高速铁路软土路堤施工观测与控制

高速铁路软土路堤施工观测与控制
在路堤施工中，由于附加荷载是逐渐起作用的，因此软土地基中超静水压力的消散必须经历一定时间才能完成。

为了使路堤填筑所产生的应力增加量与路堤底地基强度的增量相适应，就必须进行施工观测与控制。

一、施工观测的范围
1、接近或超过临界高度的路堤；
2、采用砂垫层、排水砂井加固的路堤；
3、必须进行试压或预压的桥头路堤及采用加固措施的较高路堤；
4、超过设计允许填土速度施工的路堤；
5、对全面施工具有指导意义的代表性路堤。

二、施工观测的主要项目
1、人工巡回观察地表变化
人工巡回观察是由有经验的施工人员沿着线路巡回观察路堤外貌的微小变形、微小裂缝及其他发展情况，观察路堤坡脚附近地面的微小隆起和出水现象等。

当发现上述现象时，应考虑缓填或停填。

2、边桩位移观测
在填土过程中，边桩用来观测土的侧向位移值及其发展趋势，从而判断地基的稳定性。

（1）边桩设置。

在路堤坡脚外侧2~10m范围内，按顺线路方向布置1~2排（如仅布置一排则应距路堤坡脚外侧2~4m范围内），桩与桩间距以10~20m为宜。

每排位移边桩两端，在不受荷重影响范围以外设置固定桩（用混凝土浇灌固定）。

边桩多用100mm×100mm×1000mm的硬木制成。

使用时按设计要求打入土中，其桩顶露出地面2~3cm，并在桩顶钉一小钉，以备观测用。

（2）位移观测。

位移应用精度较高的经纬仪、水平仪进行观测。

观测精度应准确到±1mm。

一般填土低于临界高度时，每两天观测一次即可；接近或超过临界高度时，应每天观测并绘制“填土高—时间—位移量”关系曲线图，随时分析填筑期间的稳定情况，以利指导施工。

通常每上、下班时各观测一次，两侧观测值之差除以观测时间（h）再乘以24（h）即可作为日平均沉降量、位移量。

一般认为，日平均水平位移量小于10~15mm，日平均垂直位移量小于10mm是安全的。

若连续数日平均位移量超过以上数值，应停止填筑，加强观测。

特别要注意路堤中裂缝出现及发展情况，必要时应立即采取措施。

3、地面沉降观测
在填土过程中，地面沉降观测用来掌握地层表面的总沉降量及沉降量随填土增高和时间的变化情况，以便判断地基在填筑中的稳定性。

（1）地面沉降板的设置。

在60mm×800mm×800mm的木底板上联40mm×40mm的方木观测杆，如图所示。

观测杆每杆长1.5m，上端包有铁皮接头，以便随填土高度的增大而接长。

观测
杆外面套一竹保护管，管端作成楔口形以便接长。

安装沉降板前需将地面整平，以便保持木纸板的水平及标杆的垂直。

在填土高达1m以后，根据填土部分的压缩量，将竹套管上拔一定距离，以免由于填土部分的压缩而影响地面沉降数值。

（2）沉降观测。

沉降的观测采用水平观测仪进行。

路堤填土低于临界高度时每两天观测一次；在接近或超过临界时，每天观测一次。

在沉降量急剧加大的情况下，每天观测次数不应少于2~3次。

观测精度应准确到±1mm。

观测后应整理绘制“填土高—时间—位移量”关系曲线图。

一般认为，日平均沉降量在10mm以内是安全的。

如采用砂井加固地基的路堤，每天沉降量在20mm以内仍是安全的。

若数天连续超过上述数值，应加强观测，必要时采取措施。

4、孔隙水压力仪观测
孔隙水压力仪是测定不同时间、不同荷重作用下孔隙水的消散过程，以推算地基强度的增长情况，检算地基的稳定性，控制施工速度的一种主要仪器。

但其构造复杂，只有在重要工程中才使用。

5、十字板剪切试验
十字板剪切试验是在路堤填高超过临界高度后，随着路堤的继续增高，通过测定不同时间和不同荷载作用下地基上的强度的增长情况，检算路堤的稳定状态，借以指导砂垫层加固的路堤施工。

三、软土路堤施工控制
1、软土地基处理前，除采用水下抛石挤淤方法外，均应于开工前疏干地表水，有条件时可采用降低地下水位措施，如挖槽、井点抽水等。

施工现场应按有关规定要求，做好取土、弃土、堆料及运土道的平面位置，安排好作业顺序及机械运行线路，施工中不得随意更改。

2、软土路堤宜提前安排施工，以利加强预压固结效果，使路堤在铺轨通车前具有足够的稳定性，减少再加固费用。

3、路堤填筑材料以渗水性土或矿渣为宜，非渗水性土也可。

在二者兼用时，应将渗水性土填在路堤底部。

严禁用泥炭及有机质含量较多的土作为填料，亦不宜采用软土作填料。

4、软土地面路堤应有足够的天然护道宽度。

当路堤的施工路肩高程至取土坑或排水沟底的高程之差值小于临界高度时，护道宽度可按一般规定办理。

若高差大于临界高度，则取土坑应远离路堤。

其位置应保证路堤稳定，可采用圆弧检算法确定。

如缺乏资料时，天然护道的宽度不宜小于路堤高度的2~3倍。

如不能保持稳定时，应考虑从远处取土填筑。

5、填筑软土路堤时，应按其地基和路堤的后期沉落量一并填筑预留沉落量所需的土方。

地基后期沉落量可取值为预计总沉落量与施工阶段观测的沉落量之差。

路堤本体的预留沉落量可按一般规定办理。

路堤加宽量可参考下表。

预计沉落量及加宽值
路堤高度(m) 预计沉落量(m) 加宽值(m) 路堤高度(m) 预计沉落量(m) 加宽值(m)
3以内 1.2 1以下 3以上 1以下 1.0
0.9 1~2 1~2 0.8
0.6 2~3 2~3 0.6
6、为保证路堤在施工和运营期间的安全，对筑成后准备进行架梁作业的桥头路堤和已采取加固措施的较高路堤（指接近或大于临界高度的路堤），其稳定性若无把握，应进行试压或预压。

试压一般采用轻型机车进行。

预压可在筑成的路基面上逐层式堆叠钢轨、土料或其他重物。

预压得总荷载一般相当于“中—活载”的轴重，最小不小于轴荷载的2/3。

进行预压时，要特别加强边桩观测工作，严格控制预压荷载的增加速度。

预压总荷载堆叠完毕，需待边桩位移—时间关系曲线的坡度趋向平缓之后方可卸载。

7、在路堤接近临界高度或易于丧失稳定时，应注意不将重物堆于堤顶。

8、为了排除地表水和降低地下水，路堤两侧均应设置排水沟。

排水沟的一般要求见下表。

排水沟的一般要求泥沼类别路堤坡脚至水沟边缘(m) 沟底坡度沟底宽度(m) 沟边坡度沟深(m)
第一类≥2 ≦1%，最好为3% 0.6 1:1.5 视需要而定，一般为1~1.5
第二、三类≤4 ≦2%，最好为3%~5% 0.6 1:1.5 视需要而定，一般为1~1.5。