客运专线路基沉降控制与变形观测技术研究一、成果简介1、工程概况京津城际轨道交通工程是我国已开工的第一条全线采用无碴轨道，设计时速350km/h的铁路客运专线。

为保证列车能高速运行，除了对施工质量采取高标准之外，对线下工程的沉降控制也非常严格。

京津地区的地质为松软土，此类地质对路基沉降控制的危害较大，路基基础（京津项目DK81+228.08～DK84+210.22）处理采用桩板结构（CFG桩和PHC打如管桩+钢筋混凝土筏板）。

部分段落设扶壁式钢筋混凝土挡墙，基床表层以下路基采用A、B组填料填筑，基床表层采用级配碎石填筑。

在对京津城际路基进行高标准、严要求的施工过程中进行沉降控制及变形观测技术研究很有必要。

另外，京津城际轨道交通工程的无碴轨道板采用的是德国博格公司的博格板技术，对于国外无碴轨道路基施工来说，施工周期一般较长，少有工期紧张的情况出现，一般是要等到预压土预压自然沉降后，工后沉降满足施工要求后再铺设轨道板。

而在国内，大部分工程项目都有工期紧张的现象存在，在没有自然沉降的过程时，沉降控制就起了决定性的作用。

2、主要技术内容(1)、沉降观测应独立建网，精度按二等精度（即变形点的高程中误差±0.5mm，相邻变形点的高程中误差±0.3mm）控制。

为了检查水准基点本身的高程有否变动，可将其成组地埋设，每组三点，并形成一个边长约为100m的等边三角形。

水准基点采用钢管桩设置在稳固和观测方便的位置，其打入深度不小于6m，桩顶部50cm深度采用混凝土加固，并在地面上浇筑1.0m×1.0m×0.2m的混凝土观测平台，桩顶露出平台15cm。

(2)、观测断面设置：路基沿线路方向每50m设置1个观测断面，过渡段设2个观测断面，分别设置于台后5m和20m处；涵洞的过渡段中部各1个观测断面。

每个观测断面上设剖面沉降管、观测桩、沉降板及挡墙观测点。

(3)、观测频率填筑、堆载阶段：1次/天；路基施工完毕：1次/周；无砟轨道铺设后：1次/2周。

(4)、无砟轨道铺设条件评估路基填筑完成或堆载预压后，最终的沉降预测时间应满足下列条件：S（t）/S(t=∞)≥75?式中S（t）——预测时的沉降观测值；S（t）——预测时的最终沉降值。

设计预测总沉降量与通过实测资料预测的总沉降量之差值不宜大于10 mm。

3、推广应用情况京津地区的地质为松软土，此类地质对路基沉降控制的危害较大，路基基础（京津项目DK81+228.08～DK84+210.22）处理采用桩板结构（CFG桩和PHC打如管桩+钢筋混凝土筏板）。

为了全面掌握和控制路基沉降量，我公司成立了路基沉降观测技术科研小组，由测量工程师朱克成任组长，科研小组在施工中大胆引用数理统计原理，对测量数据进行统计分析，减小测量人为和设备误差，使测量和观测数据能够真正反应工程实际，并制定了详细的施工测量方案，精心设计沉降观测板、剖面管、测量观测断面等，大大减小了测量观测误差，同时，采用一元线性回归函数对观测数据进行分析，为无砟轨道的铺设做评估。

通过对“客运专线路基沉降控制与变形观测技术研究”成果的应用，为客运专线软土路基施工提供了科学的沉降数据，对路基施工有较好的指导作用。

4、经济和社会效益京津城际轨道软土路基通过采用此成果，取得了较大经济效益，经初步计算，采用“客运专线路基沉降控制与变形观测技术研究”科技成果，节约投资达80余万元。

客运专线路基沉降控制与变形观测技术研究，采用独立的控制网络、合理的布设观测断面，利用沉降板、剖面管、沉降标、横剖面沉降测试仪等特制观测设备和仪器，通过数理统计和评估，对软土路基沉降量做出科学统计，为无砟轨道铺设做出正确的评估、判断。

在以后的客运专线路基沉降观测、评估领域有很好的应用前景。

改扩建高速公路新老路基沉降差异控制浅析《魅力中国》文/华升[导读]随着2002年5月沈大高速公路加宽八车道的施工，拉开了我国大规模高速公路改扩建的序幕。

（河南省交通规划勘察设计院有限责任公司，河南郑州450052）中图分类号：U455.4 文献标识码：A 文章编号：1673-0992（2009）02-062-02摘要：随着经济的迅猛发展，交通运输需求激增，对现有的公路网提出了严峻挑战，高速公路拓宽扩建因其占地少、成本低等优势而备受关注，但在改扩建高速公路中新老路基的不均匀沉降问题也成为困扰其发展的技术瓶颈，成为摆在高速公路设计者面前的一大新课题。

本文以G40沪陕高速公路叶集至罗山段为例，探讨造成新老路基沉降差异的成因，并提出相应的破解方案，以期抛砖引玉，对我国高速公路改扩建提出有益的参考。

关键词：路基沉降差异；公路拓宽；破解难题一、技术瓶颈随着2002年5月沈大高速公路加宽八车道的施工，拉开了我国大规模高速公路改扩建的序幕。

之后沪宁、广佛、沪杭甬等也相继进行拓宽改造。

现阶段国内道路拓宽工程对于新加宽路基基底通常采用复合地基、竖向砂井和塑料插板排水、基底清淤换填等措施；对新老路基衔接采取旧路路堤开挖台阶、土工合成材料加筋垫层和加筋土路堤、改良土高强路堤和轻质路堤等技术方案。

由于我国高速公路改扩建工程刚刚起步，国内从设计到施工，理论研究尚处于探索阶段，亦没有成熟的经验可循，同时老路的改扩建约束条件多，用新建工程的思路和设计方法与原有的公路建设技术进行拼接难以应对实践复杂的技术难题，这已成为制约我国高速公路设计技术的掣肘。

为此，各省的公路同行们也都在进行积极的探索，笔者现以G40沪陕高速公路叶集至罗山段工程（下称叶罗高速公路）为例分析新老路基沉降差异控制难的问题，并提出自己的浅见。

二、成因分析技术的攻克必须对问题的症结进行深度分析，这是实施改扩建方案的第一步。

经现场勘查，该项目位于淮河南侧及大别山北麓山前倾斜岗地，地势以南部和西部较高，逐渐向东北倾斜，山地、丘陵、垄岗和平原，地貌条件属平原微丘区，地下水位浅，地表水塘广布，浅层地基土多呈软塑状，存在软弱土，层位不稳定。

现有路面已出现许多纵向裂纹，宽3mm～15mm不等，长度有的不到1m，有的30m～40m，还有的长达百米，还伴有横向裂缝和弧形裂缝。

路线经过地区的地质情况：（一）地质软弱——地质剖面自下而上：1.素填土：灰黄色，可塑性黏土，压缩模量Es＝3-6MPa,承载力标准值fk=80-120kPa；2.粉质黏土/亚黏土：灰黄色为主，可塑、结构性差，属新近沉积冲积层。

压缩模量Es=4-8MPa,承载力标准值fk=90-110kPa；3.淤泥质黏土/粉土：灰黑色、新近湖塘相沉积层，底部有冲积的砂卵石，中等偏高的压缩性，平均压缩模量Es=1.5MPa,承载力标准值fk=40kPa；4.可塑黏土：杂黄色，中更新统黏性土，压缩模量Es=5-10MPa,承载力标准值fk=80-100kPa，一般1.0m-6.0m；（二）对老路路基填土钻探、试验老路基填筑高、含水量大，地下水位高——由于该路段地形复杂，多为填方区，填土高度一般在2-4m，填土高度大于4m路面大多出现不同程度开裂，特别是填土高度大于8m路面开裂尤为严重，对老路路基填土钻探、试验结果如下：1.老路路基填土：含水量为ω=20-25%，无侧限抗压强度R=0.1-0.8MPa。

2.地基与路堤间软土层：含水量为ω=25-40%，无侧限抗压强度R=0.01-0.2MPa。

通过调查勘探，笔者认为现有道路使用状况不太理想，由于路堤下软土承载力不足产生的变形、地基与路堤间软土层的流变、路堤中土体高含水、半刚性基层胶结差等因素致使路面裂缝等病害形成，新建道路欲实施搭接的路基土质不良，路基边坡松软，对于搭接极为不利。

具体而言，造成新老路基沉降差异的原因有以下几种情况：（1）由于加宽项目与新建项目在施工工艺上有所区别，施工单位在施工过程中缺少新技术方面的施工经验；可以进行针对性的培训，可以解决，非要因。

（2）施工单位施工机械严重老化造成施工质量不稳定；可以通过对机械性能改进，或提高监理控制力度，可以弥补，非要因。

（3）缺少压实功效高的碾压设备，路基填筑的压实度达不到设计要求；增加碾压设备或提高监理控制力度即可解决，非要因。

（4）路基填土土质强度低，现场的取土场土样分析94、96区的CBR值均不能满足设计规范要求，这样拼宽路基的强度就难以保证，为路基施工后沉降加剧埋下隐患，新老路基的开裂就有了诱因，因此是主要因素。

（5）原边坡挖台阶搭接设计不合理，原设计未针对老路基填料质量差、压实度低、强度不均匀等现状，而采用在原边坡开挖台阶，将老路边坡作为新路基的基础，势必造成新老路基结合整体强度偏低，成为新老路基的开裂的又一诱因，因此是主因。

（6）路线在穿越池塘、淤泥段落时路基基底仅进行抛石挤淤、清淤换填浅层处治不合理，根据后期地质详勘，地层多存在软弱层，不进行针对性的处理，基底存在软弱下卧层，后期基底横向滑移的可能性很大，成为新老路基的开裂的又一诱因，因此是主要因素。

经分析论证，笔者认为造成叶罗高速公路新老路基沉降差异的三个主要因素是：Ⅰ路基填土土质强度低，路基填筑材料差。

Ⅱ新旧路基边坡挖台阶搭接设计不合理。

Ⅲ路基在经过池塘、淤泥路段时基底仅进行浅层处治不合理。

三、解决方案根据上述现有的地质状况及路面特征，对地基的技术处理成为在改扩建中的重中之重，为此，笔者提出如下应对方案：（一）对路基填筑填料进行改良、提高路基填料强度结合以往高速路的建设经验，对路基填料土改良、提高土料强度，需对路基填土进行掺外加剂改良，这就需要确定外掺剂种类和掺配比例。

由于叶罗路全长136km，十个施工标段的土场土质各不相同——黏性土、砂性土、个别标段甚至只能采用高含水量的土场、而有的标段却可利用开山碎石土，情况不同自然要分类对待。

合理确定外掺剂种类和比例，首先要结合本地区的实际情况，更要结合该项目拓宽的特殊性。

由于该地区缺乏砂石材料，老路基含水量较高，仅以规范提出的CBR值为标准进行掺配，路基结合后，新拼宽路基必然受老路基渗水的影响，强度又有降低的可能，为了能保证路基的压实度，在设计规范的基础上适当提高相应层次的CBR值的标准。

提出CBR值在现规范要求的基础上适当提高10%~15%即：94区为15%~20%，96区为18%~23%；掺配种类：对于黏土掺生石灰改良，砂土采用水泥，开山砂石土达到上述标准的即可填筑，不符合标准的也需掺水泥改良。

此方案向院总工办进行汇报，并得到了有关专家的认可。

后经施工现场掺配检测，所提标准是合理的，按照该方案即可解决路基土填料不合规范要求，可有效的增加路基强度。

（二）整体切除老路路基边坡，基底铺设格栅是否能针对实际道路情况采取科学合理衔接方案，是决定新旧路基工后沉降差异得到较好控制的关键因素之一。

该项目新旧衔接采用的是在老边坡开挖台阶来改善结合部的整体性；而根据和沈大路、沪杭甬路加宽同行了解，他们也是采用了老路基边坡开挖台阶的方案。