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铁路路基施工中地基下沉问题的解决对策

2021-09-10关玉贺

交通科技与管理 2021年17期
关键词:填料土层压实

关玉贺

摘 要:随着经济社会发展,铁路运输网络不断扩大建设规模,各领域对基础设施建设提出较高要求。但是在铁路运输快速发展的同时,存在较为严重的施工质量问题。据悉,当下我国各地铁路运输事业都保持良好的发展势头,但是由于高速发展而产生的离心力、突击力,严重影响铁路路基运营。当前,在铁路地基建设中存在各种问题,比如地基下沉问题。一旦发生地基下沉,必然会影响铁路行车安全。基于此,铁路建设中必须采取有效的措施解决地基下沉的问题,以提高铁路建设水平,保证铁路安全运行,确保行车安全。

关键词:地基下沉;铁路;路基施工

1 铁路路基施工中地基下沉问题的具体原因

1.1 地基土层特性的影响

在铁路路基工程中,地基土层特性无疑是导致地基沉降最为主要的原因。本质上说,如下各方面的因素都会影响地基土层特性:首先是土层颗粒组成特性。这是影响地基沉降的主要因素。基床出现严重的石质风化、砂性粘土、粉质性粘土以及土层的可塑性等都有可能导致地基沉降。实践表明,土层液限指标、可塑性指数分别大于32,12的土层是高发地基下沉问题的点。正常情况下,如果土层的可塑性指数、液限指数低于上述指标,那么发生地基下沉的可能性较低。所以在铁路路基施工中,需要科学测算基层土层的可塑性。此外,土层不透水或者透水性弱,也较不会发生地基下沉的问题。综上,在分析铁路地基是否会下沉时,需要充分考虑土层的渗透性。

1.2 列车荷载对地基沉降产生的影响

众所周知列车在运行过程中会产生复重荷载,这会冲击地基,改变地基土体结构,基层表层(道床枕木)会发生道砟坑、积水坑等问题。特别是雨水较多的季节,地基填土饱和度增加,受列车荷载的冲击,土体强度较强,出现翻浆冒泥的情况,影响道床稳固性能。如不及时处理,必然会影响列车安全运行。

1.3 温度和水等要素对地基沉降产生的影响

地基土壤的结构与温度有关。据悉,铁路路基由于气候的影响,在冬季易发生冻胀的情况,且是不均匀的,这是引发地基沉降“病害”的主因。大多数情况下,铁路路基沉降与水有关。水会侵蚀地基,软化地基,继而破坏地基结构,引发地基沉降问题。土壤的水分越多,则越有可能出现地基沉降的情况。

2 铁路路基施工中地基下沉问题的解决对策

2.1 科学地预测和评估地基下沉变形问题

铁路路基一旦发生下沉现象必然会影响道路交通安全,引发较大的安全隐患。这表明对地基下沉变形情况进行科学的评估、预测十分重要。在铁路路基施工后,相关人员要设置沉降变形监测断面,实现实时动态的监控路基下沉状态,实时了解地基下沉的情况。

2.2 强化铁路路基及地基填料的质量控制

铁路路基施工各路段,分别使用不同的路基填料。实践施工中,应对比试验各类型的土壤,以控制填料施工质量。一般可通过如下三个对比试验分析铁路路基及地基填料。首先,为了保证同一压实机械压实不同性质土壤的压实度一致,需要试验确定摊铺填料的厚度与土壤的压实系数,结合相关指标,合理选择填料材料换填地基。其次,需要通过实验筛分、击实试验等方法测试填料土壤的液限值、塑性联合值。最后,在选择填料时,还需要充分考虑工程经济性,即按照相关压实要求、地基土壤特性,保证铁路路基、地基填料达到要求的基础上,尽可能选择更具经济效益的方案。比如选择改良土质或者选择AB组填料等,以有效的方式控制路基下沉问题,同时提高整体效益。

2.3 完善路基的排水系统

铁路基床发生地基下沉及各种“病害”都与水有关,要保证铁路路基边坡稳定性,就必须有效改善其综合排水系统。特别是铁路地基土段膨胀的情况下,更要保证地基排水系统通畅,避免路基被积水所冲刷。实际施工中可通过铺设骨架防护、土工格栅以强化加固效果,通过种植灌木等方式,预防路堑边坡、路堤出现溜坍的情况。这不仅有利于解决地基下沉的问题,同时能充分保证边坡的稳定性、提高施工质量。

2.4 做好过渡地段的处理工作

在铁路中,最易发生路基下沉的地段是桥涵过渡地段,实际施工中应妥善进行处理。过渡段可填筑级配碎石,视情况在个别地段通过混凝土搅拌桩、CFG桩加固处理,要同步进行填筑、路基施工,保证地基的平稳度、刚度、强度都符合要求。

2.5 其他控制措施

除了上述措施外,还要采取有效的加固措施处理地基。比如按照相关设计要求加固软土地基地段,填筑路基前必须先确保检验合格。针对由于地基承载力偏低而导致地基下沉的情况,可使用水泥土挤密桩辅助加固地基。严格控制施工工艺,减少由于施工工艺不符合要求而引起地基下沉的问题。比如填层过厚,可能导致路基堆载出现固结沉降的情况。预留操作地基下沉量,如果轨道设计标高、路基面标高存在偏差,则需要控制相关机械按照压实密度的要求进行碾压。正常情况下,按照路基高度0.5%的比例合理预留下沉量,减少自然沉降对路基的不利影响。

3 结语

铁路运输在国民经济发展中扮演着十分重要的角色。当下我国经济社会高速发展,因而对铁路运输各方面的要求较高。新时期,我国进一步扩大铁路发展规模,且发展速度快。当下正持续完善铁路网络,为了充分发挥铁路运输的效能,确保旅客安全,消除由于路基施工下沉或者其他质量引发的安全问题,必须积极采取有效的措施解决铁路施工各类病害问题,比如地基下沉的问题。客观上说,解决铁路地基下沉的问题,不仅有利于促进铁路事业发展,充分发挥铁路基础服务价值,同时对国民经济的发展也具有较大的价值。

参考文献:

[1]成晨.铁路路基病害及整治防护措施[J].科学技术创新,2020(19):110-111.

[2]贾剑青,贾超,赖远明,等.高速铁路路基加固效果及稳定性分析[J].中国安全科学学报,2020,30(6):50-56.

[3]尹一平.季节性冻土地区高速铁路路基过渡段变形控制技术研究[D].兰州交通大学,2020.

[4]高俊杰.土工合成材料在铁路路基养护修理中的应用研究[D].中国铁道科学研究院,2020.

[5]王利军.高速铁路路基不均勻沉降对整体道床受力变形及开裂的影响研究[D].兰州理工大学,2020.

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