高速鐵路流塑狀軟土地基加固方法
【專利摘要】一種高速鐵路流塑狀軟土地基加固方法，該方法是采用水泥粉煤灰碎石樁(CFG樁)聯(lián)合排水固結(jié)兩種地基處理方法對(duì)高速鐵路流塑狀軟土地基進(jìn)行價(jià)格，它包括如下步驟：首先查明流塑狀軟土的有關(guān)物理力學(xué)指標(biāo)，確定采用水泥粉煤灰碎石樁(CFG樁)處理前，流塑狀軟土的粘聚力C，和內(nèi)摩擦角φ需要達(dá)到的要求；在待加固的高速鐵路流塑狀軟土地基采用排水固結(jié)處理；待排水固結(jié)土體達(dá)到設(shè)計(jì)要求的強(qiáng)度后，在待加固地基中進(jìn)行CFG樁施工，即完成高速鐵路流塑狀軟土地基的加固處理。水泥粉煤灰碎石樁(CFG樁)聯(lián)合排水固結(jié)技術(shù)與傳統(tǒng)的單一技術(shù)相比，充分發(fā)揮了兩種地基處理方法的優(yōu)點(diǎn)，安全質(zhì)量可控，確保了高速鐵路運(yùn)營(yíng)的安全。
【專利說明】高速鐵路流塑狀軟土地基加固方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于高速鐵路地基處理【技術(shù)領(lǐng)域】，具體指一種高速鐵路流塑狀軟土地基的加固方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前高速鐵路軟土地基處理大量采用樁體較強(qiáng)的CFG樁、管樁以及鋼筋混凝土灌注樁等剛性樁。打入樁處理流塑狀軟土施工時(shí)，由于振動(dòng)作用引起軟土觸變變形，造成加固區(qū)以外建筑物造成外擠、隆起的現(xiàn)象，影響建筑物的使用安全，某線施工時(shí)就發(fā)生臨近的既有線變形。沿海鐵路在路基填筑期間就曾出現(xiàn)樁體傾斜、邊坡坍塌等問題，而且運(yùn)營(yíng)僅2年已經(jīng)出現(xiàn)路基失穩(wěn)、下沉等問題，部分區(qū)段路基沉降多達(dá)幾十厘米。流塑狀軟土地基出現(xiàn)以上問題的主要原因有以下2個(gè)方面:
[0003](1)采用CFG樁或攪拌樁處理深厚流塑狀軟土?xí)r，會(huì)對(duì)周邊軟土有擾動(dòng)破壞作用，進(jìn)行路基填筑時(shí)，樁可能會(huì)出現(xiàn)剪切、傾斜和彎曲的破壞現(xiàn)象。這種破壞類似于多米諾骨牌的效應(yīng)，使路基快速產(chǎn)生外擠、下沉和開裂變形的破壞，對(duì)于攪拌樁的地基處理，在圓弧滑動(dòng)破壞過程中，實(shí)際會(huì)出現(xiàn)樁的拉伸破壞和彎曲破壞同時(shí)發(fā)生。
[0004](2)對(duì)于流塑狀軟土地層采用攪拌樁、CFG樁等進(jìn)行地基處理時(shí)，樁網(wǎng)結(jié)構(gòu)路堤的整體穩(wěn)定性滑弧檢算應(yīng)考慮排樁受軟基附加側(cè)向荷載的外擠作用力及施工填筑過程中側(cè)排樁的傾斜因素。以往所有的設(shè)計(jì)計(jì)算軟件中都未考慮這些因素，穩(wěn)定檢算看似安全，但實(shí)際路基填筑過程中還出現(xiàn)多起失穩(wěn)破壞的案例。
[0005]目前大量基礎(chǔ)工程流塑狀軟土地基采用剛性樁復(fù)合地基處理，但設(shè)計(jì)方法存在問題，需要深入開展流塑狀軟土復(fù)合地基失效機(jī)理的研究，提出我國(guó)大面積流塑狀軟土地基的處理可靠的地基處理方法，避免工程事故，減少國(guó)家經(jīng)濟(jì)損失。為高速公路、高速鐵路和機(jī)場(chǎng)地基流塑狀軟土地基處理和運(yùn)營(yíng)期間的養(yǎng)護(hù)維修提供技術(shù)理論支持。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的就是針對(duì)上述技術(shù)背景，提供一種高速鐵路流塑狀軟土地基加固方法，該方法首先采用排水固結(jié)提高流塑狀軟土地基的強(qiáng)度，使其達(dá)到水泥粉煤灰樁(CFG樁)施工的條件，然后采用CFG樁進(jìn)行地基處理，確保高速鐵路路基足夠穩(wěn)定安全。為實(shí)現(xiàn)此目的，本發(fā)明所設(shè)計(jì)的高速鐵路流塑狀軟土地基加固的方法，它包括如下步驟:
[0007](1)查明流塑狀軟土的有關(guān)物理力學(xué)指標(biāo)。確定采用水泥粉煤灰碎石樁(CFG樁)處理前，流塑狀軟土的粘聚力C，和內(nèi)摩擦角Φ需要達(dá)到的要求。
[0008](2)在待加固的高速鐵路流塑狀軟土地基采用排水固結(jié)處理；
[0009](3)待排水固結(jié)土體達(dá)到設(shè)計(jì)要求的強(qiáng)度后，在待加固地基中進(jìn)行CFG樁施工，SP完成高速鐵路流塑狀軟土地基的加固處理。
[0010]在所述步驟(1)中，首先對(duì)待處理的地基進(jìn)行全面的地質(zhì)勘探，包括現(xiàn)場(chǎng)十字板剪切試驗(yàn)和室內(nèi)剪切試驗(yàn)，查明流塑狀軟土的粘聚力C，和內(nèi)摩擦角Φ。采用圓弧滑動(dòng)法對(duì)路基的穩(wěn)定性進(jìn)行檢算，確定流塑狀軟土地基需要達(dá)到的強(qiáng)度指標(biāo)。穩(wěn)定檢算過程中，CFG樁的抗剪強(qiáng)度應(yīng)根據(jù)流塑狀軟土的強(qiáng)度變化適當(dāng)進(jìn)行折減，穩(wěn)定系數(shù)Fs依據(jù)高速鐵路列車設(shè)計(jì)行車速度進(jìn)行選擇。
[0011]在所述步驟(2)中，依據(jù)步驟(1)確定的流塑狀軟土的強(qiáng)度指標(biāo)，選擇合適的排水固結(jié)施工方法，確定排水系統(tǒng)和加載系統(tǒng)的形式。排水系統(tǒng)選擇塑料排水板，寬度10cm，厚度5_，長(zhǎng)度大于地基處理的深度，采用專門的插板機(jī)施工。加載系統(tǒng)可以考慮堆載法、真空預(yù)壓、降低水位法、真空預(yù)壓聯(lián)合堆載法。
[0012]在所述步驟(2)前，在地基中布置孔隙水壓力測(cè)試傳感器，在路肩設(shè)置沉降觀測(cè)樁，并在坡腳外設(shè)置兩排側(cè)斜觀測(cè)樁。
[0013]所述的水泥粉煤灰碎石樁(CFG樁)的樁徑范圍為350?600mm，方形布置，樁間距取3?5倍樁徑。CFG樁施工時(shí)采用跳樁施工，沿縱向間距3?5根樁施工，避免施工過程對(duì)相鄰產(chǎn)生擾動(dòng)，影響成樁質(zhì)量。
[0014]排水固結(jié)施工期間，應(yīng)加強(qiáng)地面沉降、孔隙水壓力、水平位移觀測(cè)，水平位移和地面沉降不超出20mm/天，孔隙水壓力與荷載之比控制在小于0.5?0.6。
[0015]本發(fā)明采用水泥粉煤灰碎石樁(CFG樁)聯(lián)合排水固結(jié)技術(shù)對(duì)高速鐵路流塑狀軟土地基進(jìn)行加處理，它具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0016](1)本發(fā)明專利提出了高速鐵路流塑狀軟土地基處理的一種新型方法，解決了以往流塑狀軟土地基處理過程出現(xiàn)的各種問題，該方法采用常規(guī)兩種地基處理:CFG樁和排水固結(jié)法，發(fā)揮兩種方法的優(yōu)點(diǎn)，達(dá)到了良好的加固效果。
[0017](2)采用水泥粉煤灰碎石樁(CFG樁)聯(lián)合排水固結(jié)技術(shù)可以避免以往單獨(dú)采用CFG樁施工過程中出現(xiàn)的樁體破壞，地基失穩(wěn)的問題。
[0018](3)采用水泥粉煤灰碎石樁(CFG樁)聯(lián)合排水固結(jié)技術(shù)相比單獨(dú)的排水固結(jié)處理方法,大大縮減了地基處理時(shí)間。
[0019]綜上所述，水泥粉煤灰碎石樁(CFG樁)聯(lián)合排水固結(jié)技術(shù)與傳統(tǒng)的單一技術(shù)相t匕，充分發(fā)揮了兩種地基處理方法的優(yōu)點(diǎn)，安全質(zhì)量可控，確保了高速鐵路運(yùn)營(yíng)的安全。
【專利附圖】

【附圖說明】:
[0020]圖1為本發(fā)明中高速鐵路流塑狀軟土地基加固后的一種結(jié)構(gòu)示意圖
[0021]其中:1-水泥粉煤灰碎石樁(CFG樁)、2_流塑狀軟土地基、3-路基、4_孔隙水壓力探頭、5-塑料排水板、6-坡腳、7-路肩、8-側(cè)斜觀測(cè)樁。
【具體實(shí)施方式】:
[0022]以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明:
[0023]一種高速鐵路流塑狀軟土地基加固方法，它包括如下步驟:
[0024]1)在待加固地基進(jìn)行十字板剪切試驗(yàn)，并取原狀土樣進(jìn)行室內(nèi)剪切試驗(yàn)，確定流塑軟土的強(qiáng)度指標(biāo):粘聚力C，和內(nèi)摩擦角Φ。采用圓弧滑動(dòng)法對(duì)路基的穩(wěn)定性進(jìn)行檢算，確定流塑狀軟土地基采用CFG樁加固需要達(dá)到的強(qiáng)度指標(biāo)。
[0025]2)在待加固路基3的路肩7設(shè)置觀測(cè)樁，并在坡腳6處設(shè)置一排觀測(cè)樁8，觀測(cè)樁8的縱向間距為10m，用來監(jiān)測(cè)排水固結(jié)過程中路基沉降和水平位移。在流塑狀軟土地基2中不同深度處埋設(shè)孔隙水壓力探頭4，用來測(cè)試排水固結(jié)施工過程中監(jiān)測(cè)孔隙水壓力的變化。
[0026]3)在地基2中采用專門的插板機(jī)將塑料排水板按照一定的間隔插入到流塑狀軟土地基中，形成排水系統(tǒng)。塑料排水板，寬度10cm，厚度5_，長(zhǎng)度大于地基處理的深度。
[0027]4)在地基表面進(jìn)行堆載，施工過程中加強(qiáng)地面沉降、水平位移觀測(cè)、孔隙水壓力觀測(cè)。排水固結(jié)施工所完成的沉降變形和平均固結(jié)度應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求，檢驗(yàn)數(shù)量為每3000m2抽樣檢驗(yàn)6點(diǎn)。必要時(shí)，應(yīng)對(duì)預(yù)壓完成的地基土進(jìn)行原位十字板剪切試驗(yàn)、室內(nèi)土工試驗(yàn)及荷載試驗(yàn)。
[0028]5)排水固結(jié)加固后地基土體的強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，卸掉地基面堆載，按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行CFG樁施工。
[0029]6) CFG樁施工過程和施工完成后應(yīng)對(duì)CFG樁進(jìn)行樁身完整性、均勻性、樁身強(qiáng)度、單樁或復(fù)合地基承載力等。成樁7天內(nèi)，可采用低應(yīng)變檢查樁身完整性，檢查數(shù)量為施工總樁數(shù)的10%，且不少于3根。成樁28天后，應(yīng)在樁中心處、樁長(zhǎng)范圍內(nèi)垂直鉆孔取芯，觀察樁體完整性、均勻性，在樁身上、中、下取不同深度的不少于3個(gè)試樣作抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。檢驗(yàn)數(shù)量為施工總樁數(shù)的2%0，且不少于3根。CFG樁宜在成樁28天后，進(jìn)行單樁或復(fù)合地基載荷試驗(yàn)，檢驗(yàn)數(shù)量為總樁數(shù)的2%。，且不少于3根。
[0030]本說明書中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。
【權(quán)利要求】
1.一種高速鐵路流塑狀軟土地基加固方法，其特征在于，它包括如下步驟:1)查明流塑狀軟土的有關(guān)物理力學(xué)指標(biāo)。確定采用水泥粉煤灰碎石樁(CFG樁)處理前，流塑狀軟土的粘聚力C，和內(nèi)摩擦角Φ需要達(dá)到的要求。2)在待加固的高速鐵路流塑狀軟土地基采用排水固結(jié)處理；3)待排水固結(jié)土體達(dá)到設(shè)計(jì)要求的強(qiáng)度后，在待加固地基中進(jìn)行CFG樁施工，即完成高速鐵路流塑狀軟土地基的加固處理。
【文檔編號(hào)】E02D3/08GK103669331SQ201310721888
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年12月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月25日
【發(fā)明者】史存林, 張千里, 葉陽升, 蔡德鉤, 熊建珍, 姚建平, 杜曉燕, 閆宏業(yè), 陳鋒, 宣言, 孫加林, 馬莉, 程愛君, 王立軍, 程遠(yuǎn)水 申請(qǐng)人:中國(guó)鐵道科學(xué)研究院鐵道建筑研究所