哈尔滨铁道职业技术学院 黑龙江 哈尔滨 150000
摘要：铁路经过的地区比较复杂，路基作为铁路的重要组成部分，是承受轨道结构重量和列车荷载及各种附加力的基础，路基本体必须有足够的强度和一定范围内的变形，所以作为承载高速铁路的基础—路基的设计得到越来越广泛的重视，把路基作为土工结构物来设计的理念在路基设计中逐步得到体现，在一般情况下，路基给工程带来的主要难题是沉降变形及其各种处理措施条件下的固结问题，所以路基沉降变形问题是高速铁路设计中所要考虑的主要控制因素。
1 路基沉降的原因
1.1 路基填土压实度不足
由于压实度不足，往往导致填方路基的不均匀沉降变形，路基两侧出现纵向裂缝，路基土体压实度不足的主要原因有以下几点：
（1）施工受实际条件的限制。路基施工时，天气太干燥，局部路堤填料粘土土块粉碎不足致使路基压实度不均匀；暗埋式构造物处因构造物长度限制使路基边缘不能超宽碾压，致使路基边缘压实度不够；某些加减速车道与行车道没有同步施工，当拼接处理得不好时，其拼接处也会产生压实度不足的情况。
（2）考虑到施工安全和进度，使得压力或压力作用时间不足，路基压实不充分，致使路基压实度达不到规范要求。
（3）由于填方土体的最佳含水量控制不好，压实效果达不到规范要求。
（4）在填方路堤施工中，当路堤施工到一定高度以后，路堤边缘土体往往存在压实度不足问题，对于较高的填方路基，通常都要做相应的处治。
填方土体压实度不足，其结果是土体前期固结压力小于自重应力和各种附加应力之和，在自重作用下就会发生沉降变形，这些附加应力主要来自以下几个方面：①车载，尤其超载情况；②含水量变化造成土体容重的改变；③地下水位升降而导致浮力作用改变；④土体饱和度改变，引起负孔隙水压力改变。这些附加应力引起土体中有效应力改变，从而导致土体发生压缩变形。
1.2 路堤填料不均匀，控制不当
在公路施工过程中，对填料、级配很难得到有效的控制，填料常常是开挖路堑、隧道掘进产生的方法，这些填料性质差异大、级配也相差很远。一方面，在施工过程中，如果分层碾压厚度过大，小颗粒填料和软弱物质很难得到有效压实，在荷载的长期作用下，回填料会产生不协调沉降变形，路面会产生局部沉陷，刚性路面还可能产生裂纹。另一方面，由于回填料的性质不一样，特别是有的回填料具有膨胀性，在路基排水系统局部失效后，水的渗入会使路面局部隆起，影响行车舒适度，严重的会使路面破坏。
1.3 地下水的影响
在地下水的交替作用下，路基土体内含水量反复变化，土体容重在一定范围内波动，更为重要的是由毛细管张力引起的负孔隙水压力可以达到相当的数值，再加上水的软化、润滑效应，可以使土体产生沉降变形。路基或地基中地下水的动态特征对路基不均匀沉降影响很大，路堤及其地基中的地下水主要补给来源有3种类型，即地下水侧向补给、降雨补给、地表水侧向补给。其动态变化及潜蚀作用影响到土体中的有效应力分布、土体的结构特征和土体强度从而导致路基的不均匀沉降。
2影响路基沉降的因素
2.1.影响沉降稳定的自然因素
2.1.1 地形
地形不仅影响路线的选定与线形设计．也影响到路基设计。平原、丘陵、山岭各区地势不同，各区的水和温度的情况也不相同。平原区地势平坦，地面水易于积聚，地下水水位较高，因此路基需要保持一定的最小填土高度，力求不低于自然区划和土质所规定的临界高度：丘陵区地势起伏，山岭区地势陡峭。如果排水设计不当，或地质情况不良，易降低路基的强度与稳定性，出现水毁、边坡坍方、路堤沿山坡的滑动等坏现象。
2．1.2 气候
气候条件，如气温、降水、湿度、冰冻深度、日照、年蒸发量、风向和风力等，都影响路基水温情况。在一年之中．气候有季节性的变化，因此路基水温情况也随之变化。气候还受地形的影响，例如山顶与山脚、山南与山北，就有所不同。即所谓“小区地形与小区气候”．因此路基水温情况也有所差异。大气的温度变化使路基的温度也发生相应的变化．并造成土基内不同深度处温度出现差异。在温度差的影响下，土基中的水分以液态或气态由热处向冷处转移，并积聚或凝结在该处。从而使土基中的湿度分布发生变化．特别是在季节性冰冻地区，湿度积聚现象更为严重。
2.1.3 水文地质
水文条件指地面径流、河流洪水位、常水位及其排泄条件、有无积水和积水期的长短以及河岸的冲刷和淤积情况等。水文地质条件指地下水位、地下水移动情况、有无泉水、层间水等。所有这些。都会影响路基的稳定性，如处理不当，往往会导致路基出现各种病害
2.2 影响沉降稳定的人为因素
2.2.1 荷载作用
作用于路基的荷载有路面路基的自重（静载）和机车的轮重（动载）。静载在土基内部产生的应力随深度的增加而增加；相反，动载在土基内部产生的应力随深度的增加而减少。且车型不同．动载在土基内部的应力作用深度也不相同。随着交通运输的蓬勃发展，交通量逐年增长，在很大程度上影响路基的稳定性。
2.2.2 施工方法
正确的施工方法也是保证路基稳定性的重要因素。就土质路堤而言，既要选择良好的土填筑路基，同时还要选用正确的填筑方法和合适的施工机械。通常采用水平分层填筑法自下而上逐层填筑，并在土的含水量控制于最佳范围同时进行充分压实。保证达到《路基施工规范》规定的压实度，使路基具有足够的强度和稳定性。相反，如果填筑方法不正确，压实不充分。土基在车辆荷载的重复作用下就会出现不同程度的变形沉陷。从而造成路面破坏。
2.2.3 养护措施
养护措施包括一般措施及在设计、施工中未及时采用而在养护中加以补充的改善措施。通过及时养护可以保证路基在使用期限内具有较高的强度和稳定性。
3地基沉降计算
3.1 地基沉降计算基本原理
由于接触压力的作用，在地基中将引起荷载压力，从而导致地基变形。在荷载作用下，当土中剪应力小于土的抗剪强度时，土的骨架只产生压缩变形，这类变形是有限的，其结果是地表产生有限的下沉，称之为沉降。地基受到相同荷载作用所产生的沉降，随土性质而有差别，这些差别不仅表现在总沉降量上，而且也反映在沉降速度上。一般来说，在荷载作用下，地基沉降包括部分：当荷载刚刚加上时，在很短的时间内产生的瞬时沉降，是地基土骨架在一个轴上产生弹性或非弹性变形的结果；其次是主固结沉降（也叫渗透固结沉降），它是饱和黏性地基土在荷载作用下，孔隙水被挤出而产生渗透固结的结果；再次是次固结沉降，它是上述地基孔隙水基本停止挤出后，颗粒和结合水之间的剩余应力还在调整而引起的沉降。
3.2 CFG桩的沉降计算
我国行业规范将CFG桩加固地基归人复合地基范畴，计算地基变形时，地基内的应力分布，采用各向同性均质线性变形体理论，最终变形量按下式计算：
于以相邻桩底面中心距为直径所得的面积，则采用相邻桩中心为直径所得的圆面积。
结束语
高速铁路作为科技含量较高的工程项目，是体现我国科学技术发展的重要标志，为实现“ 以人为本、服务运输” 的建设理念.高速线路运行的平稳性以及旅客的舒适性是检验基础设施工程质量的重要指标之一。本文针对路基的沉降展开叙述，主要介绍了路基沉降的原因，路基沉降的影响因素、沉降计算等。
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论文作者:徐瑞静
论文发表刊物:《基层建设》2016年4期
论文发表时间:2016/6/8
标签：路基论文; 地基论文; 荷载论文; 应力论文; 路堤论文; 压实论文; 地下水论文; 《基层建设》2016年4期论文;