高鐵技術論文(2)
高鐵技術論文
高鐵技術論文篇二
京滬高鐵CFG樁復合地基施工技術
摘要： CFG樁復合地基施工技術在高鐵建設過程中發(fā)揮著重要的作用，本文通過分析CFG樁復合地基的含義，研究分析復合地基受力工作機理，同時對墊層的施工方法進行闡述，進而為高鐵施工提供參考依據(jù)。
Abstract： The technology construction of CFG pile composite foundation plays an important role in the construction process of high-speed railway. Trough analyzing the meaning of CFG pile composite foundation， this paper studies and analyzes the working mechanism of bearing capacity of composite foundation and interprets the construction methods for cushion， thus providing reference for high-speed railway construction.
關鍵詞： CFG樁;復合地基;技術創(chuàng)新
Key words： CFG pile;composite foundation;technological innovation
中圖分類號：U415.6 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311(2014)15-0147-02
1 CFG樁復合地基定義
客運專線路基地基處理一般采用CFG樁+墊層(碎石+中粗砂)+堆載預壓處理，上述地基處理方案統(tǒng)稱為CFG樁復合地基處理。路基基底采用CFG樁加固，樁頂設擴大樁帽，樁帽上鋪設墊層(碎石+中粗砂)，在墊層內(nèi)鋪設1-2層土工格柵。路基本體填筑完成后在其上按照設計荷載進行堆載預壓，堆載時間根據(jù)沉降觀測資料和工后沉降推算結(jié)果，最終確定卸載時間。
2 復合地基受力工作機理
通常情況下將CFG樁、樁間土、墊層三者進行復合，進而在一定程度上構(gòu)成地基的關鍵受力部分，這屬于地基范疇。對于CFG樁復合地基來說，通常情況下，當路基自身和路基以上的垂直荷載作用到地基上時，進而在一定程度上容易導致樁與樁間土發(fā)生變形。在模量方面，由于樁要超過土，所以樁的變形與土相比要小很多，通過將一定厚度的墊層設置在樁頂，使得樁在一定程度上可以向上刺入，在這一過程中樁間土被墊層材料不斷補充，在任一荷載作用下，樁與樁間土保持共同承擔荷載。所以CFG樁復合地基的一個關鍵技術就是設置墊層。
2.1 墊層在復合地基的關鍵作用 墊層主要是由于自身的極限破壞滑動性調(diào)節(jié)樁頂樁土應力比的發(fā)揮情況。復合地基中的墊層為樁頂向上刺入提供條件，并通過褥墊層材料的流動補償使樁間土與路基本體始終保持接觸，使樁土達到共同作用的目的，并使得樁間土的壓縮量增大，使樁間土的承載力得以充分發(fā)揮。
2.2 墊層材料的選擇 根據(jù)墊層材料的流動補償作用，為了更加有效調(diào)節(jié)樁體及地基土的應力及協(xié)調(diào)變形，墊層材料選用碎石散體料，選用未風化的級配良好的干凈碎石，最大粒徑小于50mm，含泥量不超過5%，且不含草根垃圾等雜物。經(jīng)試驗選定用5-16mm、16-31.5mm、0.075～5mm的集料按照一定比例(30%：40%：30%)進行級配，經(jīng)篩分試驗級配良好。
2.3 褥墊層模量對褥墊作用的影響 樁土應力受褥墊層模量的變化的影響比較大，樁土應力比隨著墊層模量的增加而增加。這是因為，當墊層的模量較低時，墊層的流動性很好。在這種情況下，流動通過墊層可以進行很好地補償。在上部荷載的作用下，樁的上刺作用刺入量大，樁土應力比很小，進而在一定程度上使得更多的墊層材料演變成一部分樁間土，樁與樁間土之間的負摩阻力在外部荷載的作用下逐漸增大，對于中性點的位置來說，逐漸向下移動。墊層的流動性隨著墊層模量的增加越來越差，進一步降低了變形協(xié)調(diào)能力，同時降低了流動補償作用，進而在一定程度上增加了樁頂應力。樁頂刺入量的減少，樁土應力比增大，相應的負摩阻力減少，樁體的有效樁長增加，墊層模量增大，樁體的最大正應力逐漸增大。
根據(jù)上述工作機理，墊層模量大小直接影響整體受力，為保證樁與樁間土合理受力，墊層的厚度一定要按照設計厚度進行施工，墊層密實后既要保證墊層具要一定的流動性、保證基礎和樁間土始終接觸受力，又要有一定的密實度，防止松散材料過大的沉降量。
3 墊層施工方法
3.1 設計概況 一般的碎石墊層構(gòu)造組成由二種情況，第一種為墊層內(nèi)設二層土工格柵，結(jié)構(gòu)組成為(15cm碎石+5cm中粗砂+土工格柵+5cm中粗砂+10cm碎石+5cm中粗砂+土工格柵+5cm中粗砂+15cm碎石)，第二種為墊層內(nèi)設一層土工格柵，結(jié)構(gòu)組成為(15cm碎石+5cm中粗砂+土工格柵+5cm中粗砂+35cm碎石)，結(jié)構(gòu)共計厚度60cm。見圖1。
3.2 墊層施工方法
3.2.1 下層碎石(15cm)施工
?、偎槭臄備?、整形。對于混合料來說，通常情況下借助推土機進行攤開，然后配合人工對集料窩進行查找，同時按照松鋪厚度，利用平地機將混合料攤平，在一定程度上確保了表面的平整性。
混合料通過平地機進行初平處理后，通常情況下需要壓路機在初平路段實施碾壓，碾壓遍數(shù)控制在一遍，進而在一定程度上將潛在的不平整位置暴露，對于不平整的位置然后通過平地機對進行細平處理。在刮平的過程中，配合人工消除混合料中不均勻的顆粒，以及混合料中局部過分潮濕或過分干燥的部分。然后再次通過平地機對混合料進行精平處理，縱向在一定程度上確保順延，同時橫向路拱符合設計要求，對混合料進行仔細的精平，必須刮平局部高出部分，同時清出路外。 ?、趬簩崱旌狭线M行整形后，其斷面和坡度達到設計要求后，在混合料中，當含水量達到最佳水平量時，在路基全寬內(nèi)通過壓路機立進行碾壓，壓路機在碾壓過程中，通常情況下由兩側(cè)路肩逐漸向路中心靜壓。
通過靜壓對混合料進行處理后，接著用重型振動壓路機碾壓，碾壓方式為靜壓，碾壓5遍。壓路機縱向重疊碾壓通常情況下控制在0.4m。對于已完成的或正在進行碾壓的路段，為了確保表層不受破壞，通常情況下嚴禁壓路機 “調(diào)頭”或者“急剎車”等。
3.2.2 下砂墊層(5cm)施工 通常情況下，中粗砂通過自卸汽車進行運輸，通過平地機進行攤鋪處理。對于中粗砂的數(shù)量在攪拌站進行過稱，路基橫斷面間用料的車數(shù)，以及卸車距離等作進一步的計算，在卸車過程中，自卸車通常采取單車多點均勻方式進行卸料，并且在一定程度上將松鋪厚度標識在標示樁上，用推土機攤開混合料，按松鋪厚度用平地機攤平混合料，確保表面的平整性?；旌狭蠑備伜?，用平地機立即進行初步整平和整型處理。在刮平的過程中，局部凸凹低洼處配合人工方式消除，通過補充中粗砂的方式進行找平整形。
3.2.3 土工格柵施工 采用雙向土工格柵(抗拉強度不小于100KN/m，延伸率小于10%)。
鋪設土工格柵應注意一下幾點：
?、偻凉ず铣刹牧系南鲁袑颖砻鎽秸?、壓實、并清除表面堅硬突出物。
?、谕凉じ駯挪牧线M場后應妥善保管，防止損壞;嚴禁在陽光下暴曬。
?、弁凉じ駯配佋O后，嚴禁重型機械在土工格柵上行走，以免破壞降低其力學性能。
?、茕佋O土工格柵后，及時填上層砂墊層。
?、輽M向鋪設土工格柵，搭接不小于10cm，兩端回折不小于3m，通過中粗砂對墊層回折部分進行處理。
3.2.4 上砂墊層(5cm)施工 對于上砂墊層的施工，施工方法與下砂墊層施工方法相同，但不得用推土機攤平，而是通過用人工配合平地機的方式進行攤平，施工中，在土工格柵上嚴禁車輛“調(diào)頭”或“急剎車”，在已鋪完的砂層上，運料車要控制速度。
3.2.5 上層碎石(35cm)施工 同下層碎石施工方法。
4 壓實檢測
各項檢測指標合格后方可進入下一道施工工序。
5 參數(shù)總結(jié)
?、偎槭瘔|層采用虛鋪厚度控制采用“掛線法”兩側(cè)均加寬50cm。標高按路基每個斷面控制。
?、谒槭瘔|層壓實遍數(shù)通常情況下控制在5遍，采用靜壓方式壓實。
③對于土工格柵的搭接寬度控制在10cm，同時進行牢固綁扎。
④采用人工攤鋪、平整的方法對砂墊層進行施工。
⑤當?shù)讓幼詈笠粚愉佋O完成之后，進行孔隙率、EV2、K30土工試驗。
參考文獻：
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