高速鐵路路基變形監(jiān)測-認(rèn)識高速鐵路路基

項目五高速鐵路路基變形監(jiān)測任務(wù)一認(rèn)識高速鐵路路基任務(wù)二

路基沉降變形監(jiān)測的目的及技術(shù)要求任務(wù)三路基沉降變形監(jiān)測實施方案ＣＯＮＴＥＮＴＳ目錄任務(wù)一

認(rèn)識高速鐵路路基項目五高速鐵路路基變形監(jiān)測高速鐵路路基是一種土工結(jié)構(gòu)物。對其設(shè)計應(yīng)考慮路基結(jié)構(gòu)的受力及變形要求、填筑材料類型的要求、結(jié)構(gòu)尺寸的要求、壓實標(biāo)準(zhǔn)的要求等。一、高速鐵路路基設(shè)計原則項目五高速鐵路路基變形監(jiān)測

(1)路基結(jié)構(gòu)的受力及變形要求主要考慮——在列車荷載作用下，路基表層最大動應(yīng)力和動變形值，以及經(jīng)地基處理后滿足高速鐵路路基平順性要求的路基工后沉降值。一、高速鐵路路基設(shè)計原則(2)路基結(jié)構(gòu)形式及尺寸要求主要考慮——路基表層、路基底層、路基本體、路肩等部分組成的路基斷面形式，以及路基結(jié)構(gòu)厚度、路基寬度、路肩寬度、邊坡坡度等尺寸。項目五高速鐵路路基變形監(jiān)測

(3)路基填筑材料類型要求主要考慮——對路基不同結(jié)構(gòu)部位填筑材料的要求，如級配碎石，A、B、C組土及改良土等。(4)路基壓實標(biāo)準(zhǔn)要求主要考慮——對路基不同結(jié)構(gòu)部位的填筑材料提出的壓實標(biāo)準(zhǔn)，如壓實系數(shù)K、地基系數(shù)K30及動剛度值等。一、高速鐵路路基設(shè)計原則項目五高速鐵路路基變形監(jiān)測《高速鐵路設(shè)計規(guī)范》（TB10621一2009）規(guī)定，高速鐵路路基基床由表層和底層組成，如圖5-1所示。圖5-1高速鐵路有砟軌道雙線路堤標(biāo)準(zhǔn)橫斷面示意圖（尺寸單位：m）一、高速鐵路路基設(shè)計原則項目五高速鐵路路基變形監(jiān)測基床表層厚度有砟軌道為0.7m，無砟軌道為0.4m，基床底層厚度為2.3m。

基床表層應(yīng)填筑級配碎石，壓實標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合：壓實系數(shù)≥0.97，地基系數(shù)K30≥190MPa/m，動態(tài)變形模量Evd≥55Mpa；

基床底層應(yīng)填筑A、B組填料或改良土，壓實標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合：壓實系數(shù)≥0.95，對于砂類土及細(xì)礫土，地基系數(shù)K30≥130MPa/m，對于碎石類及粗礫土，K30≥150MPa/m，動態(tài)變形模量Evd≥40MPa。一、高速鐵路路基設(shè)計原則項目五高速鐵路路基變形監(jiān)測基床以下路堤宜選用A、B組填料和C組碎石、礫石類填料，其粒徑級配應(yīng)滿足壓實性能要求，壓實標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合壓實系數(shù)≥0.92，對于砂類土及細(xì)礫土，地基系數(shù)K30≥110Mpa/m，對于碎石類及粗礫土K30≥130MPa/m。一、高速鐵路路基設(shè)計原則項目五高速鐵路路基變形監(jiān)測對臺尾過渡段的設(shè)置結(jié)構(gòu)形式、填筑材料及壓實標(biāo)準(zhǔn)提出了要求。路橋臺過渡段采用縱向倒梯形斷面形式，如圖5-2所示。圖5-2臺尾過渡段設(shè)置圖一、高速鐵路路基設(shè)計原則項目五高速鐵路路基變形監(jiān)測過渡段長度為：L=a+（H-h）×n（5-1）式中：L——過渡段長度；H——臺后路堤高度；h——基床表層厚度；a——倒梯形底部沿線路方向長度，取3~5m；n——常熟，取2~5m。過渡段采用級配碎石分層填筑，壓實標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)滿足：壓實系數(shù)≥0.95，K30≥150MPa/m、Evd≥50MPa。一、高速鐵路路基設(shè)計原則項目五高速鐵路路基變形監(jiān)測任務(wù)一認(rèn)識高速鐵路路基任務(wù)二

路基沉降變形監(jiān)測的目的及技術(shù)要求任務(wù)三路基沉降變形監(jiān)測實施方案ＣＯＮＴＥＮＴＳ目錄任務(wù)一

認(rèn)識高速鐵路路基項目五高速鐵路路基變形監(jiān)測路基工程是鐵路工程建設(shè)項目中所占比例較大的工程，在線下工程中占有舉足輕重的地位。隨著鐵路向高速化發(fā)展，路基標(biāo)準(zhǔn)及施工狀況直接影響列車高速、平穩(wěn)、舒適和安全的技術(shù)指標(biāo)。二、我國高速鐵路路基的發(fā)展情況項目五高速鐵路路基變形監(jiān)測我國高速鐵路路基的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及主要參數(shù)，是60世紀(jì)90年代以來在高速鐵路“八五”、“九五”研究成果的基礎(chǔ)上，吸收了國外高速鐵路路基施工和建設(shè)的經(jīng)驗；在設(shè)計過程中借鑒、消化、吸收了國外鐵路設(shè)計新方法和新標(biāo)準(zhǔn)；并經(jīng)有關(guān)部門多次組織國內(nèi)專家的論證而最終確定的。二、我國高速鐵路路基的發(fā)展情況項目五高速鐵路路基變形監(jiān)測高速鐵路路基工程有如下技術(shù)特點：路基填筑質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)高路基基床表層采用級配碎石強化結(jié)構(gòu)嚴(yán)格控制路基變形和工后沉降路基動態(tài)設(shè)計路基質(zhì)量評估二、我國高速鐵路路基的發(fā)展情況1、路基填筑質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)高高速鐵路提出路基填筑采用雙控壓實標(biāo)準(zhǔn)的新概念。高速鐵路路基施工標(biāo)準(zhǔn)較目前的國鐵標(biāo)準(zhǔn)提高了很多，路基填筑根據(jù)不同部位，提出了壓實系數(shù)K、地基系數(shù)K30及動態(tài)變形模量Evd等控制標(biāo)準(zhǔn)。項目五高速鐵路路基變形監(jiān)測二、我國高速鐵路路基的發(fā)展情況為此，要求各施工單位在正式進(jìn)行路基施工前必須做路基填筑試驗段的壓實工藝試驗。針對不同土質(zhì)，在試驗室得出最大干密度和最佳含水率的基礎(chǔ)上，控制現(xiàn)場含水率范圍、虛鋪厚度，并采用重型壓實機(jī)械壓實，得到壓實度和碾壓遍數(shù)的關(guān)系，以指導(dǎo)大面積施工。項目五高速鐵路路基變形監(jiān)測二、我國高速鐵路路基的發(fā)展情況1、路基填筑質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)高鐵路路基的基床表層是路基直接承受列車動荷載的部分，是路基設(shè)計中最重要的部分之一。項目五高速鐵路路基變形監(jiān)測2、路基基床表層采用級配碎石強化結(jié)構(gòu)二、我國高速鐵路路基的發(fā)展情況在基床表層采用級配碎石結(jié)構(gòu)主要作用是：①增強線路強度，使路基更加堅固、穩(wěn)定，并具有一定的剛度；②均勻擴(kuò)散作用到基床土面上的動應(yīng)力，使其不超出下部基床土的容許動強度；③隔離作用，防止道砟壓入基床及基床土進(jìn)入道砟層；④防止雨水浸入使基床軟化，防止發(fā)生翻漿冒泥等基床病害；⑤滿足基床防凍等特殊要求。項目五高速鐵路路基變形監(jiān)測2、路基基床表層采用級配碎石強化結(jié)構(gòu)二、我國高速鐵路路基的發(fā)展情況為保證級配碎石的施工質(zhì)量，施工技術(shù)細(xì)則中對級配碎石的材料質(zhì)量、顆粒粒徑級配范圍、含水率、拌合、攤鋪及碾壓工藝和壓實質(zhì)量控制方法等提出了技術(shù)要求，施工過程中進(jìn)行了嚴(yán)格地控制。項目五高速鐵路路基變形監(jiān)測2、路基基床表層采用級配碎石強化結(jié)構(gòu)二、我國高速鐵路路基的發(fā)展情況高速鐵路對路基工后沉降提出了嚴(yán)格要求，無砟軌道路基工后沉降不宜超過15mm，有砟軌道路基工后沉降要求滿足表5-1規(guī)定。項目五高速鐵路路基變形監(jiān)測表5-1有砟軌道路基工后沉降控制標(biāo)準(zhǔn)3、嚴(yán)格控制路基變形和工后沉降二、我國高速鐵路路基的發(fā)展情況為保證施工期間松軟、軟土地基滿足工后沉降控制的要求，針對強度低、壓縮性大、滲透系數(shù)小的軟土地基采用了排水固結(jié)法和復(fù)合地基法進(jìn)行地基加固處理、以保證施工過程中盡量完成沉降變形。在工期緊標(biāo)準(zhǔn)高的情況下，在部分地段的基床底層填筑時采用土工格室(柵)加筋墊層和堆載預(yù)壓的方法進(jìn)行處理，以加快沉降和保證地基的穩(wěn)定。項目五高速鐵路路基變形監(jiān)測3、嚴(yán)格控制路基變形和工后沉降二、我國高速鐵路路基的發(fā)展情況為了有效地控制工后沉降量及沉降速率，高速鐵路開展了動態(tài)設(shè)計。在每個松軟、軟土地基工點及臺尾過渡段均于路基中心、兩側(cè)路肩及邊坡坡腳之外設(shè)置沉降和位移觀測設(shè)備，并提出了觀測控制標(biāo)準(zhǔn)和隨施工進(jìn)程而定的觀測頻次及觀測精度，及時繪制填土—時間—沉降曲線。項目五高速鐵路路基變形監(jiān)測4、路基動態(tài)設(shè)計二、我國高速鐵路路基的發(fā)展情況一方面控制填土速率，保證了路基在施工過程中的安全與穩(wěn)定，避免施工控制不當(dāng)而產(chǎn)生過大附加沉降。同時，根據(jù)沉降觀測資料及沉降發(fā)展趨勢、工期要求等，采取相應(yīng)的措施，如調(diào)整預(yù)壓土高度，確定預(yù)壓土卸荷時間，提出基床底層頂面抬高值，以及鋪軌前對路基進(jìn)行評估及合理確定鋪軌時間，以確保鋪軌后路基工后沉降量與沉降速率控制在允許范圍內(nèi)。項目五高速鐵路路基變形監(jiān)測4、路基動態(tài)設(shè)計二、我國高速鐵路路基的發(fā)展情況針對高速鐵路箱梁運架過程中的路基安全穩(wěn)定問題及鋪軌前路基質(zhì)量狀況進(jìn)行了路基質(zhì)量評估工作。高速鐵路大部分橋梁為預(yù)制梁，梁體結(jié)構(gòu)尺寸及質(zhì)量均較大，其中24m雙線整孔箱梁重達(dá)540t，加上運架設(shè)備總重已超過800t。通過路基運架遠(yuǎn)超過設(shè)計荷載，為保證通過運架梁段的路基安全穩(wěn)定，特對高填方、橋頭及軟基地段進(jìn)行安全監(jiān)測評估，確保了箱梁運架的順利完成。項目五高速鐵路路基變形監(jiān)測5、路基質(zhì)量評估二、我國高速鐵路路基的發(fā)展情況高速鐵路路基除應(yīng)具備一般鐵路路基的基本性能之外，還需要滿足高速鐵路軌道對基礎(chǔ)提出的性能要求。不僅要求靜態(tài)平順，而且還要求動態(tài)條件下平順。項目五高速鐵路路基變形監(jiān)測1、控制路基變形三、高速鐵路路基特點一般鐵路路基是以強度控制設(shè)計，而對于高速鐵路，變形控制是路基工程設(shè)計的主要控制因素。項目五高速鐵路路基變形監(jiān)測1、控制路基變形三、高速鐵路路基特點路基剛度的不平順則會給軌道造成動態(tài)不平順，研究表明，由剛度變化引起的列車振動與速度的平方成正比。列車速度越快，剛度變化越劇烈，引起列車振動越強烈。輕則使旅客舒適度降低，重則影響列車運行安全。所以，要求路基在線路縱向做到剛度均勻、變化緩慢，不允許剛度突變。項目五高速鐵路路基變形監(jiān)測2、路基剛度的均勻性三、高速鐵路路基特點在列車運營時，路基不僅承受軌道結(jié)構(gòu)和附屬構(gòu)筑物的靜荷載，還要承受列車荷載的長期反復(fù)作用。同時，由于路基直接暴露在自然條件下，需要抵抗氣溫變化、雨雪作用、地震破壞等不良因素的影響。路基工程必須保證在這些條件的長期作用下，其強度不會降低，彈性不會改變，變形不會加大。真正做到長壽命，少維修。只有這樣，才能高速行車，減少維修