鐵路路基施工中地基下沉問題的解決對(duì)策

　　[摘 要] 鐵路作為交通基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的一個(gè)重要組成部分，在新的發(fā)展形勢(shì)下迎來了快速建設(shè)發(fā)展的新機(jī)遇。過去，我國鐵路設(shè)計(jì)和施工中的相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)不夠完善，從而導(dǎo)致后期運(yùn)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(diǎn)。基于此，本文對(duì)鐵路路基施工中出現(xiàn)的地基下沉問題進(jìn)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。

　　本文源自郝果， 居舍 發(fā)表時(shí)間：2021-04-05

　　[關(guān)鍵詞]地基下沉 ;鐵路 ;路基施工

　　隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，鐵路運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)不斷擴(kuò)大建設(shè)規(guī)模，各領(lǐng)域?qū)A(chǔ)設(shè)施建設(shè)提出較高要求。但是在鐵路運(yùn)輸快速發(fā)展的同時(shí)，存在較為嚴(yán)重的施工質(zhì)量問題。據(jù)悉，當(dāng)下我國各地鐵路運(yùn)輸事業(yè)都保持良好的發(fā)展勢(shì)頭，但是由于高速發(fā)展而產(chǎn)生的離心力、突擊力，嚴(yán)重影響鐵路路基運(yùn)營。當(dāng)前，在鐵路地基建設(shè)中存在各種問題，比如地基下沉問題。一旦發(fā)生地基下沉，必然會(huì)影響鐵路行車安全。基于此，鐵路建設(shè)中必須采取有效的措施解決地基下沉的問題，以提高鐵路建設(shè)水平，保證鐵路安全運(yùn)行，確保行車安全。

　　1 鐵路路基施工中地基下沉問題相關(guān)簡述

　　在鐵路路基施工中經(jīng)常出現(xiàn)地基下沉的情況。一旦發(fā)生此種施工問題，有可能導(dǎo)致系列問題，比如導(dǎo)致鐵路軌道幾何尺寸過大、基床變形、行車不穩(wěn)等，這些都是非正常的情況，不利于行車安全。鐵路路基下沉問題又有兩種類型 ：第一種是均勻下沉 ;第二種是不均勻下沉。其中后者的危害更大。填筑地基的強(qiáng)度、密度過低都是影響地基下沉的主要原因，即導(dǎo)致地基沉降。除了地基填筑外，地基沉降的發(fā)生還與各方面的原因有關(guān)。但是不管何種原因?qū)е碌鼗两担紩?huì)影響鐵路路基的方向、高低、水平、軌距。比如導(dǎo)致路塹溝長期處于濕潤的狀態(tài)之中，引起地下水滲透。同理，實(shí)踐中在判斷的鐵路路基是否下沉也可以上述標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)進(jìn)行判斷。綜上，各方面的因素都會(huì)影響鐵路地基。常見的影響因素包括土基土層的地質(zhì)水文狀態(tài)、土層特性、行車速度以及鐵路運(yùn)輸?shù)妮S重大小等等。實(shí)踐中可針對(duì)地基下沉的原因，采用不同的檢測(cè)技術(shù)、方法進(jìn)行檢測(cè)。就目前來看，一般可用如下方法檢測(cè)鐵路路基地基下沉問題：靜力觸探檢測(cè)方法;落錘式路基剛度檢測(cè)法 ;物探法。

　　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

　　在鐵路路基工程中，地基土層特性無疑是導(dǎo)致地基沉降最為主要的原因。本質(zhì)上說，如下各方面的因素都會(huì)影響地基土層特性 ：首先是土層顆粒組成特性。這是影響地基沉降的主要因素。基床出現(xiàn)嚴(yán)重的石質(zhì)風(fēng)化、砂性粘土、粉質(zhì)性粘土以及土層的可塑性等都有可能導(dǎo)致地基沉降。實(shí)踐表明，土層液限指標(biāo)、可塑性指數(shù)分別大于32，12的土層是高發(fā)地基下沉問題的點(diǎn)。正常情況下，如果土層的可塑性指數(shù)、液限指數(shù)低于上述指標(biāo)，那么發(fā)生地基下沉的可能性較低。所以在鐵路路基施工中，需要科學(xué)測(cè)算基層土層的可塑性。此外，土層不透水或者透水性弱，也較不會(huì)發(fā)生地基下沉的問題。綜上，在分析鐵路地基是否會(huì)下沉?xí)r，需要充分考慮土層的滲透性。

　　2.2 列車荷載對(duì)地基沉降產(chǎn)生的影響

　　眾所周知列車在運(yùn)行過程中會(huì)產(chǎn)生復(fù)重荷載，這會(huì)沖擊地基，改變地基土體結(jié)構(gòu)，基層表層(道床枕木)會(huì)發(fā)生道砟坑、積水坑等問題。特別是雨水較多的季節(jié)，地基填土飽和度增加，受列車荷載的沖擊，土體強(qiáng)度較強(qiáng)，出現(xiàn)翻漿冒泥的情況，影響道床穩(wěn)固性能。如不及時(shí)處理，必然會(huì)影響列車安全運(yùn)行。

　　2.3 溫度和水等要素對(duì)地基沉降產(chǎn)生的影響

　　地基土壤的結(jié)構(gòu)與溫度有關(guān)。據(jù)悉，鐵路路基由于氣候的影響，在冬季易發(fā)生凍脹的情況，且是不均勻的，這是引發(fā)地基沉降“病害”的主因。大多數(shù)情況下，鐵路路基沉降與水有關(guān)。水會(huì)侵蝕地基，軟化地基，繼而破壞地基結(jié)構(gòu)，引發(fā)地基沉降問題。土壤的水分越多，則越有可能出現(xiàn)地基沉降的情況。

　　3 鐵路路基施工中地基下沉問題的解決對(duì)策

　　3.1 科學(xué)地預(yù)測(cè)和評(píng)估地基下沉變形問題

　　鐵路路基一旦發(fā)生下沉現(xiàn)象必然會(huì)影響道路交通安全，引發(fā)較大的安全隱患。這表明對(duì)地基下沉變形情況進(jìn)行科學(xué)的評(píng)估、預(yù)測(cè)十分重要。在鐵路路基施工后，相關(guān)人員要設(shè)置沉降變形監(jiān)測(cè)斷面，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的監(jiān)控路基下沉狀態(tài)，實(shí)時(shí)了解地基下沉的情況。

　　3.2 強(qiáng)化鐵路路基及地基填料的質(zhì)量控制

　　鐵路路基施工各路段，分別使用不同的路基填料。實(shí)踐施工中，應(yīng)對(duì)比試驗(yàn)各類型的土壤，以控制填料施工質(zhì)量。一般可通過如下三個(gè)對(duì)比試驗(yàn)分析鐵路路基及地基填料。首先，為了保證同一壓實(shí)機(jī)械壓實(shí)不同性質(zhì)土壤的壓實(shí)度一致，需要試驗(yàn)確定攤鋪填料的厚度與土壤的壓實(shí)系數(shù)，結(jié)合相關(guān)指標(biāo)，合理選擇填料材料換填地基。其次，需要通過實(shí)驗(yàn)篩分、擊實(shí)試驗(yàn)等方法測(cè)試填料土壤的液限值、塑性聯(lián)合值。最后，在選擇填料時(shí)，還需要充分考慮工程經(jīng)濟(jì)性，即按照相關(guān)壓實(shí)要求、地基土壤特性，保證鐵路路基、地基填料達(dá)到要求的基礎(chǔ)上，盡可能選擇更具經(jīng)濟(jì)效益的方案。比如選擇改良土質(zhì)或者選擇 AB 組填料等，以有效的方式控制路基下沉問題，同時(shí)提高整體效益。

　　3.3 完善路基的排水系統(tǒng)

　　鐵路基床發(fā)生地基下沉及各種“病害”都與水有關(guān)，要保證鐵路路基邊坡穩(wěn)定性，就必須有效改善其綜合排水系統(tǒng)。特別是鐵路地基土段膨脹的情況下，更要保證地基排水系統(tǒng)通暢，避免路基被積水所沖刷。實(shí)際施工中可通過鋪設(shè)骨架防護(hù)、土工格柵以強(qiáng)化加固效果，通過種植灌木等方式，預(yù)防路塹邊坡、路堤出現(xiàn)溜坍的情況。這不僅有利于解決地基下沉的問題，同時(shí)能充分保證邊坡的穩(wěn)定性、提高施工質(zhì)量。

　　3.4 做好過渡地段的處理工作

　　在鐵路中，最易發(fā)生路基下沉的地段是橋涵過渡地段，實(shí)際施工中應(yīng)妥善進(jìn)行處理。過渡段可填筑級(jí)配碎石，視情況在個(gè)別地段通過混凝土攪拌樁、CFG 樁加固處理，要同步進(jìn)行填筑、路基施工，保證地基的平穩(wěn)度、剛度、強(qiáng)度都符合要求。

　　3.5 其他控制措施

　　除了上述措施外，還要采取有效的加固措施處理地基。比如按照相關(guān)設(shè)計(jì)要求加固軟土地基地段，填筑路基前必須先確保檢驗(yàn)合格。針對(duì)由于地基承載力偏低而導(dǎo)致地基下沉的情況，可使用水泥土擠密樁輔助加固地基。嚴(yán)格控制施工工藝，減少由于施工工藝不符合要求而引起地基下沉的問題。比如填層過厚，可能導(dǎo)致路基堆載出現(xiàn)固結(jié)沉降的情況。預(yù)留操作地基下沉量，如果軌道設(shè)計(jì)標(biāo)高、路基面標(biāo)高存在偏差，則需要控制相關(guān)機(jī)械按照壓實(shí)密度的要求進(jìn)行碾壓。正常情況下，按照路基高度0.5% 的比例合理預(yù)留下沉量，減少自然沉降對(duì)路基的不利影響。

　　3.6 針對(duì)凍害導(dǎo)致地基下沉的解決措施

　　凍害是引發(fā)地基下沉的主要原因。基于此，針對(duì)經(jīng)過寒冷地帶的鐵路可采取如下措預(yù)防路基下沉的情況。首先，可鋪設(shè) EPS 板。據(jù)悉，針對(duì)由于凍害而引發(fā)的地基下沉的現(xiàn)象，可通過鋪設(shè)聚苯乙烯泡沫塑料保溫板而解決。這是因?yàn)殇佋O(shè) EPS 板后，可減少陸地與地基凍土熱交換，使地基活動(dòng)層變薄，有效預(yù)防路基凍融的現(xiàn)象。其次，針對(duì)凍害地基下沉問題還可通過安設(shè)熱棒進(jìn)行預(yù)防。此種高效熱導(dǎo)裝置的主要成分是碳素?zé)o縫鋼管。在具體安設(shè)時(shí)，將熱棒埋入地下5米，并在地面池漏出2米。此種熱導(dǎo)裝置在冬季工作，暖季停止工作，能夠有效保護(hù)多年凍土地段，減少凍害，保證地基，減少地基下沉現(xiàn)象。

　　4 結(jié)語

　　鐵路運(yùn)輸在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中扮演著十分重要的角色。當(dāng)下我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)高速發(fā)展，因而對(duì)鐵路運(yùn)輸各方面的要求較高。新時(shí)期，我國進(jìn)一步擴(kuò)大鐵路發(fā)展規(guī)模，且發(fā)展速度快。當(dāng)下正持續(xù)完善鐵路網(wǎng)絡(luò)，為了充分發(fā)揮鐵路運(yùn)輸?shù)男埽_保旅客安全，消除由于路基施工下沉或者其他質(zhì)量引發(fā)的安全問題，必須積極采取有效的措施解決鐵路施工各類病害問題，比如地基下沉的問題。客觀上說，解決鐵路地基下沉的問題，不僅有利于促進(jìn)鐵路事業(yè)發(fā)展，充分發(fā)揮鐵路基礎(chǔ)服務(wù)價(jià)值，同時(shí)對(duì)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展也具有較大的價(jià)值。