高速铁路中低压缩性土路基工后沉降控制与技术管理体系

中低压缩性土是高铁路基的主要承载地层，对其性能的认知水平和处理技术直接决定了高铁路基沉降控制效果和建造成本。对中低压缩性土近十多年研究成果进行系统总结的基础上，首先，介绍高铁中低压缩性土路基工后沉降控制技术管理体系及其各重要组成部分；然后，分别详细论述了中低压缩性土变形特性与分类标准、毫米级工后沉降计算方法以及地基处理等核心技术；最后，通过工程实例从土性分类、工后沉降计算、地基处理措施以及监测反馈、评估等各环节，展示高铁中低压缩性土路基工后沉降控制技术管理体系在工程实践中的应用。结果表明，高铁中低压缩性土路基工后沉降控制与技术管理体系可以实现中低压缩性土判别分类、高精度沉降计算、经济适宜的地基处理、变形监控反馈的有效衔接，从管理角度实现建设、勘察、设计、施工、监测、评估各个单位的协同工作，达到动态闭环控制，确保高铁中低压缩性土路基满足“毫米级”工后沉降要求。     

高速铁路中低压缩性土路基沉降计算与分析

高速铁路路基沉降计算与分析是路基设计及评估的重要环节。为准确计算高速铁路中低压缩性土路基沉降，从中低压缩性土的工程特性出发，基于考虑时间效应的压缩层厚度计算方法和分层连续加载下地基沉降计算理论，建立更适应于高铁路基荷载特征的高铁中低压缩性土路基沉降计算方法。利用吉珲铁路珲春试验工点得到的地基土物理和力学指标，计算路堤分级堆载条件下，不同埋深处上层硬塑粉质黏土和下层全风化泥质粉砂岩地基的时效变形规律。结果表明，在路基填筑过程中，基底附加应力计算方法获取的基底附加应力与实测值较为吻合。进一步对比理论与现场实测结果发现，截至第700天，地基总沉降的计算误差约2 mm;地基分层沉降的理论值与计算值误差在±5%以内，验证了计算方法的可靠性和准确性；针对考虑时间效应的压缩层厚度计算确定的地基压缩层厚度，其随路基填筑高度呈线性正相关。上述方法不仅为合理选择并优化高速铁路中低压缩性土的地基加固措施及方案提供了关键的技术支撑，也为精确计算和预测工后沉降提供了保障。     

高速铁路中等压缩性土沉降试验研究

中等压缩性土在我国分布极为广泛，是我国高速铁路路基的主要承载地层。面对毫米级工后沉降控制要求，研究中等压缩性土地基处理方式对高铁路基设计与建设具有重要意义。通过现场试验，分析了不同地基处理方式下高铁中等压缩性土地基沉降变形规律。研究结果表明，中等压缩性土地基沉降实测推算值明显小于理论计算值，为计算值的0.6～0.8倍；路基填筑完成时，中等压缩性土层沉降完成比例约为50%,预压9个月后，完成比例为90%～95%,若能保证1年以上的预压期，可不考虑其对工后沉降的影响；砂桩加固可加快填筑期间的沉降完成比例，但由于该层土沉降完成较快，不处理、部分处理、全部处理在预压9个月后三者沉降无明显差别。本文研究成果可指导高速铁路地基处理方案选择。     

高速铁路地基土压缩性分类及中低压缩性土变形特性研究

地基土压缩变形特性是影响高速铁路路基设计、施工、沉降评估等环节的重要因素。为进一步充分利用高速铁路地基土自身的承载变形能力，降低工程投资，通过开展综合勘察、土工试验及现场填筑试验等，提出基于变形控制为目的的高速铁路地基土分类标准，即高压缩性土、中高压缩性土、中低压缩性土及低压缩性土；并详细分析了各类地基土的物理力学指标。针对目前尚未充分利用的中低压缩性土，从室内试验压缩特性及现场填筑试验压缩性等角度分析了高铁路基荷载下，中低压缩性土地基承载变形快速收敛的特性。研究结果表明，在经过适当处理后，中低压缩性土变形可以满足高铁路基工程的要求。因此，将既有规范中中等压缩性土进一步细分为中低压缩性土和中高压缩性土，有利于优化高速铁路路基结构设计，为降低工程成本提供依据。     

基于原位试验的高速铁路中低压缩性土智能识别方法研究

中低压缩性土在我国广泛分布，是高铁路基主要的承载地层。其承载变形快速稳定的特征对高铁路基变形控制有积极意义，因此，中低压缩性土智能识别对高铁路基设计、施工具有重要意义。针对高速铁路路基勘察设计中中低压缩性土的快速、智能识别问题，通过大量的现场原位试验数据，择优确定了以标贯试验、静力触探、载荷试验等原位测试结果为智能判别指标，建立中低压缩性土模糊推演模式，构建高铁中低压缩性土网络预测模型，形成基于现场原位测试的中低压缩性土快速智能识别方法，并通过不同算法进行网络训练和工程预测。结果表明，网络预测结果与实际测试结果整体上吻合度均较高，共轭梯度法相对梯度下降法计算效率明显提高，实现了中低压缩性土原位快速识别与测定，为高铁中低压缩性土路基设计、施工、评估等环节提供了重要依据。     

路基工后沉降控制技术在秦沈客运专线的应用

研究目的：本文对软土及松软土路基工后沉降控制技术进行探讨和总结，为今后修建类似铁路提供参考和经验。 研究方法：结合秦沈客运专线路基工后沉降控制情况，详细分析并确定了适合客运专线软土及松软土路基的设计计算基本程序；探讨了沉降观测方法、观测精度、频率及由实测的沉降资料进行未来沉降预测的方法。 研究结果：提出了软土及松软土路基工后沉降控制技术及动态设计的基本步骤。 研究结论：运用软土及松软土路基工后沉降控制技术，能够对路基工后沉降和沉降速率进行精确控制。     

大西客运专线路基沉降变形监测分析

路基的工后沉降控制是高速铁路建设的关键问题之一。在深入分析大西客运专线路基某断面大量实测数据的基础上,利用不同数学模型分别拟合实测数据。计算结果表明,双曲线模型具有相关系数高、与实际观测数据吻合较好的特性,是最适合本断面沉降趋势预测的方法。     

CFG桩控制深厚层软土地基沉降的试验研究

高速铁路对路基的工后沉降提出了严格的要求．据研究，路基在列车荷载作用下和路基本体在自重作用下产生的工后沉降是有限的，地基引起的工后沉降决定了路基工后沉降能否满足标准要求。因此正确选择能满足高速铁路技术标准要求的合理的软土地基处理方案和设计参数，是一项迫切需要解决的课题。本文根据某CFG（Cement Flyash Gravel）桩加固深厚层软土的试验成果，研究地基沉降规律、控制软土路基工后沉降的效果及CFG桩地基沉降的计算方法，结果表明：CFG桩是一种处理深厚层软土、有效控制路基工后沉降的方法；加固区沉降宜按复合模量法（Esp=εEa，ε为复合地基与天然地基承载力标准值之比；Es为天然地基压缩模量）计算，研究成果为CFG桩在高速铁路深厚层软土路基上的设计和应用提供了依据。     

京津城际路基沉降数值模拟与原位观测对比分析

研究目的:京津城际轨道交通工程天津段内广泛分布软土,其成因类型主要为冲积、海积,局部为湖沼堆积;岩性为各类黏性土、粉土、砂类土等,夹淤泥、淤泥质黏土、淤泥质粉质黏土.上述土体含水量、孔隙比较大,所以在路堤荷载及列车荷载作用下的沉降变形较大.为满足无砟轨道对路基工后沉降的要求,路基基底采用CFG桩复合地基进行加固.由于复合地基受力状态复杂,对其进行工后沉降预测较为困难,本文采用数值模拟和原位数据对比分析的方法对路基的工后沉降进行预测.研究结论:(1) 采用数值模拟及原位测试数据对比分析复合地基的沉降变形规律,得出桩间土的压缩主要发生在桩长下部的1/4～1/6桩长范围内,桩端的刺入量占总沉降值的20%～30%;(2) 由实测的沉降-深度分布曲线可以得到,桩端以下土体压缩层厚度为桩平面分布宽度的1倍左右;(3) 有限元计算所得的最大沉降量和工后沉降量,与观测值相比较为接近,采用有限元计算结果推断的工后沉降差异,小于根据实测值采用经验公式得到的推断值,因此在沉降计算中应推广有限元方法.     

胶新铁路路基实测沉降与预测分析

软弱土具有压缩性高、含水量大、强度低和透水性差等特点,在上部荷载长期作用下,必将产生一定的沉降,甚至发生于运营阶段,对铁路的运营质量造成危害。基于铁道部项目:胶新铁路路基沉降监测和预测研究,对不同的试验段进行了长达两年的监测,以给出规律性的结论。首先介绍了软弱土路基沉降及预测的研究概况,并对试验段进行了介绍。详细分析了该段路基的实测沉降及其变化规律,并对各断面在通车前后的累积沉降进行对比分析,得出重要结论。最后,对软弱土路基沉降变形预测进行了详细研究,结果与实测值较吻合。     

高速铁路中低压缩性土地基沉降控制有关问题研究

为优化和完善高速铁路中低压缩性土地基沉降控制技术,通过对大量的高速铁路路基勘察及土工试验资料的综合分析,研究中低压缩性土的基本工程特性;采用三轴试验、压缩试验、单元结构模型试验等土工试验方法,对中低压缩性土的变形状态及其随所受应力水平、时间变化的特性进行比较系统的研究,给出中低压缩性土的4种变形状态与其所受应力水平(荷载比)的关系;研究提出具有变形时间效应的地基压缩层厚度确定方法,并通过对比研究得出:高速铁路中低压缩性土地基的压缩层厚度,可采用0. 2倍应力比值法确定。     

郑徐客运专线深厚层黏性土地基沉降预测分析

郑徐客运专线位于黄淮冲积平原区,沿线广为厚层或巨厚层的第四系地层覆盖,表层的软土和松软土厚度巨大,路基工程工后沉降控制极为困难。以DK319松软土路基工点为背景,采用有限元数值模拟方法系统,分析了渗透系数、堆载时间、加固桩长等因素对路基沉降特性的影响;在此基础上分析了设计桩长条件下,在不考虑堆载、考虑堆载3个月、考虑堆载6个月三种工况下,路堤最终沉降量及达到工后沉降控制标准所需的时间。     

铁路客运专线路基工后沉降预测方法研究

利用路基填筑完成后相对较长静置期内的实测沉降值及轨道结构层施工完成后的较短时间内的有限次沉降数据,提出一种实用的铁路客运专线路基工后沉降预测方法。首先,利用较长静置期中的路基沉降实测数据进行曲线拟合并判定其拟合参数是否满足要求,其次,在满足预测曲线的参数条件后,根据结构层的荷载情况及施工完成后有限次实测沉降值,确定与路基土体固结性质有关的结构层施工完成后的沉降发展曲线拟合方程参数,并给出相应的工后沉降计算式;最后,通过工程实例对所建议的预测评估方法进行验证与分析。     

高速铁路路基工程观测期不足沉降控制技术研究(Ⅱ)工程应用和验证

依托杭绍台铁路项目，介绍超载预压沉降量化计算与设计方法在解决高铁路基工程沉降观测期不足问题中的系统应用，基于现场沉降观测数据和分析，全部沉降观测期不足的路基工点如期通过了两次工后沉降评估和顺利开展后续工序施工。工程实践表明：相比于传统二次地基加固技术，全新的超载预压补强计算与设计技术可经济高效地控制地基工后沉降，进而克服工程建设剩余预压或静置期不足的困境；地基沉降发生发展的固结理论计算与实际情况基本保持一致，在此基础上有助于提前预判超载补强方案如期推进实施的可靠性。此外，还指出今后项目应用中在沉降时间量化计算、沉降观测与评估质量把控以及周边环境管控等方面需要重视的事项。     

新建铁路软土路基沉降规律研究

研究目的:软土路基由于压缩性高,渗透性低,固结变形持续时间长,所以其沉降规律研究就成为工程设计中的主要问题。为研究软土路基在某一段周期时间内的沉降变形规律,本文对新建胶新铁路软土路基进行2年的详细监测,以此分析软土路基的沉降变形规律。研究结论:路堤土体剖面上差异沉降变形在横向上表现出明显的不均匀性;通车前,路堤不均匀沉降程度随着路堤压缩量的加大而增大;通车1年后,路堤表现为缓慢沉降过程,路堤土体在横向上的不均匀变形程度随之减小,且路堤本体沉降变化很小;土体水平位移引起的工后沉降很小,不足总沉降的9%;磁环高程变化规律表明,路基在工后约6～8个月稳定。     

基于分层总和法的路基沉降时序规律多元非线性回归分析

研究目的:由于客运专线运行速度快、技术标准高,必须严格控制路基变形.而路基变形是多种因素综合作用的结果,如何全面准确地分析路基沉降的影响因素并精确预测路基沉降规律显得尤为重要.研究结论:基于分层总和法基本理论,建立了任意时刻沉降量与填筑高度、弹性模量、压缩层厚度、时间之间的多元非线性回归方程,给出了考虑整个时序数列数据进行多元非线性回归分析的方法,并采用现场实测数据进行工程验证,证明了其广泛的适用性.     

高速铁路中等压缩性黏土沉降分析方法探讨

研究目的:河流高阶地冲积成因中等压缩性黏土是京沪高速铁路广泛分布的一种地基土,具有较高的天然地基强度,通常不存在填土稳定性问题,天然条件或经浅层处理即可满足沉降控制不十分严格工程的要求.而高速铁路无砟轨道对路基工后沉降有严格的控制要求,对该类土的总沉降和工后沉降分析采用常规的理论计算方法其计算精度无法满足设计的要求.本文通过京沪高速铁路地基土基本特性分析和天然地基的现场填筑试验,研究该类土的沉降分析方法.研究结论:总结了河流高阶地中等压缩性黏土的基本特性,特别是强结构性和高屈服强度的特性;分析了该类地基土在低荷载水平作用下的变形规律;提出了总沉降采用“弹性理论法”,以及工后沉降采用基于弹性理论的“沉降完成比例”的计算方法,通常荷载稳定放置6个月后,沉降完成比例可达90％以上.     

地铁盾构下穿高速铁路情况下的路基加固与轨面控制

以苏州某盾构隧道下穿高速铁路为背景,采取数值计算、理论分析并结合工程实测结果,分析论证了采取桩板结构和路基注浆联合加固方法,并对轨面状态监测、监护方法进行分析.结果表明:采用联合加固方法可以有效减小盾构穿越高速铁路路基引起的沉降,盾构穿越后实测最大沉降量为0.7mm,与数值计算结果相近,能确保高铁运营安全.     

客运专线铁路路基沉降控制的若干问题

研究目的:客运专线路基工后沉降控制标准高,目前的地基处理理论与设计方法主要是针对传统的软弱土地基,并不完全适合客运专线路基工后沉降的设计计算与地基加固处理,本文对遇到的若干问题进行分析探讨,提出可采用的方法.研究结论:通过对确定压缩层厚度各种方法优缺点的分析,给出了压缩层厚度计算方法;在分析轨道、列车以及运架梁车等荷载特点的基础上,通过对路基稳定、沉降变形的控制因素分析,对轨道、列车与运架梁车荷载在稳定、沉降计算中的考虑方式与简化形式提出了建议;通过对各种基础形式的荷载传递特性、复合地基的形成条件等内容的研究,提出客运专线路基沉降控制分析应根据路堤基底垫层形式、加固桩的类型,采用复合地基或复合桩基理论进行.     

桩一网法加固软土路基的机理与工程实践

在桩--网复合地基中，加筋褥垫层和桩土加固区能扩散荷载应力，减小地基沉降量。文章提出了计算公式，计算了某一工程的工后沉降量，将其与实测沉降量进行了比较，两者吻合得较理想。