哈大客运专线软土路基的结构特点及施工体会.doc

1、哈大客运专线软土路基的结构特点及施工体会摘要：本文以哈（尔滨）大（连）客运专线 TJ-2 标为例介绍了软土路基的结构特点及施工体会，对软基处理、基床表层的填筑、过渡段的施工等关键工序的施工工艺进行了总结，尤其对沉降观测的特点及对软土路基施工控制的作用进行了详细的探讨。 关键词：客运专线软土路基过渡段级配碎石工后沉降 Abstract: In this paper, Kazakhstan (bin) (even) Passenger Dedicated TJ-2 standard as an example of the structural characteristics of the sof

2、t soil subgrade and construction experience on soft ground treatment, the surface of the filling of the foundation bed, the construction of the transition sectionsummarized the key process of the construction process, especially the detailed discussion of the observed characteristics of settlement a

3、nd the role of the soft soil roadbed construction control.Keywords: Passenger Line soft soil subgrade transition section grading macadam workers settlement 中图分类号：TU7 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012） 哈大客运专线 2 标自沈阳北站至吉林省四平站，全长 162.8Km，起讫里程为 DK404+200-D1K579140。 共有软土、松软地基 31.8km，全部是软土、松软地基，其中路基27.4km，其余为桥涵

4、。 软土、松软路基的工后沉降能否控制在 15cm 以下是成功的关键。哈大客运专线软土路基试验段位于 DK468+870 至 DK472+870 处，全长4.OKm。试验段提前开工，在做好地基加固质量检测，地基加固处理的效果观测，路基填土特殊质量检测等试验工作的基础上，取得试验成果来验证、完善、指导全管段的设计施工。 1 工程概况 1.1 哈大线的设计技术标准 线别：客专；正线数：双线；时速：35Okm/h；限制坡度：8；最小曲线半径：一般 3500m、困难地段 3000m；牵引种类：电力；道发线有效长：650m；闭塞方式：自动闭塞。 1.2 自然特征 TJ-2 标管段，系辽河西部冲积平原，海拔

5、 4m 左右，地势开阔平坦，主要由冲、洪积物堆积而成，属滨海低洼地段。表层为褐黄色砂粘土，软（流）塑态，厚 2-lOm 不等，夹杂有粉（细）砂透镜体；其下为细砂，褐灰色，饱和，松散-密实。地下水为第四系孔隙水，主要受大气降水补给，地下水埋深为 0.52.Om。地震基本烈度为 Vl 度。气候特点：四季分明，冬季寒冷，降水量少，春季风大，夏季炎热多雨，秋季干爽，属暖温带-中温带、亚湿润-亚干旱季风气候区。铁路工程气候分区为寒冷地区。沿线最高气温在七、八月份，雨量也集中在七、八月份，最冷月份为每年元月份；历年极端最高气温 34.9 -41.8；历年极端最低气温-31.5-18.9；最大积雪深度 20

6、cm；沿线最早冻结日期为 11 月 11 日，解冻最晚日期为 4 月 4 日。最大冻结深度达 1.5m。 1.3 软土的地质特征 软土地段地层为淤泥质砂粘土及淤泥质粘土，其主要物理、力学指标：天然含水量 36.0 -46.4%，天然孔隙比 1.02-1.21，液性指数 1.08-2.00，天然容重 18.4-19.OKN/m3，凝聚力 3.9-10.4KPa内摩擦角 3.5-7.6，压缩系数 0.58-0.85。为海陆交互相沉积，厚度不均匀，一般厚1.5-5.7m，上覆厚 0.0-5.2m 的硬壳层，其力学性质也较差。 2 软土路基的结构特点 哈大客运专线路基工程必须满足哈大客运专线铁路路基施

7、工技术细则（试行） （以下简称细则 ）中规定的“工后沉降量不得大干15cm（桥台过渡段不得大于 8cm)及年沉降量不得大干 4cm”的要求，并须在通过饱和软粘土地区的困难条件下达到上述要求。 2.1 地基处理方法及原则 2.1.1 软基处理的设计原则：一般路基地段采用排水固结法，如：袋装砂井、塑料排水板、换填渗水土（软土路基的浅层处理） 。路桥过渡段采用复合加固方式，如：粉喷桩、砂桩、碎石桩。涵洞基础的处理方法为：深层搅拌桩、高压喷射桩以及换填碎石。当部分地段路基工后沉降不能满足要求时，采取堆载预压处理。 2.1.2 软基处理方法：塑料排水板、袋装砂井、砂桩、碎石桩、粉喷桩、高压喷射注浆（旋喷

8、桩） 、深层搅拌桩、抛填片石、换填渗水土（浅层处理） 。 2.1.3 土工合成材料大量采用 袋装砂井的编织袋、塑料排水板、土工格栅(单、双向、玻璃纤维)、土工格室、固土网垫等土工合成材料在软基处理地段大量采用。 2.1.4 软土路基沉降观测 通过对软基沉降、土的侧向位移等的观测，摸索填土速率、预压时间、固结程度、沉降变形等的规律，在施工中再根据动态观测的具体情况加以调整，控制施工过程、工期，确保路堤的稳定、安全，最终满足工后沉降的要求。 2.1.5 超载预压 在路基施工完成后对于工后沉降不满足要求的地段进行堆载预压，部分地段进行超载预压，超载预压是为了缩短堆载预压时间，使软土路基尽量在最短的时

9、间内完成排水沉降过程。 2.2 路基结构特点 2 2.1 路基结构 软土路基横断面结构从下至上依次是：封层土：要求用细粒土填筑在清表后的软土地基上，路基中心高出原地面 20cm,两端与原地面平，形成自然排水坡面，该层起封闭地基、让地下水在其面上排出；排水层：用中粗砂或碎石填筑，该层起横向排水通道作用，地下水通过袋装砂井、塑料排水板、砂桩、碎石桩等竖向排水通道排出到该层，从该层横向排出到两边的排水沟；路堤本体：用 C 类及以上土填筑；基床底层：该层厚 1.9m，用 A、B 组填料和改良土填筑；基床表层：该层厚0.6m，用级配碎石和级配砂砾石填筑；道碴层：厚 0.5m，全部采用一级道碴。 2.2.

10、2 分层检测方法和标准：见表 l。路基每层作用不同，每层的填料不同，同时每层的检测方法及检测标准也各不相同。 表 1 分层检测方法和标准表 （表中 K30 为地基系数，单位：MPa/m；K 为压实系数；n 为孔隙率，单位：%） 2.3 过渡段的设置方式 由于路基与横向结构物（桥梁、涵洞等）刚度差别很大，一方面引起轨道刚度的变化，另方面，路基与横向结构物的沉降也不一致，在过渡点附近极易产生沉降突变，导致轨面发生弯折。当列车高速通过的时候，必然会增加列车与线路的振动，引起列车与线路结构的相互作用力的增加，影响线路结构的稳定，甚至危及行车安全。在路基与横向结构物之间设置一定长度的过渡段，可使轨道的刚

11、度逐渐变化，并最大限度地减少两者之间的沉降差，降低列车与线路的振动减缓线路结构的变形，保证列车安全、平稳、舒适地运行。 有二种类型的过渡段，但在施工过程中我们提出了另一种形式的过渡段。 2.3.1 路堤与桥台过渡段。 过渡段采取填筑级配碎石或填筑 A、B 组土。每填 30cmA、B 组土时，中间铺设一层双向土工格栅，地面以下部分填渗水土。 2.3.2 路堤与涵洞间的过渡段 过渡段填筑级配碎石地面以下部分填渗水土。 2.3.3 涵洞间过渡段 由于哈大线涵洞群众多，且相邻的涵洞多，有的二组相邻，有的三组相邻，有的四组相邻，甚至五组相邻。相邻涵洞的间距有的很小，只有 1-2m。由于净间距小于 lOm

12、，大型施工设备无法进入，因而填土无法保证填筑质量；而且由于该部分地基处理与涵底处理不一致，导致它们之间的沉降差别很大。在试验段施工中，我们提出了填级配碎石的方案，得到设计、甲方的认可。故将其归纳为第三类过渡段。 2.4 基床表层的强化处理 2.4.1 基床表层的作用 基床表层是铁路路基最重要的组成部分，是轨道的直接基础，其主要作用：增强线路强度，使路基更加坚固、稳定，并具有一定的刚度，使列车通过时的弹性变形控制在一定范围；扩散作用到基床土面上的动应力，使其不超出基床土的允许动应力；防止道碴压入基床土及基床土进入道碴层；防止雨水浸入基床使基床软化，并保证基床肩部不被雨水冲刷；防冻。 2.4.2

13、基床表层的强化处理 对基床表层用级配碎石进行封闭。级配碎石的材料粒径级配及品质符合铁路碎石道床底碴(TB/T2897)的有关规定，且与上部道床道碴及下部填土之间的颗粒级配应满足 D1530%, 0.5mm 筛以下的细集料中通过 0.075mm 筛的颗粒含量30%66%；粘土团及其它杂质含量的质量百分率 0.8%2%；粒径小于0.5mm 的细集料液限 21%28%，塑限 16%，塑性指数 5%?6%。 粒径组成及质量配比：2-4cm：l-3cm：0.5-2cm：0.5-lcm：石屑=5:13:19:27:36。级配碎石最佳含水量 5.6%， （远距离运输宜加大水量1-2 百分点） ，最大干密度 2.34g/cm3，级配碎石的毛体积比重 2.65 g/cm 3。 3.4.2 施工准备 验收基床底层，对路基中线、标高、宽度、横坡、平整度以及压实度、地基系数、孔隙率进行复测，经复测各项技术指标符合设计要求。 每 lOm 断面设置中线控制桩和边线控制桩，根据每车混合料摊铺面积，用白灰画出方格卸料框，在路基两侧分别加宽 30cm，以保证边坡的