哈大客运专线软土路基的结构特点及施工体会

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摘要：本文以哈（尔滨）大（连）客运专线TJ-2标为例介绍了软土路基的结构特点及施工体会，对软基处理、基床表层的填筑、过渡段的施工等关键工序的施工工艺进行了总结，尤其对沉降观测的特点及对软土路基施工控制的作用进行了详细的探讨。

关键词：客运专线软土路基过渡段级配碎石工后沉降

Abstract: In this paper, Kazakhstan (bin) (even) Passenger Dedicated TJ-2 standard as an example of the structural characteristics of the soft soil subgrade and construction experience on soft ground treatment, the surface of the filling of the foundation bed, the construction of the transition sectionsummarized the key process of the construction process, especially the detailed discussion of the observed characteristics of settlement and the role of the soft soil roadbed construction control.Keywords: Passenger Line soft soil subgrade transition section grading macadam workers settlement

中图分类号：TU7文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）

哈大客运专线2标自沈阳北站至吉林省四平站，全长162.8Km，起讫里程为DK404+200-D1K579140。

共有软土、松软地基31.8km，全部是软土、松软地基，其中路基27.4km，其余为桥涵。

软土、松软路基的工后沉降能否控制在15cm以下是成功的关键。哈大客运专线软土路基试验段位于DK468+870至DK472+870处，全长4.OKm。试验段提前开工，在做好地基加固质量检测，地基加固处理的效果观测，路基填土特殊质量检测等试验工作的基础上，取得试验成果来验证、完善、指导全管段的设计施工。

1工程概况

1.1哈大线的设计技术标准

线别：客专；正线数：双线；时速：35Okm/h；限制坡度：8‰；最小曲线半径：一般3500m、困难地段3000m；牵引种类：电力；道发线有效长：650m；闭塞方式：自动闭塞。

1.2自然特征

TJ-2标管段，系辽河西部冲积平原，海拔4m左右，地势开阔平坦，主要由冲、洪积物堆积而成，属滨海低洼地段。表层为褐黄色砂粘土，软（流）塑态，厚2-lOm不等，夹杂有粉（细）砂透镜体；其下为细砂，褐灰色，饱和，松散-密实。地下水为第四系孔隙水，主要受大气降水补给，地下水埋深为0.5―2.Om。地震基本烈度为Vl度。气候特点：四季分明，冬季寒冷，降水量少，春季风大，夏季炎热多雨，秋季干爽，属暖温带-中温带、亚湿润-亚干旱季风气候区。铁路工程气候分区为寒冷地区。沿线最高气温在七、八月份，雨量也集中在七、八月份，最冷月份为每年元月份；历年极端最高气温34.9 -41.8℃；历年极端最低气温-31.5～-18.9℃；最大积雪深度20cm；沿线最早冻结日期为11月11日，解冻最晚日期为4月4日。最大冻结深度达1.5m。

1.3软土的地质特征

软土地段地层为淤泥质砂粘土及淤泥质粘土，其主要物理、力学指标：天然含水量36.0 -46.4%，天然孔隙比1.02-1.21，液性指数1.08-2.00，天然容重18.4-19.OKN/m3，凝聚力3.9-10.4KPa．内摩擦角3.5-7.6°，压缩系数0.58-0.85。为海陆交互相沉积，厚度不均匀，一般厚1.5-5.7m，上覆厚0.0-5.2m的硬壳层，其力学性质也较差。

2软土路基的结构特点

哈大客运专线路基工程必须满足《哈大客运专线铁路路基施工技术细则（试行）》（以下简称《细则》）中规定的“工后沉降量不得大干15cm（桥台过渡段不得大于8cm)及年沉降量不得大干4cm”的要求，并须在通过饱和软粘土地区的困难条件下达到上述要求。

2.1地基处理方法及原则

2.1.1软基处理的设计原则：①一般路基地段采用排水固结法，如：袋装砂井、塑料排水板、换填渗水土（软土路基的浅层处理）。②路桥过渡段采用复合加固方式，如：粉喷桩、砂桩、碎石桩。③涵洞基础的处理方法为：深层搅拌桩、高压喷射桩以及换填碎石。④当部分地段路基工后沉降不能满足要求时，采取堆载预压处理。

2.1.2软基处理方法：塑料排水板、袋装砂井、砂桩、碎石桩、粉喷桩、高压喷射注浆（旋喷桩）、深层搅拌桩、抛填片石、换填渗水土（浅层处理）。

2.1.3土工合成材料大量采用

袋装砂井的编织袋、塑料排水板、土工格栅(单、双向、玻璃纤维)、土工格室、固土网垫等土工合成材料在软基处理地段大量采用。

2.1.4软土路基沉降观测

通过对软基沉降、土的侧向位移等的观测，摸索填土速率、预压时间、固结程度、沉降变形等的规律，在施工中再根据动态观测的具体情况加以调整，控制施工过程、工期，确保路堤的稳定、安全，最终满足工后沉降的要求。

2.1.5超载预压

在路基施工完成后对于工后沉降不满足要求的地段进行堆载预压，部分地段进行超载预压，超载预压是为了缩短堆载预压时间，使软土路基尽量在最短的时间内完成排水沉降过程。

2.2路基结构特点

2 2.1路基结构

软土路基横断面结构从下至上依次是：①封层土：要求用细粒土填筑在清表后的软土地基上，路基中心高出原地面20cm,两端与原地面平，形成自然排水坡面，该层起封闭地基、让地下水在其面上排出；②排水层：用中粗砂或碎石填筑，该层起横向排水通道作用，地下水通过袋装砂井、塑料排水板、砂桩、碎石桩等竖向排水通道排出到该层，从该层横向排出到两边的排水沟；③路堤本体：用C类及以上土填筑；④基床底层：该层厚1.9m，用A、B组填料和改良土填筑；⑤基床表层：该层厚0.6m，用级配碎石和级配砂砾石填筑；⑥道碴层：厚0.5m，全部采用一级道碴。

2.2.2分层检测方法和标准：见表l。路基每层作用不同，每层的填料不同，同时每层的检测方法及检测标准也各不相同。

表1分层检测方法和标准表

（表中K30为地基系数，单位：MPa/m；K为压实系数；n为孔隙率，单位：%）

2.3过渡段的设置方式

由于路基与横向结构物（桥梁、涵洞等）刚度差别很大，一方面引起轨道刚度的变化，另―方面，路基与横向结构物的沉降也不一致，在过渡点附近极易产生沉降突变，导致轨面发生弯折。当列车高速通过的时候，必然会增加列车与线路的振动，引起列车与线路结构的相互作用力的增加，影响线路结构的稳定，甚至危及行车安全。在路基与横向结构物之间设置一定长度的过渡段，可使轨道的刚度逐渐变化，并最大限度地减少两者之间的沉降差，降低列车与线路的振动．减缓线路结构的变形，保证列车安全、平稳、舒适地运行。

有二种类型的过渡段，但在施工过程中我们提出了另一种形式的过渡段。

2.3.1路堤与桥台过渡段。

过渡段采取填筑级配碎石或填筑A、B组土。每填30cmA、B组土时，中间铺设一层双向土工格栅，地面以下部分填渗水土。

2.3.2路堤与涵洞间的过渡段

过渡段填筑级配碎石地面以下部分填渗水土。

2.3.3涵洞间过渡段

由于哈大线涵洞群众多，且相邻的涵洞多，有的二组相邻，有的三组相邻，有的四组相邻，甚至五组相邻。相邻涵洞的间距有的很小，只有1-2m。由于净间距小于lOm，大型施工设备无法进入，因而填土无法保证填筑质量；而且由于该部分地基处理与涵底处理不一致，导致它们之间的沉降差别很大。在试验段施工中，我们提出了填级配碎石的方案，得到设计、甲方的认可。故将其归纳为第三类过渡段。

2.4基床表层的强化处理

2.4.1基床表层的作用

基床表层是铁路路基最重要的组成部分，是轨道的直接基础，其主要作用：①增强线路强度，使路基更加坚固、稳定，并具有一定的刚度，使列车通过时的弹性变形控制在一定范围；②扩散作用到基床土面上的动应力，使其不超出基床土的允许动应力；③防止道碴压入基床土及基床土进入道碴层；④防止雨水浸入基床使基床软化，并保证基床肩部不被雨水冲刷；⑤防冻。

2.4.2基床表层的强化处理

对基床表层用级配碎石进行封闭。级配碎石的材料粒径级配及品质符合《铁路碎石道床底碴》(TB/T2897)的有关规定，且与上部道床道碴及下部填土之间的颗粒级配应满足D15

3软土路基的施工对策及体会

3.1软基处理的施工

(1)在软基处理施工全面展开前，我们在设计提供的地质资料的基础上对全段进行了地质补充勘探，对地质情况进行详细的勘查分类；对每种处理方法进行了试桩试验，通过试验摸索成熟的施工工艺；在施工过程中不断总结完善以适应变化的地质情况。

(2)由于试验段内地质变化较大，袋装砂井和塑料排水板的插入深度应根据该段地质情况决定，而不完全是照设计图施工。施工中我们发现DK471+300～+400地段设计为塑料排水板，深9m，该里程前后施工均可按设计要求进行，施工该段时，由于地层为淤泥质粘土，流塑性大，易液化，施工时插杆很易打下去，但上拔时，塑料排水板无法锚住，插杆被提上来时，插口被粉砂土填满，后经施工摸索并核对地质资料，加深以后，即进入致密细砂层，施工正常，类似情况也在袋装砂井施工中出现。而在DK469+700～+851地段，插塑板设计长度为8m，但施工到5.1-5.6l深度左右时，很难继续插下去。经补充钻探发现该段软土层较薄，致密砂层较厚，施工机械进入一定深度后，很难穿透该层。根据设计情况，由于致密砂层下还有软土层，故设计深度要穿透该层。但施工时机械电机经常烧坏，无法穿透该层。后修改为对于致密砂层较厚地段，如果施工电流超过150A，施工机械猛烈上下抖动，可以根据实际情况缩短插入深度。

(3)粉喷桩施工需要“三打二搅”，原有规范规定只须复搅桩长的1/3即可，而《细则》要求全长复搅，在工艺试桩时可满足要求。在DK468+885.7～+950地段，施工复搅时，设计桩长为9m，复搅到6m多时，多次出现钻杆搅断，或电机烧毁，但也有少数桩可以全长复搅，分析原因，也是致密砂层的影响。后工艺变为复搅2/3桩长，加大桩底喷灰量。

3.2路基施工

3.2.1填料的选择

路堤本体设计为C类土，基床底层设计为C类良。根据我们进场后的施工调查，该地区土源奇缺，B类土的运距为45km以上；C类土运距虽在11-19km左右，但均为粉粘土或粉细砂，而且最主要的问题是含水量偏大，由于该地区地处辽河平原，地势平坦，地下水位高(地面下1-1.5m)，因而所选取土场取土深度浅，占地面积大；所选取土场必须修建进场道路和取土道路，临时工程费用巨大。其平均耗费几乎接近远运B类土。另一个最不利的原因是难以满足质量要求，几个场地的C类土，在室内作试验基本可以满足质量要求，但在进行室外试验时，K30都难以达到标准。主要原因是含水量大，填筑一层需要反复翻晒，最少的半个月时间，经压实检测，密实度能达88%以上，但K30只能达到46-86MPa/m，小于要求的90MPa/m，且工序复杂，施工进度不能满足要求。

在这种条件下，我们决定选用远运B类土，其填筑质量很容易满足要求，且施工速度快，一般为3天一层，最快一天一层。

3.2.2路基填筑施工

路基填筑压实施工严格按照《细则》规定的“三阶段、四区段、八流程”的施工工艺组织施工。

3.2.3施工体会

（1）路基的填筑关键是土源的选择，这需要从填筑质量、速度、运距、经济等方面进行综合比较，试验段内选择远运B类土，在经济效益一致的条件下，保证了质量、减少了施工工序、加快了施工进度。

（2）含水量是影响填筑质量的关链。B类土的天然含水量接近最佳含水量，可以直接进行填筑，这样减少施工工序，保证了速度、质量。如果所取土类的天然含水量与最佳含水量相差太大，则必须采取洒水或晾晒措施。

（3）分层厚度是保证质量的关键工序，施工要求分层厚度为30cm，填筑过程中，必须使用平地机严格控制虚铺厚度。

（4）不同的土类应采用不同的填筑检测方法，一般土可用地基系数K30和压实系数K，而粗粒土应用地基系数K30和孔隙率n。

3.3过渡段的施工

3.3.1过渡段的填筑

(1)《细则》及设计上对于涵洞开挖以后，地面以下基坑两侧采用何种材料并未作出明确规定，我们在施工中发现，如果用原土（软土）回填很难保证质量，填其它类的细粒土也无法满足要求，我们提议回填渗水土，达到中密状态，从而很好地解决了这一问题。

(2)由于过渡段与路基施工大多不能同步，级配碎石的摊铺因为工作场地小，大型机械无法进入工作，不得不采用人工进行摊铺平整。用小型压路机进行分层填筑碾压，人工配合进行夯实。尤其不能遗漏死角。

3.3.2过渡段的检测

过渡段的检测按《细则》要求应满足K30≥150Mpa/m及孔隙率n20的要求，由于K30试验需要大型机械作反压设备，但由于过渡段过于狭小，大型机械设备无法进入，因此无法进行。我们在施工中采取同时作K30试验和密实度试验的办法，寻求K30与压实系数K之间的关系。大量试验数据表明：当K值大干95%时，K30≥150MP；故在级配碎石材料不变时，可以采用K≥95%来代替K30试验进行检测。

3.4级配碎石的施工

级配碎石主要用于填筑基床表层60cm和过渡段施工。

3.4.1级配碎石的技术指标及试验技术参数

选用天然矿石破碎而成。粒径0.075-40mm。粒径大于1.7mm碎石的洛杉矶磨耗率为26%≤50%；粒径大于1.7mm碎石的硫酸钠溶液浸泡损失率9.7%≤12%；粒径大于16mm碎石中带有破碎面的颗粒所占质量百分率90%>30%, 0.5mm筛以下的细集料中通过0.075mm筛的颗粒含量30%≤66%；粘土团及其它杂质含量的质量百分率0.8%≤2%；粒径小于0.5mm的细集料液限21%

粒径组成及质量配比：2-4cm：l-3cm：0.5-2cm：0.5-lcm：石屑=5:13:19:27:36。级配碎石最佳含水量5.6%，（远距离运输宜加大水量1-2百分点），最大干密度2.34g/cm3，级配碎石的毛体积比重2.65 g/cm 3。

3.4.2施工准备

验收基床底层，对路基中线、标高、宽度、横坡、平整度以及压实度、地基系数、孔隙率进行复测，经复测各项技术指标符合设计要求。

每lOm断面设置中线控制桩和边线控制桩，根据每车混合料摊铺面积，用白灰画出方格卸料框，在路基两侧分别加宽30cm，以保证边坡的压实，并在路基两侧边桩外30cm处打人Φ22mm的挂线钢筋，用∮3mm铁线按松铺厚度之高度用紧线器固定，在变坡点和曲线变化点加桩并对中线至边线距离、高程进行重点调整控制。

3.4.3级配碎石的生产、运输

工厂化作业，采用稳定土拌合机。各种规格矿料采用电脑程控电子计量，拌合站由专业技术人员分别对设备进行保养、调试、原材料和混合料进行跟踪控制和检测。整个进料、拌合、出料过程为连续作业，通过配电箱和电脑进行操控，基本为机械化操作。级配碎石成品经成品料仓放料门出来后，直接卸人运输车车斗内。为减轻在运输过程中产生离析，自卸车运输时采用慢速行驶。

拌合好的级配碎石要尽快运输至现场进行摊铺碾压。用平地机进行摊铺混和料的，根据运输车的运输能力，计算每车混和料的摊铺面积，等距离堆放成堆；用摊铺机进行摊铺的，则与摊铺机的摊铺能力相互协调，尽量减少停机待料时间。

3.4.4基床表层级配碎石的摊铺与碾压

根据《细则》要求，基床表层0.6m厚的级配碎石分两层施工。第一层填筑厚度按35cm，用平地机进行摊铺；第二层填筑厚度按25cm，用摊铺机摊铺。第一层摊铺时，根据运输车辆的斗容量确定卸料间距，等距离卸放。先用推土机根据左、中、右的标高控制线进行厚度控制。由于推土机推平时，其本身对摊铺部分具有一定的压实效果，摊铺后松铺系数基本达1.18。对第二层用摊铺机摊铺的，由于摊铺机本身未对摊铺部分进行压实，其经验松铺系数要选1.25。级配碎石摊铺时，都按左、右半幅分幅摊铺，每层摊铺宽度均比设计宽度要加宽40-50cm。第一层摊铺时，直接根据左、中、右标高控制线进行摊铺控制；第二层摊铺时，根据左、右标高控制线，利用摊铺机上的自动找平装置进行标高的控制。由于摊铺机的一次摊铺厚度仅为l0-320mm，则一次摊铺压实厚度正好为25cm。因此，第一层摊铺时，标高一定要控制好，可以适当高一点。否则，若第一层摊铺厚度不够的话，第二层摊铺时得分两次摊铺，这样势必造成摊铺费用的大大增加。分层摊铺好后用25t重型压路机进行碾压。碾压时，先静压，后振动压，遵循先轻后重、先慢后快的原则。直线段由两侧路肩向路基中心碾压，曲线段由内侧路肩向外侧路肩进行碾压。碾压时，横向重叠宽度不小于40cm，纵向横缝搭接不少于2m。第一层用平地机摊铺时，用推土机摊平后，若含水量适中，先静压一遍后，用平地机进行平整，刮平后再用振动压路机进行振动碾压。对基床表层，由于压实标准要求高，碾压遍数要达8-10遍，对路基两外侧，大型压路机不能直接碾压的部位，用小型压路机进行碾压，一般碾压12-14遍。

3.4.5质量检测

根据验收标准和细则要求，采用了灌砂法、核子密度仪法、K30荷载仪法三种检测手段对施工质量进行检测和复测。级配碎石的填筑用地基系数K30和孔隙率n(%)二项指标来控制，其中孔隙率n的计算采用毛体积密度法。

3.4.6施工体会

(1)级配碎石全面展开施工前，必须先选择200m长度左右的试验段对虚铺厚度、碾压遍数、施工含水量、检测工艺等进行现场试验，取得成功经验后再全面展开。

（2）级配碎石的施工含水量是控制能否碾压密实的关键。根据实际碾压效果经验总结，施工碾压含水量在最佳含水量±1%范围内时，最易达到压实标准。由于在运输和施工过程中含水量会损失，因而工厂拌合时含水量应提高2%左右。

（3）机械施工完毕，尤其是第一层平地机摊铺时，难免有局部凹坑，需用人工进行补平。补坑时，不能掺2-4cm碎石和1-3cm碎石，只用0.5-2cm碎石、0.5-1cm碎石和石粉按适当比例拌合后由人工用铁锨抛撒补平，然后用压路机进行补压密实即可。另外，路基两外侧边线需用人工进行修整顺接，左、右半幅衔接处也需人工进行修整补平。

（4)由于级配碎石在运输过程中会发生离析，故运输距离应控制在lOkm左右为合适。

(5)级配碎石碾压完成后即时检测与三天后复测差别较大，即当时经大吨位压路机激振后含水量偏大，虽然各项指标均符合设计要求，但检测参数偏小；三天后复测，因含水量逐渐蒸发，实体板结，检测参数偏大，地基系数K30、孔隙率系数会有20%左右增长。所以，最终检测宜在三天后检测。

4工后沉降的控制

4.1沉降观测

4.1.1观测断面设置

路基区段观测断面原则上根据地质条件及地基处理方式的分布进行设置，一般l00-200m设置一观测断面。观测设备包括路基中心和两侧路肩设置三个沉降板，路基两侧距离坡角2m、12m处对称设置位移观测边桩共四个。预压土卸载后按设计在路基两侧路肩打设直径40mm、长l.Om钢钎。

观测断面附近设立基准桩，应将基桩置于不受填土荷重影响的位置，一般离路基50m，避免受路基填土的影响，基桩埋深1.5m。路桥过渡段沿线路中心距离台背l.Om和1.5m处设置沉降板。

4.1.2观测技术要求

观测仪器采用Sl、S3型水准仪，要求以二级中等精度要求的几何水准测量高程，观测误差小于1mm，观测过程中对基准桩进行定期校核。边桩位移一般采用单三角前方交会法测量，观测仪器采用J1、J2经伟仪。

设计要求路基填筑过程中每填一层进行一次观测，每三天至少观测一次；软土路基地段填筑过程中填土高度接近或超过临界高度后，每天观测一次，若沉降量急剧增大，每天观测不小于2-3次；预压土填筑完成后的前2-3个月内，可每5天观测一次，3个月后7-15天观测一次，半年后一个月观测一次。

沉降和位移观测的目的之一是控制填筑速率：路基中线地面沉速率每24h内沉降不能超过10mm，边桩位移不大于5mm，若超过则停止施工。

实际工作中，观测时间和频率根据填土速率及沉降位移观测值情况进行调整，管段内一直保持了较高的工程速率，预压土卸载后的较长时间内还保持3-5天观测一次的速率。架梁的过程中密切观测路基的沉降，原则上是初期架桥机每通过一次进行一次观测，之后可根据情况调整。

4.2典型断面的沉降曲线

4.2.1典型的沉降观测曲线：绘制“时间一填土高一沉降量”曲线图。

4.3沉降趋势及规律

分析沉降曲线和观测数据并结合试验段施工实践可以归纳出沉降的以下特点。

4.3.1沉降对加载的响应较明显

管段内的路基基本上是分为几个时间段集中填筑的，分析填土与沉降的关系可知，随填土高度的增加沉降量增大。沉降的完成多集中在路基填筑的几个时段，每次路基集中填筑期间都伴随较大的沉降发生，第一次填土集中时间在08年9月中旬至11月的一个半月的时间内，在这段时间内响应的沉降量较大，甚至比预压期内沉降量还大。第二次填土集中在09年4月25日至8月25日期间；第三次集中在09年9月25日至2001年1月25日上预压土。地基的沉降表现出对加载响应明显，沉降量完成较为集中的特点。

4.3.2沉降滞后与加速

以典型断面的荷载-沉降曲线为例进行分析。图中在填土的过程中沉降有两次明显加速：填土达到2m左右，沉降开始加速，表现在沉降曲线上是斜率增大。第二次加速是在09年5月，填土达5m左右沉降加速。

进一步分析各断面沉降速率与填土高度的关系曲线可知：当填土小于某一高度时，其加载效果不明显，当填土高度超过某一值后，沉降变得明显，沉降速率迅速加大；停止加载，经过一段时间沉降将达到稳定，此后若继续加载，沉降并不马上表现得明显，而是要当填土到一定的高度对沉降才产生再一次的加速作用。沉降相对于填土有一个滞后效应。

将上面分析得到的沉降的这一特点称为：滞后沉降和沉降加速，将对应的临界填土高度称为沉降发生高度。若两次填土间相距时间较久，沉降趋于稳定后再次加载，将发生第二次沉降加速（可将对应的填土高度称为第二沉降发生高度）。填土停止后，沉降不会随填土的停止而马上停止，而是在一段时间后沉降才逐渐减少，即在荷载不发生变化情况下要通过一定时间后才趋于稳定，可将所需的这一段时间称为相对某一荷载的沉降企稳时间。这与地层类型、历史固结情况、加荷大小有关。

根据地质资料看，管段内的地层基本上是超固结土，加上在软基处理的过程中机械的行走重量使地基在路基填筑前处于一种超固结状态，当填土高度较小时，地基一般不会发生明显的沉降。I而在地层条件较差，或处于正常固结、欠固结状态的地段沉降的滞后现象就不太明显。

基于沉降上述特点提出地基沉降三阶段假设：第一阶段，自然界土体一般处于半松散状态，受到外加荷载作用发生瞬间的弹性变形和体积压缩后要继续沉降固结，需要先部分地破坏土颗粒骨架间的摩擦力、支持力和粘聚力，打破土体原有平衡，孔隙被压缩，孔隙水被挤压并排除；第二阶段，孔隙水不断地排除，土体的骨架颗粒被压密并重新排列，使得其间的粘聚力和支持力能够承受上部荷载，达到新的平衡状态，沉降速率减小，沉降逐渐趋缓，土体受荷固结到沉降企稳就是从一种平衡状态向另一种平衡状态转化的过程；第三阶段，随着时间的推移，在新的平衡状态下骨架颗粒间形成新的结构，土体内的摩擦力、支持力和粘聚力等将得到增长。土体内力的存在正是沉降滞后的原因；荷载对结构力的部分破坏就是沉降发生加速的重要原因。不同性质的土体骨架颗粒间力的大小不同，所需破坏力就不同，沉降发生高度就不同，若荷载较小无法部分破坏土颗粒骨架间的粘聚力、摩擦力和支持力则堆载（或超载）的排水固结效果难以保证；但若超载预压的荷载或加载速率过大将会过多破坏土颗粒间的力而造成地层过大塑性变形而剪切破坏。土体性质不同，新的平衡状态下结构力的增长大小和所需时间也不同。之所以有些土体只需堆载而不必超载预压也可以满足使用要求其原因就在于土体在新平衡状态下承载力有较大的增长，但这种情形可能较少，最好采用超载预压。

4.3.3沉降企稳时间

沉降企稳时间是控制路基预压工期的重要因素，受到多方面条件的影响。地质条件、上部荷载大小及加载速率都会影响沉降的企稳时间。目前沉降企稳的量化标准不明确，对沉降企稳标准的理解是一个较有意义的问题，一般是根据沉降速率进行判断。从工程设计要求来说，沉降若接近4cm/y则沉降企稳；从实际观测来说，若按设计要求进行观测（如3-5天观测一次）所观测到的沉降量和观测仪器的误差接近，沉降速率有较大幅度减少，则一般可以认为沉降基本企稳。A14标采用排水固结法地段沉降一般在集中填土后部分3个月即趋缓，部分需要4-5个月时间；要达到沉降速率小于4cm/y的要求，则大部分断面需超过6个月的时间。

4.3.4通过对沉降趋势和规律的总结分析得到以下认识：

(1)工后沉降是否得到有效控制是可以采用以下的判断方法：如果在相当或超过铁路运营时产生的荷载作用下，沉降企稳达到工后沉降速率的要求，则工后沉降就将得到有效的控制。当地基在更大的荷载作用下沉降已经企稳，则在更小的荷载作用下将不会有更大的沉降发生，这是工后沉降控制成立的理论前提。从这一点出发可知工后沉降控制首先需要路基在相当于或超过运营荷载的条件下趋于稳定，这要求施工中所加荷载应足够，其次需要一定的预压时间使沉降企稳达到工后沉降要求。其中最为直观的就是沉降速率，考虑到根据计算来的预测工后沉降量，影响因素繁多，结果不太可靠，沉降速率达到沉降控制的要求应作为首要判据。

(2)预压时间及荷载大小可调。不同的地层条件一般有一个相应的最佳预压荷载。首先其大小一般要超过沉降发生高度相应荷载。另一方面，考虑到地基可能发生破坏，荷载的增加也不能过大，只有通过逐步加载，而具体的数值主要根据现场沉降观测数据结合经验数据和分析计算进行判断。而且地层在固结的不同阶段由于固结程度的不同其对应的沉降发生高度不同，进行动态的调整有利于取得更好的预压效果。预压工期的长短根据沉降情况进行合理调整是科学的，不必拘泥干预先的设计。

4.4沉降观测在软土路基施工中的控制作用

沉降观测在软土路基施工中起到了信息化施工的作用或者称为动态设计。与以往的铁路施工相比，沉降观测不仅对路基填筑速率起到了监控作用，而且对控制工后沉降起到了决定性的作用。

(1)根据地基土的物理力学性质预估极限填高，大体在极限高度以下可按照正常的速度填筑，当路堤填筑达到极限高度以后的填筑应控制填土速率；通过沉降观测控制填土速率，以免因填土速率过快而导致地基发生剪切破坏。

(2)调整预压方案，改善预压效果：设计院根据施工的具体情况和路基的沉降情况在09年10月中旬对段内的预压土进行了调整，大部分地段的预压荷载都得到了增加。增加预压荷载的作用非常明显，预压土施工期及预压土施工后各断面沉降速率有很大的提高。其中DK471+800～DK472+800段增加幅度最大，如DK472+250处由17.8mm/mon螬大到106mm/mon，这与预压荷载增加幅度有关；DK471+800～DK472+800段预压高度增加最多，达3m，速率增加也最为明显。由于超载预压取得了较好的效果，解决了工期与工后沉降控制之间的矛盾。在保证施工工期的同时保证了施工质量。随着固结的发生，地基的临界载荷高度是增加的，动态地调整预压荷载将成为今后控制软弱地基工后沉要手段。

(3)工后沉降预测与卸载预压土的决定。

由于架设24m箱梁的运架一体机要通过试验段正线，架桥前必须卸载预压土；而预压时间越长，则沉降越趋于稳定；但基于总工期的要求，必须尽早卸载预压土。在2010年2月中旬、4月底和5月下旬分别召开了专家研讨会，根据我局提供的沉降观测数据和铁三院根据沉降数据的分析报告在充分讨论了工后沉降的情况下，决定了预压土卸载时间。沉降观测使得对工后沉降的预测和预压土卸载时间的确定更加科学合理，对保证路基的质量起到了不可或缺的作用。

(4)全段采用的软基处理方法较多。沉降观测数据为我们了解各种处理方法与不同的地质情况相适应的处理效果，提供了丰富而珍贵的现场资料。

5总结

(1)哈大客运专线东部软土路基分层明显，每层的作用不同，填料要求不同，检测方法、检测标准各异。

(2)软基处理施工必须根据现场地质情况进行变化，不能盲从；软基处理方案与地质情况的适应性是软基处理成功与否的关键。

(3)路基填筑的关键是填料的选择、含水量的控制、分层厚度的严格控制及大型专业机械的使用；而且必须按《细则》规定的工艺流程严格施工，按相应的检测标准和频率进行严格检测。

(4)过渡段的设立是保证线路平顺的必要条件；施工中必须根据过渡段的特点采取相应的施工措施进行填筑。

（5）基床表层是路基最重要的组成部分，是轨道的直接基础。级配碎石的填筑是全新的工艺，必须根据不同的碎石级配情况进行摸索；其拌和应以自动化控制的厂拌为好，注意对级配情况、含水量的严格控制。

（6）工后沉降的控制是东部软土路基能否成功的关键。实践证明，通过沉降过程控制了填土速率；通过对沉降过程资料的分析，掌握了软土路基的沉降规律及每种软基处理方法的效果；并通过堆载预压处理，控制了软土路基的工后沉降和工期。