高速铁路路基工程技术-史存林

1、1 1高速铁路路基工程技术高速铁路路基工程技术中国铁道科学研究院铁道建筑研究所史存林2 2高速铁路路基工程技术高速铁路路基工程技术 一、高速铁路设计规范中路基的主要内容 二、大同至张家口高速铁路的路基内容 三、地基处理施工工艺及方法 四、路基填筑压实工艺及方法 五、路基施工检测技术 六、路基施工排水和防护支挡 七、路基沉降评估方法及控制 3 3一、高速铁路设计规范中路基的主要内容 1.1高速铁路路基设计原则 1.2高速铁路设计规范中路基主要内容 4 4一、高速铁路设计规范中路基的主要内容 1.1高速铁路路基设计原则 （1）路基是土工结构物应考虑路基填料类型、结构尺寸和

2、压实标准等 （2）路基是轨道的基础应考虑路基结构有足够的刚度、稳定性和平顺性的要求。即应考虑路基表层刚度、工后沉降控制、路桥过渡处理等。 （3）路基主体应是免维修结构在列车荷载作用下路基面不得出现路基病害。 5 5一、高速铁路设计规范中路基的主要内容 高速铁路设计规范高速铁路设计规范6 路路 基基 6.1 一般规定一般规定 6.2 路基面形状及宽度路基面形状及宽度 6.3 基基 床床 6.4 路路 堤堤 6.5 路路 堑堑 6.6 过渡段过渡段 6.7 路基排水路基排水 6.8 路基防护路基防护 6.9 路基支挡路基支挡 6.10 路基变形观测及评估路基变形观测及评估 6.11 接口设计接口设

3、计6 6一、高速铁路设计规范中路基的主要内容 6.1 一般规定一般规定 6.1.1 路基主体工程应按土工结构物进行设计。路基主体工程应按土工结构物进行设计。 6.1.2 路基主体工程设计使用年限为100年。路基排水设施结构设计使用年限为30年，路基边坡防护结构设计使用年限为60年。 6.1.3 路基工程应保证列车高速行使的安全性和舒适性。路基基床结构的刚度应满足列车运行时产生的弹性变形控制在一定范围内的要求；其强度应能承受列车荷载的长期作用；其厚度应使扩散到其底层面上的动应力不超出基床底层土的承载能力。基床表层结构应能防止地表水侵入导致基床软化及产生翻浆冒泥、冻胀等基床病害。 6.1.5 路基

4、填料最大粒径在基床底层内应小于60mm，在基床以下路堤内应小于75mm。7 7 6.1.7 路基填筑前应进行现场填筑试验。 6.1.8路基与桥台、横向结构物、隧道及路堤与路堑、有砟轨道与无砟轨道等连接处均应设置过渡段，实现刚度及变形在线路纵向的均匀变化。 6.1.10 路基工后沉降值应控制在允许范围内，并进行系统的沉降观测；铺轨前应根据沉降观测资料进行分析评估，评估通过后方可进行轨道铺设。 6.1.11 路基边坡工程应采用植物防护于工程防护相结合的措施，并兼顾景观与环境保护、水土保持、节约土地等要求。一、高速铁路设计规范中路基的主要内容8 8 6.1.12路基防排水工程应系统规划、设计完整，并

5、与桥涵、隧道、轨道、站场等排水设施有效衔接，形成完整的排水系统。 6.1.13 路基设计应符合防灾减灾要求，提高路基抵抗连续强降雨、洪水及地震等自然灾害的能力。 6.1.17 利用既有铁路地段的路基设计标准应按设计速度或路段设计速度标准确定，困难条件下经经济比选后可维持既有铁路路基标准；联络线、动车组走行线等路基设计应按相应的设计速度标准确定。 6.1.18路基工程应加强接口设计，合理设置电缆槽、电缆过轨、接触网支柱基础、声屏障基础及综合接地等相关工程，避免因相关工程影响路基防排水系统、路基强度及稳定。 一、高速铁路设计规范中路基的主要内容9 9 6.2 路基面形状及宽度路基面形状及宽度 6.

6、2.1 无砟轨道支承层（或底座）底部范围内路基面可水平设置，支承层（或底座）外侧路基面两侧设置不小于4%的横向排水坡。有砟轨道路基面形状应为三角形，由路基面中心向两侧设置不小于4%的横向排水坡。曲线加宽时，路基面仍应保持三角形。 6.2.2 有砟轨道路基两侧的路肩宽度，双线不应小于1.4m，单线不应小于1.5m。一、高速铁路设计规范中路基的主要内容1010一、高速铁路设计规范中路基的主要内容 6.3 基基 床床 6.3.1 6.3.1 路基基床应由基床表层和基床底层构成。基床表层厚度无砟轨道为0.4m，有砟轨道为0.7m，基床底层厚度为2.3m。 6.3.2 6.3.2 基床表层应填筑级配碎石

7、，无砟轨道及严寒、寒冷地区有砟轨道级配碎石填筑压实后的渗透系数应大于510-5m/s，压实标准应符合表6.3.2-1规定。压实标准级配碎石压实系数K0.97地基系数K30（MPa/m）190动态变形模量Evd（MPa）55表6.3.2-1 基床表层压实标准 1111一、高速铁路设计规范中路基的主要内容 6.3.3基床底层应采用A、B组填料或改良土，A、B组填料粒径级配应符合压实性能要求。严寒、寒冷地区冻结深度大于基床表层厚度时，其冻结深度影响范围内A、B组填料的细颗粒含量应小于5%，且填筑压实后的渗透系数应大于510-5m/s 。基床底层压实标准应符合表6.3.3的规定。 表6.3.3 基床底

8、层填料及压实标准压实标准压实标准化学改良土化学改良土砂类土及细砾土砂类土及细砾土碎石类及粗砾土碎石类及粗砾土压实系数压实系数K0.950.950.950.950.950.95地基系数地基系数K30（MPa/m）130130150150动态变形模量动态变形模量Evd（MPa）404040407d饱和无侧限抗压强度（饱和无侧限抗压强度（kPa）350350（550550）注：括号内数字为严寒、寒冷地区化学改良土考虑冻融循环作用所需强度值。1212一、高速铁路设计规范中路基的主要内容 6.4 路路 堤堤 6.4.1 基床以下路堤宜选用A、B组填料和C组碎石、砾石类填料，其粒径级配应符合压实性能要求；

9、当选用C组细粒土填料时，应根据填料性质进行改良。基床以下路堤压实标准应符合表6.4.1的规定。 表6.4.1 基床以下路堤填料及压实标准压实标准化学改良土砂类土及细砾土碎石类及粗砾土压实系数K0.920.920.92地基系数K30（MPa/m）1101307d饱和无侧限抗压强度（kPa）2501313一、高速铁路设计规范中路基的主要内容 6.4.2 路基工后沉降应符合下列规定： 1 无砟轨道路基工后沉降应符合线路平顺性、结构稳定性和扣件调整能力的要求。工后沉降不宜超过15mm；沉降比较均匀并且调整轨面高程后的竖曲线半径符合式（6.4.2）的要求时，允许的工后沉降为30mm。 （6.4.2） 路

10、基与桥梁、隧道或横向结构物交界处的工后沉降差不应大于5mm，不均匀沉降造成的折角不应大于1/1000。 2 有砟轨道路基工后沉降应符合表6.4.2要求。24 . 0sjshVR设计速度（km/h）一般地段工后沉降（cm）桥台台尾过渡段工后沉降（cm）沉降速率（cm/年）2501053300、350532 表6.4.2 路基工后沉降控制标准1414路基工后沉降分析路基工后沉降分析 根据沉降观测资料、进行综合分析、开展动态设计，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工后沉降控制要求。一、高速铁路设计规范中路基的主要内容1515一、高速铁路设计规范中路基的主要内容 6.4.3 路

11、基的稳定安全系数考虑列车荷载作用时不应小于1.25。 6.4.5 软土及松软土路基应结合工程实际，选择代表性地段提前修筑试验段。 6.4.7 雨季滞水及排水不畅的低洼地段，浸水影响范围应以渗水性材料填筑，并应采取排水疏导措施。 6.4.12 黄土地段路基应加强防排水措施，采取封闭防水、拦截、疏导的处理原则，设置防冲刷、防渗漏和有利于水土保持的综合排水设施及防护工程，并妥善处理农田水利设施与路基的相互干扰。 6.4.13 具有湿陷性或压缩性较高的黄土用根据地基土层性质、路堤填高、路基变形控制要求，确定湿陷性黄土处理措施。采用无砟轨道时，应采取可靠措施，消除地基湿陷性的影响。1616一、高速铁路设

12、计规范中路基的主要内容 6.5 路路 堑堑 6.5.1 不易风化的硬质岩基床应按下列规定进行处理： 1 铺设无砟轨道时，开挖至路基面，直接在开挖面上施做支承层或底座。 2 铺设有砟轨道时，开挖至路基面以下0.2m处，开挖面由路基中心向两侧设4的横向排水坡，其上填筑级配碎石。 3 开挖面上的松动岩石应予清除。开挖面不平整处应采用强度等级不低于C25的混凝土嵌补。 6.5.2 软质岩、强风化的硬质岩及土质基床应满足本规范第6.3.2条和第6.3.3条的要求；基床范围内的地基应无Ps1.5MPa或00.18MPa的土层。不能满足时，应进行加固处理。1717一、高速铁路设计规范中路基的主要内容 6.5

13、.3 膨胀土、湿陷性黄土、季节冻土等特殊土的基床，应根据具体情况进行挖除换填、隔水防渗、排水等措施；基床以下的膨胀土、湿陷性黄土等应在路基变形分析的基础上，采取地基处理措施。 6.5.4 半填半挖路基轨道下横跨挖方与填方时，挖方部分可通过换填调整与填方部分的强度及刚度差异，换填厚度宜根据填方部分高度及地基条件确定。 6.5.5 路堑应设置侧沟平台，平台宽度不宜小于1.0m。在土石分界处、透水和不透水层交界面处及路堑边坡高度较大时，均应设置边坡平台，平台宽度不宜小于2.0m，并应符合路堑边坡稳定性要求，边坡平台上应做好防水及加固措施。 1818一、高速铁路设计规范中路基的主要内容 6.6 过渡段

14、过渡段 6.6.1 路堤与桥台连接处应设置过渡段，可采用沿线路纵向倒梯形过渡形式，如图所示。级 配 碎 石 掺 3%水 泥基 床 表 层1:n基 床 底 层级 配 碎 石 掺 5%水 泥基 床 以 下 路 堤41:m1:1.0441:1.01:m基 床 表 层基 床 底 层基 床 以 下 路 堤级 配 碎 石 掺 3%水 泥La4路 基 面 宽 基 床 底 层基 床 以 下 路 堤hH -压实标准：压实系数K0.95 地基系数K30150MPa/m 动态变形模量Evd50MPa19192020一、高速铁路设计规范中路基的主要内容 过渡段桥台基坑应以混凝土回填或以碎石、灰土分层填筑并用小型机具碾

15、压密实，混凝土应满足设计强度要求，碎石、灰土填筑应满足Evd30MPa。 过渡段地基需要加固时应考虑与相邻地段协调渐变。 过渡段还应符合轨道特殊结构的要求。 过渡段路堤应与其连接的路堤同时施工，并按大致相同的高度分层填筑。距离台背2.0m范围内应用小型机具碾压密实并适当减小分层填筑厚度。 过渡段处理措施及施工工艺应结合工程实际，进行现场试验。 2121一、高速铁路设计规范中路基的主要内容 6.6.2 路堤与横向结构物（立交框构、箱涵等）连接处，应设置过渡段，可采用沿线路纵向倒梯形过渡形式，如图6.6.2所示。横向结构物顶部及过渡段路基基床表层应符合本规范第6.3.2条要求；过渡段填料、压实标准

16、及基坑回填应符合本规范第6.6.1条的规定。 6.6.3 严寒、寒冷地区过渡段设置应充分考虑与横向结构物接触区冻结影响范围填料的防冻，如图6.6.3所示。 6.6.4 横向结构物顶面填土厚度不大于1.0m时，横向结构物及两侧20m范围基床表层级配碎石应掺加5%水泥，如图6.6.4所示。 2222基坑回填基床底层基床以下路堤级配碎石掺3%水泥基床表层1:22.0hHL-路基面宽1:m基床表层基床底层基床以下路堤1:1.01:m级配碎石掺3水泥基床以下路堤1:1.0单位：米图图 6.6.2 一般路堤与横向结构物（一般路堤与横向结构物（h1.0m）过渡段示意图）过渡段示意图 （单位：（单位：m）23

17、23L基坑回填基床底层基床以下路堤级配碎石掺3%水泥基床表层1:21:2防冻填料防冻填料t2.0Httt1hL单位：米注：图中t为最大冻结厚度，当t11.0m）过渡段示意图（单位：）过渡段示意图（单位：m）2424基坑回填基床底层基床以下路堤级配碎石掺3%水泥基床表层1:220.0L2.0Hh单位：米级配碎石掺5%水泥图图 6.6.4 路堤与横向结构物（路堤与横向结构物（h11.0m）过渡段示意图（单位：）过渡段示意图（单位：m）2525一、高速铁路设计规范中路基的主要内容 6.6.5 路堤与路堑连接处应设置过渡段。过渡段可采用下列设置方式： 1 当路堤与路堑连接处为硬质岩石路堑时，在路堑一侧

18、顺原地面纵向开挖台阶，台阶高度0.6m左右。并应在路堤一侧设置过渡段，如图6.6.5-1。过渡段填筑要求应符合第6.6.1条第2款的规定。基床表层基床以下路堤2.01：2级配碎石单位：米2.020.0掺3%水泥级配碎石掺5%水泥基床底层图图6.6.5-1 硬质岩石堤堑过渡段示意图（单位：硬质岩石堤堑过渡段示意图（单位：m）2626一、高速铁路设计规范中路基的主要内容 2 当路堤与路堑连接处为软质岩石或土质路堑时，应顺原地面纵向开挖台阶，台阶高度0.6m左右。如图6.6.5-2，其开挖部分填筑要求应与路堤相应位置相同。基床表层基床底层基床以下路堤单位：米1.01.01.01.0图图6.6.5-2

19、 软质岩石或土质堤堑过渡段示意图（单位：软质岩石或土质堤堑过渡段示意图（单位：m）2727一、高速铁路设计规范中路基的主要内容 6.6.6 土质、软质岩及强风化硬质岩路堑与隧道连接地段，应设置过渡段，并采用渐变厚度的混凝土或掺入5%水泥的级配碎石填筑。 6.6.7 无砟轨道与有砟轨道连接处路基应设置过渡段，并符合轨道形式过渡要求。 6.6.8 两桥之间、桥隧之间及两隧之间的短路基长度不应小于40m，特殊情况下短路基长度不满足上述要求时，应对短路基进行特殊处理。2828一、高速铁路设计规范中路基的主要内容 6.7 路基排水路基排水 6.7.1 路基排水设施设计降雨的重现期为50年。 6.7.2

20、路基面排水设计应综合考虑轨道形式、电缆槽、接触网立柱基础、声屏障基础等因素，并符合下列规定： 1 线间排水应根据线路、气候条件及对轨道电路的影响等综合考虑，宜采用横向直排方式。 2 轨道结构要求采用集水井排水时，集水井的位置、排水管的材质和结构尺寸及埋设深度和方式应根据荷载、降雨量和防冻、防渗要求等综合确定。 6.7.3 侧沟、天沟、排水沟及无砟轨道线间排水沟应采用混凝土浇筑或预制拼装结构，不应采用浆砌片石。现浇混凝土水沟的厚度宜为0.2m，深度较大的矩形水沟的厚度应通过计算确定。2929一、高速铁路设计规范中路基的主要内容 6.7.4 低矮路堤或路堑地段，地下水位较高或无固定含水层时，可采用

21、明沟、排水槽、渗水暗沟、边坡渗沟、支撑渗沟等设施排除地下水；埋藏较深的地下水或固定含水层危害路基时，可采用渗水隧洞、渗井、渗管或仰斜式钻孔等设施排除地下水。渗水暗沟和渗水隧洞的纵坡不宜小于5，困难条件下不应小于2，在出口位置应采用较陡纵坡。渗水暗沟等地下排水设施应设置反滤层。 6.7.5 在易产生冻害的地区，采用渗水暗沟和渗水隧洞降低地下水位时，降落后的最高地下水位加毛细水上升高度，应低于最大冻结深度不小于0.25m，或采用必要的防冻设施。严寒地区出水口应采取防冻措施。3030一、高速铁路设计规范中路基的主要内容 6.7.6 排水设施布置应符合下列规定： 1 地面横坡明显地段的排水沟、天沟可在

22、横坡上方一侧设置；地面横坡不明显时，宜在路基两侧设置。 2 路堑地段应于路肩两侧设置。 3 年降水量大于等于400mm地区，路堑边坡平台宜设置截水沟，并应将边坡平台截水沟的水引入相邻排水设施。 4 地面排水设施的纵坡不应小于2。 5 排水沟沟顶应高出设计水位不小于0.2m。 6 天沟不应向路堑侧沟排水，受地形限制需排入侧沟时，必须设置急流槽，并根据流量调整下游侧沟截面尺寸。 7 8 9 10 3131一、高速铁路设计规范中路基的主要内容 6.8路基边坡防护路基边坡防护 6.8.1 路堤边坡应设置坡面防护工程，防护类型应根据工程类型、当地年平均降雨量、工程及水文地质条件、边坡坡度与高度、材料来源

23、、施工条件、环境保护及景观要求，经技术经济比较后合理选用，并符合下列规定： 1 路堤边坡防护应贯彻绿色防护的理念，结合绿色通道建设，遵循因地制宜、安全可靠、经济适用、易于管护、兼顾景观的原则。 2 当路堤边坡适宜植物防护时，且能够保证路基边坡的稳定性时，宜采用植物防护或植物防护与工程防护相结合的措施，植物防护宜采用灌草结合、灌木优先的方式。 3 路基边坡高度较高时，宜在两侧边坡内分层铺设宽度不小于3m的土工格栅等土工合成材料。 4 浸水地段受水流冲刷的路基边坡应根据流速、流向及冲刷深度，采用抗冲刷能力强的防护措施。3232一、高速铁路设计规范中路基的主要内容 6.8.2 土质、软质岩路堑的边坡

24、坡面（含边坡平台、侧沟平台）均应进行防护或加固，并符合下列规定： 1 土质路堑边坡可采用植物防护措施，较高的土质路堑边坡根据地层性质可采取窗孔式护坡、骨架护坡或锚杆框架梁等措施。 2 软质岩路堑应根据岩体结构、结构面产状、风化程度、地下水及气候条件等确定加固措施，可采用窗孔式护坡、喷混植生、锚杆框架梁内喷混或客土植生等防护措施。 6.8.3 较完整的硬质岩路堑边坡应采用预裂、光面爆破并结合嵌补及锚杆框架梁防护。当边坡岩体破碎、节理发育时，根据边坡高度可采用喷混植生、锚杆框架梁内喷混或客土植生等防护措施，边坡高度较高时可在锚杆框架梁内打设锚杆挂绳网防护。 6.8.4 骨架护坡一般应采用带截水槽的

25、结构，骨架埋置深度应大于0.4m 0.6m ，间距不宜大于3m。 3333一、高速铁路设计规范中路基的主要内容6.9路基支挡路基支挡 6.9.1 在陡坡路基、深路堑、邻近城镇等地段，为保证路基边坡稳定，降低边坡高度，减少拆迁和占地，可设置支挡结构。 6.9.2 支挡结构物计算时，列车轨道荷载的大小、分布宽度可按表6.1.15中规定的数值。支挡结构顶部设置接触网立柱、声屏障及挡风结构时，支挡结构荷载应增加相应结构的重力荷载及风荷载；运梁车通过时，路堤及路肩支挡结构应考虑运梁车等特殊荷载的影响。 6.9.5 采用重力式支挡结构时，路堤墙高度不宜大于6m，路肩墙高度不宜大于8m。 3434一、高速铁

26、路设计规范中路基的主要内容6.10 路基变形观测及评估路基变形观测及评估 6.10.1 路基变形观测及评估应符合下列规定： 1 路基填筑完成后宜有不少于6个月的放置期，并应经过一个雨季。个别情况下采取可靠工程措施并经论证可确保路基工后沉降满足轨道铺设要求时，路基放置条件可适当调整。 2 路基施工应进行沉降观测，铺轨前应根据沉降观测资料进行系统分析评估，预测的路基工后沉降符合要求后方可开始进行铺轨轨道铺设。 3 观测数据不足以评估或工后沉降评估不符合要求时，应继续观测或者采取必要的加快或控制沉降的措施，保证工后沉降满足设计要求。3535一、高速铁路设计规范中路基的主要内容 6.10.2 路基沉降

27、观测应以路基面沉降和地基沉降观测为主，可设置沉降板、观测桩或剖面沉降观测装置等，并符合下列规定： 1 路基沉降观测断面的设置及观测断面的内容应根据沉降控制要求、地形地质条件、地基处理方法、路堤高度、堆载预压等具体情况并结合施工工期确定。 2 沉降观测断面的间距不宜大于50m ；地势平坦、地基条件均匀良好、高度小于5m的路堤及路堑可放宽到100m ；过渡段和地形地质条件变化较大的地段应适当加密。3636一、高速铁路设计规范中路基的主要内容 6.10.3 观测仪器应满足测量精度控制要求，可采用精密水准仪、剖面沉降仪和经纬仪。 6.10.4 路基沉降观测的频次不应低于表6.10.4的规定，环境条件发

28、生变化时及时观测。表6.10.4 路基沉降观测频次填筑或堆载一般1次/天沉降量突变23次/天两次填筑间隔时间较长1次/3天堆载预压或路基填筑完成第13个月1次/周第46个月1次/2周6个月以后1次/月轨道铺设后第1个月1次/2周第23个月1次/月3个月以后1次/3月3737一、高速铁路设计规范中路基的主要内容 6.10.5 沉降水准测量的重复精度不低于1mm，读数取位至0.1mm；剖面沉降观测的重复精度不低于4mm/30m。 6.10.6 路基评估应根据有关设计、施工和监理的资料及交接检验和复检的结果进行综合分析。 6.10.7 路基沉降预测应采用曲线回归法，并符合下列规定： 1 根据实际观测

29、数据做多种曲线的回归分析，确定沉降变形的趋势，曲线回归的相关系数不应低于0.92。 2 沉降预测的可靠性应经过验证，间隔36个月的两次预测的偏差不应大于8mm。 3 轨道铺设前最终的沉降预测应符合其预测准确性的基本要求，即从路基填筑完成或堆载预压以后沉降和沉降预测的时间t应符合式（6.10.7）的规定。 s（t）/s（t=）75% （6.10.7） 3838一、高速铁路设计规范中路基的主要内容6.11 接口设计接口设计 6.11.1 路基上的各种预埋设备及基础应与路基填筑统筹规划、系统设计、分步实施，保证路基强度、稳定性及防排水性能。 6.11.2 电缆槽宜设置于接触网支柱外侧路肩上，并应注意

30、与桥梁、隧道及电缆井在平面上的平顺连接。 6.11.3 声屏障基础应设置于路肩外侧，并与路基面排水系统协调。 6.11.4 路基地段贯通地线应设置于电缆槽下方，电缆槽有关接地端子设置应满足综合接地要求。 6.11.5 电缆槽及排水沟盖板应采用工厂化集中预制，宜采用活性粉末混凝土（RPC）等强度较高的材料。3939二、大同至张家口高速铁路的路基内容（山西段） 2.1 基本情况 2.2 主要设计原则 2.3 施工注意事项4040二、大同至张家口高速铁路的路基内容（山西段） 2.1基本情况 线路地处阴山山脉的东南缘，其主要地貌为冀西北山间盆地及大同断陷盆地，以及被阴山支脉多次穿插隔断形成的低中山区。

31、 按对铁路工程影响的气候分区，沿线均属寒冷地区沿线均属寒冷地区。 大张正线山西各标段路基分布情况见下表。 标段工点类型山西一标山西二标山西三标总计处数长度(m)处数长度(m)处数长度(m)处数长度（m）附注低路堤1437.391437.39路堤坡面防护105122.8411166.75116289.59路堑坡面防护21869.7621869.76路堤坡面防护及地基处理33721.312620748.3754617.93429087.58含2段盐渍土、2段浸水路基盐渍土路基2642.772642.77黄土路基1213907.0455188.511719095.55黄土路堑合计合计1611151.

32、34136464.93109806.416757422.644141二、大同至张家口高速铁路的路基内容（山西段） 2.2 主要设计原则 1. 路基面形状和宽度 路基面形状和宽度同高速铁路设计规范的要求。有砟轨道路基两侧路肩宽度，正线双线不应小于1.4m，单线不应小于1.5m；京包线、韩原线改建路堤段不应小于0.8m，路堑地段不应小于0.6m。 2. 曲线加宽要求 曲线地段路基面加宽值见下表线别曲线半径R(m)路基外侧加宽值（m）大张正线R100000.210000R70000.37000R50000.45000R40000.5R40000.6改建京包线改建韩原线800R12000.41200R

33、16000.31600R50000.2R50000.1曲线地段路基面加宽值4242二、大同至张家口高速铁路的路基内容（山西段） 2.2 主要设计原则 3. 站内路基面形状、路基面宽度及加宽值 站内路基面形状、路基面宽度及加宽值参见站场专业设计文件。 4. 基床结构型式、填料及压实标准（1）基床结构基床由基床表层和基床底层组成,大张正线基床厚度为3.0m,基床表层厚0.7m，基床底层厚2.3m；改建京包线、韩原线基床厚度为2.5m，基床表层厚0.6m，基床底层厚1.9m。基床底层的顶部和基床以下填料部位的顶部均应设4%的人字排水坡。4343二、大同至张家口高速铁路的路基内容（山西段） 2.2 主

34、要设计原则 4. 基床结构型式、填料及压实标准（2）设计冻深取值原则根据冻土地区建筑地基基础设计规范（JGJ118-2011）确定的设计冻深和收集沿线最大冻结深度（建站以来累年极值），取两者的大值为本线采用的设计冻深。设计冻深Zd可按照下式计算：Zd=Z0zszwzczt0Z0：标准冻结深度；zs：土的类别对冻深的影响系数；zw：冻胀性对冻深的影响系数；zc：周围环境对冻深的影响系数；zt0：地形对冻深的影响系数。本线设计冻深按照2.00m取值。标准冻深（m）最大冻深（m）zszwzczt0计算冻深（m）1.401.501.111.861.401.001.001.001.962.10 沿线土壤

35、最大冻结深度分段统计表4444二、大同至张家口高速铁路的路基内容（山西段） 2.2 主要设计原则 4. 基床结构型式、填料及压实标准（3）基床填料及压实标准1）大张正线基床表层级配碎石材料要求：级配碎石材料由开山块石、天然卵石或砂砾石经破碎筛选而成。级配碎石粒径级配符合设计要求，其不均匀系数CU不应小于15，0.02mm以下颗粒质量百分率不应大于3%。与下部填土之间应满足D154d85的要求。 4545二、大同至张家口高速铁路的路基内容（山西段） 2.2 主要设计原则 4. 基床结构型式、填料及压实标准（3）基床填料及压实标准1）大张正线基床表层级配碎石材料要求：在粒径大于22.4mm的粗颗粒

36、中带有破碎面的颗粒所占的质量百分率不小于30%。 级配碎石粒径大于1.7mm颗粒的洛杉矶磨耗率不大于30%，硫酸钠溶液浸泡损失率不大于6%。 粒径小于0.5mm的细颗粒的液限不大于25%，塑性指数小于6。不得含有黏土及其他杂质。4646二、大同至张家口高速铁路的路基内容（山西段） 2.2 主要设计原则 4. 基床结构型式、填料及压实标准（3）基床填料及压实标准1）大张正线基床表层填筑级配碎石除满足上述的规定外，还需满足以下要求：细颗粒(颗粒粒径0.075mm)含量小于5%、压实后渗透系数应大于510-5m/s。基床底层采用A、B组填料或改良土，其中基床表层底面以下至设计冻结深度范围内，填筑非冻

37、胀性A、B组填料或化学改良土。基床底层非冻胀性A、B组填料最大粒径应小于60mm。细颗粒(颗粒粒径0.075mm)含量小于5%，压实后渗透系数应大于510-5m/s。4747二、大同至张家口高速铁路的路基内容（山西段） 2.2 主要设计原则 4. 基床结构型式、填料及压实标准（3）基床填料及压实标准2）改建京包线、改建韩原线改建京包线基床表层厚度为0.6m，底层厚度为1.9m，总厚度2.5m。改京包线基床表层应选用A组填料（砂类土除外），改韩原线基床表层采用级配碎石，A组填料的最大粒径不得大于150mm，级配碎石要求同大张正线。基床底层采用A、B组填料或改良土，填料的最大粒径不应大于200mm

38、，或摊铺厚度的2/3。改韩原线与大张正线并行地段基床厚度、填料、压实标准同大张正线。4848二、大同至张家口高速铁路的路基内容（山西段） 2.2 主要设计原则 4. 基床结构型式、填料及压实标准（4）路堑基床1）正线大张正线路堑设计采用路堤式路堑，基床表层填筑0.6m级配碎石+0.1m中粗砂加铺一层复合毛细型防排水卷材。基床表层以下1.3m挖除换填非冻胀性A、B组填料，并碾压至基床底层要求。4949二、大同至张家口高速铁路的路基内容（山西段） 2.2 主要设计原则 4. 基床结构型式、填料及压实标准（4）路堑基床2）京包线改建京包线改建段位于天镇站附近，路堑地段均为土质路堑，基床表层深度范围内

39、换填0.5mA组土+0.1m中粗砂夹铺一层两布一膜复合土工膜（600g/m2）加固，并碾压至基床表层要求。基床底层表面作成向两侧4%排水坡。基床底层厚度范围内天然地基土的静力触探比贯入阻力Ps值不得小于1.2MPa或天然地基承载力0不小于0.15MPa，否则进行换填处理。5050二、大同至张家口高速铁路的路基内容（山西段） 2.2 主要设计原则 5. 路基基床以下部位填料及压实标准（1）大张正线基床以下路堤优先选用A、B组填料和C组碎石、砾石类填料，当选用C组细粒土填料时，根据土源性质进行改良后填筑，其压实标准符合设计要求。（2）改京包线、改建韩原线路堤基床以下部位宜选用A、B、C组填料，其压

40、实标准符合设计要求。5151二、大同至张家口高速铁路的路基内容（山西段） 2.2 主要设计原则 6. 路基边坡形式及坡率（1）路堤边坡形式及坡率1）路堤采用梯形断面，一般情况下，路堤边坡坡率按设计要求，浸水地段路堤边坡应放缓一级。2）路堤坡脚外应设置不小于2m宽的天然护道。在经济作物区地段,当能保证路堤稳定时，可设宽度不小于1m的人工护道或设坡脚墙；当有骨架护坡时应结合护坡基础综合考虑。（2）路堑边坡形式及坡率1）路堑两侧设不小于2m宽的侧沟平台。2）路堑边坡坡率及参数一般情况下可参考设计说明。5252二、大同至张家口高速铁路的路基内容（山西段） 2.2 主要设计原则 7. 过渡段正线路堤与桥

41、台、路堤与横向结构物连接处应设置过渡段，过渡段采用倒梯形；路堤与路堑、路堑与隧道连接处设置过渡段，应符合设计要求。改建京包线、韩原线按照铁路路基设计规范中级铁路设置过渡段，过渡段填筑A组填料，压实标准满足级铁路基床底层要求。建议采用铁路路基设计规范中的倒梯形过渡段形式。5353二、大同至张家口高速铁路的路基内容（山西段） 2.2 主要设计原则 8. 低路堤的处理（1）低路堤1）大张正线对于填土高度小于3.0m的路堤，其基床应满足前述要求，当不能满足时采取换填或地基加固处理等措施。设计考虑了两种情况。 当h2.0m（设计冻深）时。 当2.0m路堤高度h3.0m 时。5454二、大同至张家口高速铁

42、路的路基内容（山西段） 2.2 主要设计原则 8. 低路堤的处理（1）低路堤2）改建京包线、韩原线路堤高度小于2.5m的低路堤地段，基床表层厚度范围内的土质及其天然密实度应符合规范要求的填料要求及压实标准，否则换填处理；基床底层厚度范围内天然地基土的静力触探比贯入阻力Ps值不得小于1.5MPa，或天然地基基本承载力0不小于0.18MPa，否则应进行换填、改良或加固处理。设计考虑了两种情况。 当路堤高度0.6m时。 当0.6m8.59.0强夯法的有效加固深度估算表3.3 高速铁路的主要地基处理方法高速铁路的主要地基处理方法108108式中：D有效加固深度(m)；W夯锤重（kN）；H为落距（m）；

43、与土的性质和夯击能等因素有关的系数，一般变化范围为0.50.9。 10WHD109109110110 强夯法施工质量控制强夯法施工质量控制 1）在满夯时搭接面积不小于四分之一。 2）开夯前应检查夯锤重和落距，以确保单击夯击能量满足设计要求。 3）在每遍夯击前，应对夯点放线进行复核，夯完后检查夯坑位置，发现偏差或漏夯应及时纠正。 4）强夯处理范围和夯击点布置应满足设计要求。强夯夯坑中心偏移允许偏差不应大于0.1D（D为夯锤直径）。 5）强夯施工产生的噪声应符合建筑施工场界噪声界限（GB12532）的有关规定。 6）强夯后进行荷载板试验和触探试验，检测加固地基的承载力以及）强夯后进行荷载板试验和触

44、探试验，检测加固地基的承载力以及强夯处理的实际有效深度是否满足设计要求。强夯处理的实际有效深度是否满足设计要求。 7）对于湿陷性黄土的强夯地基加固处理还应在实际有效加固深度范）对于湿陷性黄土的强夯地基加固处理还应在实际有效加固深度范围内取样进行黄土的湿陷性试验。围内取样进行黄土的湿陷性试验。 现场施工技术人员和监理人员应认真及时地完成现场施工技术人员和监理人员应认真及时地完成“强夯地基检验批强夯地基检验批质量验收记录表质量验收记录表”的验收记录工作。的验收记录工作。3.3 高速铁路的主要地基处理方法高速铁路的主要地基处理方法1111113.3 高速铁路的主要地基处理方法高速铁路的主要地基处理方

45、法强夯法施工安全监控要点强夯法施工安全监控要点(1)施工现场应封闭管理。(2)当强夯施工产生的振动对临近的建（构）筑物和设备将产生影响时，应设置相应的监测点，必要时应挖设防振沟。(3)应在吊锤机械驾驶室前不影响视线的情况下设防护网，驾驶人员应佩戴防护镜，防止被弹石击打。(4)担任强夯作业的主机，应按照强夯等级的要求经计算选用,并根据计算结果设置必要的辅助门架。(5)夯机的作业场地应平整，门架底座与夯机着地部位应保持水平，当下沉超过100mm时，应重新垫高。(6)施工前应检查吊锤机械各部位的状态、钢丝绳的完好情况。(7)当夯锤起吊前，挂钩操作人员应先撤离。(8)起吊锤速度应均匀，夯锤或挂钩不得碰

46、吊臂，应在适当位置挂轮胎等进行防护。(9)夯锤下落后，在吊钩尚未降至夯锤吊环附近前，操作人员不得提前下坑挂钩。严禁锤上站人随锤提升。(10)作业后，应将夯锤放实在地面。(11)变换夯位后，应重新检查门架支腿，然后再将锤提升100300mm，检查整机的稳定性，确认可靠后，方可作业。 1121123.3.7灰土挤密桩灰土挤密桩灰土挤密桩包括石灰土挤密桩、水泥土挤密桩和柱锤冲扩桩等，适合对松软非饱和土的加固处理，如湿陷性黄土消除其湿陷性的加固处理。郑西客运专线对地基处理深度为22米以内的湿陷性黄土采用了水泥土挤密桩或柱锤冲扩桩的方法进行消除其湿陷性的加固处理。施工前应进行成桩试验，确定成孔设备、灰土

47、拌和设备、施工工艺参数。3.3 高速铁路的主要地基处理方法高速铁路的主要地基处理方法113113 灰土挤密桩施工质量控制灰土挤密桩施工质量控制 1）灰土挤密桩的数量、布置形式及间距满足设计要求。 2）桩长、桩顶标高及直径满足设计要求。 3）灰土拌和计量、桩体密实度、无侧限抗压强度及压缩模量满足设计要求。 4）灰土挤密桩处理后的桩间土干密度及压缩模量应满足设计要求。 5）灰土挤密桩复合地基完成后进行复合地基承载力检测。）灰土挤密桩复合地基完成后进行复合地基承载力检测。 6）对于湿陷性黄土的灰土挤密桩加固处理还应对加固深度范）对于湿陷性黄土的灰土挤密桩加固处理还应对加固深度范围内的桩间土取样进行湿

48、陷性试验。围内的桩间土取样进行湿陷性试验。 现场施工技术人员和监理人员应认真及时地完成现场施工技术人员和监理人员应认真及时地完成“灰土挤密灰土挤密桩检验批质量验收记录表桩检验批质量验收记录表”的验收记录工作。的验收记录工作。114114 3.3.8 CFG桩桩 CFG桩是CFG桩水泥粉煤灰碎石桩的简称(即cement fIying-ash gravel pile)。它是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和形成的高粘结强度桩，和桩间土、褥垫层一起形成复合地基。 对于津京、郑西、武广客运专线，由于是350km/h无砟轨道标准，为了有效地控制地基沉降，在软土和松软土地基段大量采用CFG桩进行地基处

49、理。其处理深度30m以内较经济。 CFG桩可用振动沉管机施工，也可用螺旋钻机。而选用哪一类成桩机和什么型号，要视工程的具体情况而定。对于成孔要求质量高的地区，使用长螺旋钻孔管内泵压成桩工艺。3.3 高速铁路的主要地基处理方法高速铁路的主要地基处理方法115115 CFG施工质量控制：施工质量控制： 1）CFG桩的数量、布置形式及间距符合设计要求。 2）桩长、桩顶标高及直径应满足设计要求。 3）褥垫层厚度和密实度应满足设计要求。 4）CFG桩施工中，每台班均须制作检查试件，进行28d强度检验。 5）成桩28d后应及时进行小应变检测、单桩静载试验或复合地基承载力试验。 6）施工注意事项，桩头凿除过

50、程中应采用切割法，不得采用影响桩身质量的野蛮凿桩头的方法。 7）现场施工技术人员和监理人员应认真及时地完成“CFG桩检验批质量验收记录表”的验收记录工作。116116 CFG桩出现的问题和解决方法桩出现的问题和解决方法1）泵送混凝土堵管问题，是其坍落度不满足要求, 坍落度应控制在160200mm,坍落度太大,易造成泌水、离析,泵压作用下,骨料与砂浆分离,导致堵管；坍落度太小时,混合料流动性差,也容易造成堵管;堵管会进一步造成灌注中断,降低泵送效率和泵送质量,易引起断桩。2）局部缩颈、夹泥问题，是遇软弱薄夹层时提速过快造成的。3）桩头存在局部断桩情况，是截桩头方法不当造成的，严格按施工要求作业。

51、4）在流塑状软土层中，出现砼料灌注充盈系数过大、桩头下沉、串孔等问题，注意应及时调整工艺，间跳施工，并与设计联系，核查地质资料 。5)在进行复合地基承载力试验时，承载板下应加15cm砂垫层，这样与桩通过褥垫层传力的实际受力状况是符合的。否则，若刚性的承载板直接与桩土接触，实际测到的是单桩承载力。117117 3.3.9 螺杆桩螺杆桩 螺杆灌注桩是一种新型的变截面异形桩，是在日本的高强度钢纤维混凝土预制螺纹桩的基础上创新而成的。它的全称为半螺旋钻孔管内泵压混凝土灌注桩，其形状是上部为圆柱型，下部为螺丝型的组合式新型桩，如右图。螺杆桩是国内目前唯一的一种无噪音、无污染、不取无噪音、无污染、不取土、

52、对周边建筑物无影响、承载力土、对周边建筑物无影响、承载力高、沉降小、造价低且施工快捷高、沉降小、造价低且施工快捷的桩型。3.3 高速铁路的主要地基处理方法高速铁路的主要地基处理方法118118 螺杆桩成孔过程中桩侧土体受到挤压，加密作用，成桩后部分土体形成螺纹，而桩侧土体形成螺母，桩体螺纹与桩侧土螺母紧密咬合，当桩顶受荷时，螺纹段的抗剪强度和桩端的端承载力组成，而螺纹段的抗剪力远远大于同等条件下的侧阻力，满足了附加应力的分布规律和应力分担比及刚度变化的要求，调整了土与桩之间的作用，桩侧土体应力分摊比及应力扩散度提高，桩端荷载减少，使桩身受力与土体受力协调一致。其成桩的过程大致可分为下钻、提钻两

53、个过程，并且在提钻的同时进行混凝土泵压灌注。螺杆桩的工艺流程如下图。119119 螺杆桩比长螺旋成孔CFG桩挤土性能好，与长螺旋成孔等直杆灌注桩相比单桩的极限承载力有显著提高。 螺杆桩由于钻头钻具均采用高强度合金制成，且动力和扭矩都在长螺旋基础上有所提高，因此可穿透卵砾石层和强风化岩层。其适用于淤泥质粘土、粉土、粘土、粉质粘土、中细沙、粒径小于20cm沙砾石层、强风化层、橡皮土等地层，不受地下水的限制。 螺杆桩由于后置配筋有较强的抗弯、抗剪和抵抗水平力的能力。 螺杆桩与其他常规桩型的优势螺杆桩与其他常规桩型的优势 螺杆桩与其他常规桩型的优势比较1201203.3 高速铁路的主要地基处理方法高速

54、铁路的主要地基处理方法 3.3.10混凝土打入桩混凝土打入桩 打入桩一般采用预制钢筋混凝土管桩或方桩,根据地质条件、桩型和桩体承载力可采用锤击法、振动法或静压法打入。桩的节点处理打入第二节桩成桩检验施工准备试桩桩机就位桩起吊就位桩的校 正打入第一节桩预制桩到位 打入桩施工流程图121121 打入桩质量控制要点打入桩质量控制要点 1）进行测量放样，平整场地，清除障碍物。核查地质资料，结合设计参数，选择合适的施工机械和施工方法。 2）按设计要求检验预制桩的质量。 3）施工前进行成桩工艺试验，确定施工工艺和参数，试桩数量应符合设计要求且不得小于2根。 4）打入桩的数量、布置形式及间距应符合设计要求，

55、桩长、桩顶标高、最终贯入度及压力应符合设计要求。 5）通过静载试验检测桩的承载力应满足设计要求。 6）现场施工技术人员和监理人员应认真及时地完成“打入桩检验批质量验收记录表”的验收记录工作。122122打入桩施工安全监控要点打入桩施工安全监控要点 桩锤在施打时，操作人员必须在距桩锤中心5m以外监视。 严禁吊桩、吊锤、回转或行走等动作同时进行。在桩和锤起吊情况下，操作人员不得离开岗位。 插桩后，应及时校正桩的垂直度。桩进土3m以上时，严禁用打桩机行走或回转动作来纠正桩的倾斜度。 拔送桩时，不得超过桩机起重能力。 锤击或人工沉管时，严禁用手拨正桩头垫物。打桩时周围不得站人，禁止桩锤未击打到桩顶即抬

56、起或刹车。 打桩过程中，遇贯入度剧变、桩身突然发生倾斜、位移或有严重回弹以及桩顶或桩身出现裂缝或破碎等情况时应暂停施工，经处理后再行施工。123123 打入桩出现的问题和解决方法打入桩出现的问题和解决方法 1）地面隆起、土体水平位移，调整施工工艺，采用间跳打桩，保证整体均匀变形。 2）对于遇到有流塑状软土层，且附近有重要建筑物时，应采用静压桩施工，放缓施工速度，进行位移监测，保证对邻近建筑物的影响是在安全和可控的范围内。 3）遇到硬夹层，打不到设计标高。增加锤击能量、改变桩头形式，成片打不到设计标高，应与设计联系并核查地质资料。 124124 3.3.11桩板、桩筏、桩网结构桩板、桩筏、桩网结

57、构3.3.11.1 桩板结构桩板结构 桩与板直接连接承受路基填土桩与板直接连接承受路基填土+轨道荷载、或直接承受轨道荷载的结构轨道荷载、或直接承受轨道荷载的结构形式为桩板结构。形式为桩板结构。桩板结构-1，桩板连接。板放置在地基面与桩直接用钢筋连接形成一整体受力结构的形式，桩采用预制混凝土打入桩或灌注混凝土桩，如图1所示。这种结构在客运专线的软基处理中得到应用。 3.3 高速铁路的主要地基处理方法高速铁路的主要地基处理方法图图1 桩板结构桩板结构-1，桩桩+板连接板连接（路基基底）结构（路基基底）结构 1251253.3 高速铁路的主要地基处理方法高速铁路的主要地基处理方法桩板结构-2，桩+托

58、梁+板连接。桩通过托梁与承台板连接，承台板纵向三跨设一沉降缝，承台板与无砟轨道结构直接相连，桩采用钻孔灌注混凝土桩，如图2所示。这种结构在郑西客运专线灵宝段隧道出口的湿陷性黄土路堑段和遂渝线无砟轨道试验段中得到应用。 桩板结构-3，桩直接与板连接，板为连续结构，长度达1000m，板不与无砟轨道结构直接相连，采用级配碎石过渡连接，桩采用钻孔灌注混凝土桩，如图3所示。这种结构在郑西客运专线的新华山站和新临潼站的路基结构中得到应用。 图图2 2 桩板结构桩板结构-2-2，桩桩+ +托梁托梁+ +板连接结构板连接结构 图图3 3 桩板结构桩板结构-3-3，桩桩+ +板连接（路基上部）结构板连接（路基上

59、部）结构1261263.3 高速铁路的主要地基处理方法高速铁路的主要地基处理方法 3.3.11.2 桩筏结构桩筏结构桩与板通过级配碎石褥垫层连接，承受路基填土桩与板通过级配碎石褥垫层连接，承受路基填土+轨道荷载、或直接承轨道荷载、或直接承受轨道荷载的结构形式为桩筏结构。受轨道荷载的结构形式为桩筏结构。桩筏结构-1，在路堤地段，桩与板之间用级配碎石褥垫层连接，形成路堤受力结构的形式，桩采用CFG桩或混凝土打入桩，如图4所示。这种结构在各客运专线的地基处理中采用的较为普遍。图图4 4 桩筏结构桩筏结构-1-1，路堤结构路堤结构1271273.3 高速铁路的主要地基处理方法高速铁路的主要地基处理方法

60、 桩筏结构-2，在路堑及零填方段，桩与板之间用级配碎石垫层连接，形成受力结构的形式，桩采用CFG桩或混凝土打入桩，如图5所示。这种结构在京津城际的路基结构中得到应用。图5 桩筏结构-2，路堑结构1281283.3 高速铁路的主要地基处理方法高速铁路的主要地基处理方法 3.3.11.3桩网结构桩网结构 桩与土工合成材料加筋的级配碎石垫层网组成承受路基填桩与土工合成材料加筋的级配碎石垫层网组成承受路基填土土+轨道荷载的结构形式为桩网结构。轨道荷载的结构形式为桩网结构。桩网结构-1，在路堤地段，桩与土工合成材料加筋的级配碎石垫层网形成路堤受力结构的形式，桩采用CFG桩或混凝土打入桩，如图6所示。这种