高速铁路软土路基工后沉降试验研究

［ ］ $ 出了严格的要求， 明确规定工后沉降不应大于$ 沉降速率应小于%7 年#$的双指标控制标准 ・ "7 .、 . +
软土路基工后沉降问题的解决相当复杂， 同时也是高速铁路的关键技术之一+ 对这一问题仅靠理论计 算来解决是非常困难的+ 常规的模型试验或土工离心模拟试验只能从定性的角度解决一些问题， 要准确量 化仍是非常困难的； 而原位试验虽然代价大周期长， 但一些重大的技术问题仍需要原位试验来研究解决+
# 地基沉降规律及工后沉降的分析
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> 软土路基工后沉降组成分析
软土路基工后沉降由施工完成后填土压密下沉、 运营阶段行车引起的基床累积下沉和辅轨后软土地 基仍未完成的沉降组成+ > ? > 路基填土压密下沉
收稿日期： ! " " ! # $ " # $ % 基金项目：铁道部科技发展基金资助项目 （ ） & & ’ ! ( 作者简介：王炳龙 （ ， 男， 浙江东阳人， 副教授， 博士生+ ： $ & ) * #） , . / 0 1 2 / 3 5 0 3 1 6 3 ! $ ) % + 7 6 . 4 4 4
［ ］ $ 且经过%年时间行车后便能趋于稳定而不会再发展 & &， ! 软土地基引起的路基工后沉降 ! " $
我国根据 《暂规》 的要求， 为保证填土具有足够的强度和控制路基的工后沉降， 在基床表层设级配碎 石， 厚# 要求 !" 基床底层厚 $ 根据填料不同， 要求 !" ・ ・ ! )&， % 0 #, . &/%； ! "&， % % #!% ( #, . #! #! 基床以下路堤 !" 标准与国外的要求基本相同! 根据前面资料分析可知， 高为 ・ &/%； 0 # ! % " #, . &/%! #! 仅占 《暂规》 工后沉降要求 % ’ ! (& 的路堤由路基填土压密下沉和行车引起的路基工后沉降约 %* &， #* & 的% 因此， 对于路堤高度’ 由地基所引起的路基工后沉降不应大于 0* 即占 # +左右! ! (& 的软土路堤， &， 《暂规》 要求的0 软土地基的处理及填土速率决定了其路基工后沉降能否满足要求! # +左右!
# 试验方案
# " ! 试验点概况 对于 《暂规》 要求的工后沉降量， 当软土层厚时， 采用常规路堤是无法实现的， 可以采用高架桥! 那么， 对于% 是否可以通过地基处理方法达到 《暂规》 的目标呢？为此， 需要选择 #& 左右中等厚度的软土地基， 合适的场地进行试验! 就我国拟建的京沪高速铁路而言， 软土地基上路堤的高度多在" 本次设 ! (& 之间! 计试验点路堤高度’ 路基面宽度按软土地区双线路堤标准定为 % 长度为 2 其中 " ! (&， " ! 1&； (&， (& 为 改良土， 试验点地基土的物理力学指标见表 % 主要软土层为第 ’ 层淤泥质粘土， 厚 " # & 为夯填土! ! 地基处理设计采用插塑料排水板， 按正三角形布置， 间距 % 深% 基底设厚 # 0 ! 0&； ! $&， ( ! #&； ! 2& 中粗 砂垫层， 铺设$层土工格栅!
万方数据
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第" %卷
辅轨后， 由散体材料填筑而成的路基本体产生一定的压密下沉是正常的； 但如果下沉量过大， 说明填 因此， 目前各国关于路基填土的压密下沉控制通常都是通过控 土的压实密度不足， 容易形成不均匀变形! 制压实密度予以保证的! 日本对填土的压实质量采用 !" 值作指标， 规定了 !" 的控制标准$ % ! & ’ ) * + # , # ./ 0 + ’ # * + # , * . 0 12 3 ) 2 * , (
层号 % $ " ’ ( 2 ) 1 土层 杂填土 粘土 粉质粘土 淤泥质粘土 粘质粉土 粉质粘土 粉质粘土 容重 层厚 含水量 孔隙比 ／ （3 ／ ／ ・ 4 &/"） $ & % + ! & % ! ’ — — % 1 ! ( % 1 ! ’ % ) ! " % 0 ! % % 1 ! 1 % 0 ! " % 1 ! ) — # ! 0 0 # ! 0 0 % ! " " # ! 1 % # ! 0 $ # ! 1 ’ # ! 0 2 固结系数 塑性指数 / %） / %） / " $ / " $ ’ ／ （ ・ ／ （ ・ 5 7 7 ( % # * & ( % # * & 6 8 — % ) ! # % # ! 2 % ) ! " 2 ! 1 % ( ! ’ % " ! ’ % 2 ! 0 — $ ! 2 0 2 ! " 0 $ ! ( " 1 ! ) # ( ! ’ 1 1 ! $ 1 $ ! 2 " — " ! " 1 2 ! # # " ! ’ ) 1 ! % ( " ! $ 0 2 ! 2 2 " ! % ) 压缩模量 ／ ) , . 7 — ( ! % ( ! % " ! # % ’ ! # 2 ! # ( ! 2 ) ! (
第% $卷第$ "期 ! " " %年 $ "月
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高速铁路软土路基工后沉降试验研究
王炳龙， 周顺华， 杨龙才
（同济大学沪西校区 铁道建筑工程系， 上海 ! ） " " % % $
图! 测点平面布置 （单位： "） （ ： # $ & ! ’ ( ( ) * + " + * , . / 0 + ( 1 ) , $ *2 $ * , 0 3 * $ , "） % %
在地基面布置沉降板 . 测点平面布置见图$ 限于篇幅， 本文仅对路基的沉降加以分析! / / ! $!. $ -!
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粉质粘土 万方数据 % # ! # " ’ ! "
第$ -期
王炳龙， 等： 高速铁路软土路基工后沉降试验研究
$ $ 3 *
! " ! 测点布置 为研究路堤施工期间 和 堆 载 预 压 期 间软土地基的沉降历时规律， 评价塑料排 水板处理软基效果， 对软土地基沉降、 土 体的侧向位移和孔压的消散等项内容进 行了观测! 在路基中心线各布置分层沉降 孔" 和" 两 孔， 孔隙水压力观测孔 # # $ % 和& 两孔； 在坡脚布置分层沉降孔 & ’ ’ $ % 和孔隙水压力观测孔 & 各一孔， 测 " # ’ ( ( 斜孔 " 和" 两孔! 分层沉降孔、 孔隙 ) ) $ % 测斜孔深 , 另 水压力观测孔深( *+， -+!
［ ， ］ $ " ， 即 土压密工后沉降量， 德国和日本采用了一个经验公式估算 $ $ （ ） % "# # # 式中： 按此估算， 高为 ’ " 为路堤压密工后沉降量， &； $ 为路堤高度， &! ! (& 的路堤压密下沉引起的工后
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沉降约# 根据 《暂规》 ， 当路堤以粗粒土、 碎石类土填筑时， 其工后沉降量可按路堤高度的 # ! )* &! ! % +! 由此计算得到的高为’ 与德国、 日本采 # ! " +计 ! ! (& 的路堤压密下沉引起的工后沉降为# ! ’ ( ! % ! " (* &， 用的经验公式估算值相当! ! " # 行车引起的基床累积下沉 这部分下沉是由列车通过道床传递到路基面的动荷载引起的! 为预测行车引起的基床累积下沉， 各国 都十分重视下沉规律的研究! 根据日本的资料， 当基床表层的 !" 底层的 !" ・ % ( #, . &/%， ) # ! % % # #! #! 荷载作用次数为% （相当于日本主要干线 % 年的作用次数） 时， 累积下沉量仅为 % ・ &/%， ( #万次 ! $ ! ( , .