從德、法、日三國針對(duì)我國高速鐵路設(shè)計(jì)咨詢結(jié)果來看,德、法強(qiáng)調(diào)控制路基的不均勻沉降,其追求沉降的目標(biāo)是不均勻沉降為零;工后沉降5cm或3cm的指標(biāo)相對(duì)而言較為嚴(yán)格,如何確保路基沉降變形滿足質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求成為路基工程的重點(diǎn)課題。我國很早開始對(duì)高速鐵路基礎(chǔ)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了一系列的研究,在借鑒國外高速鐵路大量理論、試驗(yàn)和建設(shè)實(shí)踐的基礎(chǔ)上,相繼制定了有關(guān)設(shè)計(jì)暫行規(guī)定和設(shè)計(jì)指南,初步形成了我國客運(yùn)專線技術(shù)體系。為保證列車高速、平穩(wěn)、舒適、安全運(yùn)行,我國相關(guān)規(guī)定路基工后沉降量不應(yīng)大于5cm,沉降速率應(yīng)小于2cm/年,橋臺(tái)臺(tái)尾過渡段路基工后沉降量不應(yīng)大于3cm;無蹅軌道路基工后沉降量不大于15mm,不均勻沉降變形20mm/20m。
無砟軌道鋪設(shè)條件評(píng)估的重點(diǎn)應(yīng)是線下工程的沉降變形,評(píng)估應(yīng)綜合考慮沿線路方向各種結(jié)構(gòu)物間的沉降變形關(guān)系,以標(biāo)段為單位實(shí)施。
無砟軌道鋪設(shè)條件的評(píng)估數(shù)據(jù)必須采用先進(jìn)、成熟、科學(xué)的檢測(cè)手段取得,且必須真實(shí)可靠,全面反映工程實(shí)際狀況。
沉降變形觀測(cè)、評(píng)估過程是確定鋪設(shè)無砟軌道的關(guān)鍵時(shí)間節(jié)點(diǎn)和關(guān)鍵工序的主要依據(jù)之一,必需加強(qiáng)沉降變形觀測(cè)的過程控制。
下面就京石鐵路客運(yùn)專線路基沉降觀測(cè)控制對(duì)路基沉降觀測(cè)進(jìn)行簡要介紹:
沉降變形相關(guān)基本概念
變形的定義
線下結(jié)構(gòu)由于荷載、環(huán)境等作用引的起隨時(shí)間發(fā)生的位移。
沉降的定義
基礎(chǔ)設(shè)施在豎直方向產(chǎn)生的變形,包括下沉和隆起,向下為“正”,向上為“負(fù)”。 主要包括以下五項(xiàng):
工后沉降:在鋪軌工程完后(指有蹅軌道工程竣工或無蹅軌道道床工程完后,下同)以后,基礎(chǔ)設(shè)施產(chǎn)生的沉降量。工后沉降標(biāo)準(zhǔn)與項(xiàng)目建設(shè)速度目標(biāo)、軌道類型、施工類型、施工日期、軌道維修養(yǎng)護(hù)標(biāo)準(zhǔn)和維修周期、工程投資大小等因素相關(guān),同時(shí)也與地質(zhì)勘探試驗(yàn)、沉降計(jì)算、沉降觀測(cè)、工后沉降預(yù)測(cè)等的方法和精度密切相關(guān)。
均勻沉降:鋪軌工程完成后,一定區(qū)域范圍內(nèi)路基沉降量的相同性及其分布。
不均勻沉降:鋪軌工程完成后,一定區(qū)域范圍內(nèi)不同測(cè)點(diǎn)路基沉降量的差異大小及其分布。
臺(tái)后沉降:鋪軌工程完成后,橋臺(tái)臺(tái)尾過渡段路基工后沉降量。
差異沉降:鋪軌工程完成后,路基與橋臺(tái)、隧道等結(jié)構(gòu)物間的沉降變形量差。
路基沉降的組成
路基的變形主要由路基本體和地基基礎(chǔ)的變形組成;路基本體的變形通常指基床表層、基床底層和基床下路堤的變形。路堤結(jié)構(gòu)各部的沉降組成見表2-1。
。1)、基床表層:通常由級(jí)配碎石或級(jí)配砂礫石組成;脖韺拥淖冃卧谔钪瓿杉s1周后基本自調(diào)完畢,該變形量可以忽略不計(jì)。
。2)、基床底層:通常采用容易碾壓密實(shí)的A、B組填料或采用改良的C組填料。
。3)、基床以下路堤:其變形量大小主要取決于土體的物理特性和土體自身的壓密特性以及壓實(shí)時(shí)的含水量;其變形調(diào)整和穩(wěn)定時(shí)間取決于土體自身特性、含水量大小、壓實(shí)功大小和上覆土體的壓實(shí)過程,當(dāng)填料為化學(xué)改良土(摻加石灰、水泥)時(shí),由于壓實(shí)功以及改良劑的作用,路基本體變形逐漸減小并趨于穩(wěn)定。當(dāng)填料為砂礫土或碎石土?xí)r,其變形量大小和穩(wěn)定時(shí)間可認(rèn)為是確定的,一般在路基施工完成后一年趨于穩(wěn)定。