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铁路路基填筑质量及沉降控制技术探讨

作者

陈俊颖

中铁科学研究院集团有限公司,四川成都,610032

摘要:铁路路基填筑质量是影响铁路建设质量的主要因素之一,而在具体施工过程中,铁路路基极易产生不均匀沉降的情况,严重制约了铁路建设的整体效果,同时也对铁路路基建设提出了更高的技术要求。本文针对在现场施工中经常发生的实际情况探究控制铁路路基沉降的技术,提高铁路路基填筑材料质量、优化机械碾压工艺,以求尽量减少铁路路基不均匀沉降,稳固铁路路基,提高路基建设质量,从而为日后的铁路路基工程建设积累更多经验。

关键词:铁路路基;填筑施工;沉降控制;优化技术

近年来,我国经济和基建产业飞速发展,铁路建设总里程持续增加,作为重点基建项目,铁路的整体施工质量成为全社会关注的重点,而铁路路基工程作为铁路建设工程的基础和关键组成部分,其施工质量所受到的重视程度也越来越高。为此,相关施工单位针对铁路路基填筑所用材料、施工过程、填筑技术、验收监测等环节都提出了更高标准。铁路路基施工是所有后续施工环节的基础,关乎铁路建设和后期运营安全,若铁路路基施工质量无法保证,将导致路基出现变形、下沉、开裂等情况,会直接降低铁路运行的安全性,破坏铁路整体结构,还会在后期维修环节增加巨大成本。因此,本文根据铁路路基填筑施工中存在的普遍情况,浅析铁路路基填筑质量控制技术,以观测法观察、记录和总结铁路路基的沉降规律,从而找出提高铁路路基施工质量的方法,确保铁路路基施工效果,以便未来铁路路基工程施工参考。

一、路基填筑前进行分层填筑试验

在路基的填筑施工阶段,填筑路基所使用的原料、压实设备、施工方法和工艺技术不同,其在具体施工中的要求也有所不同,而填筑原料是最关键的决定因素。施工单位在确定了填料种类后才能根据原料要求确定施工中所需要的填筑机械,相应的压实工艺也是需要依此确定的,路基铺设适合的松铺厚度、路基碾压时机械的行走速度、碾压遍数、碾压方法等同样受材料种类的影响。所以,在正式施工开始前,相关施工单位选取路基填筑试验段进行分层填筑试验,通过不同厚度的松铺反复测试工程现场适宜的松铺厚度,在基床底层填筑完成后以挖掘方式监测松铺厚度。此后再使用振动压路机通过静压、弱振、强振等方式进行压实试验,每试验一次就记录下压实数据和含水量的监测数据,从而确定在路基整体摊铺碾压时的最佳含水量、压实系数、松铺系数、压实遍数、压实方式等施工数据。另外,需要注意在试验阶段遵守轮迹重叠、先低后高、先轻后重、先稳后振、先慢后快等原则。最终,依据这些试验所得数据开展铁路路基整体施工,确保路基填筑施工效果最优化,从而保证路基填筑质量。

二、路基填筑阶段进行路基沉降观测

对路基填筑的过程进行持续、合理、系统且完整的沉降观测并对观测结果加以分析,以此为依据预判铁路路基的沉降趋势是保证铁路路基沉降符合施工图设计需要的必要措施,能够帮助施工人员有效把控施工成效、确保施工质量。为此,施工单位需要重视对建设中和建设完成的路基开展监测试验,监测人员需要在路基建设路段选取几处断面进行沉降观测,需要在基床和基床以下路堤设置沉降观测桩,沉降观测桩一般为沉降板,而填筑高度越高,需要设置的沉降板也就越深,同时还需要在检测过程中维护好沉降板的线性。

随着观测逐渐深入,监测人员需要根据相关标准对铁路路基的沉降变形情况进行评估,根据试验中的监测数据预判施工时的差异沉降。同时,施工人员还需要结合工程现场的构筑物分布特征、地质特点等实际施工情况对路基沉降变化进行综合分析,从而预判路基的沉降变化趋势、找出观测异常点。

实际上,铁路路基沉降是一个连续且持久的过程,路基填料的自重是影响路基沉降的最直接因素,外力所造成的压力作用也是影响路基沉降的因素。同时,路基填筑材料的状态和性质等都会对路基的沉降程度产生影响,比如土质密度、石料粒径和土的含水量等都会影响路基沉降。

此外,通过观察可以发现,由于不同路段的施工人员在操作振动机械进行压实工作时存在习惯上的不同,所以同种观测桩在不同的监测断面监测出的路基沉降系数会存在很大差异,这就要求施工单位要强化对于施工人员的作业习惯控制,以确保填筑土料后的压实质量达标。

三、路基施工阶段采取技术控制手段

施工单位在对铁路路基沉降进行控制时,首要任务就是对填筑原料实施控制,控制的具体要素包括填筑所用土料的比重、密度、粒径、含水量和渗透性等,严格按照相应指标对这些要素进行控制能够有效保障铺设的路基的耐久性和稳定性。其次,施工单位需要在施工时对填料的压实情况进行控制,利用K30、灌砂法等方法控制铁路路基压实效果,从而促使铁路路基压实的密实度符合相关施工标准,避免路基因压实不到位产生质量问题。

在进行路基填筑之前,施工现场需要先做好清理工作。例如,做好地面清理,不能在地面上留有腐殖土、树根、树枝、草皮等;也需要对地面土壤进行平整,确保清表宽度、清表后压实度等满足规范和设计要求,达到可施工标准。再如,铁路路基施工所选用的填筑材料需要具备一定强度,其粒径最大值需要控制在规范要求范围内,在正式施工前施工单位可以通过取土试验选定符合强度标准和粒径要求的填料,在检测材料时检测单位要对其粒径加以严格把控,同时在材料进场前,施工、监理等单位做好材料质量控制,防止超出标准粒径、填料种类不符合要求的不合格填料被运送到施工现场。

四、结论

综上所述,铁路作为维系我国经济社会发展的重要基础设施,铁路建设是一项关系百姓生活的民生工程,其建设质量直接关乎人们的出行安全。在铁路工程建设过程中,铁路路基沉降是最常见的问题之一。因此,铁路工程相关施工单位在施工中要做好对工程的监测、质量管控和维护,在填筑路基时采用严格标准、合理方法、科学技术手段和有效监测措施来保证路基填筑质量,并在路基填筑完成及后续投入使用时随时了解和记录铁路路基沉降数据,根据实测数据提出针对性地应对措施,实施路基维护,保证铁路路基的沉降在合理范围,从而保证铁路运营安全。

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