高速铁路路基工程.ppt

高速铁路路基工程 中国铁道科学研究院 2002年11月27日321.5km/h 高速铁路路基技术特点 路基按照结构物设计，填料和压实标准高； 严格控制路基变形和工后沉降； 路桥及横向构筑物间设置过渡段； 路基动态设计； 地基处理类型多。 路基填筑质量标准高 基床表层采用级配碎石强化结构，K30 、Ev2、Evd、n 指标满足设计要求。 基床底层采用A、B组或改良土填筑， K30、Ev2、K 、n满足设计要求 基床以下路基采用A、B、C组或改良土填筑， K30、Ev2、K 、n满足设计要求 严格控制路基变形和工后沉降 工后沉降是高速铁路路基设计的主要控制因素，路基发生强度破坏之前，已经出现了不能容许的变形； 我国对无砟轨道的路基工后沉降要求一般不应超过扣件可调高量15mm，路桥路隧差异沉降不超过5mm。 路桥及横向构筑物间设置过渡段 路桥及横向构筑物间的过渡段，是以往设计及施工中的薄弱环节，也是既有线发生路基病害的重要部位。由于桥台与路堤的刚度相差显著，高速列车通过时对轨道结构及列车自身会产生冲击，从而降低列车运行的平稳性和舒适度，加快结构物和车辆的损坏。 为保证列车高速运行时的平稳舒适，对路桥过渡段采用了刚度过渡的设计方法。在桥台后一定范围内，采用刚度较大的级配碎石作为过渡填筑段，与路堤相接处采用1：2的斜坡过渡。 路基动态设计 为了有效地控制工后沉降量及沉降速率，需要开展路基动态设计。 根据沉降观测资料及沉降发展趋势、工期要求等，采取相应的措施，如调整预压土高度，确定预压土卸荷时间，以及铺轨前对路基进行评估及合理确定铺轨时间，以确保铺轨后路基工后沉降量与沉降速率控制在允许范围内。路基动态设计的成果可以为后续的轨道工程打下了良好的基础。 地基处理的种类多 对于浅层软弱地基采用了换填碾压处理、或换填砂垫层处理； 对于深层软基的主要地段采用袋装砂井、塑料排水板的排水固结加预压的处理方法； 对于工后沉降要求高及路桥过渡段，根据地质条件和经济对比，采用了砂桩、碎石桩、粉喷桩、搅拌桩、旋喷桩等地基处理方法； 对于有地震液化的粉土或粉细砂层的地基段，采用了挤密砂桩的处理方法； 新建的一些客运专线采用强夯、CFG桩、灰土挤密桩、桩网、桩板等地基处理方法。 我国高速铁路路基面临的主要问题 技术标准的修改和完善； 车－轨－路系统合理匹配理论研究； 设计、施工面临的几个问题； 新技术的应用。 技术标准的修改和完善 路基工后沉降控制标准； 无砟轨道路基基床厚度200－350km/h没有区分确定； 地基刚度的标准，直接关系到地基处理的成本。 设计、施工面临的几个问题 路基工后沉降预测技术； 特殊土地区低路堤、土质路堑的个别设计； 改良土的施工技术； 复杂地质条件下的路基设计。 新技术的应用 桩网结构形式的选取、设计计算理论及不同地质条件下的施工工艺尚未成熟； 桩板结构是无砟轨道新的结构形式，其工作原理、动力特性和设计理论等需要开展研究。 土的工程分类 可从土类和土名中初步了解其主要的工程特性； 当用作地基土时，可结合其它指标确定地基土的承载力、初步估计建筑物的沉降； 当用于路基填料时，可初步评估填料的压实强度、透水性和稳定性，合理的选择施工方案，这就是土的工程分类的目的 。 路基填料的分组 填料按照土的粒径、级配等分组； 粗粒土按照粒径、级配以及细颗粒含量分为A、B、C（分化的软块石为D）组； 细粒土按照液塑限及有机质含量分为C、D、E组； 路基填料组的选择按照设计要求选择，客运专线基本采用较好的A组填料及灰土改良土填筑。 土的三相组成 土的基本物理指标 天然密度 土粒比重 反映土的松密程度指标 孔隙比 孔隙率 反映土的含水程度指标 含水率 土的饱和度 土的最大干密度和最优含水率 最少的机械功获得最大压实度； 轻型击实试验； 重型击实试验； 灰土击实试验。 郑西客运专线路基试验段 试验段简介 郑西客运专线湿陷性黄土试验段位于陕西省华阴市坪塬村，试验段总长140m，地基处理采用了强夯、水泥土挤密桩和柱锤冲扩桩三种方法。路基本体和基床底层采用8％石灰和5％水泥改良土填筑，基床表层采用级配碎石填筑，3m堆载预压进行路基沉降观测。 试验段进行了地基处理前检测、地基处理和路基填筑施工工艺、路基填筑工艺、地基处理和路基填筑试验检测、路基沉降观测及路基浸水等科研项目。 郑西客运专线试验段 地基处理 路基填筑 堆载预压与沉降观测 铁路路基科研 地基处理前检测 机械钻孔取样 静力触探 雷达测试 面波测试 荷载板试验 地基处理 强夯 水泥土挤密桩 柱锤冲扩桩 强夯 最后两击平均夯沉量不大于5cm ； 强夯加固地基的有效加固深度应满足设计要求，有效深度范围内地基土应满足：标贯击数修正后的N63.5≥10，粘性土Ps＞1.2MPa，砂类土Ps≥