1、高速铁路路基工程高速铁路路基工程 一、高速铁路路基工程特点：一、高速铁路路基工程特点：路基是轨道的基础，也称为线路下部结构，具有以下三个特点：1、控制路基变形：路基是线路工程中最薄弱、最不稳定的部份，路基几何尺寸的偏差必然引发轨道的不平顺。要求路基在静、动态下的平顺性。普通铁路路基以强度控制设计，高速线路基以控制变形为主，在强度破坏之前，不容许出现过大变形。2、路基刚度的均匀性：列车速度越高，要求路基刚度越大，弹性变形越小，但刚度大会使列车振动加剧，不能平稳运行。路基刚度不平顺，会使轨道造成不平顺，要求路基在纵向刚度均匀变化，不允许刚度突变。3、在列车运行及自然条件下具有足够稳定性：列车承受动
2、、静荷载，同时还要抵抗气温变化，雪雨作用、地震破坏，路基工程必须在这些条件作用下强度不降低，弹性不改变，变形不继续加大，以保证高速行车和增加运行安全性及减少维护费。为此，必须在路基结构、路基材料、路基施工工艺手段一系列技术标准才能实现。具体表现为下列三个方面：强度高，刚度大的路基基床；沉降小或没有沉降的地基；沿线路方面平缓变化的刚度。二、路基设计荷载：路基荷载是指作用在路基面上应力，它包括：静荷载线路上部结构重量作用在路基面的应力；动荷载列车行驶时轮载力传递到路基面的应力。荷载分担作用：在车轮P作用下，常简化为5根轨枕分担，按日本假定如图所示：采用换算土柱法计算时,路基上的轨道及列车荷载换算土
3、柱高度和分布宽度符合下表规定:表4.1.14 轨道和列车荷载换算土柱高度及分布宽度 计算高度（m）土的重度（kN/m3）列车 活载 种类 设计轴重(kN)钢轨 (kg/m)轨枕 (根/km)道床厚度 (m)道床顶宽(m)道床 坡度 分布 宽度(m)18 19 20 21 22 ZK 活载 200 60 1667 0.35 3.6 1：1.75 3.4 3.0 2.8 2.7 2.6 2.4 中 活载 220 60 1667 0.35 3.6 1：1.75 3.4 3.4 3.2 3.0 2.9 2.8 路基面动应力设计值为100KPa，在路基面上的分布符合图的规定：max=100kPa45路基
4、面2.80450.203.000.152.60 计算公式：d=0.26Ps(1+V)系数，对高速无缝线路=0.003 d路基动应力 Ps 机车车辆静轴重 Ps=200 kN V设计速度 350Km/h 枕距60cm d100Kpa 三、路基的形状和基本尺寸 路基面形状为三角形，曲线加宽时仍应保持路基面的三角形状，路基面中心向两侧设4%横向排水坡。路肩宽度:路堤和路堑两侧均为1.4m 直线地段路基面宽度满足下表规定:单线 双线 路堤 路堑 路堤 路堑 8.8 8.8 13.8 13.8 单位：m 正线曲线地段应在曲线外侧加宽，其加宽值按下表规定：曲线半径 路基外侧加宽值（m）1400011000
5、 0.3 11000以下7000以上 0.4 70005500 0.5 表4.1.12 曲线地段路基面加宽值 路基面的标准横断面：1:1.751:10.43.11.41.20.51.31:1.751.35.013.81.23.10.51.41:1.753.11.21.40.51.31:1.753.113.85.01.21.30.51.412m0.41:11：m1:m12m0.61:m1：m1.51.11:1.750.53.12.68.80.51.51.11:m 注：当采用级配砂砾石时，表层换填0.70m厚级配砂砾石。当采用级配碎石时，表层换填0.55m厚级配碎石，其下填0.15m中粗砂。1.4
6、1:1.751:1.751.21.43.11.30.55.03.10.51.31.213.81：m121：m1:1.751：m12 m1:1.750.41.51.10.51:1.750.52.68.81.11.53.10.51.51.112 m1:1.751.51.10.52.61:1.758.80.61：m0.9120.412 m1:m 注：当采用级配砂砾石时，表层换填0.70m厚级配砂砾石。当采用级配碎石时，表层换填0.55m厚级配碎石，其下填0.15m中粗砂0.61：m1:m1:11:13.1 四、基床 路基基床由表层和底层组成，表层厚度0.7m，底层厚度2.3m，总厚度3.0m.0.7
7、高速铁路计算参数简图地基(7Kg/cm2,1.8t/m3)路堤填土(7Kg/cm2,1.8t/m3)基床底层(9Kg/cm2,1.9t/m3)基床表层(18.0)道碴2.3 基床表层应采用级配碎石或级配砂砾石等材料，其材料规格及压实标准应符合表规定：填料 厚度（m）压实标准 备 注 地基系数K30（MPa/m）动态变形模量 vd(MPa)孔隙率 n 级配碎石 0.60.65 190 55 18%路堤 级配碎石 0.450.5 190 55 18%当为软岩、强风化的硬质岩及土质路堑时 中粗砂 0.15 130 45 级配碎石基床表层压实标准 K30、Evd、n要求同时检测 级配砂砾石基床表层压实
8、标准按下表采用：填料 厚度（m）压实标准 备 注 地基系数K30（Mpa/m）动态变形模量 vd(MPa)孔隙率 级配砂砾石 0.6.65 190 55 18%级配砂砾石基床表层压实标准 K30、Evd、n要求同时检测 基床底层应采用A、B组填料或改良土，其压实标准应符合表规定：填料 厚度（m）压实标准 改良细粒土 粗粒土 碎石类 A、B组填料及改良土 2.3 地基系数K30（Mpa/m）110 130 150 压实系数K 0.69 孔隙率n 28%28%五、路堤 基床以下路堤采用A、B、C组填料或改良土，其压实标准按下表采用：填料 压实标准 细粒土 粗粒土 碎石类 A、B、C组填料及改良土
9、地基系数K30（Mpa/m）90 110 130 压实系数K 0.90 孔隙率n 31%31%路堤地基条件 路堤基底以下25m范围内的地基土不符合下表规定时应作工后沉降分析。地 层 地基条件 基 岩 无条件 碎、卵、砾石类 无条件 砂 类 土 Ps5.0MPa或N 10，且无地震液化可能 粘 性 土 Ps1.2MPa或 0.15MPa N 为标准贯入试验锤击数;Ps 静力触探端阻 路基工后沉降限值:定义：铺轨开始的沉降量与最终形成的沉降量之差。限值：一般地段:不大于5cm；沉降速率:小于2/年 台尾过渡段路基:不大于3。不满足时应加固地基。六、高速铁路软土路基与控制要点 软土地基土层强度底，压
10、缩性大、渗透系数小，地基沉降问题突出。应将工后沉降量和沉降速率控制在允许范围内，使路基不影响列车高速、舒适安全运行。?控制要点 1、软土路堤的稳定安全系数考虑列车荷载时不应小于1.15。2、设置沉降观测点，控制填土速率：路堤中心地面沉降速率1.0/每昼夜 坡脚水平位移速率1.0/每昼夜。3、根据沉降观测进行综合分析，开展动态设计，以推算地基最终沉降量，并应及时调整设计，使地基处理达到预定的控制要求。4、结合工程实际选择代表性地段提前修筑实验路堤，以检验设计指导施工。5、对沉降控制较困难地段路基，提前安排施工预压，保证必要预压期。?采取的主要工程措施 1、路基面两侧各加宽0.1m；路堤两侧设1.
11、0m，高12m护道，护道以下边坡为1：1.75，护道及护道边坡采用干砌片石护坡防护。2、对浅层软土或松软土，一般采用片石挤淤加固，当地表有薄层硬壳时，可挖除硬壳进行片石挤淤。对具有弃土条件和渗水土有来源地段，可挖除换填渗透水土；当片石缺乏时，可采用深层搅拌复合地基加固，最小桩长不小于4m或嵌入硬底不小于1.0m。3、对于软土埋藏较深，厚度较大地基，一般采用水泥搅护桩、旋喷桩、砼预制管桩等进行处理。桩顶铺设碎石垫层并铺设一层强度不小于40KN/m土工格栅。加固深度原则穿透软土层。4、过渡段地基根据地质条件和沉降计算，地基处理措施适当加强，一般采用水泥搅拌桩，旋喷桩加固。七、过渡段 在轨下基础刚度
12、不同和沉降差异处，即路堤与桥台、路堤与立交框构或箱涵、路堤与路堑连接处，土质、软质岩及强风化硬质岩路堑与隧道连接地段，应设置不同过渡段，并采用渐变处理措施，使轨下基础刚度和沉降差异逐渐过渡。?路桥过渡段 过渡段长度L（m)L=2(h-0.7)+a 式中：h台后路堤高度 a常数 35m?各种过渡段设置方式:1、台座过渡段路堤 -断 面 图1:11:1.5横向排水管渗水板过渡段35ml1:2基床表层基床底层4.3.8-1图1:1横向排水管1:1.5台尾过渡段路堤设置方式图4.3.9 图 路堤与横向结构物连接处设置方式图 2m 过渡段 基床底层 基床表层 2、路堤与横向结构物连接处设置方式 3、路堤
13、和路堑间过渡段方式 图堤堑过渡方式一4.3.10-12m1:2基床表层基床底层4.3.10-2图1:2堤堑过渡方式二基床底层基床表层 八、边坡防护 1、当地基良好时，路堤边坡可按下表采用 表4.3.14 路堤边坡坡度 填料种类 边坡高度（m）边坡坡度 备注 细粒土及改良土 08 812 1：1.5 1：1.75 超过12 m于12m处设边坡平台，宽 2.0m，平台以下边坡坡度1：2.0 碎石土、卵石土、粗粒土（细砂、粉砂、黏砂除外）012 1220 1：1.75 1：1.5 超过20 m于20m处设 边 坡 平 台，宽2.0m，平台以下边坡坡度1：2.0 注：路堤填筑细粒土时边坡内设置土工格栅
14、等层厚控制材。2、路基坡面防护 按暂规办理 九、抗震 按暂规有关条款办理 十、路堑?不易风化的硬质岩基床，应将路基面作成向横向两侧的4%排水坡。?软质岩、强风化的硬质岩及土质基床处理，应按暂规中有关条款办理。?基床部分有膨胀土时应作处理。?半填半挖路基，轨道下横跨挖方与填方两部分时，在轨枕长两倍道床厚度的宽度内，挖方部分应挖1.0m深，换填与路堤相同的填料，并设置4%向外排水坡。?路堑边坡坡度参照铁路路基设计规范办理。十一、排水?按暂规有关条款办理 十二、支挡?按暂规有关条款办理 十三、电缆槽、接触网主柱和声屏障基础布置?按暂规有关条款办理 路 基 施 工 1 施工准备 1、施工调查及审核设计 2、测量放线 3、征租土地 4、拆迁建筑物 5、修建施工便道 6、设置排水系统 7、修建临时工程设施 2 土质调查与试验 1、土质调查内容 2、土质调查方法 3、土工试验项目及成果应用 3、编制施工组织 1、施工组织设计 2、土石方调配 4、施工机械的选择 1、施工机械适用范围 2、施工机械选择原则 3、使用机械类型 挖装机械：挖掘机、装载机 推运、铲运机械：推土机、铲运机 碾压、平地机械：压路机、平地机、松土机、挖根机等 5、路堤施工（略）6、路堑施工（略）
