浅埋式桩板结构在宝兰客运专线湿陷性黄土短路基中的应用研究

我国西北地区广布冲、洪、风积黄土,地质情况非常复杂,宝兰客运专线山区深厚层湿陷性黄土具有高压缩性、湿陷等级高、遇水易产生湿陷等特点,路基工后沉降值要求严格,路基、桥梁、隧道频繁过渡,各结构物的刚度及工后沉降均存在差异,影响无砟轨道的刚度和变形均匀性。针对以上难题,结合宝兰客运专线深厚层湿陷性黄土采用浅埋式桩板结构处理措施进行分析研究,其既能满足路基工后沉降要求,又能有效地减少各结构物工后沉降差异值。     

宝兰客运专线车站路基六线浅埋式桩板结构研究

宝鸡至兰州客运专线天水南站内地基为深厚层湿陷性黄土,因车站内股道多、横向结构物密集、过渡段多,故采用了六线浅埋式连续桩板结构进行加固处理。通过理论计算分析、路基沉降观测与评估、动态检测及运营实践,评价桩板结构的使用效果。结果表明:桩板结构能有效控制路基沉降,减少各结构物工后沉降差异,同时便于施工并能缩短工期。     

宝兰客运专线路基刚柔性组合桩地基处理技术

依托宝兰客运专线路基的地基处理工程,研究深厚层强湿陷性黄土地基处理新技术。对刚柔性组合桩复合地基在湿陷性黄土地区的应用进行深入研究,首次提出了地基处理设计中工后沉降的计算方法。研究结果表明:在深厚层湿陷性黄土地基处理时,柔性短桩长度宜控制在5~10 m;当路基荷载超过200 kPa(路基填高超过8 m)时,应适当增加刚性桩的桩土应力比值,以提高刚性桩荷载分担比,充分发挥长桩的作用。宝兰客运专线自开通运营以来,刚柔性组合桩复合地基段路基状况良好,列车运行平稳。     

高铁湿陷性黄土隧道地基处理浅析

根据湿陷性黄土隧道工程特点,结合宝兰客专客运专线王家岔湿陷性黄土隧道地基加固处理的工程实例,阐述了洞口和洞内两种施工工艺不同的水泥土挤密桩施工方案,分析了隧道内水泥土挤密桩施工对其它工序的干扰和对工期的影响,以及施工振动对初支结构和围岩稳定的危害,提出了有效的控制措施.     

顶置分幅式路基桩板结构的应用与技术经济分析

以郑西客运专线湿陷性黄土地基路段为背景,对比分析顶置分幅式路基桩板结构方案、桥梁结构方案和桩网结构复合地基方案的技术、经济指标,论证桩板结构处理困难地基路段在技术上的可行性和经济上的优越性,探讨桩板结构的应用前景。顶置分幅式路基桩板结构作为穿越困难地基路段的线路结构物,较好地解决了在技术要求高、工期短、不可预见因素多等复杂施工环境下的沉降控制难题。在郑西客运专线湿陷性黄土地基路段,与桥梁结构和桩网结构复合地基相比,顶置分幅式路基桩板结构分别节省了40%和30%的投资,具有显著的技术经济优势及广泛的应用前景。     

采用柱锤冲扩桩处理高速铁路黄土地基效果研究

黄土在我国境内分布较广,具有压缩性高、孔隙率大、湿陷性等特征,工程性质较差。高速铁路对地基的要求比较高。要在黄土地区修建高速铁路,就必须解决黄土工程性质较差的问题。在宝兰客专兰州西客站附近选取试验段,采用柱锤冲扩桩对黄土地基进行处理。结果表明:柱锤冲扩桩复合地基能够大幅度提高黄土地基的承载力,处理后复合地基的承载力相对于天然地基提高了3倍以上;采用柱锤冲扩桩处理黄土地基对桩间土具有良好的挤密效果,桩间土密度比处理前增大了17%左右;柱锤冲扩桩复合地基能够有效消除黄土的湿陷性。     

郑西客运专线深厚湿陷性黄土地基桩板结构设计分析

桩板结构是处理深厚湿陷性黄土地基的一种新型路基结构,主要由钢筋混凝土桩基、桩周土体、托梁和承台板四大部分组成,可严格控制高速铁路路基工后沉降,尤其适用于挖方以及低填方路段,且具有一定技术经济优势,在德国等高速铁路发达国家中已经得到成功应用,但目前其计算方法和设计理论尚不十分成熟、完善。结合郑西客运专线深厚湿陷性黄土地基处理,在对桩板结构主要构件优化分析的基础上进行了结构方案比选及技术经济比较,从而为设计施工提供参考。     

铁路路基浅埋式桩板结构极限状态法荷载组合与配筋设计研究

我国铁路工程设计正从容许应力法向极限状态法转轨,2019年实施的《铁路路基设计规范(极限状态法)》缺少桩板结构极限状态法设计的荷载组合和配筋相关规定。桩板结构作为应用广泛的地基处理方式,有必要研究其极限状态法设计方法,为铁路路基设计全面转轨提供基础。通过系统研究浅埋式桩板结构极限状态法与容许应力法的荷载组合与配筋设计理论,采用有限元方法对瑞九铁路典型浅埋式桩板结构的荷载组合与配筋进行计算分析对比,主要结论为：(1)浅埋式桩板结构采用铁路桥涵极限状态法与铁路桥涵容许应力法荷载组合存在较好对应关系,设计方法转轨衔接流畅;(2)铁路桥涵极限状态法计算正截面承载力控制的板配筋量比铁路桥涵容许应力法计算配筋量多出约23%,安全余度存在较大差别;(3)浅埋式桩板结构采用建筑极限状态法设计存在组合值系数不明确、板抗剪安全余度低和裂缝控制配筋量低的问题,可靠度存疑,不建议采用。     

超浅埋湿陷性黄土隧道变形控制与地基加固施工技术

结合宝兰客运专线五星坪隧道出口暗挖段施工,在超浅埋、回填土、湿陷性砂质黄土地层中,暗挖隧底需水泥土挤密桩加固处理,通过双层超长管棚预支护,改进三台阶七步开挖支护工法,在隧底仰拱初期支护内预留挤密桩施工孔位,采用履带式螺旋钻取代电动洛阳铲取土、夯击成桩设备相对大型化等措施,有效控制隧道施工变形,做到安全、快速和优质施工,为类似工程实施提供借鉴。     

宝兰客专渭河隧道设计初探

介绍了宝兰客专渭河隧道深、浅埋方案设计对比情况，总结了各方案的优、缺点，希望能够为类似工程提供参考．     

准池铁路湿陷性黄土路基处理方法探讨

针对新建准池铁路湿陷性黄土路基的处理方法进行探讨,分析了本工程黄土的湿陷特点,介绍了湿陷性黄土的处理方法。结合灰土挤密桩在本工程湿陷性黄土地基处理中的应用,重点研究灰土挤密桩处理湿陷性黄土地基的特点、作用原理、施工等,验证了灰土挤密桩在处理湿陷性黄土地基中的可靠性和实用性。     

架空式桩板结构动力特性原位激振试验研究

架空式桩板结构路基在非埋式桩板结构路基的基础上不再设置桩周路基填土,具有一定架空高度,有效减少了路基填料用量,降低了路基建设占地和缩减了施工周期。然而,由于板-土之间无直接传力,架空式桩板结构路基动力荷载传递模式发生改变,其是否还具有良好的动力特性尚处未知。因此,依托贵南高铁某架空式桩板结构路基试验段工程,开展了原位扫频激振试验。试验结果表明,在2～15 Hz变频动载作用下,架空式桩板结构路基动力响应随加载频率增加呈指数式增长规律,各项振动响应参数变化无峰值,反映在激振频率范围内架空式桩板结构路基未发生共振现象;承载板、托梁和桩基动应力总体上随激振频率的增大呈线性增长,架空式桩板结构主筋动应力从上部承载板至下部桩基呈较小增大规律,这说明架空式桩板结构路基能够有效地将上部动载产生的动应力通过承载板和托梁传递至桩基;架空式桩板结构路基综合动刚度随加载频率增加呈线性增大规律,对比非埋式桩板结构路基和传统土质填筑路基,架空式桩板结构路基具有更大的综合刚度,能有效抵抗外荷载引起的变形。综合变频试验结果可知,架空式桩板结构路基具有良好的受力与变形协调特性和振动特性。研究成果可为架空式桩板结构路基的...     

客运专线大断面浅埋黄土隧道进洞施工技术

郑西客运专线南山口隧道开挖断面大,在进行出口黄土段施工时,由于其埋深浅、围岩自承能力差,黄土具有一定的湿陷性,施工难度大。针对这些特点,利用大管棚与超前小导管配合进行预支护,采用交叉中隔壁法进行隧道开挖、支护,使初期支护尽快封闭成环,并及时施作二次衬砌,有效地控制围岩沉降变形,顺利安全地通过浅埋黄土地段。     

黄土隧道地基的湿陷性问题研究

研究目的:我国在黄土地区修建了大量的隧道工程,对隧道地基的湿陷性评价和处理没有专业规范,仅参考《湿陷性黄土地区建筑规范》(GB 50025—2004)的有关内容执行,在隧道内仰拱未封闭条件下进行地基处理,速度慢,难度大,风险高。结合郑西、宝兰客专科研项目,提出黄土隧道的湿陷条件与建筑工程不同,隧道工程基底力学模型也不同于建筑工程,不能套用建筑规范,需研究适用于隧道工程的湿陷性系列技术。研究结论:(1)新黄土发生湿陷的内因是其特殊的"峰窝状"结构,诱发因素及必要条件为外部荷载和水;(2)隧道开挖对其地基为减载作用,建筑工程结构对地基为加载作用;(3)隧道工程地基的湿陷变形从隧道底部起算(建筑工程从地面起算),隧道两侧及顶部土层的湿陷量不计入;(4)隧道地基湿陷量计算值为隧底各黄土层湿陷量的累计值,相应湿陷性等级划分为三级;(5)一般条件下,隧道洞门及洞口段地基需进行湿陷性处理;(6)相应研究主要成果已纳入《铁路黄土隧道技术规范》(Q/CR 9511—2014),并应用于宝兰客专等线的铁路隧道建设。     

深厚软土地基上跨浅埋地铁桩板结构施工技术研究

桩板结构具有强度高、刚度大、稳定性好、沉降小等特点。沪杭客运专线DK5+344.8～DK5+374.8段为上跨浅埋地铁深厚软土路基,采用桩板结构处理此段特殊路基。对施工难点进行分析,深入研究桩板结构路基的施工技术,包括施工控制要点、施工工艺和施工流程等。采用全套管钻孔桩施工工艺,对桩板结构钻孔桩桩底进行注浆加固,基坑开挖与混凝土浇筑施工按分部、分段进行,同时采用硬化施工场地等措施。工程实践表明,桩板结构新技术、新工艺的应用,满足了深厚软土地基沉降控制要求。     

非埋式桩板结构路基水平承载试验研究

非埋式桩板结构广泛应用于我国高速铁路的建设工程中,尤其是山区陡坡段,但对该结构的水平承载特性缺乏相应的研究。以杭黄高铁陡坡段非埋式桩板结构路基为原型,通过水平承载模型试验,研究结构内力弯矩、土压力分布形式,分析结构变形规律以及路基破坏形式。研究表明:当非埋式桩板结构路基承受水平荷载时,结构内力变化以桩基为主,并且随着水平荷载的增加,桩基弯矩呈基本不变至稳步增长最后剧烈增大的趋势;结构变形以水平位移为主,最大水平位移达7.25 mm,承载板发生内高外低的翘曲变形;当水平荷载达到一定时,路基边坡发生浅层破坏与局部压溃破坏,桩板结构的桩基于桩顶处与滑动面附近产生裂缝。试验过程中,桩板结构整体稳定性良好,但在水平荷载超过一定范围时结构变形过大,因此在水平推力较大的地段应谨慎选用非埋式桩板结构路基。     

郑西客专湿陷性黄土路基挤密桩施工特殊处理方法

郑西铁路客运专线大部分地段穿越湿陷性黄土区域，根据现场湿陷性黄土路基挤密桩施工经验，介绍饱和软弱土缩孔、桩底土质为软弱土、遇到地基土质较硬、地下洞穴及地下水渠等特殊情况的处理办法，为湿性黄土区域的挤密桩施工提供借鉴。     

无振动挤密地基处理技术在湿陷性黄土隧道中的应用

宝(鸡)兰(州)客专沿线湿陷性黄土分布广泛,其中44座隧道穿越黄土地层。黄土具有自重湿陷性,湿陷等级高(Ⅲ~Ⅳ级),孔隙比为0.9~1.3,极易在振动情况下产生振陷,导致隧道结构开裂、塌方,甚至导致边仰坡滑坡、滑塌等灾害,因此,采用挤密法进行地基处理为最优方案。本文针对湿陷性黄土隧道开展了无振动挤密桩地基处理工业化试验。试验结果表明:研制的无振动挤密设备成孔成桩性能良好,施工对隧道周边围岩基本无扰动;无振动挤密设备处理湿陷性黄土效果良好,满足铁路隧道相关规范要求。     

黄土区高铁柱锤冲扩桩地基沉降控制效果研究

研究目的: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柱锤冲扩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研究,以便为湿陷性黄土区高速铁路建设提供技术储备。研究结论:柱锤冲扩桩处理深度可达20～30 m。本试验场地采用22 m柱锤冲扩桩处理,研究表明,路基填筑完成无需堆载预压,其剩余沉降量便可满足铺设无砟轨道对路基工后沉降的控制要求,处理后地基加固层内的黄土湿陷性已完全消除。因此,在大厚度湿陷性黄土场地,采用柱锤冲扩桩处理是一种合理、有效的沉降控制方法。     

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.