鐵路路基施工中地基下沉問題的解決對策

趙積榮

[摘 要]鐵路作為交通基礎(chǔ)設施網(wǎng)絡建設的一個重要組成部分，在新的發(fā)展形勢下迎來了快速建設發(fā)展的新機遇。過去，我國鐵路設計和施工中的相關(guān)規(guī)范和標準的水平較低，尤其是在鐵路路基施工方面的相關(guān)要求和標準不夠完善，從而導致后期運行過程中出現(xiàn)各種各樣的問題，其中地基下沉問題是最常見的問題之一。在這種情況下，解決鐵路路基下沉問題成為了人們關(guān)注的重點?；诖?，本文對鐵路路基施工中出現(xiàn)的地基下沉問題進行了相關(guān)分析和探究，以期為鐵路路基施工質(zhì)量控制提供一些參考。

[關(guān)鍵詞]地基下沉；鐵路；路基施工

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2017.12.047

[中圖分類號]F530.33 [文獻標識碼]A [文章編號]1673-0194（2017）12-00-02

經(jīng)濟社會的不斷發(fā)展對基礎(chǔ)設施建設提出了更高的要求，鐵路運輸網(wǎng)絡建設的規(guī)模也在持續(xù)不斷的擴大，同時相應的施工質(zhì)量問題也在逐步凸顯。當前我國鐵路運輸?shù)乃俣仍诓粩嗵嵘?，高速運轉(zhuǎn)下產(chǎn)生的巨大突擊力和離心力加重了鐵路路基在運營中的“病害”問題。其中地基下沉問題是比較突出的問題之一，對鐵路行車安全產(chǎn)生了極為不利的影響，因此，必須采取有效措施對鐵路路基施工中的地基下沉問題進行解決，以確保鐵路設施建設水平和運營中的行車安全。

1 鐵路路基施工中地基下沉問題相關(guān)簡述

地基下沉是鐵路路基施工過程中最常見的施工問題之一，鐵路地基下沉會導致鐵路基床變形、軌道幾何尺寸超限、行車不平穩(wěn)等相關(guān)問題，會對行車安全產(chǎn)生極為不利的影響。根據(jù)相關(guān)實踐，鐵路路基下沉問題可以分為均勻下沉和不均勻下沉，其中不均勻下沉產(chǎn)生的危害更加嚴重。導致地基下沉的原因是多種多樣的，其中最主要的原因是地基填筑的密度和強度不夠，直接導致地基沉降。如果鐵路路基施工過程中出現(xiàn)了地基沉降的問題，會導致鐵路線路的軌距、水平、高低以及方向等發(fā)生相應的變化，如，路塹側(cè)溝會常年濕潤，嚴重的會出現(xiàn)地下水滲透等問題，同時這也是判斷鐵路路基是否出現(xiàn)地基下沉的重要方法。

鐵路地基受到多個方面因素的影響，如，鐵路運輸?shù)妮S重大小和行車速度、地基土層特性、地基土層的地質(zhì)水文狀態(tài)等都會對地基產(chǎn)生影響，導致下沉問題的出現(xiàn)。不同原因?qū)е碌牡鼗鲁羻栴}的檢測技術(shù)和方法是不同的，針對鐵路路基地基下沉問題檢測的常用方法有靜力觸探檢測方法、物探法、落錘式路基剛度檢測方法等。

2 鐵路路基施工中地基下沉問題的具體原因

2.1 地基土層特性的影響

地基土層特性會對鐵路路基工程中地基沉降問題產(chǎn)生直接的影響。具體地說，地基土層特性的影響因素主要集中表現(xiàn)在以下幾個方面。首先，土層的顆粒組成特性會對地基沉降產(chǎn)生重要的影響。在實際中，鐵路路基地基沉降“病害”問題主要出現(xiàn)在粉質(zhì)性粘土、砂性粘土、石質(zhì)風化較為嚴重的基床等特性土層上。其次，土層的可塑性也是影響地基沉降的一個主要因素，根據(jù)相關(guān)實踐，出現(xiàn)地基下沉問題的土層液限指標要大于32，而土層可塑性指數(shù)要大于12，低于這個數(shù)值范圍的土層基本不會出現(xiàn)地基下沉問題。因此，在鐵路路基施工過程中要對基層土層的可塑性進行科學測算。另外，土層的滲透性也是需要考慮的一個重要因素，透水性弱或不透水的土層產(chǎn)生地基下沉問題的可能性較大。

2.2 列車荷載對地基沉降產(chǎn)生的影響

列車在運行的過程中會對地基產(chǎn)生重復載荷的沖擊作用，導致地基的土體結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，進而在道床枕木下的基床表層產(chǎn)生積水坑、道砟坑等問題。如果在降水較多的季節(jié)，地基填土的飽和度會大大增加，土體的強度在列車荷載的沖擊下逐漸變?nèi)?，形成翻漿冒泥，造成道床穩(wěn)固性能急劇下降。如果沒有進行及時處理，會對列車的行車安全產(chǎn)生極為不利的影響。

2.3 溫度和水等要素對地基沉降產(chǎn)生的影響

溫度會對地基土壤的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響。在寒冷的冬季，鐵路路基經(jīng)常會出現(xiàn)不均勻的凍脹問題，加劇地基沉降“病害”。鐵路路基沉降的大部分原因都與水有著較大的關(guān)系，水會對地基產(chǎn)生侵蝕、造成地基軟化、破壞地基結(jié)構(gòu)等，從而導致地基沉降問題的出現(xiàn)，且水分較多的土壤對地基沉降產(chǎn)生的影響更為明顯。

3 鐵路路基施工中地基下沉問題的解決對策

3.1 科學地預測和評估地基下沉變形問題

科學地預測和評估地基下沉變形問題，是解決鐵路路基地基下沉問題的重要基礎(chǔ)。一般情況下，相關(guān)人員需要在鐵路路基施工結(jié)束后，設置相應的沉降變形監(jiān)測斷面，對鐵路路基下沉的狀態(tài)進行實時動態(tài)的監(jiān)控，從而在第一時間內(nèi)掌握地基下沉的情況。

3.2 強化鐵路路基及地基填料的質(zhì)量控制

在鐵路路基的施工過程中，不同路段選擇的路基填料是不同的。為了確保填料施工質(zhì)量控制效果，要對不同類型的土壤進行相應的對比試驗，一般情況下，鐵路路基及地基填料對比試驗主要有三個。首先，在使用同樣壓實機械的情況下，為了讓不同性質(zhì)的土壤達到相同的壓實度，從而對土壤的壓實系數(shù)與填料的攤鋪厚度間的關(guān)系進行試驗確定，在對比相關(guān)指標要求的基礎(chǔ)上，選擇最適合的填料材料對地基進行換填。其次，對填料土壤的液限值以及塑性聯(lián)合值進行相關(guān)測試，即進行擊實試驗和實驗篩分兩個測試。最后，從工程經(jīng)濟性的角度出發(fā)，對填料進行選擇，即在確保鐵路路基及地基填料符合地基土壤特性和相關(guān)壓實要求的基礎(chǔ)上，兼顧工程經(jīng)濟效益，如，是選擇AB組填料還是對土質(zhì)進行改良等，以確保鐵路路基下沉問題控制方案的整體效益。

3.3 完善路基的排水系統(tǒng)

水是鐵路基床的“病害”之源，要對鐵路路基的綜合排水系統(tǒng)進行有效改善，才能確保路基邊坡的穩(wěn)定性。尤其是在膨脹土地段的鐵路地基，更要確保地基排水系統(tǒng)的通暢度，避免出現(xiàn)積水沖刷路基的現(xiàn)象發(fā)生。另外，在實際施工過程中，為了有效改善地基下沉問題，確保邊坡的質(zhì)量和穩(wěn)定，往往會鋪設土工隔柵和骨架防護以強化加固效果，并在路堤和路塹邊坡上種植灌木，避免出現(xiàn)溜坍的現(xiàn)象。

3.4 做好過渡地段的處理工作

橋涵過渡地段是鐵路路基下沉“病害”發(fā)生的主要地段，一定要對過渡段進行妥善處理。一般是在過渡段使用級配碎石進行填筑，個別地段還應對地基采取CFG樁或混凝土攪拌樁進行加固處理等，且填筑的時間要與路基施工的時間保持同步，從而確保地基的強度、剛度和平穩(wěn)度。

3.5 其他控制措施

一是要對地基進行相關(guān)的加固處理，尤其是在軟土地基地段，應當根據(jù)相關(guān)設計要求進行相應的加固，且在確保檢驗合格后，才能進行路基的填筑，如果因地基承載力不夠出現(xiàn)下沉問題，可以結(jié)合水泥土擠密樁進行地基的輔助加固。二是要對相關(guān)的施工工藝進行嚴格的控制，例如填層過厚，造成路基堆載加固方式固結(jié)沉降。三是要對相關(guān)的地基下沉量進行一定的預留操作，當軌道設計標高和路基面的標高存在一定偏差時，需要根據(jù)設計的壓實度要求，控制相關(guān)機械進行碾壓。一般情況下，預留的下沉量應控制在路基高度的0.5%左右，以解決路基在自然沉降中帶來的隱患。

3.6 針對凍害導致地基下沉的解決措施

很多鐵路會經(jīng)過寒冷地帶，凍害是導致地基下沉的主要原因之一，針對凍害問題，可以考慮從以下幾個方面采取措施。首先，鋪設EPS板。鋪設聚苯乙烯泡沫塑料保溫板是解決凍害地基下沉的有效方法。鋪設的EPS板能夠有效減少地基凍土和陸地之間的熱交換，降低了地基活動層的厚度，減少了路基凍融的程度。其次，安設熱棒。這也是解決凍害地基下沉問題的一個重要方法，熱棒是一種由碳素無縫鋼管制成的高效熱導裝置。在安設時，在地下埋入5米，地面漏出2米，熱棒在冬季開始工作，暖季停止工作，對多年凍土地段具有很好的保護作用，可減少凍害的發(fā)生，有效保護地基。

4 結(jié) 語

經(jīng)濟社會的不斷發(fā)展，對鐵路運輸提出了更高的要求，新時期我國鐵路朝著速度更快、規(guī)模更大的方向發(fā)展。在日益建設完善鐵路網(wǎng)絡的情況下，要對地基下沉等鐵路施工中的病害問題進行有效解決，確保鐵路路基施工的質(zhì)量，消除不安全隱患，提高旅客乘坐列車的安全性，充分發(fā)揮鐵路運輸?shù)男?，為?jīng)濟社會發(fā)展提供可靠的基礎(chǔ)服務。

主要參考文獻

[1]蔣增志.鐵路線路病害及其防治[J].中小企業(yè)管理與科技，2016（12）.

[2]洪秋香，包恒洋.道路橋梁工程軟土地基施工的問題與處理技術(shù)[J].科技展望，2015（6）.

[3]馬慶國.鐵路路基下沉實施綜合整治分析[J].科技傳播，2014（4）.