高速鐵路軟土路基采用粉噴樁處理的沉降預(yù)測(cè)與控制.pdf

1、高速鐵路不僅要求路堤穩(wěn)定，而且對(duì)路堤工后沉降的控制有極嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，《京滬高速鐵路設(shè)計(jì)暫行規(guī)定》規(guī)定：路基建成后鋪設(shè)無(wú)縫軌道時(shí)，路基工后沉降量一般地段不應(yīng)大于5cm，竣工初期年沉降速率小于2cm/a。同時(shí)從京滬高速鐵路沿線的工程地質(zhì)條件分析，僅上海至南京段軟土地基總長(zhǎng)度達(dá)到103.6km，因此，軟土地基工后沉降的有效預(yù)測(cè)與控制成為高速鐵路路堤設(shè)計(jì)與施工的關(guān)鍵。粉體噴攪樁(簡(jiǎn)稱粉噴樁)是近年來(lái)軟土地基處理常用的方法之一。天然軟

2、土地基經(jīng)過(guò)粉噴樁處理后，形成粉噴樁復(fù)合地基，達(dá)到提高地基承載力和減少沉降的目的。本文圍繞滿足高速鐵路嚴(yán)格的工后沉降要求出發(fā)，改進(jìn)和完善了粉噴樁復(fù)合地基沉降計(jì)算理論，推導(dǎo)出了粉噴樁復(fù)合地基固結(jié)度計(jì)算公式，從粉噴樁處理軟土地基的機(jī)理、處理效果、樁土變形特性及復(fù)合地基固結(jié)特性等方面進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，主要內(nèi)容如下：1.粉噴樁復(fù)合地基剩余沉降計(jì)算方法研究。以Terzaghi一維固結(jié)理論為基礎(chǔ)，推導(dǎo)出了粉噴樁復(fù)合地基加固區(qū)平均固結(jié)度的

3、計(jì)算公式，考慮了樁體剛度對(duì)固結(jié)的影響因素。提出了與沉降相關(guān)的粉噴樁復(fù)合地基平均固結(jié)度計(jì)算公式，修正了以往計(jì)算平均固結(jié)度時(shí)不考慮沉降的不合理性。建立了粉噴樁復(fù)合地基工后沉降及鋪軌后某一時(shí)刻剩余沉降計(jì)算公式?，F(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)驗(yàn)證了公式的合理可用性及其反映規(guī)律的正確性。2.對(duì)粉噴樁復(fù)合地基臨界樁長(zhǎng)的機(jī)理和測(cè)試結(jié)果進(jìn)行了分析。臨界樁長(zhǎng)的確定對(duì)粉噴樁復(fù)合地基的應(yīng)用意義較大，提出了粉噴樁復(fù)合地基臨界樁長(zhǎng)存在與否的新觀點(diǎn)，較為合理地解釋了目前臨

4、界樁長(zhǎng)研究中出現(xiàn)的矛盾。在目前常用的水泥摻入比、樁徑等條件下，粉噴樁復(fù)合地基的臨界樁長(zhǎng)并非總是存在，其存在與否與地質(zhì)條件、樁身強(qiáng)度的分布等因素有關(guān)。對(duì)于樁體打穿軟土層至相對(duì)硬層、樁身強(qiáng)度比較均勻的粉噴樁復(fù)合地基，并不存在臨界樁長(zhǎng)。3.在國(guó)內(nèi)首次應(yīng)用粉噴樁復(fù)合地基處理工后沉降要求嚴(yán)格的我國(guó)第一條高速鐵路軟土地基，研究了粉噴樁復(fù)合地基處理軟土路基的適用性。粉噴樁復(fù)合地基的成功應(yīng)用，將為我國(guó)高速鐵路和客運(yùn)專線的建設(shè)節(jié)省巨大的投資，

5、同時(shí)也拓寬了粉噴樁復(fù)合地基的應(yīng)用前景，具有較大的理論意義和重大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。4.系統(tǒng)地進(jìn)行了粉噴樁復(fù)合地基的變形和應(yīng)力的原位觀測(cè)，分析了粉噴樁復(fù)合地基地表沉降、深層沉降、側(cè)向位移、樁土沉降差、樁土應(yīng)力比，研究了復(fù)合地基土體的固結(jié)特性，得到了許多有價(jià)值的結(jié)論。5.進(jìn)行了粉噴樁復(fù)合地基工后沉降預(yù)測(cè)與控制研究。得出采用粉噴樁復(fù)合地基處理類似本試驗(yàn)段條件的高速鐵路軟土地基可以在較短的工期內(nèi)滿足工后沉降要求的結(jié)論。根據(jù)理論計(jì)算沉

6、降與實(shí)測(cè)沉降的差異，提出了在高速鐵路軟土路基處理中采用動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的新概念。6.對(duì)粉噴樁復(fù)合地基沉降計(jì)算方法、沉降推算方法的適用性進(jìn)行了分析。對(duì)于柔性基礎(chǔ)下粉噴樁復(fù)合地基，在樁頂有柔性基礎(chǔ)、樁底為較硬土體的情況下，其加固區(qū)的沉降計(jì)算采用復(fù)合模量法較符合實(shí)際；而對(duì)于下臥層的壓縮值采用應(yīng)力擴(kuò)散法比較合理的，壓縮量采用分層總和法進(jìn)行計(jì)算。關(guān)鍵詞：高速鐵路，軟土地基，工后沉降，沉降預(yù)測(cè)與控制，粉噴樁，復(fù)合地基，沉降，固結(jié)度，臨界樁長(zhǎng)，動(dòng)