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。     

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.     

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。     

挤密桩处理湿陷性黄土路基的效果研究

黄土由于其湿陷性的特殊性质,导致铁路路基出现不均匀沉降,从而影响铁路安全。本文依托湿陷性黄土路基工程背景,建立三维数值模型,对挤密桩处理湿陷性黄土路基效果进行研究。结果表明:挤密桩桩径对挤密水平范围有显著影响,挤密影响范围可分为充分挤密区、有效挤密区和挤密影响区。桩周土体竖向位移随距桩边距离的增大先迅速增大随后逐渐减小直至为0,在距离桩边约0.7~1.0 D处,竖向位移达到峰值;竖向位移随深度增加而逐渐减小,当深度约为2 m(0.4倍桩长)时土体几乎无竖向位移,随后竖向位移继续增大。一定范围内增大挤密桩直径能显著扩大挤密影响区。依据分析结果得出依托工程最经济、合理的挤密桩直径为0.4 m;根据现场监测数据,路堤施工完毕后路基整体累计沉降量不超过5 mm,满足规范要求,说明灰土挤密桩处理湿陷性黄土路基效果良好。     

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。     

客运专线铁路黄土高路堤地基处理的试验研究

客运专线铁路无砟轨道对沉降的要求非常严格,在湿陷性黄土地区高路堤地段如何进行地基处理设计是一个新课题。结合郑西客运专线洛阳南站内湿陷性黄土地区高填方路基的设计方案、计算理论及现场沉降测试,对采用CFG桩联合水泥挤密桩处理客运专线铁路黄土高路堤地基进行了现场试验研究。研究结果表明,采用本设计方案可以满足客运专线铁路铺设无砟轨道的要求,成果可供同类客运专线工程参考。     

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。     

水泥土柱锤冲扩桩在湿陷性黄土地基中的应用

对柱锤冲扩桩地基加固原理、作用及目的进行分析和讨论。通过工程实例,说明在湿陷性黄土地基中柱锤冲扩桩有很好的处理效果。     

止水帷幕侧向约束条件下黄土地基非饱和入渗

以青海东部黄土区新建川大公路为依托,通过在坡脚处增设3排水泥土挤密桩来形成止水帷幕,并在坡脚处开挖浸水坑,以此来研究当坡脚积水时止水帷幕对黄土地基中水分场变化的影响。研究结果表明:止水帷幕未穿透湿陷性黄土下限深度时,由于侧向约束作用,水分在止水帷幕处理深度范围内只能沿竖向入渗,浸水9 d后绕过止水帷幕下端侵入内侧地基,坡脚、坡中处地基分别有约2 m和1 m厚的湿陷性黄土层被浸润,路肩处地基湿陷性土层未受影响;止水帷幕穿透湿陷性黄土下限深度时,水分被阻止未侵入止水帷幕内侧地基,止水帷幕具有良好的防排水效果。研究成果可为黄土地区地基处理提供参考。     

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。     

郑西客运专线黄土地基湿陷性现场浸水试验研究

在分析郑西客运专线黄土分布特征的基础上,选取8个典型工点进行黄土地基湿陷性现场浸水试验.试验结果表明:郑州至渑池段2个试验场地最大自重湿陷量为0.47～2.65 cm,属于Ⅱ级非自重湿陷性场地.渑池至西安段6个浸水试验场地最大自重湿陷量为10.4～160.3 cm,属于Ⅱ级～Ⅳ级自重湿陷性场地,黄土自重湿陷性基本服从自东向西逐渐增强的规律.自重湿陷性黄土下限深度,现场实测值一般小于取样计算值.浸湿范围、自重湿陷变形范围和裂缝发生范围,存在前者控制后者的关系.分段评价郑西客运专线沿线黄土湿陷性,提出地基处理深度、桩基负摩擦力设计深度及路基防排水宽度建议值.     

海相软土地区铁路深长双向搅拌桩复合地基加固效果分析

针对18 m以上深长双向搅拌桩复合地基加固海相软土地区铁路路基的长期加固效果问题,依托新建青连铁路连盐试验段进行了现场试验研究。通过施工期的工艺优化和成桩质量控制,填筑期的荷载传递规律分析,以及贯穿施工期到运营期的长期沉降观测,验证了深长双向搅拌桩复合地基加固的长期可靠性。结果表明:干法和湿法双向搅拌桩加固苏北地区含水量在37%~55%之间的海相深厚软土地层具有可行性,试验桩长20 m范围内成桩质量良好;从施工期到运营期的路基沉降控制效果良好,满足规范对沉降的要求。试验研究成果拓展了双向搅拌桩的适用范围,在加固深度方面突破了现行规范规定的干法桩不宜大于15 m、湿法桩不宜大于18 m的限制,并且具有较好的经济效益和社会效益。     

客运专线无砟轨道桩网结构模型试验研究

无砟轨道线路状态的调整只能通过扣件系统进行,其对轨下的基础沉降、差异沉降及弯折变形提出严格要求。为了研究在经过桩网结构地基加固后的土质路基上修建的无砟轨道是否满足要求,在室内进行了桩网结构大比例模型试验研究,测试在填筑和循环载荷试验情况下的路基沉降、基床动应力、桩顶与桩间土土压力,以及桩的应力应变分布等数据。研究表明:①桩网结构累积沉降值较小,能满足无砟轨道对工后沉降25.0 mm的要求;②桩网结构中的网具有荷载分担作用,桩起竖向增强作用,桩土应力比约为2.45;③桩的承载力由桩侧摩阻力与桩端支承力共同贡献,当地基中存在软土层时,桩侧有产生负摩阻力的趋势,中性点位于软土层下部交界面处。     

水泥土挤密桩在郑西客运专线新临潼车站的应用

研究目的:本次研究的主要目的是验证水泥土挤密桩在客运专线湿陷性黄土地区处理效果,为后续类似工程大面积应用提供主要的施工参数。研究结果:通过大量反复的工艺性试验充分证明水泥土挤密桩在处理湿陷性黄土方面达到了预期的效果,消除了黄土的湿陷性,提高了复合地基的承载力,同时总结出一套成熟的施工工艺。     

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。     

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。