袁报 王润民 庄德华

摘 要:临近既有铁路修建无砟轨道铁路路桥过渡段设计,应综合考虑既有铁路等级、路基与桥台的刚度差异、地层特征、地下水埋深情况等进行综合考虑,设计复杂。研究采用轻质混凝土+拼接螺旋钢桩结构,通过短暂预压,既能满足刚度差异,又能满足临近既有线施工减少干扰,经济效益及沉降控制效果显着。

关键字:季节性冻土;设计冻深;有害冻胀深度

1地基加固处理控制

1.1 天然地基参数选取

对新建线地基进行特殊处理,加强变形控制是解决本工程技术难题的关键之一。根据地勘资料,天然地基土层概况如表1。

1.2经过对地基加固处理方案经济技术比选,推荐采用普通土+拼接式螺旋钢桩,工期紧张及难以碾压时填料可采用轻质混凝土代替。 施工技术如图1所示。

2 拼接式螺旋钢桩地基加固技术

螺旋桩最早出现在1833年,它是被一位建筑工人用于英格兰岛屿上灯塔的基础,起到抗拔的作用。经过近200年的发展,目前螺旋桩已经被广泛用于多个领域,如基础建设、电力领域、交通领域、建筑领域和隧道领域等[1]。

在前苏联1979年颁布的建筑法规中,介绍了螺旋桩的设计标准,说明当时螺旋桩基础已经在一些实际工程中有所应用。1995年日本Fukuei Kosan公司发明了一种螺旋桩,桩体材料采用全预制钢纤维混凝土。该桩型具有噪音小、工期短、排土少和比较环保等优点,具有很好的环境和经济效益[2]。美国所生产的螺旋桩种类比较多,桩体材料和桩型种类繁多。A B chance公司更是生产了系列化的产品。例如钻孔混凝土灌注螺旋桩,其桩径范围在0.3到0.8m之间,桩长可达30m[3]。另外在1896年,美国也研制出了桩身材料为钢材的方形杆螺旋桩,桩长更是可达到46m。另外,相当一部分欧洲国家也比较广泛的在实际工程中应用螺旋桩。例如比利时的高铁项目CTRL就使用了钻孔混凝土灌注螺旋桩,桩长5.3-9.25m,螺旋叶片外径0.71m。

螺旋钢桩在国内冻土地区有较多应用,王腾飞等基于室内模型试验研究不同几何尺寸螺旋钢桩抗冻拔特性,且还通过数值计算研究螺旋钢桩的抗冻拔性能0。此外赵华刚等同样基于室内模型试验研究螺旋钢桩抗冻拔性能0。同时螺旋钢桩在上拔荷载作用下承载特性方面也有较多研究。

由此可知,拼接式螺旋钢桩凭借现场拼接组装单节钢桩的概念,灵活多变,便于运输,适用于多种地质条件、施工手段多样、施工便捷高效、节能减排、可循环再利用、总体经济性好、耐久性好、抗震性好、快速估算承载力、施工质量保障性高。凭借这些诸多优点,在铁路路基加固领域具有非常广阔的应用前景。

3 路基过渡段填料要求及确定

根据规范并参考路基手册共同确定路堤填料物理力学参数,如表3-1所示。

结合现场施工场地,过渡段基床以下采用A组填料,掺入3~5%水泥,施工空间充裕条件下一般采用;对于桥台先施工,路基填筑在后,临近既有线,轻质混凝土具有免碾压、工后沉降减小效果明显、堆载预压沉降收敛快、狭小空间施工便捷等优点。

4结束语

结合相处沉降观测数据,得到结论:

(1)堆载预压条件成熟路桥过渡段地段,采用普通土+拼接式螺旋钢桩方案,通过不少于6个月的沉降观测,前2个月工后沉降完成约50%,6个月累计达到90%以上,基本收敛。

(2)对于采用轻质混凝土+拼接式螺旋钢桩方案,通过不少于3个月的沉降观测,前1个月工后沉降完成约50%,3个月累计达到90%以上,基本收敛。

通过在临港疏港铁路无砟轨道试验段应用,为货运无砟轨道建设积累了宝贵经验。

参考文献:

[1] 杨 泉 高柏松 李井元 肖飞知 徐 骏.新建线临近既有无砟高速铁路路基施工方案研究[J].高速铁路技术2016,7(2):15-19.

[2] 王腾飞,刘建坤,邰博文,吕鹏.螺旋桩冻拔特性的模型试验研究[J].岩土工程学报,2018,40(06):1084-1092.

[3] 赵华刚. 季节性冻土区光伏支架螺旋桩抗冻拔试验研究[D]. 北京: 北京交通大学, 2016.DAF48E84-D850-42A6-ACD2-F01DE4E09875