高路堤施工预留沉降量的确定样本.doc

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高路堤施工预留沉降量的控制
XX
( 中铁X局一公司 辽宁XX 121000)

摘 要: 在路堤土石方填筑完毕后的一定时期内必然会发生沉降, 路基沉降对运营后的维修养护工作产生一定的影响; 路堤越高, 沉降量越大, 对养护维修影响也越大; 本文介绍了一种路堤施工时, 预留沉降量的确定方法, 对高路堤施工有很大的参考价值。
关键词: 预留沉降量 填高值 沉降时间
1概述
在赤大白铁路路基工程施工中, 由于地处山岭地带路基填高很高, 路堤施工完成后, 由于土体固结和压缩, 会产生不同程度的沉降。其沉降量需要在一定时间内才能完成; 路堤越高沉降量也会越大, 对运营后的养护维修影响也越大; 因此在路堤施工完成时预留一定的沉降量, 在以后一段时间内逐步完成, 达到设计轨道标准, 将对运营线养护维修很有利。影响路堤沉降的因素很多, 如基底的处理情况、 填料的种类、 施工方法、 压实条件、 填筑高度、 施工季节等; 在《铁路路基施工规范》中虽然给出了不同高度路堤的预留沉降的比例范围, 但不考虑诸多因素一概而论, 就不利于科学的指导施工, 因此本文阐述的就是一种结合实际施工情况预留沉降量的方法。
2施工过程
2.1土质试验
施工前要对选定的填料进行试验, 看是否适合做路基填料。如果填料合格 试验确定其最佳含水量、 最大干密度, 以用来指导施工。
2.2压实试验
路堤填筑开始施工时要建立试验段, 采用核子湿度密度仪、 K30荷载板进行压实质量检验试验, 在达到规范和设计的要求后, 本着经济合理的原则, 确定压实遍数、 含水量、 松填厚度等工艺参数。
2.3控制运输走行线路
路堤填筑施工时, 一般采用大型运输车辆运送填料, 车轮对已经填筑好的土层产生不良影响, 因此应该合理安排运输走行线路。
3沉降量的确定
3.1预留沉降量的确定方法
3.1.1选择有代表性的断面;
3.1.2将基床以下部分高度三等分, 在1/3、 2/3处埋设观测桩;
3.1.3 定期( 或按照填筑高度) 观测标高;
3.1.4根据每个时间段的沉降量绘制沉降量~时间( 填高) 曲线;
3.1.5对观测结果进行分析, 计算路基面的剩余沉降量;
3.1.6填筑基床部分时, 按照预测剩余沉降量值将路肩标高调整;
3.1.7路肩处埋设观测桩继续观测, 计算路基剩余沉降量, 以备铺轨时调整;
3.2实例
3.2.1基本情况
选择线路里程为DK139+472.9, 填高 25.43m, 路肩设计标高为 1016.08m, 基床厚度为 1.2m; 施工时每层厚度为 0.5m, 采用YZ20E压路机, 碾压遍数为8遍, 填料为B类土。
3.2.2观测过程
当路堤填筑到8m高时, 在该高度路基边坡上埋设水平桩1, 然后继续填筑, 每填筑1m, 观测一次水平桩标高; 填筑到16m时, 在该高度路基边坡上再埋设水平桩2, 仍按照每填高1m观测一次两水平桩标高直至填高到24.23m, 达到基床底位置。观测数据见表1:

填筑高度
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24.23
水平桩1
9
25
52
95
159
197
228
246
264
272
275
283
284
285
286
287
水平桩2

15
28
58
111
160
205
235
250
注: 填筑高度单位为m, 沉降量单位为mm。
表一 路基水平桩标高观测数据表
3.2.3绘制沉降量～填高曲线
根据以上观测数据在坐标纸上描点, 按照各离散点的走向, 拟合出一条平滑的曲线, 使该曲线尽可能多的经过所描的点, 并让其它偏离曲线的点均匀的分布在曲线的两侧, 得出沉降量～填高曲线, 如图1所示:
350

300

250

200

150

100

50

0
8

16

24

沉降量
( mm)

填筑高度( m)
图1 沉降量～填高曲线
3.2.4数据分析
路基土体在传力时, 按扩散角向下传递; 扩散角的角度因土而异, 但能够认为在同一面层上应力为均布值, 而且在土柱高度相同时, 应力值相同; 在土质、 压实情况相同、 应力相同时, 理论上应变也相同。
观测时, 把路堤按高度分为三层, 由于路基下层比路基中层多承受一层土的荷载, 故路基下层土的最终沉降量要大于中层土的最终沉降量。由水平桩1观测数据能够看出, 路基底层在施工过程中总沉降量在不断增加, 增加的速度是前期快、 后期逐渐变慢, 到最后每增加1m填高, 沉降量已不超过2mm, 从曲线图上曲线的走向趋势也能够看出, 该曲线正在无限接近某一条直线( 渐进线) , 说明路基底层的沉降量已经基本完成; 由水平桩2的曲线能够看出, 如将该曲线向左平行移动, 与水平桩1的曲线基本重合, 能够看出, 在荷载条件相同的条件下, 路基各部分的沉降量是很接近的。
3.2.5预留沉降量的计算
3.2.5.1底层: 由实际观测数据能够看出, 该层沉降已基本完成, 不再考虑预留沉降量。
3.2.5.2中间层: 对于路基中间层来说, 其上部荷载为路基上层填土厚度8.23m、 路基表层厚度1.2m、 轨道及列车荷载, 该线为二级铁路, 能够得到轨道及列车荷载的换算土柱高度为3.4m, 故中间层路基的最终荷载土柱高度为12.83m; 比照路基底层填筑道21m时的沉降量该层的最终沉降量位283mm, 扣除已发生沉降, 剩余沉降量为283-249=34mm。
3.2.5.3上层: 路基上层的最终荷载为基床高度1.2m与换算土柱3.4m之和, 共4.6m, 同样比照底层, 其在最终沉降量为96+( 157-96) ×0.6133mm; 施工完路基基床后, 路基上层应该再沉降7+( 24-7) ×0.2=10mm; 其剩余沉降量为133-10=123mm;
3.2.5.4基床: 路基基床再运营后轨道和列车的作用下也会发生沉降, 其最终荷载换算土柱为3.4m, 比照底层, 该层的沉降量为[53+( 96-53) ×0.4]÷3.4=11mm;
3.2.5.5总预留沉降量: 根据以上分析, 该段路堤的总沉降量应该为( 34+123+11) =168mm; 路基填筑完毕后, 在路肩埋设水平桩继续观测路基面的沉降情况, 算出剩余沉降量, 在铺轨时适当调整。
4结束语
对于高路堤预留沉降量的基本确定, 本文是在立足实际观测、 结合简单理论分析后得出的结果, 运用在赤大白地方铁路路堤DK342+900～345+400施工中, 与实际相比误差不大。经过开通后的赤大白地方铁路观测发现, 路基面经过1次冻容循环后的沉降量为150MM, 在预测沉降范围以内, 有效的保证了路基施工质量。
另外各种土的性质比较复杂, 不能一概而论, 而且施工时影响沉降的因素也很多, 因此在实际施工中, 应结合各种情况综合考虑, 以期达到最佳效果。
参考文献: 《铁路路基施工规范》( TB10202-- )
《铁路路基工程施工质量验收标准》( TB10414-- )