高速铁路CFG桩-筏结构沉降控制现场试验

研究目的:通过对京沪高速铁路典型工点现场地基沉降试验研究,掌握CFG桩加固后的深厚松软土地基加固区与下卧层的压缩沉降及地基总沉降变形规律,进一步评价高速铁路CFG桩-筏结构处理深厚层地基的沉降控制效果。研究结论:现场实测数据表明:(1)CFG桩-筏结构路基的工后沉降满足规范要求;(2)下卧层沉降是沉降的主要组成部分,约占总沉降的74%;(3)桩-筏结构的地基沉降控制效果要好于桩-帽-网结构,本文试验条件下,前者沉降约为后者的73.5%~75%;(4)分析表明,对于沉降要求严格的无砟轨道软土路基可优先采用桩-筏基础结构型式。     

高速铁路深厚松软土层CFG桩桩筏和桩网复合地基沉降特性的试验研究

依托京沪高速铁路李窑试验工点,对深厚松软土层中CFG桩桩筏和桩网复合地基的沉降特性及规律进行了试验研究,得出如下主要结论:桩网复合地基的路堤底面地表沉降比桩筏复合地基的大20%.桩网复合地基加固区和下卧层沉降分别占相应总沉降的28%和72%;桩筏复合地基加固区和下卧层沉降分别占相应总沉降的25.5%和74.5%.桩网复合地基CFG桩桩顶和桩间土间的沉降差远远大于桩筏复合地基,二者最大比值超过10倍;桩筏复合地基CFG桩桩顶和桩间土之间的沉降差很小,可忽略不计.就沉降和承载力特性而言,桩筏复合地基的整体性好于桩网结构.     

CFG桩处理中等压缩性土地基试验研究

针对京沪高速铁路中等压缩性土的基本特性,以及路基设计中广泛采用CFG桩复合地基的处理措施,进行了CFG桩处理中等压缩性土地基的现场试验.对中等压缩性土基本特性、CFG桩施工工艺及质量检测、CFG桩复合地基和桩筏基础沉降变形特性、荷载分担规律等进行了研究.试验表明CFG桩复合地基可满足高速铁路工后沉降和差异沉降的控制要求,得出了京沪高速铁路中等压缩性土地基工程特性、CFG桩施工工艺及质量检验方法以及CFG桩复合地基和桩筏基础的设计原则.     

京沪高速铁路CFG桩-筏复合地基现场试验研究

结合京沪高速铁路凤阳试验段工程,开展CFG桩+垫层+筏板处理地基试验。实测桩-筏复合地基沉降变形、桩顶应力、桩间土应力、筏板顶面土应力、钢筋应力及桩身应变;分析路基沉降变形、桩土应力比随填筑高度和固结时间的变化规律;获得地基面桩土应力分布、筏板顶面土应力分布、钢筋应力分布、桩身轴力和侧摩阻力分布;研究路堤荷载作用下CFG桩-筏复合地基的工作性状。研究成果有助于高速铁路桩-筏复合地基沉降控制、承载特性和应力传递机理的研究,并为京沪高速铁路及其它相关工程的桩-筏复合地基设计方法提供数据支持。     

桩筏基础路基地基应力测试研究

研究目的:附加应力是路基地基沉降分析中非常重要的参数,附加应力计算方法不同,计算结果差异较大。本次研究拟通过现场测试了解桩筏基础路基地基应力分布规律。研究结论:(1)桩筏基础路基地基实际应力小于计算值是沉降计算误差产生的原因之一;(2)桩筏基础路基地基加固存在临界桩长;(3)地下水位以下土层自重应力计算采用浮容重是合理的。     

客运专线路基工程中管桩应用机理研究

研究目的:管桩已广泛应用于客运专线和高速铁路建设工程中,为深入探讨管桩的承载性能和路基实测沉降特性,并研究管桩的抗剪性能及在路基整体稳定中的作用,结合京津城际客运专线的设计、施工和沉降监测,系统地研究管桩在路基工程中的应用机理.研究结论:管桩具有高强、工期快、质量易于控制等优点,可满足客运专线建设标准高的要求,总沉降量和不同阶段的沉降速率明显优于其它加固方式;在水平力作用下土质地基中管桩是受弯破坏形态,按抗剪强度验算路基整体稳定性导致安全系数估值偏高;管桩承载有桩筏结构、桩板结构和桩网结构等方式,建议加强施工质世控制、提高桩间土强度、改善桩顶的连接方式并开展桩梁结构的研究.     

预应力管桩加固铁路多线路基的研究与实践

研究目的:京石客专石家庄枢纽DK 285+400~DK 287+100段多线路基,正线及道岔区采用无砟轨道,工后沉降要求高,受货迁工程滞后影响,导致原设计地基处理方案无堆载预压时间。为保证本段路基施工不影响整个京石客专全线按时开通运营,根据工期要求,研究不进行堆载预压的地基加固方案,并进行实践、验证。研究结论:(1)经对CFG桩桩筏、钻孔灌注桩桩板和预应力管桩桩筏方案的比较,采用管桩桩筏方案加固多线路基有明显的技术、经济和工期等综合优势;(2)采用管桩桩筏方案加固路基,复合地基沉降计算中可忽略垫层压缩量、桩体压缩量和桩上下刺入量,只计桩端以下下卧层的压缩量,计算精度满足工程实际要求;(3)采用静压法施工预应力管桩时,如遇地层中存在较厚密实的砂层,可采用高压水冲配合静压施工的方法穿越,以达到设计桩长深度;(4)通过路基沉降观测和评估,在不进行堆载预压的情况下,采用预应力管桩桩筏方案加固的路基满足无砟轨道沉降要求;(5)该研究成果可为客运专线铁路枢纽内多线路基的地基加固提供参考和借鉴。     

基于灰色理论的桩-筏复合地基沉降预测

路基的沉降过程非常复杂,常规的一维固结理论不可能考虑到影响和制约路基沉降的所有因素,因此计算得到的路基沉降值往往与实测值有很大差距,而高速铁路对路基沉降的控制要求极其严格。基于京沪高铁济南西客站桩-筏复合地基的实测沉降值,运用灰色系统理论分析桩-筏复合地基的沉降变化过程,寻求一种适合大面积堆载情况下桩-筏复合地基沉降的分析方法,为我国高速铁路车站站场基础的建设提供科学的依据。     

黄土区高速铁路挤密桩地基沉降控制效果研究

沉降控制是湿陷性黄土区高速铁路建设中的技术难题.本文以郑西客运专线湿陷性黄土路基试验工程为依托,通过开展沉降变形观测、大型浸水试验、路基沉降预测,对高速铁路技术条件下水泥土挤密桩地基的沉降变形特性、湿陷性消除效果、沉降控制效果等进行了研究.研究结论:挤密桩最大处理深度一般不超过15 m.本试验场地采用15 m挤密桩处理,恒载预压6个月路基的剩余沉降量便已满足铺设无砟轨道对路基工后沉降的控制要求,浸水后该地基加固层仅出现了极少量的沉降,加固层的黄土湿陷性已完全消除.在湿陷性黄土厚度小于15 m的场地,采用挤密桩处理地基是一种有效的沉降控制方法.     

筏板式与桩帽式CFG桩数值对比分析

从研究CFG桩复合地基的沉降出发,应用PLAXIS二维有限元分析软件对新建铁路曲阜站路基沉降进行了分析,比较了用带桩帽和带筏板的CFG桩加固地基后对地基沉降的影响。分析表明,两种CFG桩复合地基的最终沉降相差较小,均能满足设计要求。带筏板和带桩帽的CFG桩复合地基在坡脚处的水平位移变化较小,表明施工过程中路基边坡是稳定的。用带桩帽的CFG桩代替带筏板的CFG桩加固软土地基在技术上是可行的,在经济上是合理的。     

倾斜基岩对地基上柔性条形基础沉降的影响

研究目的:研究倾斜基岩上柔性条形基础总沉降和不均匀沉降的计算方法,减少地基不均匀沉降.研究结论:(1) 沿着地基表面,基岩倾斜对地基总沉降的影响随之变化,对地基中心处的影响最小;当基岩倾角小于45°时,不均匀沉降受倾斜基岩的影响非常显著;(2) 在倾斜基岩影响下的沉降影响系数和不均匀沉降影响系数的建议值,可用于路堤等柔性浅条形基础的沉降计算,也可供下部存在基岩的竖向条形荷载下可压缩土体的沉降计算;(3) 由于倾斜基岩的普遍存在,为了避免因忽视倾斜基岩引起的地基不均匀沉降,而造成柔性基础设计上的失误,应加强这方面的研究.     

挤密桩复合地基在湿陷性黄土地基处理中的应用

郑西客运专线沿线绝大部分地段为湿陷性黄土地区,为消除黄土湿陷性、使路基工后沉降满足铺设无砟轨道的要求,沿线路基工点采用了多种地基处理措施,其中挤密桩复合地基是全线应用最为普遍的地基处理措施之一。以荥阳车站工点为例,从挤密桩复合地基加固机理、挤密桩复合地基设计计算、施工控制、沉降观测及处理效果检验等方面进行全面阐述,工点设计过程和得出的结论对湿陷性黄土地区铁路、高速公路工程设计施工具有借鉴意义。     

基坑开挖对既有铁路桥基础变位的影响分析

研究目的:路网的逐步完善使得公路上跨铁路或下穿铁路的项目逐渐增多,由于铁路设计标准较高,行驶中对轨道的平顺度要求较为严格。当上跨桥梁的承台基础或下穿框构的工作坑临近铁路时,要充分考虑到基坑开挖对临近铁路桥基础的扰动及因此而产生的铁路桥基础变位,并尽可能地将其控制在极小的范围内,以避免影响铁路运营的安全性和舒适性。研究结论:以西柏坡高速公路田家庄互通立交桥为例,利用ABAQUS大型通用有限元软件,模拟了该桥承台基坑开挖的施工过程,分析了基坑开挖对既有铁路桥基础变位的影响,分别计算得出了由防护桩施工以及基坑开挖所引起的临近铁路桥梁基础的位移。分析表明,该桥承台基坑开挖对既有铁路桥基础变位的影响较小,铁路基础变位值最大值小于2 mm,防护桩的设计能够满足铁路桥运营的安全性要求。     

桩基挡墙在高速铁路陡坡路基中的应用

重力式挡土墙和桩板式挡土墙是两种常见的铁路路基支挡结构形式。对于陡坡路基路堤侧支挡工程,当重力式挡墙的墙高、墙趾埋深或基底应力等受控制时,常采用桩板墙进行路堤支挡。但当桩板墙悬臂端过长,桩顶水平位移难以控制或不经济时,可将两者有机结合起来,形成桩基托梁重力式挡墙,可较为经济地实现路堤支挡的目的。结合某在建高速铁路工程案例,详细阐述陡坡路基桩基挡墙的设计及施工要点。     

新水泥碎石基层

详细介绍了粗集料断级配密实CBG-25的级配设计方法,7天龄期的无侧限抗压强度,得到的对抗压强度大小很少影响的级配范围,其上限为用于沥青混凝土的传统连续式密级配富勒曲线,下限为我国研究得到的粗集料中断级配。同是CBG-25,中断级配的收缩性显著小于连续式密级配。在设计抗压强度6MPa和水泥剂量7％的情况下,基层夏季通车3个月,90％多的路段无横向收缩裂缝,彻底改变了以往水泥碎石基层每隔6～10m产生一条收缩裂缝的状况。     

基坑降水对滨海软土地区基坑施工的影响分析

为讨论滨海软土高水位地区基坑降水对施工的影响,采用Midas GTS NX数值模拟软件依据广州某淤泥质软土场地基坑建立了3D分析模型。分别对未进行降水处理、一次性降水、分次降水三种不同工况下的基坑模型进行讨论,对基坑开挖后整体变形、内外部的土体变形、围护桩变形、锚索应力等力学参数进行了分析。结果表明,降水对基坑的变形控制有利,在条件允许时采用分次降水效果最佳。不降水工况与降水工况对比,土体与支护结构的最大变形位置会产生变化,基坑边角位置采用排桩+内支撑被动支护形式支护,位移控制效果比锚索主动支护效果略逊一筹。     

客运专线弹性地基梁桩基布置方案研究

国外和中国台湾地区的高速铁路建造经验表明,采用支撑于桩基础上的弹性地基梁来代替土质路堤是比较有效的办法。弹性地基梁结构具有技术条件优越、造价低廉、施工方便的特点,具有一定的实用价值,而弹性地基梁的桩基布置方案则是控制设计的关键技术之一,因此,开展桩基布置方案的研究是十分必要的。在初步拟定弹性地基梁结构形式的基础上,对桩基的布置方案进行研究并提出了初步的设计建议。     

和谐号动车组基础制动装置

和谐号动车组基础制动装置是高速列车在制动系统其他制动措施失效情况下的最后一道安全保障。在分析高速动车组基础制动装置基本要求的基础上,介绍了和谐号动车组基础制动装置的工作原理、组成、选型原则及试验方法。     

粘土地基压密固结的理论分析与研究

根据粘土压缩固结试验,运用三向应力理论,建立反映实测p-s曲线的数学力学模型,算出实测p-s曲线的特征值,再与试验实测值加以比较.其结果是计算值与试验实测值基本吻合.在此基础上,进一步研究地基压密固结过程的机理.证明当压密核抗力等于外荷,压缩模量趋于实值时,地基压密固结完成.若限于试验条件,只要试验加载超过临塑荷载,压密核雕形出现,通过本文的数学力学模型计算,同样可达到试验要求.