铁路软土地基路基沉降控制技术研究

研究目的:软土地基沉降控制是高速铁路路基工程中的关键技术。本文结合我国高速铁路的发展和建设,选取京沪高速铁路、温福铁路、沪杭客专等不同区域不同成因软土、不同地基处理方法的代表性试验工点,以高速铁路沉降控制为重点,在现场测试试验数据的基础上,对软土不同地基处理方法的地基受力变形特性及沉降控制效果等进行系统的总结和研究。研究结论:(1)对沉降控制严格的无砟轨道不建议使用排水固结法,但若有足够的放置时间并结合堆载预压也可满足工后沉降的要求;(2)水泥土桩处理深度有限,用于无砟轨道应谨慎,需要结合地区经验并留有足够的放置时间,且一般应结合堆载预压使用;(3)CFG桩、预应力混凝土管桩桩网结构、桩筏结构沉降控制效果较好,沉降稳定时间较短,可用于无砟轨道路基软土地基加固;(4)桩板结构沉降控制效果好,但工程费用高,可用于特殊地段;(5)本研究结论可为高速铁路软土路基地基处理措施选择及沉降控制提供指导作用。     

真空联合堆载预压处理高速铁路软土地基效果检验

研究目的:在软土地基上修建高速铁路时,由于高速铁路的工后沉降要求严格,不进行软土地基处理往往不能满足高速铁路工后沉降的控制要求.软土地基处理的方法较多,不同处理方法的适用范围、处理费用、处理效果、工期是不同的.如何经济合理地进行高速铁路软土地基处理,是高速铁路建设中面临的重大课题,通过本研究,拟找到一种适合高速铁路软土地基处理的方法.研究结论:采用真空联合堆载预压处理高速铁路软土地基具有经济性好、工期较短、充分利用路堤荷载等优点,适合在铁路软土地基处理中推广应用.采用该方法处理后,土体的物理力学指标得到了明显的改善,加固效果明显.应注意真空联合堆载预压对周围土体的影响,防止因侧向位移而开裂以及产生附加的不均匀沉降.由于真空预压工艺较复杂,选择合理的设计和施工参数是至关重要的.     

铁路软土地基处理方法合理选择试验研究

基于某高速铁路深厚软土地基水泥搅拌桩、真空联合堆载预压及砂桩等载预压加固三种加固方法的现场试验,应用分层沉降仪、孔隙水压力计等进行了现场监测与分析,探讨了不同软土地基加固方案中地基沉降随时间、荷载的变化规律,同时估算了工后沉降。从工后沉降、沉降速率的控制效果及经济性三方面,综合比选了三种软土地基加固方案的优缺点,综合各种指标,水泥搅拌桩、真空预压联合堆载处理软土地基优势较明显,建议高速铁路地基处理中优先考虑。     

高速铁路路基工程观测期不足沉降控制技术研究(Ⅰ)超载原则和设计

高速铁路路基工程建设中由于预压期不足,超载补强措施尚缺乏成熟的设计与计算方法,因此需要从定性阶段向定量阶段转化。基于超载预压须提前卸载至等载预压的理念和沉降固结计算理论,系统构建了高铁路基沉降观测期不足超载补强实施原则和设计方法：(1)确定了天然基底或桩板结构的桩底为强风化或弱风化基岩时地基不需补强,其他工况如工后沉降满足规范要求时,可有条件地实施定性补强原则;(2)在明确超载卸载时机和卸载沉降标准建议值的基础上,提出超载补强的计算与设计流程;(3)指出今后工程应用过程中沉降评估卸载、工点检算以及周边施工环境影响等方面需要注意的事项。在技术可靠、经济合理的前提下,最大限度保障路基工程满足如期评估、卸载与铺轨等方面的要求。     

3种常用地基处理方法在黄土区高铁地基中的适用性研究

对分别采用柱锤冲扩桩、挤密桩和强夯处理的湿陷性黄土区高铁路基试验段地基开展堆载预压沉降变形观测及持续浸水试验,研究这3种地基处理方法在高速铁路建设中的适用性。结果表明:3种方法处理后的地基总沉降均主要来源于地基处理深度以下;柱锤冲扩桩和挤密桩处理的地基分别在堆载预压3个月和6个月时的剩余沉降量便可满足高铁对路基的沉降控制要求,而强夯处理的地基至堆载预压258d时的剩余沉降量仍然未能满足要求;3种地基处理方法均能较好控制持续浸水条件下地基处理深度范围内的沉降变形。可见,柱锤冲扩桩和挤密桩2种地基处理方法对沉降的控制效果好,适用于黄土区高铁的地基处理,并建议柱锤冲扩桩和挤密桩2种地基处理方法分别在下陷深度不超过20和15m的湿陷性黄土场地使用;强夯结合CFG桩的地基处理方法在湿陷黄土下限深度小于6m的场地使用。     

山区铁路含砾黏土的工程特性和沉降规律研究

研究目的:山区铁路广泛分布承载力在150 k Pa以上的含砾黏土,这种土的工程特性怎么样、是否需要进行地基处理,研究成果很少。目前高速铁路地基遇到类似土时大多数都需要进行地基处理,有的处理深度超过20 m,地基处理的费用巨大。本文通过对含砾黏土的室内试验和现场原位测试、沉降观测综合研究,确定含砾黏土的工程特性及其沉降规律,为高速铁路地基处理积累经验。研究结论:(1)试验工点含砾黏土具有低含水率、低孔隙比、高液限、超固结、压缩系数较低的特性,属于中等压缩性黏土;(2)平板载荷试验和现场沉降观测均表明,土体瞬时沉降量占为总沉降量的比例较大,达到74%,可采取超载预压的思路以尽早完成地基土的沉降;(3)对于含砾黏土,土层厚度25 m以内、路堤填高5 m以内,采用超载预压就可以满足高速铁路无砟轨道工后沉降的要求;(4)本研究成果可为高速铁路中等压缩性土的地基处理提供依据和参考,并为相关规范积累数据。     

刚柔长短组合桩-网复合地基工作性状研究

研究目的:为了探讨刚柔长短组合桩-网复合地基控制深厚软土路基工后沉降的可行性,须深入研究该类复合地基在深厚软土路基中的工作性状。为此,依托哈大高速铁路新营口车站路基处理工程,有针对性地开展现场试验研究。研究结论:(1)桩体刚度与桩间土体刚度存在较大的差异,是路堤填土中产生"土拱效应"的直接原因,且土拱效应的强弱取决于差异刚度的大小;(2)该类复合地基下的沉降变形模式主要包括路堤等沉区域、路堤土拱效应影响区域、负摩阻力作用区域、正摩阻力作用区域以及下卧土层等沉区域等五方面,且褥垫层基础的刚度是桩体与土体差异沉降大小的主要影响因素;(3)该类复合地基中CFG桩桩顶压力平均值是桩间土压力平均值的196倍,而MIP桩桩顶压力平均值是桩间土压力平均值的22倍,MIP桩有效提高了浅层土体的地基承载力;(4)采取刚柔长短组合桩-网复合地基联合堆载预压法加固深厚软土路基,可消除96%以上的沉降量,工后沉降可控制在2.0 mm左右,能满足高速铁路运营期间的稳定性要求;(5)研究成果能够为高速铁路、高速公路的深厚软土路基处理提供良好的指导作用。     

浆喷桩地基控制高速铁路工后沉降的研究

研究目的:高速铁路软土地基处理对路基的工后沉降具有重要的意义.深层搅拌桩(浆喷桩)是软土地基处理的一种方式,其能否满足相关技术要求,关系到浆喷桩技术在高速铁路软基处理中的应用前景.通过采用浆喷桩复合地基处理工后沉降要求严格的高速铁路软土地基的现场试验,对浆喷桩复合地基处理软土地基的加固效果进行系统的研究.研究结论:试验表明,浆喷桩复合地基处理类似本试验段条件的高速铁路软土地基可以在较短工期内满足5 cm工后沉降的要求.设置了土工格栅碎石垫层后,浆喷桩桩体并无明显的向柔性基础刺入的现象发生,土工格栅碎石垫层的设置达到了均化基底应力及调整差异沉降的目的.实测的沉降分析表明,与天然地基相比,浆喷桩复合地基的固结速率得到了较为明显的提高.     

高速铁路斜坡路堤变形控制探讨

研究目的:变形控制已成为高速铁路路基的主要控制因素之一,斜坡地基在我国道路建设中普遍存在,斜坡地基上修建路堤工程的稳定、变形及施工具有其特殊性,并存在一些问题。分析斜坡地基上修建高速铁路路堤工程存在的问题,并提出一些应对的工程技术措施,对工程实践具有重要的指导意义。研究结论:斜坡地基上修建的路堤工程除控制水平地基存在的工后沉降、路基与结构物的差异沉降外,还存在路堤不均匀沉降、陡坡路堤过大侧向变形等问题。经研究提出以下解决方法:(1)缓于1∶2.5的斜坡路基,采用挖台阶填筑;(2)采用侧向约束桩、路肩桩板墙等限制地基侧向变形和保证地基稳定;(3)采用复合地基提高地基强度和减小地基沉降;(4)采用锚索桩、板椅式桩板墙等减小支挡结构顶部侧向变形;(5)设置过渡段、加密地基加固桩间距用以消除不均匀沉降;(6)本文可为对变形控制要求严格的高速铁路斜坡路基加固设计提供有益参考。     

真空堆载预压加固高速铁路软基的几个问题

研究目的:真空联合堆载预压在高速铁路中的应用很少,其真空压力的传递、孔隙水压力的变化和真空卸载标准等缺乏研究。本文通过采用真空联合堆载预压处理高速铁路软土地基的现场试验研究,对此进行探讨,提出真空预压卸载的控制标准。研究结论:(1)真空预压的卸载标准应采用沉降速率和固结度双控制,沉降速率要达到5~10 d不大于1~2 mm/d的标准,同时要达到根据需要的工后沉降反算的固结度,固结度要考虑荷载水平,要采用对应后期总荷载水平下的固结度,或者说是采用后期总荷载下的最终沉降作为总沉降来计算固结度,尤其是对于高速铁路,其沉降速率应按照5~10 d不大于1 mm/d来控制;(2)孔压的上升和消散规律与沉降速率随荷载的发展规律基本一致;(3)真空预压卸载后再加荷,沉降仍然会缓慢增加,沉降速率基本呈收敛状态,但后期收敛的速率较小,由于应力边界条件变化,真空预压卸除后应保证一定的放置调整期;(4)真空度在不同介质中随时间、深度的传递规律是不同的,塑料排水板的通道有利于真空预压压力的传递;(5)本研究结果可为高速铁路设计、施工等提供指导。