高速铁路(软土)路基基底处理与加固技术

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 高速铁路( 软土)路基基底处理与加固 技术 摘要：高速铁路路基的稳定是高 速列车高平顺性、高安全性、高舒适性 的保证，因此，在地质情况复杂的软土 路基地段，必须经过加固处理，以满足 路基承载力的要求。本文以宁杭高铁为 依托，介绍了路基加固的施工方法，可 以同类工程施工借鉴参考。 中国论文网 /2/view-12901202.htm 关键词：高速铁路；软土路基； 基底处理；加固技术 Abstract: high speed railway roadbed stability is high-speed train GaoPingShun sex, high security, high comfort assured, and therefore, in the -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 geological conditions of the soft soil base complex section, must pass the reinforcement, to meet the requirements of the subgrade bearing capacity. This paper to hangzhou high iron to rely on, this paper introduces the construction method of roadbed reinforcement, can be reference for the similar project construction. Keywords: high speed railway; Soft soil subgrade; Basal processing; Reinforcement technique 中图分类号：U238 文献标识码： A 文章编号： 我国地域辽阔，地质条件极为复 杂，特别是在沿海地区及内地湖河沉积 相地区存在着许多复杂的软土地基，在 这些地质条件下修建高质量的铁路公路 及建筑物都要进行软基处理，以增加地 基的稳定性及减少沉降。尤其是采用无 碴轨道的高速铁路，对路基的工后沉降 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 量要求非常高，这样对软基处理也提出 了更高的要求。 1.工程概况 宁杭城际铁路北起南京，南至杭 州，全长 248.963 公里。其中，江苏境 内 146.773 公里，浙江境内 102.190 公 里。全程共设 11 个站。客运专线设计 运行时速为 350 公里，铁路建成后南京 至杭州将在一小时以内到达，单向输送 能力 8000 万人/年。项目投资估算总额 313.8 亿元，工期四年，由铁道部、江 苏省、浙江省共同出资，并组建合资公 司负责项目建设。自南京南站东端引出， 并行京沪高速铁路东行至秦淮河南折， 沿江宁区预留通道傍宁杭高速公路南行， 跨宁杭高速公路后距溧水东侧 3.5 公里 通过，经瓦屋山西缘、溧阳北侧折向南， 距现有的宜兴站西侧 2 公里设新宜兴站， 与新长铁路平行，穿过宜兴国家森林公 园，经丁蜀西侧穿大毛山，跨新长铁路， 在长兴北设新长兴站，跨宁杭高速公路 引入既有湖州南站，出站后穿张家山、 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 跨宁杭高速公路，经德清城关东侧跨京 杭大运河，从杭州北经既有的德胜路进 入杭州火车东站。 路基基底处理段地处冲湖积平原 区，地势较平坦、开阔，交通便利，多 为水田、水塘及沟渠，偶见大片房舍。 2.高速铁路线路标准 路基沉降变形主要包括：列车行 驶引起路基面的弹性变形、长期行车引 起的基床累积下沉(塑性变形)、路基本 体填土及地基的压缩下沉。实践表明列 车行驶中引起路基面的弹性变形、长期 行车引起的基床累积下沉(塑性变形)只 要满足基床及路基本体填筑材质、压实 标准，其值都是有限的，而且可以得到 控制。因此如何控制路基沉降变形特别 是工后沉降值关键在于控制支撑路基的 地基沉降。 客运专线，列车最高运行速度 300km/h，双线路基面宽 13.80m，考虑 路堤沉降每侧加宽 0.10m，标准线间距 5.00m，路堤中心填高 7.54m，边坡坡 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 率 1U1.5，基床表层铺设 0.7m 厚级配 碎石，碎石重度按 22kN/m3 考虑，基床 底层及路堤下部按 20kN/m3 考虑。轨道 荷载按恒载考虑，超载按单线有载考虑 列车荷载，考虑因沉降补充填土引起的 沉降。 新建时速 200 公里客货共线铁 路设计暂行规定443 条规定，路基的 工后沉降量一般地段不应大于 15cm， 沉降速率应小于 4cm/a，桥台台尾过渡 段路基工后沉降不应大于 8cm。 京沪 高速铁路设计暂行规定433 条规定路 基工后沉降量一般地段不应大于 10cm，沉降速率应小于 3cm/a，桥台台 尾过渡段路基工后沉降量不应大于 5cm，本客运专线要求一般地段工后沉 降不大于 5cm，沉降速率不大于 2cm/a，路桥过渡段工后沉降不大于 30mm。 3. CFG 桩加固工艺 水泥粉煤灰碎石桩（Cement FIy- ash GraveI PiIe）简称 CFG 桩，是近年 发展起来的处理软弱地基的一种新方法。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 它是在碎石桩的基础上掺入适量石屑、 粉煤灰和少量水泥，加水拌和后制成具 有一定强度的桩体。其骨料仍为碎石， 用掺入石屑来改善颗粒级配，掺入粉煤 灰来改善混合料的和易性，并利用其活 性减少水泥用量；掺入少量水泥使其具 有一定粘接强度。它是一种低强度混凝 土桩，可充分利用桩间土的承载力共同 作用，并可传递荷载到深层地基中去， 具有较好的技术性能和经济效果。CFG 桩的特点是对软弱土地基承载力的提高 幅度大；沉降量小，变形稳定快；工艺 性好，灌注方便，容易控制施工质量。 设备进场后须利用试验室配比试 验结果进行现场成桩试验，以确定满足 设计要求的施工工艺和施工参数。对水 田地段排水疏干、挖除地表 0.3m 厚植 被土，旱地地段挖除地表植物根系，并 用一般土回填至原地面、整平。施工配 合比坍落度控制标准(振动沉管法)为 3050 mm， 28 d 龄期标准立方体无侧 限抗压强度不小于 5MPa。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 3.1 施工要点 (1)采用振动沉管机施工，顺序为 隔桩隔行跳打，避免在成孔过程中将相 邻已灌注完的桩体挤断。 (2)振动沉管机的沉管表面设有明 显的进尺标记，根据设计桩长、沉管入 土深度确定机架高度和沉管长度。沉管 过程中每沉 1m 应记录电流表一次，并 对土层变化处予以说明。 (3)拔管速率按试桩参数确定，一 般为 1.21.5 m/min，如遇淤泥或淤泥质 土，拔率应放慢，控制在 0.60.8 m/min，拔管过程中不允许反插。 (4)成孔后应立即向管内一次投放 混合料，之后留振 510s，直到混合料 与进料口齐平，每根桩的投料量不得小 于设计灌注量，成桩后桩顶浮浆厚度不 得超过 20cm。如果上料不足，须在拔 管过程中空中投料。 (5)施工桩顶应高出设计桩顶标高 不少于 0.5m。对桩顶以下 2.5 m 内采用 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 插入振动棒捣固，以增加桩顶混凝土密 实度。沉管拔出地面，确认成桩符合设 计要求后，桩顶采用湿黏土封顶。 3.2 质量控制 (1)桩长偏差不大于 50 mm，桩有 效直径不得小于设计值，桩身垂直度偏 差不大于 1%。 (2)施工完成 28 d 内，任何机械 不得在桩上行走； 28d 后应按要求进行 单桩复合地基承载力检测，待检测合格 后，方可进行上部路基施工。 3.3 桩基检验 单桩复合地基承载力要求不小于 250kPa，使用正方形刚性压板(面积为 1m2)和堆载平台法提供试验反力，逐级 加载直至加载结束，然后分级卸载到零。 最大试验荷载不小于设计要求的 2 倍即 500kN，按 8 级逐级加荷，首级加载 144kN，以后 7 级各加载 60kN。每加一 级载荷前后分别读记承压板沉降量一次， 以后每半小时读记一次。当一小时内沉 降增量小于 0.1 mm 时可加下一级荷载。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 卸载级数为加载级数的一半，等量进行， 每卸一级，间隔半小时，计读回弹量。 待全部卸载后三小时，计读回弹量。 4.管桩的加固工艺 管桩的施工应在桥台的桩基和 CFG 桩施工之前进行，以免施工时对桥 台的桩基和 CFG 桩造成影响。 每段管桩施工时从线路中心往两 侧布桩。施工场地应尽量平整，尤其是 横断面方向要做成 4%的横向排水坡， 纵向方向难以平整时，应尽量挖成不陡 于 1:5 的台阶，台阶高 0.6m 左右。 4.1 插桩 在打桩前，用 2 台经纬仪从互相 垂直的两个方向对打桩机进行竖直度调 整，使桩塔竖直，并应在打桩期间经常 校验检查，随时保持桩塔竖直度，经纬 仪应设置在不受打桩机移动及打桩作业 影响的位置。插桩后，应调整桩塔，使 之与打入方向成一直线，在确认桩的中 心位置及角度无误后，再转为正式打入。 在施打过程中必须保证桩身、桩帽和桩 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 10 锤三者的中心线重合，保持桩身竖直， 由测量控制其垂直度偏差不大于 0.5%，符合要求方可打入。 4.2 打桩 先张法预应力管桩由 4 节组成， 底桩就位前，应在桩身上划出单位长度 标记，以便观察桩的入土深度及记录每 米沉桩击数。吊桩用单点将管桩吊直， 用钢丝绳捆绑并控制桩的下端，使桩尖 插在白灰圈内，桩头部插入锤下面的桩 帽套内就位。直桩的控制：调直，使桩 身、桩帽和桩锤三者的中心线重合，保 持桩身垂直，由测量控制其垂直度偏差 不大于 0.5%。符合要求方可打入。 斜桩的控制：按 12.51 的斜率 控制，在打桩机架上用锤球吊 12.5 m 的 高度，然后用量程为 2 m 的钢板尺水平 固定在打桩机架上。打桩时先将管桩垂 直送入桩帽，然后调整角度与钢板尺读 数 1 m 处对齐，待测量复核斜率符合要 求后方可进行打桩。因地层较软，初打 时下沉量较大，宜低锤轻打，随着沉桩 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 11 加深，沉速减慢，起锤高度可渐增，以 有效降低锤击应力，尽量不使管桩受到 偏心锤打，以免管桩弯扭破坏。打桩较 难下沉时，要检查落锤有无倾斜偏心， 特别是要检查桩垫桩帽是否合适。如果 不合适，需更换或补充软垫。每根桩宜 连续一次打完，不要中断，以免难以继 续打下。 4.3 接桩 接桩采用端板焊接连接，焊缝等 级为二级。当下节桩的桩头距地面 0.51.0 m 时，开始进行接桩。先将焊 接面清刷干净，再在下节桩头上安装导 向箍引导就位，当 PHC 桩对好后，对 称点焊 46 点加以固定，然后拆除导 向箍。由 2 名电焊工对称施焊，焊接层 数应大于等于 3 层，内层焊渣必须清理 干净后再焊下一层，要保证焊缝饱满连 续。焊接采用二氧化碳保护焊，焊缝不 得凸出桩身，可与桩身外壁平起或凹进 13 mm，表面不得有气孔、夹渣，弧 坑裂纹、电弧擦伤，并按不小于 20%的 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 12 抽检比例进行手工超声波探伤。焊好的 桩接头应自然冷却 8 min 以上，涂刷环 树脂涂层自然凝固后方可锤击沉桩。接 桩的原则是接触紧密，现场连接操作简 便，并要注意新接桩节与原桩节的轴线 一致。 4.4 送桩 为将管桩打到设计高程，需要采 用送桩器，送桩器用钢板制作，长度 34 m 不等，一般送桩器长度视送桩深 度而定。送桩器应有足够的刚度和较小 的变形量，以有效地传递能量给桩。 送桩前，将送桩器的下端置于桩 顶，上端由桩机夹桩器夹持。送桩器的 规格和强度须适应桩顶、桩机的构造要 求，外形不致使下打阻力明显增大，且 易于拔