目的是将承载力提升且降低地基沉降的作用。
湿陷性黄土的厚度普遍不低,要想全部挖除难度系数还是挺大的,没有特殊情况的情况下,只能够先挖除一部分。
而且粗颗粒填料不适宜用来当换填土料,素土或灰土土料都是相当不错的选择。
2.2灰土挤密桩只有依靠打桩机成孔,然后把孔内添加材料以便夯实成桩,在这种情况下,地基土可以被横向挤密和竖向加固两种方法所使用。
如果只是想要学习如何能够黄土的湿陷性的话题消除,素土同样可以作为填料。
该方法不仅能够获得较高的承载力,同时部分还挺好的,自给自足去,处理深度可达15m。
湿陷性黄土地区高速铁路路基地基沉降控制技术

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完 全准确 反 映其数 值 。根据 测试情 况 复合地 基对 附加 应力 的传 递具 有遮 挡 和 改变 作 用 , 使 得 在 地 基 处 理 的 范 围 内附加应 力 向下呈 非线 性传递 。这在一 定程 度 上 影 响到计 算方 法 的采 用 , 按 照线 性 传 递 方 法 计 算受 力 可 能存在 较 大的偏 差 。
建高 速铁 路路 基地基 沉 降控制 技术 。
1 湿 陷性 黄 土 主 要 物 理 力 学 指 标
根据 对郑 西 、 西 宝 和 大 西高 速 铁 路 的勘 察 和 试验
采 取试 验 、 工程类 比等 手段 , 重点 对湿 陷性 黄土 地基 主 要 物理 力学 指标 、 桩 身 强度 、 沉 降变 形 、 地 基 处 理 措施
一
了最大值 , 然 后 随着地 基深度 的增 加 , 附加应 力 急剧 降
低 。② 三角形 荷载 法 所 得 的 附加 应 力 值 最 大 , 布 辛 尼 斯 克直接 法 、 德国 D B 8 3 6法和 布辛 尼 斯 克组 合 荷 载 法 所 得附加 应力 值 比较接 近 。
定程 度具 备 刚性基础 的特征 。 图 1为在 不 同填 土 高
处 由于应 力扩 散所 测 的应力有 所减 小 。总体上 在横 断
铁
道
建
筑
面方 向基底 应力 呈 以 中心 线为对 称 轴 的抛 物线 形或 马
应 力变 化 比较剧烈 , 大 约在 5 m 深 度处 附加 应 力 达 到
蹄 形分 布 。这 一 现 象 说 明 黄 土 填 料 经 水 泥 改 良后
自2 0 0 5年 开始 我 国高速 铁路 建设快 速 发展 , 在西
铁路路基沉降变形和控制措施

铁路路基沉降变形和控制措施摘要:对铁路路基的沉降变形进行一个有效地控制,就可以明显的提高铁路路基的整体质量,进而保障铁路运输的安全。
本文首先阐述了影响铁路路基沉降的因素,进而分析出来施工过程中引发铁路路基沉降的原因,最后则是提出铁路路基沉降变形的控制措施。
关键词:铁路路基;沉降变形;控制措施引言对铁路路基的沉降变形进行控制,能够明显的提高铁路路基的质量,保证铁路运输的安全。
随着国家铁路第六次大提速的完成,铁路运输对路基的抗沉降能力有了更高要求。
因此加强对铁路路基沉降变形和控制措施的研究,对保证铁路运输的安全、推动我国经济的发展有着重要的作用。
1、影响铁路路基沉降的因素1.1、工程的质量影响铁路路基沉降量的重要因素就是铁路项目的工程质量。
在其施工的过程之中,对于路基的处理方式、路基的压实度、自然沉降的时间、填料的选择以及填筑的厚度,均会对路基的工后沉降量起到了一定的决定作用。
所以说,在铁路的设计施工的过程之中,要严格的对工程质量加以控制,尽可能的减少路基的沉降量。
1.2、列车的振动荷载列车在行进的过程之中,会给路基带来一定的振动荷载,然而随着列车速度的不断加快,尤其所引起的振动荷载的强度也在不断的增加。
由振动荷载所造成的路基位移要远远的大于静荷载,这就会使得列车的行驶速度和路基的沉降速度之间成反比关系。
1.3、水分的影响水分对于铁路路基的影响是不容小觑的。
在地质岩性比较强,土壤的排水能力比较好的地带,那么降水对铁路路基的影响也是相对比较小的。
但是在当铁路铺设在土壤湿陷性强或者是土质疏松地区的时候,水分的多少均会对铁路路基的沉降起到至关重要的作用。
例如,在土质疏松的地区,强降水就会不断的冲刷路基两侧的土壤,从而破坏整个路基填土的稳定性,降低路基填土的抗剪强度,进而就会使得路基沉降变形情况的发生。
然而在土壤湿陷性比较强的地区,降水不仅仅影响到了路基填土的承载力,还会破坏土体的结构,最终则是导致路基的沉降变形。
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有关湿陷性黄土地区高速铁路路基沉降与其措施分析【摘要】结合黄土的物理力学性质,分析湿陷性黄土地区高速铁路路基沉降控制的重要性,探讨湿陷性黄土地区高速铁路路基沉降的成因,并提出湿陷性黄土地区高速铁路路基沉降控制措施。
研究表明:黄土的湿陷性、水的影响、列车振动荷载、施工质量是造成湿陷性黄土地区高速铁路路基沉降的主要因素,通过采取浅层换填、冲击压实、强夯法、挤密法、桩基法等地基处理手段,同时做好防排水、路堤边坡防护、路基沉降监测、路基养护等工作,可以提高湿陷性黄土地区高速铁路路基的强度和稳定性,将路基沉降控制在容许范围内,确保高速铁路的行车安全。
【关键词】湿陷性黄土地区高速铁路路基沉降随着经济社会的不断发展,我国已进入高速铁路建设的高潮期。
较之普通铁路,高速铁路对轨道平顺性的要求更高,这就要求将路基沉降控制在尽量小的范围内。
而湿陷性黄土由于特殊的土体性质,极易导致路基沉降,进而影响高速铁路的正常运营。
因此,研究湿陷性黄土地区高速铁路的路基沉降成因,并提出切实有效的沉降控制措施,对我国高速铁路事业发展具有重要意义。
1 黄土的物理力学性质黄土是陆相沉积的特殊土,是一种经第四纪干旱、半干旱气候,多种地质作用改造,仍然在演化中的土体,一般具有以下特征:颜色以淡黄、灰褐、黄褐色为主,但也有棕黄、棕红等色;呈松散结构状态,孔隙缝隙比约为0.7~1.1;质地均匀,以粉粒为主,约占50%~75%,粉粒直径约为0.075mm~0.005mm;碳酸钙含量约为10%~30%,含有少量溶盐与易溶盐;垂直柱状土体节理发育;含水量低,遇水易崩解。
层理结构不明显,可见堆积间断的剥蚀面,有棕红色古土壤层分布。
除上述基本特征之外,黄土由于沉积的地质年代不同,其性质也存在明显差异。
黄土形成越晚,其特征越明显,对地基沉降的影响越大;反之,越是年代久远的黄土,其大孔结构退化越明显,土质更加密实,压缩性和湿陷性则相应减弱,对地基沉降的影响也就相对较弱。
按照沉积年代的不同,可对黄土作如下划分,如表1所示。
黄土的性质与其成因、组分、湿度、结构及当地气候等也有很大关系,因此,不同地方的黄土在抗剪强度和压缩性方面也有所不同。
湿陷性黄土按照湿陷机理的不同有非自重湿陷性黄土和自重湿陷性黄土之分。
依据国内地质条件,一般将湿陷性系数超过0.015的归为湿陷性黄土,其中湿陷量不足7cm的湿陷性黄土属于非自重湿陷性黄土,反之则属于自重湿陷性黄土。
2 湿陷性黄土地区高速铁路路基沉降控制的重要性目前,我国在建高速铁路位于湿陷性黄土地区的主要有石太高速铁路、郑西高速铁路、西成高速铁路,西兰高速铁路、大西高速铁路。
这些在建铁路已经暴露出湿陷性黄土地基沉降的问题,严重影响了高速铁路顺利建设。
例如,郑西高速铁路(见图1)全程484.518km,是我国跨越湿陷性黄土地区的第一条高速铁路,跨越湿陷性黄土路段占线路长度的65%,湿陷程度从I级到IV级都有分布,而地基的沉降,就成了建设以及使用中的一大问题。
由于湿陷性黄土独特的物理力学性质,它的粘结力较弱,浸水饱和后易发生塌陷,塌陷即意味着土体结构的破坏和体积的缩小,也就标志着沉降的发生,为保证高速铁路的正常运营,必须将沉降控制在一定范围之内。
针对这一情况制定的高速铁路有砟轨道路基沉降控制标准如表2所示。
在实际的高速铁路路基工程中,湿陷性黄土的沉降值取决于土体厚度、承载的应力及湿陷系数。
以湿陷系数为0.05的10米厚黄土地层为例,其沉降值可达到0.5米,这无疑会对高速铁路的正常行使造成巨大影响,甚至导致铁路停运。
因此,对于黄土湿陷问题必须加以重视,并提前进行评估与防范,以将路基沉降控制在容许范围内。
3 湿陷性黄土地区高速铁路路基沉降的原因分析3.1 黄土的湿陷性通过分析黄土的物理力学性质,可知黄土的湿陷性是导致高速铁路路基沉降的主要原因,下面从微观角度来分析黄土湿陷的具体原因。
根据现有研究,黄土遇水崩解是由其特殊的微观结构以及可溶盐胶结物的抗水性较差所决定的。
黄土中粉状颗粒较多,相邻的粉粒之间借助可溶盐胶结在一起,在干燥状态下,黄土内部充斥着大量的架空孔隙,这样的结构可以防止土体在自重作用下压密变形。
一旦黄土遇水,其中的可溶盐胶结物将很快溶解并软化,相邻粉粒之间的水膜变厚,粘结力下降,土体的c值和Φ值明显减小,抗剪强度大幅下降,原来的土体结构在自重或上层荷载的作用下便会很快遭到破坏,导致黄土湿陷。
高速铁路路基会受到地上水或地下水的长期侵蚀,如防水、排水处理不当,就会逐渐导致地基的湿陷,进而引发高速铁路路基的沉降,且黄土的湿陷性越强,所导致的路基沉降就越严重。
3.2 列车振动荷载列车振动荷载对路基填土的影响十分大,是造成路基沉降的重要原因。
如今,随着列车设计时速的攀升,列车振动荷载亦有所加大,对路基的影响愈发明显。
有研究表明,当列车高速行驶时,地基发生的振动位移要远远超出平时,严重的地基位移将直接加快路基的沉降速率,影响列车的正常行驶。
3.3 施工质量施工质量的高低直接影响路基沉降的大小。
施工时要严格控制路基压实度,确保路基填土压实到位,如果压实方法不合理、压实度不足,将直接造成工后沉降量的增大。
影响路基施工质量的主要因素如下:基底处理的好坏、所用填料的类型、填筑的厚度、路基的压实度、自然沉降时间。
对此,施工单位必须加强施工质量控制,最大限度地保证路基的强度和稳定性。
4 湿陷性黄土地区高速铁路路基沉降控制措施4.1 地基处理对湿陷性黄土地区高速铁路的路基进行处理,首先应根据湿陷性黄土地区的特点,对铁路地基实施湿陷性方面的测量和评价,确定地基的湿陷等级、湿陷系数和处理深度。
我国目前对湿陷性黄土地区高速铁路路基的处理方法主要有冲击压实、强夯法、桩基法等。
4.1.1 冲击压实冲击压实法主要适用于浅层湿陷性黄土的压实处理,主要具有施工速度快、工程造价低、施工工期短等优点。
下面以某黄土地区高速铁路路基工程为例进行具体说明。
该路段全长9.9KM,属非自重I级,自重II~III级湿陷性黄土,黄土分布深度为3~9m,湿陷性系数为0.020~0.035,平均湿陷量约为20cm。
具体处理工艺如下:①下承层准备:首先清表、整平、放线测量、测量土体含水量,然后对下承层加以补水或晾晒,确保土壤达到最佳含水量。
②冲击压实:冲压速率保持12~13km/h,压实时从路基一侧向另一侧转圈冲压。
冲压顺序为先两边后中间,围绕碾压区外侧冲击碾压5遍,纵横两面同时重叠半轮转圈压实。
每次压实后用平地机整平,并测含水量及时洒水,尽可能在最佳含水量下冲击碾压。
③数据收集:压实度每两遍测一组,每40m一个断面,每断面3个点,一组18个点,每点分0~50cm、50~80cm 两层做压实度,上下两层各取平均值;沉降量每一遍测一组,每30m一个断面,每断面5个点,一组40个点取平均值。
路基压实度控制因素包括土层含水量、冲击压实速度、冲击压实次数等几个方面,通过对冲击压实过程的冲击次数和压实度相关数据进行统计分析得出以下曲线图(图2)。
通过该图可以看出,当冲击压实次数达到第八次的时候,各项数据均达到了要求标准,达到第九次时0~50厘米土层的压实度开始出现下降、50~80厘米土层的压实度变化程度减小,其中前两次的冲击压实对地基的密实度起到了决定性作用。
因此,该路基工程中,施工单位使用冲击压实法时应将冲击次数控制在八次左右,以达到沉降量和压实度的设计要求。
4.1.2 强夯法强夯法作为湿陷性黄土地区高速铁路路基沉降处理中最为常见的方法,其处理深度大多在3~5米之间。
这种地基处理方法不仅可以缩减地基的变形度,提高地基的密实度和承载能力,而且可以在一定程度上消除地基的湿陷性,提高地基的抗震性和稳定性。
此外,强夯法具有经济性能好、适用范围广、施工方便等优点。
强夯法的施工要注意以下几个方面的内容:最后两击的沉降量不能小于5厘米,30厘米以下的压实度不能小于95%,30~80厘米的压实度不能小于94%,80~120厘米的压实度不能小于90%。
地基的湿陷性不能大于0.015,土地的密度也应控制在1.50~1.58g/cm3之间。
4.1.3 挤密法挤密法是一种适用于地下水位以上非饱和湿陷土地的一种地基处理方法,其处理深度在5~10米之间,按处理流程主要分为夯实挤密法和成孔挤密法两种类型。
采用挤密法时,首先应将成孔沉管深入土层中,使周围的土层因受到水平挤压作用而减少相互之间的空隙,消除或降低其湿陷性;然后将水泥土、素填土、灰土等各种类型的土体按比例混合并予以夯实,制成挤密桩复合地基,提高地基承载能力、有效控制地基沉降。
须注意的是,在施工之前,施工单位应先选取局部地段进行试验,确保试验结果满足地基设计要求;在施工过程中,施工单位应选取正三角形进行挤密桩布置,并保证施工后地基的沉降量控制在15毫米以下。
4.1.4 桩基法桩基法施工过程中最常用的是水泥粉煤灰碎石桩,其主体由碎石、粉煤灰、水泥、沙子等搅拌而成,能够有效提高高速铁路路基的承载能力。
使用桩基法进行加固处理的机理有:排水固结机理、垫层机理、桩体作用机理等。
桩基法是我国目前使用较多的一种路基处理方法,其处理效果较为满意。
4.2 防排水措施防排水措施具体分为地面排水和地下排水两部分,就地面排水而言,首先应科学选定排水设施的类型和位置,通过增加截水沟、边沟等,将流向路基的水截断,并引入离路基较远的低洼处。
其次,在排水系统的布置方面,施工单位应保证水流就近排出,如果受地下水的影响较大,则应优先使用地下排水设施,并配合使用地面排水设施。
再次,应做好各种排水设施的衔接工作,避免排水设施的连接不畅。
就地下排水而言,施工单位应首先在地基底部设置足够的支撑渗沟和引水渗沟,并在路堤上设置截水渗沟,防止路基病害发生。
其次,应保证侧沟的出水口留有足够的长度,防止水流出路基之后冲刷路基的边坡填土。
再次,对于地基基底的渗水,应通过砂砾予以排除,确保地基的稳定与安全。
5 结语高速铁路的发展带动了我国经济的发展和社会的进步,在今后很长一段时间内,我国将会继续完善高速铁路网,从而为经济社会发展提供更加有力的交通运输保障。
但是湿陷性黄土所造成的路基沉降严重影响了我国高速铁路的运行质量和发展速度,对此,高速铁路施工单位应从加强地基处理和防排水处理两个方面作出努力,切实提高铁路路基的持久性和安全性,促进我国铁路事业健康发展。
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