铁路路基沉降原因分析及解决措施

摘要：随着我国社会经济的高速发展，当前我国各地对于交通系统提出了更高的要求。铁路建设是我国在交通战略布局中重要的一环，“十四五”时期，铁路将加快推进“八纵八横”高速铁路主通道建设，路基属于铁路建设中重要组成部分，只有保证路基安全稳定才可以确保铁路运行的安全。但是从我国各地铁路运行情况来看，部分地区路基存在沉降的情况，将会带来极大的安全隐患。本文针对铁路路基的重要性以及导致铁路路基沉降的原因进行了分析，探究出了解决铁路路基沉降问题的策略。

关键词：铁路路基;沉降原因;解决措施

引言：

在铁路维护的过程中，路基病害整治是很重要，只有保证路基的质量才能更好地保证铁路正常运行。在铁路路基中最常见的病害为路基沉降，应当针对路基沉降的原因进行全面的分析，采取合适的方法做好相应的加固工作，减少路基沉降出现，更好地保障铁路系统的安全运行。

一、铁路路基的重要意义

铁路路基是承受并传递轨道重力及列车动态作用的结构，是轨道的基础，是保证列车运行的重要建筑物。尤其是高速线路运行的平稳性以及旅客的舒适性是检验基础设施工程质量的重要指标之一，我们应当对铁路路基建设中存在的各种因素，进行全面的研究和分析。[1]铁路路基做好沉降控制工作，不仅可以极大地提高火车在运行过程中的安全性和乘客的舒适性，同时也可以有效地减少铁路路基沉降导致的返工情况，有效地控制工程项目的施工成本，从而带来更好的经济效益。

二、铁路路基出现沉降的原因

1.铁路路基填料压实度不足

由于压实度不足，导致土体前期固结压力小于自重应力和各种附加应力之和，在自重作用下就会发生沉降变形。附加应力包括车载、含水量变化造成土体容重的改变、地下水位升降而导致浮力作用改变、土体饱和度改变引起负孔隙水压力改变等。地基沉降计算方法是假定侧向完全受限，但土体压实度不足还会导致填土路基的侧向变形，从而引起沉降。土体压实度不足主要原因有以下几点：

（1）填方土体的最佳含水率控制不当，压实效果不能达到规范要求。

（2）由于工期和安全进度影响，在施工过程中存在碾压压力和遍数不满足规范要求。

（3）当路堤填高到一定高度之后，路堤边缘往往存在压实度不足问题。

（4）路堤填筑流程没有严格按照施工规范要求采用“三阶段、四区段、八流程”的施工工艺平行流水作业。

2.地基处理不当

我国不同地区有着不同的地质条件，如华东地区存在着较为特殊的软土地基，必须对这些地基采取针对性的手段进行加固处理。虽然在勘察设计阶段做好了设计工作，但由于地层变化或施工技术影响，处理方案和实际情况之间往往存在着不匹配的现象。此外地下水的交替作用使得路基本体内含水量反复变化，毛细水张力引起的负孔隙水压力达到相当的数值，使土体产生沉降。地下水侧向补给、降雨补给、地表水侧向补给等动态变化和侵蚀作用使土体中有效应力分布和土体结构特征及强度发生变化，进而引发沉降问题。

3.铁路路基填料选择不合理

路基填料应通过地质调绘和勘探、试验工作查明料源岩土性质、分布和储量，确定填料来源、分类、分组名称、调配方案、改良措施等。[2]。填料级配不满足要求，碾压分层厚度较大，小颗粒填料和软弱物质难以得到有效压实，在荷载长期作用下，填料会产生不协调沉降变形;稳定性较差填料如高液限黏土、粉质黏土等容易使路堤产生变形;不同填料填筑路堤时，如果没有采用相应的施工填筑方法，则容易造成碾压后产生不均匀性沉降;部分铁路路基的填料整体的含水量过高，使得在填充之后密实度达不到要求。

三、控制铁路路基沉降的策略

路基沉降包括路基施工沉降和工后沉降，由于工后沉降是指铺设轨道后出现的，对后期铁路运营产生较大影响，一般由路基填土在自重及上部列车荷载作用下产生压密沉降和残余沉降，在动荷载作用下产生弹性变形和累积的塑性变形。因此工后沉降是路基沉降的重点控制对象。[3]

1.做好科学合理施工方案的设计

地基处理设计应满足稳定和沉降变形控制等要求。地基处理施工应作为控制工程优先安排，按照先试验、后施工的原则，并根据施工反馈信息优化施工工艺与参数。地基处理方案应根据场地地质条件、铁路等级、轨道类型、荷载大小、环境及工期等因素合理确定。对于地基做好加固处理。[4]

2.做好地基处理措施及参数的选择

根据不同的地质条件一般选择换填垫层、冲击（振动）碾压、强夯及强夯置换、袋装砂井及塑料排水板、碎石桩、挤密碎石桩、灰土挤密桩、柱锤冲扩桩、水泥土搅拌桩、旋喷桩、CFG桩、钢筋混凝土桩网结构或桩板结构、注浆等地基处理工程措施。

铁路路基稳定性分析的强度参数，应根据土工试验和原位测试成果，并结合当地经验综合确定。施工前应在有代表性的场地上进行现场试验或试验性施工，并进行必要的测试，以检验设计参数和地基处理效果。如达不到设计要求，应查明原因，调整设计参数或改用其他地基处理方法。

3.做好路基沉降监测

由于路基沉降的计算涉及勘察设计、施工、质量检测等诸多环节，精度难以得到保证，应以施工过程的现场监测数据进行分析。因此，路基应根据不同的地基条件开展施工期间的沉降监测与评估分析，以满足路基沉降的控制要求。沉降监测可以监测填土过程中地基的稳定性控制填土速率，同时也可以推测地基的沉降变形规律，推断最终沉降是否满足规范要求。沉降变形监测的内容包括路基面沉降监测、路基本体沉降监测、基底沉降监测、深厚层地基分层沉降监测、软土地基水平位移监测等方面。

结语：

铁路路基的建设作为技术含量较高的工程项目，体现我国科学技术发展的重要标志，本文针对路基沉降控制的意义、原因及措施作了简要的分析。在开展铁路路基施工的过程中，应当根据实际情况选择合适的施工方案，从而有效地提高铁路运行的平稳性及旅客的舒适性。

参考文献：

[1]甄相国，甄精莲.铁路路基施工质量控制与沉降预防对策研究[J].科技资讯，2020，18（29）：87-89.

[2]中铁第一勘察设计院集团有限公司.TB 10001-2016《铁路路基设计规范》[S].中国铁道出版社，2016.

[3]庄文峰.铁路路基施工质量控制与沉降预防对策[J].居业，2019，（01）：129+131.

[4]毛波.谈铁路路基沉降问题及其控制措施[J].工程建设与设计，2018，（13）：99-100.