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        高速鐵路采空巷道樁板路基受力機(jī)理數(shù)值分析

        2013-11-28 02:57:22魯濤濤
        沿海企業(yè)與科技 2013年5期
        關(guān)鍵詞:高速鐵路

        [摘 要] 文章以合福高速鐵路采空巷道上方車站路基為研究對象,對采空巷道路基樁板結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)受力機(jī)理進(jìn)行數(shù)值模擬,分析結(jié)構(gòu)在不同工況下受力規(guī)律,為采空巷道上方樁板路基內(nèi)力分析提供依據(jù)。研究表明,該基礎(chǔ)能較好滿足采空區(qū)路基加固要求,完善高速鐵路采空區(qū)加固地基的理論,具有一定理論價值。

        [關(guān)鍵詞] 高速鐵路;采空巷道;樁板基礎(chǔ);受力機(jī)理

        [作者簡介] 魯濤濤,中鐵十九局集團(tuán)有限公司助理工程師,研究方向:鐵路施工技術(shù),遼寧 大連,116100

        [中圖分類號] TU41 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 1007-7723(2013)05-0025-0005

        目前采空區(qū)對鐵路項目建設(shè)影響越來越大,對采空區(qū)的研究成果也逐漸增多[1]。樁板結(jié)構(gòu)已成功運(yùn)用于京津[2]、京滬[3]高鐵軟土路基、鄭西[4]高鐵濕陷性黃土路基、遂渝[5]高鐵川東紅土路基等高速鐵路,但采用樁板結(jié)構(gòu)對下伏采空區(qū)地基的處理尚屬于較新穎的研究課題,現(xiàn)有研究成果極少,如何對采空區(qū)進(jìn)行處理及結(jié)構(gòu)受力機(jī)理課題仍然需要做大量的研究。本文對合福高鐵上饒段五府山車站采空區(qū)上方樁板路基進(jìn)行研究,分析其受力機(jī)理,為今后樁板結(jié)構(gòu)處理下伏采空區(qū)路基提供理論依據(jù)。

        一、工程概況

        五府山車站(DK499+763.83~DK500+835.00)位于上饒縣城正南37km處四十八鎮(zhèn),為無砟軌道設(shè)計,共有四股軌道。該車站位于北山村小學(xué)右側(cè)的山坡上,前(福州方向)接官山底特大橋,后(合肥方向)接四十八鎮(zhèn)1#大橋,為橋橋過渡段。路基采用C35混凝土灌注樁和C35鋼筋混凝土承載板加固,人工挖孔灌注樁直徑1.0m,樁間距5.0m,樁長12.0~25.0m。承載板結(jié)構(gòu)采用C35鋼筋混凝土,厚1.2m。承載板以上路堤填土采用的是摻3%水泥的級配碎石。

        五府山車站段采空區(qū),為民國及20世紀(jì)80年代采煤形成,主要為采空巷道、風(fēng)井。DK499+940斷面左側(cè)埋深10.5~12.5m,中部埋深19.8~22.6m為采空巷道,采空巷道的高度分別為2.0m、2.8m。地層從上至下主要有全風(fēng)化砂巖、強(qiáng)風(fēng)化砂巖、弱風(fēng)化灰?guī)r三層,采空巷道位于弱風(fēng)化灰?guī)r層。地層、采空區(qū)及灌注樁位置示意圖如圖1(a)所示,圖1(a)中灌注樁編號從左至右依此為1~7號,長度依次為12m、20m、25m、24m、25m、25m、25m,斷面路堤填高3.0m,路基頂面寬26m,路基底面寬35m,邊坡坡率1∶1.5。灌注樁平面布置示意圖如圖1(b)。

        二、模型建立及計算

        本文采用FLAC3D軟件數(shù)值模擬。模型邊界取線路橫截面方向?qū)?05m,承載板以下深度取60m,線路方向以DK499+940斷面為中心前后延伸12.5m(共25m);對模型底面邊界設(shè)置X、Y、Z三個方向的約束,即固定支座約束;左右和前后兩側(cè)設(shè)置水平約束,豎向無約束,即豎向滑動支座約束;上部則是自由邊界。計算模型如圖2所示。承載板采用彈性本構(gòu)模型,巖土體采用Mohr -Coulomb本構(gòu)模型。根據(jù)五府山車站工程地質(zhì)勘察報告[6]和鐵路工程地質(zhì)手冊[7]得到數(shù)值計算所需的各層巖土體物理力學(xué)參數(shù)見表1。樁單元采用FLAC3D的Pile樁單元模型[8][9]。路基高度為3m,采用分層填筑施工,每層填筑高度為1m。按施工工況將荷載分為3級,板樁結(jié)構(gòu)+第一層填土為第一級荷載,填土高度2m時為第二級荷載,3m完成時為第三級荷載。

        在FLAC3D的地層模型建立好以后,為相應(yīng)模型賦予正確的參數(shù),然后對其邊界進(jìn)行約束以后,在自重力作用下進(jìn)行初始地應(yīng)力場的生成,用solve命令計算至平衡狀態(tài)。然后按工況進(jìn)行加載計算,共三次,每次計算均在前一級計算完成的基礎(chǔ)上進(jìn)行。

        三、樁體受力研究結(jié)果與分析

        (一)樁身軸力

        本文選取了監(jiān)測斷面的1號、4號和7號樁作為研究對象,監(jiān)測樁位置示意圖如圖3,其中1號和4號樁穿過采空巷道。

        圖4為監(jiān)測斷面監(jiān)測樁樁身軸力沿深度變化曲線。

        從圖中可以看出:

        (1)在不同填筑荷載作用下,軸力沿樁身呈非線性分布,軸力總體趨勢呈上大下小,而且隨著荷載的增加軸力沿樁身整體增大。

        (2)對于穿過采空巷道的樁身軸力的變化可以分為上、中、下三段。上段樁身軸力傳遞較快,主要是因為樁土相對位移較大,側(cè)摩阻力較高;中段位樁身軸力衰減較慢,表明樁側(cè)摩阻力在減小,原因是樁土相對位移減小;在采空巷道因為沒有樁側(cè)摩阻力,所以軸力保持不變;下段位于采空巷道底板以下范圍,該段軸力繼續(xù)減小,但減小幅度小于上、中段,說明該段側(cè)摩阻力要小于上、中段側(cè)摩阻力。

        (3)對于未穿過采空巷道的樁身軸力的變化可以分為上、下兩段。7號樁上段軸力傳遞較快,這主要是由于樁土相對位移較大,側(cè)摩阻力較高,且隨深度增加而增加;下段軸力衰減相對較慢,樁側(cè)摩阻力的受力機(jī)理是上部側(cè)摩阻力先發(fā)揮,下部側(cè)摩阻力后發(fā)揮,隨著荷載的增大下部側(cè)摩阻力也在逐漸增大。

        (4)由圖還可以看出樁頂荷載是逐漸從上向下傳遞的,上部軸力大、下部軸力小,減少的軸力為側(cè)摩阻力所分擔(dān),而且隨著荷載的增大,樁端力也在逐漸增大。1號樁的受力特性為摩擦端承樁,以端承力為主;4號樁、7號樁為端承摩擦樁,以側(cè)摩阻力為主。樁端阻力占樁頂荷載的具體比例及樁的類型分別見表2。

        (二)樁側(cè)摩阻力

        各樁段側(cè)摩阻力可根據(jù)實測的軸力計算得到,圖5為在填筑荷載作用下樁側(cè)摩阻力沿深度變化曲線,由圖5可知:

        (1)樁側(cè)摩阻力隨著荷載的增加而增大,而且增幅也隨荷載的增加而增大[10]。

        (2)對于穿過采空巷道的樁身側(cè)摩阻力沿深度的變化可以分為上、中、下三段。上段為側(cè)摩阻力從小變大,中段為側(cè)摩阻力從最大值逐漸減小,到達(dá)采空巷道時突然變?yōu)榱恪?/p>

        (3)對于沒有穿過采空巷道的樁,樁側(cè)摩阻力沿深度的變化可以分為上、下兩段。上段為樁身側(cè)摩阻力從小變大,下段為樁身側(cè)摩阻力從大變小。樁身上部的側(cè)摩阻力先發(fā)揮、下部的側(cè)摩阻力后發(fā)揮。

        (三)樁間土應(yīng)力

        樁間土應(yīng)力和樁頂應(yīng)力監(jiān)測點布置如圖6所示,T1~T6為樁間土應(yīng)力監(jiān)測點,Z1和Z2為樁頂應(yīng)力監(jiān)測點; T1、T2和T6位于兩樁之間,T3、T4和T5位于四樁之間。

        圖7為樁間土應(yīng)力隨填土高度變化曲線,從圖中可以看出:

        (1)與路堤填筑荷載相對應(yīng),樁間土應(yīng)力曲線呈現(xiàn)出明顯的階梯狀變化,在填筑施工期,樁間土壓應(yīng)力增長較快。

        (2)在同一橫剖面處,四樁中心樁間土應(yīng)力與兩樁中心樁間土應(yīng)力相差很小,四樁中心樁間土應(yīng)力略微小于兩樁中心樁間土應(yīng)力,表現(xiàn)在曲線上為四樁中心樁間土應(yīng)力曲線與兩樁中心應(yīng)力曲線基本重合。這與樁間土沉降的趨勢相對應(yīng),表明承載板作為一個剛度較大板,在荷載作用下承載板沉降較為均勻,同一橫剖面沉降量相同。

        (3)距離路基中心近的監(jiān)測點樁間土應(yīng)力大,距離路基中心遠(yuǎn)的樁間土應(yīng)力小。

        (4)從圖中還可以看出,樁間土應(yīng)力隨著填筑荷載的施加增加的幅度越來越小,從側(cè)面反映出樁承擔(dān)的荷載在增加而且幅度越來越大。

        (四)樁頂應(yīng)力

        Z1和Z2為1號和4號樁樁頂應(yīng)力監(jiān)測點(如圖6),圖7為樁頂應(yīng)力隨填土高度變化曲線,從圖中可以看出:

        (1)樁頂應(yīng)力曲線隨填土高度的變化趨勢與樁間土應(yīng)力曲線隨填土高度的變化趨勢是相同的,同樣是隨著填土高度的增加樁頂應(yīng)力增大,Z2監(jiān)測點在第一級、第二級、第三級填筑荷載作用下樁頂應(yīng)力分別為166kPa、491kPa、840 kPa,可以看出隨著荷載的增大樁頂應(yīng)力也在增大。

        (2)隨著填土高度的增加,樁頂應(yīng)力的增幅是不斷增大的,這也說明了樁分擔(dān)總荷載的比重在增大。

        (五)荷載分擔(dān)比

        樁土荷載分擔(dān)比是樁土承擔(dān)的荷載與總荷載的比值。圖8為樁土荷載分擔(dān)比隨荷載增加的變化曲線。由圖8可以看出:

        (1)隨著總荷載的增加,樁分擔(dān)的比例有所增加,樁間土分擔(dān)的比例有所減小。隨著荷載的增加樁分擔(dān)的比例從0增大47%。

        (2)從曲線上可以看出,樁分擔(dān)比例的曲線為一上凸的曲線,而且隨著荷載的增大曲線接近為水平直線,說明樁分擔(dān)比例的增大幅度越來越小,直至達(dá)到一穩(wěn)定值。樁間土分擔(dān)比例的曲線為一下凹的曲線,隨著荷載的增大樁間土分擔(dān)的比例在減小,直至達(dá)到一穩(wěn)定值。最終二者分擔(dān)荷載的比例都趨于穩(wěn)定在50%。

        四、結(jié) 論

        通過對五府山車站板樁路基三維數(shù)值進(jìn)行模擬,得出樁身軸力、樁側(cè)摩阻力、樁間土應(yīng)力、樁頂應(yīng)力和荷載分擔(dān)比等規(guī)律,得出如下結(jié)論:

        1. 不同填筑荷載作用下,軸力沿樁身呈非線性分布,即軸力不是隨深度直線分布,而是有轉(zhuǎn)折點,軸力總體趨勢呈上大下小,在采空巷道范圍內(nèi)軸力保持不變。

        2. 樁身側(cè)摩阻力沿樁身分布總體呈先增大后減小,有采空巷道處樁側(cè)摩阻力為零。

        3. 在填筑荷載初期,樁頂和樁間土應(yīng)力都增長得十分快,但樁頂應(yīng)力增長的速率要大于樁間土應(yīng)力增長的速率;樁頂和樁間土應(yīng)力曲線在路基填筑荷載作用下同樣具有明顯的階梯狀。

        4. 樁土應(yīng)力比是由樁頂應(yīng)力除以樁間土應(yīng)力得出,樁土應(yīng)力比隨著荷載的增加而增大但最終趨于一穩(wěn)定值;樁土荷載分擔(dān)比,隨著總荷載的增大,樁分擔(dān)的比例逐漸增大,土分擔(dān)的比例逐漸減小,最后樁土荷載分擔(dān)比例達(dá)到一定值。二者分擔(dān)荷載的比例都趨于穩(wěn)定在50%。

        [參考文獻(xiàn)]

        [1]童立元,劉松玉,邱鈺,等.高速公路下伏采空區(qū)問題國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及進(jìn)展[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報,2004,23(7).

        [2]沈宇鵬,李小和,馮瑞玲,等.客運(yùn)專線樁板結(jié)構(gòu)復(fù)合地基的沉降特性[J].交通運(yùn)輸工程學(xué)報,2009,9(6).

        [3]張繼文,曾俊鋮,涂永明,等.京滬高速鐵路CFG樁——筏復(fù)合地基現(xiàn)場試驗研究[J].鐵道學(xué)報,2011,33(1).

        [4]蘇謙,王武斌,白皓,等.非埋式樁板結(jié)構(gòu)路基承載機(jī)制[J].交通運(yùn)輸工程學(xué)報,2012,2(1).

        [5]詹永祥,蔣關(guān)魯,牛國輝,等.樁板結(jié)構(gòu)路基動力模型試驗研究[J].巖土力學(xué),2008,29(8).

        [6]官山底特大橋工程地質(zhì)勘察報告[R].武漢:中鐵第四勘察設(shè)計院集團(tuán)有限公司,2009.

        [7]鐵道部第一勘測設(shè)計院.鐵路工程地質(zhì)手冊[M].北京:中國鐵道出版社,1999.

        [8]彭文斌.FLAC 3D實用教程[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2008.

        [9]胡小軍,鄭澄峰.樁網(wǎng)復(fù)合地基工作性狀有限元法分析[J].鐵道勘察,2007,(3).

        [10]胡海燕.碎石樁處理軟土地基室內(nèi)模型試驗[J].鐵道勘察, 2006,(5).

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