碎石振冲挤密桩在铁路软基础中的应用

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1、第３０卷第７期甘肃科技Ｖｏｌ３０Ｎｏ７２０１４年４月ＧａｎｓｕＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＡｐｒ２０１４碎石振冲挤密桩在铁路软基础中的应用蒲发玉（中铁二十一局集团有限公司，甘肃兰州７３００００）摘要：碎石振冲桩常用于处理砂土地基，碎石桩与原地基一起构成复合地基，从而提高地基的承载力，并能有效地消除地基的液化沉降。结合工程实例，分析了工程地质概况，对铁路软基础应用的设计计算方法进行了详细的讨论，并探讨了碎石振冲桩处理软弱地基的效果，可供同类工程参考。关键词：振冲碎石桩；软弱地基；计算方法中图分类号：Ｕ

2、４５１采用振冲法在地基中设置碎石桩加固地基的方表１车辆主要技术参数法称为碎石振冲桩法。碎石振冲桩法适用于处理不载重量４５５ｔ排水抗剪强度不小于２０ｋＰａ的黏土、粉土、砂土、饱运行速度１０ｋｍ／ｈ（弯道应减速）钢轨６０ｋｇ／ｍ和黄土和人工填土地基。利用振冲器的高频振动和轨道条件轴重３７．５ｔ／轴（允许最大轴重４０ｔ／轴）高压水流，边振边冲将振冲器沉到土中预定深度，经轨距１４３５ｍｍ过清孔后，从地面向孔内逐段填入碎石。每段填料通过最小曲线半径１５０ｍ在振冲器振动作用下振挤密实，然后提升振冲器，通大心盘中心距１４２００ｍ

3、过重复振密，在地基中形成碎石桩桩体。外形尺寸（长×宽×高）（２５０３８×６１００×６４５０）ｍｍ本工程为唐山市某建设项目中总图运输铁路路车辆自重～１４４ｔ基处理工程，该工程地基土层不能满足设计要求，应熟石灰，并按站场路基排水的要求作成路拱。换填对该问题首先进行大面积的强夯处理，加速地基固土需分层碾压（每层３００ｍｍ厚），压实系数达Ｋ＝结，以满足轻型建筑物及后续施工场地需要。０．９５以上。为避免发生相对较快的永久不均匀沉区域场地存在液化土层，根据《建筑抗震设计降，在路基基床表面铺设坦萨ＳＳ３０双向土工格栅，规范》计算，

4、场地层细砂为液化土层，液化指数为同时在路基基床底层（２．５ｍ深）再铺设一层坦萨双０．１０～５８．４６，液化等级为轻微到严重，综合评价为ＳＳ３０向土工格栅。纵横向抗拉强度为３０ｋＮ／ｍ，施中等液化，场地内除液化以外，未发现其它不良地质工时将格栅铺平，搭接宽度为６０ｃｍ。现象，适宜建筑。根据详勘报告可知，在场地深层有液化现象。２振冲碎石桩复合地基计算２．１饱和松砂的振挤密实目的１设计技术指标松散砂土，尤其是饱和的松砂或粉土，经采用填１．１铁路荷载料振冲挤密后，不但桩的承载能力远较原来的砂土承该工程运载车辆为３００ｔ异性罐

5、车。其主要技载力大，而且因桩间砂土经振冲挤密其承载力亦有很术参数见表１。大的提高。因此，对于一般的建筑物，其荷载在地基１．２路基表层承载力要求中引起的附加应力不大，并随深度逐渐衰减，加之砂为保证得到可靠的加固效果，应进行原土和加土的沉降量很小，故砂土复合地基的承载力和沉降一固后的复合地基实验，确保满足路基表层承载能力般不是控制条件。对砂基，主要的设计目的或项目按１９０ｋＰａ进行设计，以满足其强度要求。是使其具有抗地震液化的能力，满足抗震设防的要１．３铁路路基基床设计要求求。对具有抗震要求的松砂地基，需根据砂类、初始根

6、据铁路设计规范和３００ｔ的车辆荷载、行车安密实度、地下水位、建筑物的设防地震烈度等，计算全要求等，铁路路基基床换填１．２ｍ厚的Ａ类土，其相应的振冲挤密深度、布孔形式、间距和振挤密度的中表层３００ｍｍ厚采用Ａ类非渗水土，并掺和８％的标准，其中处理深度往往是决定工程量、进度和费用第７期蒲发玉：碎石振冲挤密桩在铁路软基础中的应用１２７的关键因素，必须根据抗震规范进行综合论证。１２ＣＵｔｇδＰ２Ｐｐｆ＝(σｓ＋２γｓＺ＋ｓｉｎ２δ)(ｔｇδ＋１)ｔｇδＰ２．２构造设计采用“等边三角形”布置。单线铁路路基按６．４ｍ１－γＰＺ（

7、３）２宽设计，站场线路、双线路基按照距最外侧铁路中心线碎石桩承载力标准值为４．２５ｍ设计。加固范围为在路基基础外缘扩大２排桩。根据荷载大小与土层情况，结合采用振冲器的功ｆＰ，Ｋ＝Ｆｐｐｆ（４）式中：Ｆ———安全系数，取Ｆ＝１．２；率大小综合考虑，初步拟定为：振冲器功率为７５ｋＷ，桩距Ｓ＝１．５～３．０ｍ，根据置换率进行确定。根据抗ＣＵ———桩间土不排水抗剪强度；δ———滑动面与水平面的夹角；震要求，参考其他类似工程，暂定桩长为１０ｍ。根据现场实测提供的数据，原地基土的承载力标准值分σｓ———桩周土表面荷载；别为，强夯

8、影响范围内土，层底深度０～４．３ｍ处，———δ＝４５°＋φＰ；δＰＰ２ｆｓ，ｋ１＝２００ｋＰａ，粉质黏土，层底深度４．３～４．９ｍ处，Ｚ———鼓胀破坏长度；ｆｓ，ｋ２＝１００ｋＰａ，强夯影响较弱范围，细砂，层底深度γｓ———桩间土单位重度；４．９ｍ～未揭穿，ｆｓ，ｋ３＝１２０ｋＰａ。采用加权计算，取计γＰ———桩体单位重度。算深度为１３ｍ，得到