高速铁路的软土地基问题讲述.ppt

高速铁路的软土地基问题 前言 由于我国以往的铁路工程对路基的重视程度不够，使得近年来铁路路基出现的质量问题越来越明显，发生了许多安全事故，造成了严重的经济损失。 随着秦沈客运专线的建设，人们对路基的研究和重视程度也在逐步提高，现在，路基在铁路工程中已明确被作为“土工结构物”来看待，路基工程的地位已得到明显提高。 对于设计时速350km的高速铁路，其路基工程更是高标准、高要求，因此，设计、施工和质量保证方面等问题将更加突出，尤其软土地基条件下的路基设计与施工将是建设高速铁路必须解决的关键技术问题。 一、软土地基的基本特点 1、具有高含水量、大孔隙、低密度、低强度、高压缩性、低透水性、中等灵敏度的特点。这种土类属高至中压缩性，压缩量大，排水固结缓慢，地基稳定性差。 一、软土地基的基本特点 2、具有一定的结构性。结构性的软土有以下特点： ①其力学结构特性与应力水平有密切关系，应力水平较低时土的压缩性较低，应力水平较高时结构性受到破坏，压缩性较高，二者可以相差3～4倍，甚至更高； ②结构性是不可逆的，一旦被破坏很难恢复，从而加大了土的压缩量； ③具有结构性的土类应力——应变关系将具有一定的剪胀性。在此类地基上做工程，施工程序的不当会给工程质量带来不利的影响，甚至造成工程失事。 一、软土地基的基本特点 3、大部分地区在地表处由于风化、淋洗作用而存在硬壳层，该土层具有中等或低的压缩性，较高的强度。如在工程上合理的利用此土层，可望降低总的沉降量。 二、高速铁路路基的特点 1、控制路基变形 2、路基刚度的均匀性 3、在列车运行及自然条件下的稳定性 1、控制路基变形 高速铁路对轨道的平顺性提出了更高的要求，而路基是铁路线路工程的一个重要组成部分，是承受轨道结构重量和列车荷载的基础，它也是线路工程中最薄弱最不稳定的环节，路基几何尺寸的不平顺，自然会引起轨道的几何不平顺。因此，高速铁路路基除应具备一般铁路路基的基本性能之外，还需要满足高速铁路轨道对基础提出的性能要求。不仅要求静态平顺，而且还要求动态条件下平顺。 一般铁路路基是以强度控制设计，而对于高速铁路，变形控制是路基工程设计的主要控制因素。因为在强度破坏前，可能已出现了不容许的过大变形。 2、路基刚度的均匀性 列车速度越高，要求路基的刚度越大，弹性变形越小。但刚度过大也会使列车振动加大，也不能平稳运行。路基刚度的不平顺则会给轨道造成动态不平顺，所以，要求路基在线路纵向做到刚度均匀、变化缓慢，不允许刚度突变。 3、在列车运行及自然条件下的稳定性 列车运营时路基不仅承受轨道结构和附属构筑物的静荷载，还要承受列车荷载的长期反复作用。同时，由于路基直接暴露在自然条件下，需要抵抗气温变化、雨雪作用、地震破坏等不良因素的影响。路基工程必须在这些条件的长期作用下，其强度不会降低、弹性不会改变、变形不会加大。真正做到长寿命，少维修。只有这样，才能高速行车，减少维修费用，并增加运行的安全性。 二、高速铁路路基的特点 1、控制路基变形 2、路基刚度的均匀性 3、在列车运行及自然条件下的稳定性 以上的几点要求，目前的普通铁路路基是不能满足的，而高速铁路必须在路基结构、路基材料及路基施工工艺等方面采取一系列与普通路基不同的技术标准才能实现。具体表现在有一个强度高、刚度大的路基基床，沉降很小或没有沉降的地基以及沿线路方向平缓变化的刚度等三个方面。 三、高速铁路软土路基的问题与控制要点 软土地基由于地基土层强度低、压缩性大、渗透系数小等特性，在其上修筑路基时，地基沉降问题突出，过大的沉降量影响轨道的稳定和平顺，而且持续时间较长，因此，在这种地基上修建路基，应将其工后沉降量和沉降速率控制在允许范围内，使其不影响列车高速、舒适、安全运行。 三、高速铁路软土路基的问题与控制要点 1、《京沪高速铁路设计暂行规定》要求路基工后沉降量不应大于5cm，年沉降速率应小于2cm/年。桥台台尾过渡段路基工后沉降量不应大于3cm。工后沉降不能满足要求时，应采取地基加固处理等措施。 2、软土路堤的稳定安全系数考虑列车荷载作用时不应小于1.15。 三、高速铁路软土路基的问题与控制要点 3、软土及松软土地基上填筑路堤时，应于边坡坡脚外设置边桩进行水平位移观测，于路堤基底地面设置沉降观测设备进行沉降观测。在路堤填筑过程中，必须控制填土速率。控制标准应为：路堤中心地面沉降速率≤1.0cm/每昼夜，坡脚水平位移速率≤0.5cm/每昼夜。 三、高速铁路软土路基的问题与控制要点 4、应根据沉降观测情况进行综合分析，开展动态设计，以推算地基的最终沉降量，并应及时调整设计使地基处理达到预定的控制要求，同时应作为验交时控制工后沉降量的依