客货共线铁路深厚土层地基处理技术与沉降计算
铁路路基沉降原因及处理技术

铁路路基沉降原因及处理技术□□ 王亮【摘要】受地表水侵入及填土施工质量等因素影响,铁路路基沉降处理成为铁路运营管理面临的重要问题。
常见的加固方法如局部换填加固、土工格室加固、挤密桩等由于受天窗时间长度限制,不适用于铁路路基沉降处理,注浆加固是此类问题的首选方法。
基于传统注浆加固方法,采用低黏度的改性高聚物作为注浆料,对其加固效果进行了试验研究。
试验结果表明,改性高聚物注浆材料渗透性较好,结合体试件变形模量为160~190 MPa,结合体与填土协同工作性能较好。
【期刊名称】建材技术与应用【年(卷),期】2017(000)005【总页数】4【关键词】铁路;路基;沉降;注浆加固引言在我国东部地区,新修建的时速超过200 km/h的高速铁路较多地选用桥梁通行的技术,此方法很好地避免了铁路在复杂路段沉降不均匀的问题,这在很大程度上推动了我国高速铁路的发展[1-2]。
另一方面,路基通过技术在成本方面也更具有优势,路基通过技术在地质灾害区域易于修复,这也使得该方法成为我国部分沿海地区及西部地区新建铁路的首选[3-4]。
根据对已有数据的统计,铁路的路基沉降多发生在软土地基广泛分布的东部沿海区域,此外在东北地区及西部地区也偶有存在。
软土地基的不均匀沉降会导致铁路轨道变形,影响列车的行车安全性、行车速度及舒适度,同时也增加了道路工程的养护难度。
对于采用路基通行技术的路段,尤其是无砟的高铁轨道路段,在路基沉降之后,采用一般的养护方法很难能再使路基恢复平整,这也成为高铁路基养护遇到的一大难点。
目前,当路基沉降发生时,常通过调整扣件的余量以及整体抬升轨道技术来恢复轨道平整,但多数路基的沉降会持续不断,即使基于上述方法暂时使得轨道恢复平整,仍存在再次出现下沉的风险。
因此,对于高铁路基不均匀沉降的具体原因应当仔细分析,采取合理的措施加以处理,彻底有效地解决铁路路基不断沉降的问题。
1 沉降案例以我国沿海某高速铁路为例,该线路路基为软土地基,设计时采用粉喷桩进行地基处理,粉喷桩深度为7.85~11.75 m,该桩进入砾土深度≮0.5 m。
铁路路基沉降原因分析与控制策略

铁路路基沉降原因分析与控制策略摘要:铁路路基沉降是铁路工程中一个重要的问题,其对铁路运营和安全产生着直接的影响。
铁路是国民经济发展的重要基础设施,而铁路路基沉降是铁路运营中不可避免的现象。
铁路路基沉降会导致铁路线路的变形和不平整,进而影响铁轨的几何和轨面水平度,甚至可能导致列车的脱轨。
因此,研究铁路路基沉降的原因和控制策略对于确保铁路运营的安全和可靠至关重要。
关键词:铁路路基;沉降原因;分析;控制策略1铁路路基沉降的原因分析铁路路基沉降是指铁路路基在使用过程中产生的沉降现象。
铁路路基沉降不仅会对列车行驶产生不利影响,还会对铁路线路的安全性和使用寿命造成严重威胁。
因此,对铁路路基沉降的原因进行系统的分析和归纳,对于确保铁路线路的安全和稳定具有重要意义。
1.1地质因素地质因素是造成铁路路基沉降的主要原因之一。
首先,地质条件对铁路路基的稳定性和承载力具有重要影响。
例如,地下水位的变化、土壤的性质和地下岩石的特性等地质因素都会对路基的沉降产生影响。
其次,地震和地下工程施工等外力因素也会引起铁路路基的沉降。
地震会导致地层的震动和变形,进而引起路基的沉降。
而地下工程施工则会改变地下土体的结构和性质,进而影响路基的稳定性和沉降情况。
1.2工程施工因素工程施工因素是造成铁路路基沉降的另一个重要原因。
在铁路线路的建设和维护过程中,工程施工不当往往会导致路基的沉降。
首先,土方开挖和填筑是铁路线路建设中常见的施工活动。
如果土方开挖和填筑不合理,就会导致土体的不均匀沉降,进而引起路基的沉降。
其次,施工过程中的振动和冲击也会对路基的稳定性产生不利影响。
振动和冲击会导致土体颗粒重新排列,进而引起路基的沉降。
此外,施工过程中的地基处理和加固措施不当,也会导致路基的沉降。
1.3运营因素运营因素是造成铁路路基沉降的另一个重要原因。
铁路线路的长期使用会引起路基的沉降。
首先,列车行驶时产生的振动会传导到路基上,进而引起路基的沉降。
振动会导致路基周围土体的颗粒重新排列,进而导致路基的沉降。
铁路地基处理技术

铁路地基处理技术目前在马来西亚半岛挠万和美罗之间正在建造长达110公里列车时速高达160的高速铁路项目。
在地面的改进方法中,工程中采用了碎石桩置换振动,干土深层搅拌法(水泥柱),单桩帽的土工格栅加筋式路堤以及单桩帽的拆卸/更换工作。
本文提供了一个详细的阐述对振冲置换法的设计和实施以及深层土壤混合处理方法在工程中的使用采用承载板试验利用现场仪器操作监测石柱的性能和讨论土搅拌地基处理的方法。
本文还简要概述了其他的一些处理方法在这一高速铁路项目如单桩土工格栅路堤以及拆卸/更换工作。
1. 简介。
电气化高速铁路项目运行在马来西亚半岛雪兰莪州的挠万与霹雳州的美罗之间总长度超过110公里。
图1显示项目站点在马来西亚半岛的位置。
该项目的岩土工程设计包括用现有的基础为时速高达160的交通荷载做地基处理。
客户的设计要求是在六个月内最大的工后沉降在25毫米内,在长达10米的弦允许10毫米的沉降差异。
另外,固结度应达到不低于85–90%的程度。
所需的边坡长期稳定的最小安全系数为1.5。
由于严格的结算限制和项目的快速轨道的性质,一系列的地面技术的改进必须与软土或松砂所适应的高填方路堤的位置进行确定。
因此,必须确保地基在沉降及边坡稳定性具有足够的性能以及所需的工期内完成该项目。
本文提供了一个详细的介绍对振捣替代石柱和干土深层搅拌法处理方法在工程中应用。
振捣置换振冲碎石桩是一种地基处理方法,大型桩所回填粗粒材料由特定深度的振动器装置安装在土壤中。
干燥的土壤深层搅拌技术是一个石灰–水泥柱法的发展。
本文还简要地讨论了桩承式路堤土工格栅以及它的拆卸和更换,这也是本项目采用的处理方法。
该项目的铁路路堤高度范围从1到12米不等,路基顶部最小宽度为14.9米,高度小于10米,宽度为24.9米的路堤高度大于10米。
该路堤的边坡坡度为1 :2。
路堤的两边设有宽3米高度大于5米的马道。
项目中遇到的土壤是达30米的深处的软质淤泥和粘土以及松砂的高度可变的混合物。
高速铁路线路的沉降控制方案

高速铁路线路的沉降控制方案随着交通运输的发展和人们对出行速度的要求不断提高,高速铁路作为一种高效、快速、安全的交通方式受到了广泛的关注和应用。
然而,高速铁路线路在长期使用过程中,由于地基土的力学特性和环境条件的变化,会产生沉降现象,严重影响铁路线路的稳定性和安全性。
因此,制定高速铁路线路的沉降控制方案至关重要。
本文将针对高速铁路线路的沉降问题,进行分析和探讨,并提出一种有效的控制方案。
一、沉降原因的分析高速铁路线路的沉降问题主要与以下几个方面的因素有关:1. 地基土的力学特性:地基土的力学特性会对铁路线路的沉降产生重要影响。
土壤的初始固结度、孔隙比、压缩系数等参数都会影响土体的压缩性能,进而导致铁路线路的沉降问题。
2. 运行荷载的影响:高速列车的运行会给线路施加一定的荷载,而荷载是铁路线路沉降的主要因素之一。
不同类型、不同速度的列车对线路的沉降影响不同,因此需要对不同情况下的运行荷载进行考虑。
3. 环境条件的变化:高速铁路线路所处的环境条件也会对其沉降产生一定的影响。
例如,气候的变化、地下水位的变动等因素都会导致地基土体的特性发生变化,进而引发沉降问题。
二、沉降控制方案的制定1. 土体改良措施:针对地基土的力学特性,可以采取适当的土体改良措施来降低土壤的沉降性。
例如,在填筑铁路线路的地基中混入适量的固结剂或添加适当的控制剂,以增加土壤的稳定性和抗沉降能力。
2. 结构设计优化:通过优化高速铁路线路的结构设计,可以减小运行荷载对线路沉降的影响。
例如,在路基的设计中,合理配置不同材料的填料层,增加路基的承载力和抗沉降能力。
3. 监测与调整:建设高速铁路线路后,需要对线路进行定期的监测和调整,及时发现和解决沉降问题。
通过安装合适的监测设备,对线路的沉降情况进行实时监测,及时采取调整措施,保证线路的稳定性。
4. 沉降预测与评估:在设计和建设高速铁路线路时,可以进行沉降的预测与评估,以评估线路的可行性和稳定性。
铁路复合地基沉降计算研究

研 究结论 : 在简要分析弦线模量方法原理的基础上 , 传统 的分层 总和法进 行改进 , 对 利用 Vsa B s i l ai u c程 序语言 编制相关地基沉 降计算程序 , 然后以某铁路碎石桩和粉 喷桩 复合地基加 固工程为例 , 计算 了该铁 路工
程 复合地基 的沉 降曲线并 与实测值对 比。计算结果表 明, 文中提出的方 法能够比较准确地计算铁路工程复合 地基 的沉 降 , 比较大 的推广价值 , 以为类似工程提供参考 和借鉴 。 具有 可 关键 词 : 改进分层总和法 ; 弦线模量 ; 载荷试验 ; 降计算 沉
21 0 1年 1 0月
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第 1 ( 17 0期 总 5 )
J OURN AL OF RAIW AY EN NE I OC E Y L GI ER NG S I T
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பைடு நூலகம்
文章 编 号 :0 6—2 0 (0 1 1 0 4 0 10 16 2 1 )0— 0 2— 4
( hn a w yE ya n ier gG opC . t , h nd , i u n6 0 3 , hn ) C iaR i a ru nE gnei ru o Ld C e gu Sc a 10 1 C ia l n h
Ab t a t Re e r h p r o e :Ho o c l u ae s i fu d t n s t e n i l swela c u a ey i si n i u sr c : s a c u p s s w t ac lt ol o n ai et me t mp y a l s a c r tl s t la s e o l s l s n t l r s le n i e r g d s n o l e o v d i e g n e n e i .Ch r d l sr f c st en n i e rc a a trs c f ol, u e a p ia i t we n i g o d mo u u e e t h o l a h r ce t s i b t h p l b l y l n i i o s t c i o h r d l si h et me t ac l t n o al a o o i o n a in i o h i u s n p o lm. fc od mo u u n t e s t e n lu a i fri y c mp st fu d t s a w a y d s si r b e l c o w e o c o Re e r h c n l so s T e ly r — w s u sa c o cu in : h a e ie s mmain me h d w s mo i e a e n t e b e n lss o h h r t t o a d f d b s d o h r f a ay i f t e c o d o i i mo u u ,a d a r lt d c l ua in p o r m swr tn u i g VB c mp trl n u g . T e d l s n e ae ac lt r g a wa i e sn o ue a g a e h n,t e s t e n s o r v l o t h e t me t f g a e l p l n e n x d p l c mp st o n a in o al a n i e r g w r a c lt d u i g t e p o r m. I s o s i a d c me tmie i o o i f u d t fa r i y e g n e n e e c lu ae s h r g a e e e o w i n t hw t a h h tt eP—S c r e a e g o ge me t t h c u l au s a d t e meh d p o o e i r ce i a p ia l n u v sh v o d a r e n h t e a t a l e , n t o r p s d i t sa t l s p l b e i wi v h n h i c
基于客货共线普通铁路软基处理技术的探讨

基于客货共线普通铁路软基处理技术的探讨摘要:随着技术的不断进步,货客运线的增多和铁路技术的成熟,铁路速度也越来越快。
软土地基问题是工程上常见的一种问题,它的存在使软基处理技术不断得到更新,在软土地基处理上,不管是市政、公路、水利、电力等工程建设都有很多案例,有成功的有失败的。
因此,在软土地基处理上,一定要根据不同的地基情况采取不同的方法进行处理。
软土地基的处理质量对工程建设的稳定性和安全性有着至关重要的影响。
本文对客货共线的普通铁路的软基处理技术进行了探讨,对现有的软土地基处理方法和技术进行了分析。
关键词:客货共线;软基;处理;技术1、引言铁路在施工中被要求保证工程质量和施工进度,且铁路路堤在施工过程中要保持足够的稳定性,使它在通车后的路基沉降符合工程技术的要求,具有良好的运营条件。
我国的铁路路基要求一直比较低,软基处理仅考虑路堤填筑期的稳定性问题,且没有考虑运营后的路基沉降问题,造成早期铁路在投入使用后大部分的软基路堤下沉过度问题比较严重,并影响了正常的铁路安全运输和运输能力的提高。
自1991~1992年期间,铁道部设立了“软土地基下沉规律及控制下沉的技术标准”后,且由各铁路局单位进行了广泛的测试、调查、分析,总结了软土地基路堤沉降标准,促进了软土地基处理技术在铁路建设中得到不断改善,也保证了工程质量。
2、普通铁路软基处理技术的发展铁路与其它交通相比具有巨大的优势,一、具有运输安全,晚点少。
其有专门的跑道,安全性远超其它运输方法。
二、受外界条件影响小。
铁路可以全年运行,天气、环境等条件对它影响很小。
三、运输速度变得越来越快。
随着铁路技术的提高,铁路一次次提速运行,其速度的变化是惊人的。
四、每次运输量巨大、运行时能源消耗低。
其运输量是其它交通行业无法比的,且能源损耗低,将逐渐成为运输巨头。
因此,我们应该大力发展铁路事业。
根据国家《铁路“十二五”发展规划》,“十二五”期间,将新建兰州至乌鲁木齐第二双线快速铁路等13条铁路项目、8条铁路煤运通道项目,到“十二五”末,全国铁路营业里程预计将达到12万公里左右。
浅谈客货共线铁路路基填筑施工技术
(4)路堤施工过程中由于现场原因各段不能同时填筑时,应在已填筑路堤端纵向接头处挖出宽度大于或等于2米,高度和填筑层厚度相同的硬质台阶。
(5) 摊铺整平。对局部地区因填料含水率过大引起路基反弹的地方采取机械挖除置换或晾晒的方式进行处理,直到符合要求。
保护套管和沉降板测杆随着路基填筑施工逐渐接高,每次接长高度为5Ocm。
在路堤填筑过程中,在测杆处放置用φ45钢管加工的60×60×80cm的钢管架进行保护,钢管架刷白红相间油漆,保护好沉降板(杆)不被施工机械破坏,在沉降板周围1m范围内采用人工填筑压实。
路基每150m埋设沉降观测板1个,在施工过程中每填筑一层观测沉降观测板一次,两次填筑时间间隔较长时,可视情况每3天观测一次。
(3) 土工格栅铺设完成后及时进行填料填筑作业,避免因受阳光直接暴晒时间过长而损坏,严格禁止工程机械直接在土工格栅上行走作业。
3.3沉降观测
沉降板是由一根直杆(直径:20-30mm的钢管或自来水管)和沉降钢板(尺寸:600×600×9mm)组成。用三根斜钢筋焊接在沉降板上,在路基基底面上埋设沉降板。在埋设点地面挖出土坑(尺寸:600×600×200mm),铺5公分厚度左右的黄沙,平整压实后将沉降板平放在坑内,并用黄沙将四周填充密实,用水准尺校正板面的水平,确认水平后再用1Ocm的厚土回填并整平夯实。然后将塑料套管垂直套住测杆,测杆底板与塑料套管之间保持1Ocm以上距离,在套管四周用土堆实,保证其稳固。
6 参考文献
[1] 《客货共线铁路路基工程施工技术指南》(TZ 202-2008)
[2] 《新建时速200公里客货共线铁路工程施工质量验收暂行标准》(铁建设[2004]08号)
某客货共线铁路深厚松软土地基物理力学特性分析
某客货共线铁路深厚松软土地基物理力学特性分析孟伟超【摘要】深厚松软土地层在我国西北、东北及华北地区普遍存在,高速铁路修建过程中此类地层的地基处理方案选取对工程的可靠性和经济性影响显著。
对东北地区某客货共线铁路的典型深厚松软土地层进行详细的物理力学特性分析,为确定适宜的地基处理措施提供依据。
【期刊名称】《铁道勘察》【年(卷),期】2016(042)006【总页数】4页(P70-72,73)【关键词】深厚松软土;物理力学特性;静力触探;地基沉降【作者】孟伟超【作者单位】铁道第三勘察设计院集团有限公司,天津 300251【正文语种】中文【中图分类】P642.1某新建200 km/h的客货共线铁路位于松花江右岸冲洪积平原及小兴安岭低山丘陵区。
线路起点至DK111+000范围内地基表层普遍分布松软土地层,厚度2.0~23.6 m,此类深厚松软土地层在华北、东北及西北地区普遍存在。
近年来,高速铁路的修建使得其工程适用性越来越受到关注,相应地基处理方案的选取,既要考虑路基的沉降及稳定性要求,同时也要考虑造价问题[1]。
选取代表性段落DK45+800~DK45+900里程范围布置钻探孔和静力触探孔。
本段地层为表覆第四系上更新统冲洪积层(Q3al+pl)粉质黏土,局部有黏土、中砂、粗砂、细圆砾土等薄夹层或透镜体,土层厚度约32.7~37.7 m,下伏白垩系下统(K1)泥岩、砂岩、砾岩,工程地质纵断面如图1所示。
地层:粉质黏土,灰褐色—黄褐色,土质不均,含铁锰质氧化物,流塑σ0=80 kPa,软塑σ0=100~150 kPa,硬塑σ0=160~180 kPa;黏土,灰褐色,含少量锈斑及铁锰质氧化物,成分以黏粒为主,土质均匀,软塑σ0=140 kPa,硬塑σ0=180 kPa;中砂和粗砂,灰褐色,中密,饱和,成分以石英、长石为主,含少量黏性土,中砂σ0=250 kPa,粗砂σ0=300 kPa。
钻孔土对混凝土结构具氯盐侵蚀性、盐类结晶侵蚀性,环境作用等级L1、Y2。
杭甬客运专线深厚软土工程实践及沉降控制
杭甬客运专线深厚软土工程实践及沉降控制张扬【摘要】针对杭甬客运专线广泛分布深厚软土的特点,分析沿线软土的工程地质特性及其对铁路工程建设的影响.根据现场实测数据,评价超长灌注桩控制桥梁沉降效果;阐述和分析预应力管桩筏板结构、布袋注浆桩加固、搅拌桩联合插塑板、高压旋喷桩等地基加固措施,并科学合理应用,有效控制路基沉降;采取加强支护措施,确定安全距离和支护方案,确保邻近既有线桥墩基础基坑开挖和既有线运营安全;强调科学研究和现场监测在工程实践中的指导作用.【期刊名称】《中国铁路》【年(卷),期】2012(000)011【总页数】5页(P22-26)【关键词】杭甬客运专线;深厚软土;沉降控制【作者】张扬【作者单位】杭甬铁路客运专线有限责任公司,浙江杭州,310009【正文语种】中文杭甬客运专线(简称杭甬客专)西起杭州东站,向东经杭州南站、绍兴、上虞、余姚至宁波站,全长149.89 km,是我国“四纵四横”铁路客运专线网络中沪深客运专线的重要组成部分。
杭甬客专新建桥梁35座,122.862 km;隧道9座,12.617 km;路基长6.312 km。
沿线地貌形态主要为滨海堆积平原,局部为低山丘陵。
低山丘陵区主要为中生代地层,平原主要为海相、冲海相深厚层软土和松软土,厚3~50 m,局部地段大于50 m。
杭甬客专正线铺设无砟轨道,对线下工程工后沉降控制提出了严格要求。
杭甬客专穿行“萧绍姚宁”平原,沿线平原地区广布深厚软土、松软土层,控制平原地区桥梁、路基工程的工后沉降,以及基础加固是杭甬客专建设的重点和难点。
1 杭甬客专沿线软土工程地质特性及其分布情况杭甬客专沿线的特殊工程地质现象是广泛分布软土地层。
全线软土区段总长约135.5 km,占设计线路总长的90.4%,主要为海积、冲海积成因类型。
因线路沿杭州湾南岸展设,其软土特性具有较强的相似性,多由第四系全新统海积相淤泥、海积、冲海积相、淤泥质黏性土及上更新统滨海相黏性土组成。
浅述高速铁路地基沉降计算方法
浅述高速铁路地基沉降计算方法作者:孙维涛来源:《建筑工程技术与设计》2014年第09期【摘要】本文介绍了有关高速铁路地基沉降的基本理论和计算方法,对高速铁路的设计、施工都有较强的参考价值。
【关键词】浅述;高速铁路;地基;沉降;计算方法地基在荷载作用下,沉降将随时间发展,其发展规律可以通过土体固结原理进行数值分析来估算。
但是由于固结理论的假定条件和确定计算指标的试验技术上的问题,使得实测地基沉降过程数据在某种意义上较理论计算更为重要。
通过大量的沉降观测资料的积累,可以找出地基沉降过程的具有一定实际应用价值的变形规律,还可以根据路基施工时的实测沉降资料和已取得的经验进行估算,是工程中最为常用的方法。
根据经验沉降预测一般要经过3~6个月恒载(或预压)的观测才能建立。
曲线回归法法是变形预测最常用的方法,德国无碴轨道的经验,认为当曲线回归的相关系数不低于0.92时,所确定的沉降变形趋势是可靠的;当预测的6个月以后的沉降与实际沉降的偏差小于8mm时,说明预测是稳定的,但要达到准确的预测还要求最终建立沉降预测的时间t应满足下列条件1、双曲线法为求t时刻的沉降,上式右边有四个未知数,即S、Sd、、。
在实测初期沉降一时间曲线(S-t)上任意选取三点:(t1,S1),(t2,S2),(t3,S3)并使t3-t2=t2-tl,将上述三点分别代入上式中,联立求解得参数和最终沉降量S以及Sd的表达式,其中Sd的表达式中还含有这个变量。
一般在求Sd时,可采用理论值或根据实测资料计算,将所求得的β,S, Sd分别代入式(3.3.2-5)中便可得出任意时刻的沉降。
a. 连接S-t曲线时,应对S-t曲线进行光滑处理,即尽量使曲线光滑使之成为规律性较好的曲线,然后再在曲线上选点;b. 为了减少推算误差提高预测精度,要求三点时间间隔尽可能大,即选取的(t2-t1)尽可能大,因此要求预压时间长;c. 本法要求实测曲线基本处于收敛阶段才可进行。
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客货共线铁路深厚土层地基处理技术与沉降计算摘要:地基沉降对于客货共线铁路的运营有着重要的影响,为使地基沉降得到有效控制,就必须对客货共线铁路建设施工过程中对地基进行相应处理。
目前我国处理客货共线铁路深厚土层地基时,常用的措施包括路基桩板、预应力混凝土桩以及cfg桩等。
本文通过深厚土层的地基处理措施以及相关沉降计算进行简单论述。
关键词:客货共线铁路深厚土层地基处理技术沉降计算
作为我国交通运输的重要组成部分之一,铁路无论是在客运还是在货运上都为我国社会经济高速发展提供了巨大的助力。
同时,铁路也以其更为舒适、平稳、高速的特点得到了更大的发展。
为使铁路能够更好地发挥其作用与功能,就必须在建设过程中,对其在深厚土层施工时地基沉降进行处理并运用合理的沉降计算,使其能够满足工后沉降要求。
一、客货共线铁路深厚土层的地基处理技术探讨
(一)路基桩板
作为在客货共线铁路中出现的新结构形式之一,路基桩板结构是由上部钢筋混凝土制承载板与下部桩基组成的,一般情况下,轨道结构与承载板为直接连接形式。
其结合了桩基础、埋入无碴轨道、板式无碴轨道等的优点,对板-土-桩的共同作用进行了充分利用,从而使无碴轨道沉降变形与强度的要求得到满足。
(二)预应力混凝土桩
这种处理技术通常采用的是c30钢筋混凝土桩帽,桩面平整水
平于相联的桩帽且向桩帽中伸入超过5厘米,而在施工过程中则通常利用静压或震动锤击方式实现沉桩,其桩距范围通常在2米至2.5米间。
(三)cfg桩
由粉煤灰、碎石掺入适量的水泥后以水拌和,并利用各类成桩设备制作的具备可变粘结强度的桩体称为cfg桩。
褥垫层、桩间土与桩体组成了cfg复合桩地基。
上部基础对褥垫层产生负荷作用后,使其变形并以一定比例向桩间土与桩体传递负荷,实现上述两者的共同受力。
而土体则因桩挤密效应而使其承载力提升,桩体则通过周边土侧应力增加而使受力性能得到改善,进而两者结合,构成复合地基并整体受力。
二、客货共线铁路深厚土层的地基沉降计算分析
(一)路基桩板
1.承载力。
钻孔摩擦桩-灌注桩为桩板结构,最大容许承载力计算公式:,式中m0表示桩底的支撑力折减参数,[σ]表示桩底地基土所容许的承载力,a表示桩底的支撑面积,单位平方米,li表示各个土层的厚度情况,fi表示各个土层最大承载力,u表示桩身的截面周长,[p]表示桩体的容许承载力。
2.沉降值。
在施工过程中,桩中心距为低于6倍桩径的摩擦桩时,其沉降计算公式为:,式中ci,ci-1表示基础的底面到第i 层底面范围与至第i层底面范围平均附加应力值,zi,zi-1表示基底第i层与第i-1层底面间距,esi表示等效作用面下部第i层压
缩模量,ms表示沉降修正系数,σ2(0)表示基础附加应力,n表示计算范围内,以压缩模量划分土层数量,s表示桩基的总沉降量。
(二)预应力管桩
1.承载力。
,式中μ表示基于桩间土的经验参数,ap表示桩横截面积,r表示原状土的阻力,li表示各桩长度,sp表示桩身的周边长度,fi表示原状土所容许的摩阻力值,ppc表示单桩所允许的承载力值。
2.沉降值。
在计算预应力管桩沉降值时,所采用的沉降计算公式为:,式中hi表示第i层土的厚度值,esi表示下部第i层的土压缩模量,δpi表示第i层土的平均附加应力值,n表示下部土分参数。
(三)cfg桩
1.承载力。
cfg桩体单桩承载力计算公式:,式中fsk表示经处理的桩间土承载力的特点值,β表示桩间土的承载力折减参数,ap表示桩截面积,ra表示竖向单桩承载力特点值,m表示面积置换率,而fspk表示复合地基的承载力特点值。
其中,取ra值时,应满足的条件包括:一是单桩负荷试验时,其竖向的极限承载力应除以2,即安全系数,二是如果不具备单桩负荷试验资料,则可以公式,式中,li表示第i层土厚度值,qp、qsi表示第i层土端阻力特点值与侧阻力特点值,n表示桩长范围内进行划分的土层数量,up表示桩体周长。
2.沉降值。
设地基总沉降量为s,其包括加固区压缩值s1与下
卧层压缩值s2,即s=s1+s2。
加固区压缩值计算公式,式中hi表示第i层土的厚度值,esi表示下部第i层的土压缩模量,δpi表示第i层土的平均附加应力值,n表示下部土分参数,即ξ倍于天然地基的压缩模量,其计算公式:。
下部平均附加应力值计算公式:,式中β表示加固区域内的应力扩散角,p为上附加应力,h 表示加固区域厚度,b表示路堤宽度,公式为,式中hi表示第i 层土的厚度值,esi表示下部第i层的土压缩模量,δpi表示第i 层土的平均附加应力值,n表示下部土分参数。
三、cfg桩施工质量控制
(一)以桩位图为依据,利用钢尺与全站仪将cfg桩与轴线控制桩放出,并利用相应深度与直径的竹钎或白石灰来表示桩位。
(二)对塔身导杆的位置进行位置校正,确保桩位中心与钻机垂直对准,在每根cfg桩施工之前都应由现场技术人员检查垂直度与桩位对中情况,其允许的垂直偏差度应小于1%,桩位偏差允许值则应小于5厘米。
(三)开始钻孔后,将钻头阀门关闭,钻头触地后,将马达启运钻进,先慢后快,并随时对钻孔偏差情况进行检查并立即纠正。
当进尺标记显示其成孔已达设计的标高后,即可停止钻进。
(四)钻进停止后,则开始泵送混合料。
混合料充满钻杆芯后拔管,不准先拔管再泵料。
拔管速度应控制在每分钟2至3米,同时根据拔管速度匹配泵送料,避免出现超拔现象。
施工桩顶的标高要高出设计值0.5米。
结语:路基桩板、预应力管桩与cfg桩作为客货共线铁路在深厚土层进行地基处理中的常见技术,其中预应力管桩、cfg桩在利用时,结合筏板结构能够使桩土应力比有效提高,从而对沉降能够实现更有效的控制。
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