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。     

合福高速铁路更新统黏性土地基沉降测试与分析

对合福(合肥—福州)高速铁路合肥地区更新统黏性土地层典型路基工点开展现场地基沉降测试,并对CFG桩桩网复合地基的沉降进行了理论计算。结果表明:CFG桩桩网复合地基在荷载稳定后沉降变形具有快速收敛的特征,地基总沉降及侧向变形较小;地基总沉降主要由加固区浅层及下卧层压缩变形组成,下卧层沉降约占总沉降的39%～87%;在压缩模量为15～16 MPa时反演的沉降经验修正系数约为0.10～0.22;推荐采用沉降完成"经验比例法"进行路基工后沉降分析,建议路基填筑期沉降完成比例取60%～70%,预压荷载稳定3个月后沉降完成比例取85%～90%,6个月后取95%,加固区可取相对高值。     

高速铁路无砟轨道路基沉降监测和研究

研究目的:高速铁路对路基工程工后沉降控制十分严格,路基工程工后沉降主要为铁路铺轨完成后地基的残余沉降。石家庄—武汉高速铁路设计标准为时速350 km,全线无砟轨道。为研究地基加固措施的科学性,在建设过程中,选取代表性试验工点对复合地基沉降进行监测和研究。研究结论:采用桩+板结构和CFG桩复合地基联合堆载预压措施加固深厚松软土地基,施工期沉降约占最终总沉降的72%～85%,有效地控制了路基工后沉降,整个区段内纵向沉降较为均匀,符合区段路基铺设无砟轨道要求,加固措施有效可行。     

高速铁路中等压缩性土沉降试验研究

中等压缩性土在我国分布极为广泛，是我国高速铁路路基的主要承载地层。面对毫米级工后沉降控制要求，研究中等压缩性土地基处理方式对高铁路基设计与建设具有重要意义。通过现场试验，分析了不同地基处理方式下高铁中等压缩性土地基沉降变形规律。研究结果表明，中等压缩性土地基沉降实测推算值明显小于理论计算值，为计算值的0.6～0.8倍；路基填筑完成时，中等压缩性土层沉降完成比例约为50%,预压9个月后，完成比例为90%～95%,若能保证1年以上的预压期，可不考虑其对工后沉降的影响；砂桩加固可加快填筑期间的沉降完成比例，但由于该层土沉降完成较快，不处理、部分处理、全部处理在预压9个月后三者沉降无明显差别。本文研究成果可指导高速铁路地基处理方案选择。     

高速铁路CFG桩-帽-网结构路基沉降控制的现场试验研究

为考察CFG桩-帽-网结构路基处理深厚层软弱地基的沉降控制效果,选择某高速铁路典型工点进行现场测试,系统采集了路堤、加固区及下卧层总沉降及分层沉降。数据分析表明,CFG桩-帽-网结构路基沉降满足规范要求。     

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。     

真空-堆载联合预压处理路堤软基相关问题分析

研究目的:真空-堆载联合预压技术已在港口、道路等工程领域得到推广应用,但其加固机理、地基沉降计算方法等尚存在争议或不明确,影响到该项技术的发展及应用。本文结合工程试验资料,对真空-堆载联合预压作用下真空度传递规律、孔隙水压力变化及消散特点、地基沉降变化规律及工后沉降控制效果等进行了分析,对真空-堆载联合预压在工程应用中的地基沉降计算方法、工后沉降影响因素等设计、施工方面的相关问题进行了分析和探讨。研究结论:在消除地基土中真空度的影响后,真空-堆载联合预压加固区地基土中超静孔隙水压力增加、消散规律与单纯堆载作用基本一致,在加固机理上没有本质区别。真空预压在附加应力及加固影响深度等方面与堆载预压有明显区别,在地基沉降计算时应予以考虑。真空-堆载联合预压工后沉降控制与地基条件、路基填高等因素密切相关,工程应用时应根据技术标准在设计、施工等方面加以考虑。     

武广高速铁路堆载预压路基实测沉降分析

对武广高速铁路XXTJⅡ标段19个堆载预压工点107个监测断面的施工期地基沉降进行统计分析,分析了不同施工进度下沉降和沉降速率特点。实测结果表明:施工期实测地基沉降为3.0~9.5 mm,说明地基加固方案合理,有效地控制了地基沉降;预压后地基沉降主要发生在施加预压荷载后的第1个月,预压时间超过3个月后,靠延长预压时间减小工后沉降的效果不明显。     

CFG桩控制深厚层软土地基沉降的试验研究

高速铁路对路基的工后沉降提出了严格的要求．据研究，路基在列车荷载作用下和路基本体在自重作用下产生的工后沉降是有限的，地基引起的工后沉降决定了路基工后沉降能否满足标准要求。因此正确选择能满足高速铁路技术标准要求的合理的软土地基处理方案和设计参数，是一项迫切需要解决的课题。本文根据某CFG（Cement Flyash Gravel）桩加固深厚层软土的试验成果，研究地基沉降规律、控制软土路基工后沉降的效果及CFG桩地基沉降的计算方法，结果表明：CFG桩是一种处理深厚层软土、有效控制路基工后沉降的方法；加固区沉降宜按复合模量法（Esp=εEa，ε为复合地基与天然地基承载力标准值之比；Es为天然地基压缩模量）计算，研究成果为CFG桩在高速铁路深厚层软土路基上的设计和应用提供了依据。     

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。     

大连某专用线项目路基试验段地基处理方式的探讨

为了获得最经济实用的地基处理方式,大连某专用线项目在路基地基处理加固前进行了地基处理试验,在试验段的地基处理中分别用强夯、碎石桩结合强夯、塑料排水板结合夯实挤密桩三种方式进行地基加固.通过对试验段路基填筑过程及后期的沉降观测,发现塑料排水板结合夯实挤密桩在填筑期能最大限度释放工后沉降,相比而言是最适合本项目的地基处理方式.     

郑徐客运专线深厚层黏性土地基沉降预测分析

郑徐客运专线位于黄淮冲积平原区,沿线广为厚层或巨厚层的第四系地层覆盖,表层的软土和松软土厚度巨大,路基工程工后沉降控制极为困难。以DK319松软土路基工点为背景,采用有限元数值模拟方法系统,分析了渗透系数、堆载时间、加固桩长等因素对路基沉降特性的影响;在此基础上分析了设计桩长条件下,在不考虑堆载、考虑堆载3个月、考虑堆载6个月三种工况下,路堤最终沉降量及达到工后沉降控制标准所需的时间。     

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。     

沪杭高速铁路金山北站路桥及路涵过渡段沉降控制技术研究

介绍沪杭高速铁路金山北站DK46+370过渡段,设计采用直径400 mm,间距2.4 m的管桩及50 cm厚筏板地基加固处理,过渡段正线填料采用级配碎石加5%的水泥,两侧采用A、B组填料填筑至设计高程,且采用A、B组填料堆载3.5 m高满足3个月的预压期。在整个填筑和预压过程中实行连续不间断测量,为研究过渡段沉降提供了基础性数据。通过以上施工方法和测量数据表明,350 km/h客运专线过渡段可以采用桩板结构地基加固方案,过渡段填料采用级配碎石加5%的水泥满足设计沉降要求,可以广泛应用。     

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。     

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。     

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.     

高速铁路站场宽路堤复合地基沉降特性分析

对京沪高速铁路济南西客站PHC管桩和CFG桩联合堆载预压处理宽站场复合地基的沉降特性开展试验研究,监测不同宽度、不同桩型和桩长复合地基的地表沉降及分层沉降,分析沉降变形随路堤填筑高度和时间的变化规律,研究路基宽度对沉降量和沉降曲线形状的影响。研究结果表明:站场路基沉降-时间曲线包含沉降发展阶段(路基填筑阶段)、沉降快速发展阶段(堆载预压土至2~3个月静置期)和沉降基本稳定阶段;宽大站场PHC管桩及CFG桩复合地基在中心区附近呈现沉降洼地,而在中央区沉降洼地的两侧出现次一级沉降洼地;宽大站场PHC管桩及CFG桩复合地基附加应力较大,衰减速度慢,沉降影响深度大,30~50m以下的地基沉降量约占总沉降的75%~85%,加固区范围内沉降量占总沉降的5%~10%。     

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.     

某沿海铁路DK247软土路基病害整治方案设计

某沿海铁路DK247+485～DK248+135软土路基工点地处沿海滩涂地带,地基为深厚层淤泥和软塑黏土,软土层层底面形态复杂,软土中含有孤石.经综合分析比较,施工图设计采用CFG桩加固方案.施工过程中,因受孤石影响,部分桩端未进入持力层,部分路段产生侧向变形,采用刚性桩局部补强加固,并在未补强路段采用超载预压.铺轨通...