高速铁路路基变形监测-认识高速铁路路基

项目五高速铁路路基变形监测任务一认识高速铁路路基任务二

路基沉降变形监测的目的及技术要求任务三路基沉降变形监测实施方案ＣＯＮＴＥＮＴＳ目录任务一

认识高速铁路路基项目五高速铁路路基变形监测高速铁路路基是一种土工结构物。对其设计应考虑路基结构的受力及变形要求、填筑材料类型的要求、结构尺寸的要求、压实标准的要求等。一、高速铁路路基设计原则项目五高速铁路路基变形监测

(1)路基结构的受力及变形要求主要考虑——在列车荷载作用下，路基表层最大动应力和动变形值，以及经地基处理后满足高速铁路路基平顺性要求的路基工后沉降值。一、高速铁路路基设计原则(2)路基结构形式及尺寸要求主要考虑——路基表层、路基底层、路基本体、路肩等部分组成的路基断面形式，以及路基结构厚度、路基宽度、路肩宽度、边坡坡度等尺寸。项目五高速铁路路基变形监测

(3)路基填筑材料类型要求主要考虑——对路基不同结构部位填筑材料的要求，如级配碎石，A、B、C组土及改良土等。(4)路基压实标准要求主要考虑——对路基不同结构部位的填筑材料提出的压实标准，如压实系数K、地基系数K30及动刚度值等。一、高速铁路路基设计原则项目五高速铁路路基变形监测《高速铁路设计规范》（TB10621一2009）规定，高速铁路路基基床由表层和底层组成，如图5-1所示。图5-1高速铁路有砟轨道双线路堤标准横断面示意图（尺寸单位：m）一、高速铁路路基设计原则项目五高速铁路路基变形监测基床表层厚度有砟轨道为0.7m，无砟轨道为0.4m，基床底层厚度为2.3m。

基床表层应填筑级配碎石，压实标准应符合：压实系数≥0.97，地基系数K30≥190MPa/m，动态变形模量Evd≥55Mpa；

基床底层应填筑A、B组填料或改良土，压实标准应符合：压实系数≥0.95，对于砂类土及细砾土，地基系数K30≥130MPa/m，对于碎石类及粗砾土，K30≥150MPa/m，动态变形模量Evd≥40MPa。一、高速铁路路基设计原则项目五高速铁路路基变形监测基床以下路堤宜选用A、B组填料和C组碎石、砾石类填料，其粒径级配应满足压实性能要求，压实标准应符合压实系数≥0.92，对于砂类土及细砾土，地基系数K30≥110Mpa/m，对于碎石类及粗砾土K30≥130MPa/m。一、高速铁路路基设计原则项目五高速铁路路基变形监测对台尾过渡段的设置结构形式、填筑材料及压实标准提出了要求。路桥台过渡段采用纵向倒梯形断面形式，如图5-2所示。图5-2台尾过渡段设置图一、高速铁路路基设计原则项目五高速铁路路基变形监测过渡段长度为：L=a+（H-h）×n（5-1）式中：L——过渡段长度；H——台后路堤高度；h——基床表层厚度；a——倒梯形底部沿线路方向长度，取3~5m；n——常熟，取2~5m。过渡段采用级配碎石分层填筑，压实标准应满足：压实系数≥0.95，K30≥150MPa/m、Evd≥50MPa。一、高速铁路路基设计原则项目五高速铁路路基变形监测任务一认识高速铁路路基任务二

路基沉降变形监测的目的及技术要求任务三路基沉降变形监测实施方案ＣＯＮＴＥＮＴＳ目录任务一

认识高速铁路路基项目五高速铁路路基变形监测路基工程是铁路工程建设项目中所占比例较大的工程，在线下工程中占有举足轻重的地位。随着铁路向高速化发展，路基标准及施工状况直接影响列车高速、平稳、舒适和安全的技术指标。二、我国高速铁路路基的发展情况项目五高速铁路路基变形监测我国高速铁路路基的技术标准及主要参数，是60世纪90年代以来在高速铁路“八五”、“九五”研究成果的基础上，吸收了国外高速铁路路基施工和建设的经验；在设计过程中借鉴、消化、吸收了国外铁路设计新方法和新标准；并经有关部门多次组织国内专家的论证而最终确定的。二、我国高速铁路路基的发展情况项目五高速铁路路基变形监测高速铁路路基工程有如下技术特点：路基填筑质量标准高路基基床表层采用级配碎石强化结构严格控制路基变形和工后沉降路基动态设计路基质量评估二、我国高速铁路路基的发展情况1、路基填筑质量标准高高速铁路提出路基填筑采用双控压实标准的新概念。高速铁路路基施工标准较目前的国铁标准提高了很多，路基填筑根据不同部位，提出了压实系数K、地基系数K30及动态变形模量Evd等控制标准。项目五高速铁路路基变形监测二、我国高速铁路路基的发展情况为此，要求各施工单位在正式进行路基施工前必须做路基填筑试验段的压实工艺试验。针对不同土质，在试验室得出最大干密度和最佳含水率的基础上，控制现场含水率范围、虚铺厚度，并采用重型压实机械压实，得到压实度和碾压遍数的关系，以指导大面积施工。项目五高速铁路路基变形监测二、我国高速铁路路基的发展情况1、路基填筑质量标准高铁路路基的基床表层是路基直接承受列车动荷载的部分，是路基设计中最重要的部分之一。项目五高速铁路路基变形监测2、路基基床表层采用级配碎石强化结构二、我国高速铁路路基的发展情况在基床表层采用级配碎石结构主要作用是：①增强线路强度，使路基更加坚固、稳定，并具有一定的刚度；②均匀扩散作用到基床土面上的动应力，使其不超出下部基床土的容许动强度；③隔离作用，防止道砟压入基床及基床土进入道砟层；④防止雨水浸入使基床软化，防止发生翻浆冒泥等基床病害；⑤满足基床防冻等特殊要求。项目五高速铁路路基变形监测2、路基基床表层采用级配碎石强化结构二、我国高速铁路路基的发展情况为保证级配碎石的施工质量，施工技术细则中对级配碎石的材料质量、颗粒粒径级配范围、含水率、拌合、摊铺及碾压工艺和压实质量控制方法等提出了技术要求，施工过程中进行了严格地控制。项目五高速铁路路基变形监测2、路基基床表层采用级配碎石强化结构二、我国高速铁路路基的发展情况高速铁路对路基工后沉降提出了严格要求，无砟轨道路基工后沉降不宜超过15mm，有砟轨道路基工后沉降要求满足表5-1规定。项目五高速铁路路基变形监测表5-1有砟轨道路基工后沉降控制标准3、严格控制路基变形和工后沉降二、我国高速铁路路基的发展情况为保证施工期间松软、软土地基满足工后沉降控制的要求，针对强度低、压缩性大、渗透系数小的软土地基采用了排水固结法和复合地基法进行地基加固处理、以保证施工过程中尽量完成沉降变形。在工期紧标准高的情况下，在部分地段的基床底层填筑时采用土工格室(栅)加筋垫层和堆载预压的方法进行处理，以加快沉降和保证地基的稳定。项目五高速铁路路基变形监测3、严格控制路基变形和工后沉降二、我国高速铁路路基的发展情况为了有效地控制工后沉降量及沉降速率，高速铁路开展了动态设计。在每个松软、软土地基工点及台尾过渡段均于路基中心、两侧路肩及边坡坡脚之外设置沉降和位移观测设备，并提出了观测控制标准和随施工进程而定的观测频次及观测精度，及时绘制填土—时间—沉降曲线。项目五高速铁路路基变形监测4、路基动态设计二、我国高速铁路路基的发展情况一方面控制填土速率，保证了路基在施工过程中的安全与稳定，避免施工控制不当而产生过大附加沉降。同时，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，提出基床底层顶面抬高值，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。项目五高速铁路路基变形监测4、路基动态设计二、我国高速铁路路基的发展情况针对高速铁路箱梁运架过程中的路基安全稳定问题及铺轨前路基质量状况进行了路基质量评估工作。高速铁路大部分桥梁为预制梁，梁体结构尺寸及质量均较大，其中24m双线整孔箱梁重达540t，加上运架设备总重已超过800t。通过路基运架远超过设计荷载，为保证通过运架梁段的路基安全稳定，特对高填方、桥头及软基地段进行安全监测评估，确保了箱梁运架的顺利完成。项目五高速铁路路基变形监测5、路基质量评估二、我国高速铁路路基的发展情况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。项目五高速铁路路基变形监测1、控制路基变形三、高速铁路路基特点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。项目五高速铁路路基变形监测1、控制路基变形三、高速铁路路基特点路基刚度的不平顺则会给轨道造成动态不平顺，研究表明，由刚度变化引起的列车振动与速度的平方成正比。列车速度越快，刚度变化越剧烈，引起列车振动越强烈。轻则使旅客舒适度降低，重则影响列车运行安全。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。项目五高速铁路路基变形监测2、路基刚度的均匀性三、高速铁路路基特点在列车运营时，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。路基工程必须保证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