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高速铁路路基工程1.高速铁路路基工程特点2.高速铁路路基工后沉降控制3.高速铁路路基与其他线下基础纵向刚度匹配4.高速铁路路基工程防排水5.高速铁路路基工程薄弱环节及对策6.高速铁路路基工程设计施工与检测评估7.对高速铁路路基工程的认识与体会1.高速铁路路基工程特点2.高速铁路路基工后沉降控制3.高速铁路路基与其他线下基础纵向刚度匹配4.高速铁路路基工程防排水5.高速铁路路基工程薄弱环节及对策6.高速铁路路基工程设计施工与检测评估7.对高速铁路路基工程的认识与体会无砟轨道铁路是高速铁路轨道的发展方向有砟轨道，碎石道床易粉化、蠕动、变形，难以持久保持轨道“形、位”的稳定。碎石道床：散粒体结构，易粉化、易蠕动、易变形、易飞溅高速铁路路基工程特点高速铁路路基工程特点无砟轨道一次成型，具有保持轨道高平顺、高稳定、少维修以及通过能力大等优点。钢筋混凝土道床：整体式结构，稳定性高技术难题：线下基础工后沉降控制我国高速铁路建设需要解决的技术难题无砟轨道有砟轨道可采用填充道砟调整路基允许出现工后沉降（15～30cm）只能通过扣件调整路基不允许出现超过扣件调整范围的沉降（15mm）基础沉降基础沉降高速铁路路基工程特点技术难题：线路纵向刚度均匀化控制桥梁路基隧道刚度线路纵向刚度变化刚度突变，动力不平顺高速铁路路基工程特点•路基工程特点以岩土为主要材料露天环境人工建造是一种结构工程高速铁路路基工程特点•充分认识岩土材料的特殊性岩土是一种最复杂的材料，无论何种力学模型都难以准确描述它的形状；岩土具有显著的时空变异性，在复杂地质条件下，再细致的勘察测试也难以完全查明岩土形状的时空分布；岩土具有很强的区域性，不同地区往往形成各种各样的特殊岩土。高速铁路路基工程特点•充分认识环境对路基工程的影响岩土特性易受环境影响，路基工程处于露天环境，因此，要充分考虑环境变化对路基工程的影响。高速铁路路基工程特点•正确认识路基工程的复杂性复杂和多样的环境，复杂和多样的岩土，以及岩土材料本身固有的不确定性和变异性，使路基工程十分复杂。高速铁路路基工程特点•高速铁路路基工程特点（1）车辆运行速度达到200km/h以上，轨道不平顺对车辆运行的影响被放大，因此要求线下基础具有高平顺性和高稳定性，以保证行车安全、减小轨道养护工作量。高速铁路路基工程特点（2）有砟轨道，轨道的不平顺可以通过整道来减小或消除，无砟轨道可以通过调整钢轨扣件减小或消除，但钢轨扣件调高量十分有限，因此，无砟轨道铁路对路基工后沉降提出了严格的要求，一般要求出现的路基工后沉降可以通过轨道系统的调整加以克服。高速铁路路基工程特点（3）路基工程主要由岩土材料构成，受岩土材料特性的限制，路基工程与其他线下基础，如桥、涵、隧道等，存在变形和刚度差异，需要在不同的线下基础之间设置过渡段，以使不同的线下基础之间变形和刚度平缓连接，保证轨道平顺性满足高速行车的要求。高速铁路路基工程特点高速铁路，轨道平顺性对行车舒适性的影响作用被放大，要求线下基础（路基工程）应具有连续、均匀和合适的刚度，并具有长期稳定性，为轨道提供持久、坚实、连续、平顺的支承。高速铁路路基工程特点路基面支承刚度刚度轨道刚度路基面支承刚度高速铁路路基工程特点•刚度——结构物抵抗外力作用下变形的能力，用外力大小与变形的比值来表示。kN/mm，kPa/mm，MPa/mm。高速铁路路基工程特点•轨道综合刚度——轨道在列车轮载作用下的抗变形能力。高速铁路路基工程特点•路基面支承刚度——使路基顶面产生单位下沉时必须施加于路基顶面单位面积上荷载，单位：MPa/mm。高速铁路路基工程特点路基面支承刚度即是列车及轨道荷载与在列车及轨道荷载作用下的路基面竖向位移的比值。采用强化路基基床，其路基面支承刚度较高，列车及轨道荷载作用下的竖向位移很小。实测无砟轨道路基面动位移一般在0.1mm以内。高速铁路路基工程特点为防止或限制基床结构累积变形，应对路基面动变形限制，即对路基面支承刚度进行控制，建议路基面支承刚度限值为200MPa/mm。高速铁路路基工程特点路基工程长期稳定性稳定性长期稳定性高速铁路路基工程特点•稳定性——结构物抵抗外力作用、环境变化而保持性能不降低的能力。高速铁路路基工程特点•长期稳定性——结构物抵抗外力作用、环境变化而在设计使用年限内保持性能不降低的能力。•路基工程长期稳定性——对高速铁路路基，其含义应为路基变形（沉降）的长期稳定，包括：在设计使用年限内不允许出现影响列车行车舒适性的较大的变形（沉降）和变形（沉降）差；能够抵抗可预见的各种自然因素作用，而不产生影响列车行车舒适性的较大的变形（沉降）和变形（沉降）差。高速铁路路基工程特点高速铁路路基设计使用年限——《高速铁路设计规范》（试行）首次明确规定高速铁路路基设计使用年限为100年。高速铁路路基工程特点路基变形（沉降）包括：列车动荷载作用下路基面弹性变形、列车动荷载作用下路基基床产生的累积变形、地基及路堤工后压密沉降。基床累积变形.路堤压密沉降地基压密沉降高速铁路路基工程特点路基面弹性变形，是在列车动荷载作用下可恢复的变形，与路基面支承刚度密切有关，采用强化基床，路基面弹性变形很小。高速铁路路基工程特点路基基床累积变形，是基床岩土在列车动荷载反复作用下出现的不可恢复的塑性变形，与基床岩土材质、动强度、动摸量密切有关。采用强化基床，基床累积变形很小。高速铁路路基工程特点地基及路堤工后压密沉降，受地基岩土性质及相应地基处理措施、填料性质及压实标准影响较大，不确定因素多，是管理控制的重点。高速铁路路基工程特点•高速铁路路基工程长期稳定，必须明确和解决以下问题：路堤及地基压密沉降稳定的时间——路堤及地基压密沉降完成的时间表，铺设轨道上部建筑后可能发生的工后沉降是否在要求之内；路基建筑材料的耐久性——如路堤填料的水稳性、建筑材料抗环境腐蚀等，能否抵抗可预见的各种自然因素作用而不致产生影响列车行车舒适性的较大的变形（沉降）和变形（沉降）差。高速铁路路基工程特点路基与桥、隧、涵等构筑物之间，不仅存在刚度差，同时也存在不均匀沉降引起的沉降（变形）差。高速铁路路基工程特点•不同的线下基础，由于结构形式和材料的差别，存在刚度差异。过大的刚度差，一是引起轨道支承刚度变化，影响行车舒适性；二是引起无砟轨道结构内部应力变化，影响无砟轨道结构使用寿命。因此，不同的线下基础之间应设置过渡段，使线路纵向刚度均匀过渡。高速铁路路基工程特点•除路桥、路涵、路隧、路堤与路堑之间应设置过渡段外，对其他线下基础存在较大刚度差的地段，也应采取减小刚度差的措施，避免较大的刚度变化。高速铁路路基工程特点•其他几种线下基础特殊类型不均匀地基半填半挖路基两桥（隧）之间短路基两个过渡段之间短路基斜交框构或箱涵高速铁路路基工程特点•路基沉降（变形）差，可能使轨面形成不平顺或折角。对有砟轨道，可以通过补充道碴和整道来修复；对无砟轨道，超出扣件调高量之外的沉降，将引起轨道结构构件的重新更换或修复。高速铁路路基工程特点高速铁路路基工程特点•1.构筑材料：•土、石散粒体介质，种类繁多，力学性质复杂多变，受环境影响会发生变异；•2.工作环境：•暴露在大自然中，同时遭受轨道结构荷载、列车荷载和自然荷载的作用；•3.荷载特点：•基床部分受列车动荷载和环境荷载的影响较大，从上到下逐渐减弱；路基修筑和列车运营后，在地基上作用有条带状的分布荷载，随深度增加而逐渐扩散，形成的附加应力逐渐减弱。汇报内容:1.高速铁路路基工程特点2.高速铁路路基工后沉降控制3.高速铁路路基与其他线下基础纵向刚度匹配4.高速铁路路基工程防排水5.高速铁路路基工程薄弱环节及对策6.高速铁路路基工程设计施工与检测评估高速铁路路基工后沉降控制高速铁路路基工程应按土工结构物进行设计，其地基处理、路堤填筑、边坡支挡防护以及排水设施等必须具有足够的强度、稳定性和耐久性，使之能抵抗各种自然因素作用的影响，确保列车高速、安全和平稳运行。高速铁路路基设计特点是：既要强调强度，又要强调变形，即按刚度（模量）设计。高速铁路路基工后沉降控制1.在列车和环境作用下的整体稳定性2.动变形与动刚度3.地基处理4.路基填料质量与施工工艺5.路基排水与防护系统6.路基质量检测高速铁路路基工后沉降控制无砟轨道铁路路基工后沉降及其构成路基工后沉降（残余变形），系指铺设无砟轨道后出现的不能通过路基工程本身加以克服的沉降，一般要求不大于轨道扣件允许调高量。路基工后沉降（残余变形），包括地基及路堤工后压密沉降、列车动荷载作用下路基基床产生的累积变形。基床累积变形.路堤压密沉降地基压密沉降路基基床累积变形，是基床岩土在列车动荷载反复作用下出现的不可恢复的塑性变形，与基床岩土材质、压实度密切有关。采用强化基床，基床累积变形很小（有砟轨道约为2～5mm）。路堤采用良质填料并控制压实度，工后沉降较小，一般小于路堤高度的1/1000，且大部分在竣工后6～12月完成，通过合理安排无砟轨道施工时间，可减小或消除路堤压密沉降的影响。地基工后压密沉降，受地基岩土性质及相应地基处理措施影响较大，不确定因素多，是工程建设管理重点中的重点。高速铁路路基工后沉降控制2.控制路堤压密工后沉降对策严格控制路堤填料的材质与标准采用高标准的路堤填筑压实度加强填土压实过程控制高速铁路路基工后沉降控制路基结构设计采用强化的层状结构设置过渡段客运专线路基结构设计采用了多层结构系统和设置过渡段，其标准也较普通铁路有了显著的提高。设计、施工及验收暂规对路基变形、基床结构、填料、地基条件及处理等均有明确规定和严格的要求。为了提供一个强度高、刚度大且纵向变化均匀、并具有长期动力稳定和耐久性以及防渗、抗冻等性能良好的轨道基础，各国对路基结构采取了强化措施：路基结构设计——中国路堤路堑基床表层的材质和强度应能承受列车荷载的长期作用，刚度应使列车运行时产生的弹性变形控制在一定范围内，厚度应使扩散到其底层面上的动应力不超出基床底层土的容许承载力。中国路基基床由表层与底层组成：基床表层（级配碎石）厚0.7（0.4）m；基床底层（A、B组填料或改良土）厚2.3m。每15m一条排水槽I-I剖面图1:100声屏障基床底层基床表层混凝土支承层轨道板声屏障4%排水槽每15m一条防护栅栏铁路工程用地界铁路工程用地界防护栅栏电缆槽级配碎石或级配砂砾石A、B组填料A、B、C组填料或改良土沥青混凝土厚0.08m沥青混凝土厚0.08mC15混凝土预制槽C20混凝土护肩C20混凝土护肩电缆槽沥青混凝土厚0.04m沥青混凝土厚0.04其中强风化硬质岩路堑地段基床表层以下换填0.5m；软质岩及土质路堑换填0.7m。注：路堑标准横断面图适用于软质岩石类、强风化硬质岩类及一般土质路堑。2、双线无碴轨道路堑标准横断面图厚0.04m沥青混凝土沥青混凝土厚0.08m0.5电缆槽A、B组填料级配碎石或级配砂砾石C20混凝土护肩厚0.04m沥青混凝土0.5C15混凝土侧沟厚0.2mM7.5浆砌片石厚0.3m电缆槽C20混凝土护肩沥青混凝土厚0.08m混凝土支承层轨道板挖除换填层基床表层1、双线无碴轨道路堤标准横断面图.桩-网结构路基•桩-网结构路基由桩-网结构基础与上部路堤组成，其中桩-网结构基础是一种刚性桩基础，由钢筋混凝土刚性桩（群）和桩顶以上的加筋垫层共同组成。路堤桩网结构路基遂渝无砟轨道试验段桩-网结构路基横断面设计图高速铁路路基工后沉降控制•关于桩-网结构路基设计钢筋混凝土桩-网结构RCpile-meshstructure：由钻孔灌注或预制打入的钢筋混凝土桩（群）与桩帽及加筋垫层组成的结构。钢筋混凝土桩-阀结构RCpile-raftstructure：由钻孔灌注或预制打入的钢筋混凝土桩（群）、垫层及钢筋混凝土阀板组成的结构。•桩-网结构属于一种刚性桩基础，需要解决的技术问题包括：沉降特性合理桩间距柔性拱作用机理设计与施工技术高速铁路路基工后沉降控制•网结构路基设计术要点 土工格栅的加筋垫层已施工拱型骨架