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        臨近既有鐵路修建無(wú)砟軌道鐵路路橋過(guò)渡段結(jié)構(gòu)研究

        2022-07-04 00:33:12袁報(bào)王潤(rùn)民莊德華
        科學(xué)與財(cái)富 2022年5期
        關(guān)鍵詞:鋼樁抗凍填料

        袁報(bào) 王潤(rùn)民 莊德華

        摘 要:臨近既有鐵路修建無(wú)砟軌道鐵路路橋過(guò)渡段設(shè)計(jì),應(yīng)綜合考慮既有鐵路等級(jí)、路基與橋臺(tái)的剛度差異、地層特征、地下水埋深情況等進(jìn)行綜合考慮,設(shè)計(jì)復(fù)雜。研究采用輕質(zhì)混凝土+拼接螺旋鋼樁結(jié)構(gòu),通過(guò)短暫預(yù)壓,既能滿足剛度差異,又能滿足臨近既有線施工減少干擾,經(jīng)濟(jì)效益及沉降控制效果顯著。

        關(guān)鍵字:季節(jié)性凍土;設(shè)計(jì)凍深;有害凍脹深度

        1地基加固處理控制

        1.1 天然地基參數(shù)選取

        對(duì)新建線地基進(jìn)行特殊處理,加強(qiáng)變形控制是解決本工程技術(shù)難題的關(guān)鍵之一。根據(jù)地勘資料,天然地基土層概況如表1。

        1.2經(jīng)過(guò)對(duì)地基加固處理方案經(jīng)濟(jì)技術(shù)比選,推薦采用普通土+拼接式螺旋鋼樁,工期緊張及難以碾壓時(shí)填料可采用輕質(zhì)混凝土代替。 施工技術(shù)如圖1所示。

        2 拼接式螺旋鋼樁地基加固技術(shù)

        螺旋樁最早出現(xiàn)在1833年,它是被一位建筑工人用于英格蘭島嶼上燈塔的基礎(chǔ),起到抗拔的作用。經(jīng)過(guò)近200年的發(fā)展,目前螺旋樁已經(jīng)被廣泛用于多個(gè)領(lǐng)域,如基礎(chǔ)建設(shè)、電力領(lǐng)域、交通領(lǐng)域、建筑領(lǐng)域和隧道領(lǐng)域等[1]。

        在前蘇聯(lián)1979年頒布的建筑法規(guī)中,介紹了螺旋樁的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),說(shuō)明當(dāng)時(shí)螺旋樁基礎(chǔ)已經(jīng)在一些實(shí)際工程中有所應(yīng)用。1995年日本Fukuei Kosan公司發(fā)明了一種螺旋樁,樁體材料采用全預(yù)制鋼纖維混凝土。該樁型具有噪音小、工期短、排土少和比較環(huán)保等優(yōu)點(diǎn),具有很好的環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益[2]。美國(guó)所生產(chǎn)的螺旋樁種類比較多,樁體材料和樁型種類繁多。A B chance公司更是生產(chǎn)了系列化的產(chǎn)品。例如鉆孔混凝土灌注螺旋樁,其樁徑范圍在0.3到0.8m之間,樁長(zhǎng)可達(dá)30m[3]。另外在1896年,美國(guó)也研制出了樁身材料為鋼材的方形桿螺旋樁,樁長(zhǎng)更是可達(dá)到46m。另外,相當(dāng)一部分歐洲國(guó)家也比較廣泛的在實(shí)際工程中應(yīng)用螺旋樁。例如比利時(shí)的高鐵項(xiàng)目CTRL就使用了鉆孔混凝土灌注螺旋樁,樁長(zhǎng)5.3-9.25m,螺旋葉片外徑0.71m。

        螺旋鋼樁在國(guó)內(nèi)凍土地區(qū)有較多應(yīng)用,王騰飛等基于室內(nèi)模型試驗(yàn)研究不同幾何尺寸螺旋鋼樁抗凍拔特性,且還通過(guò)數(shù)值計(jì)算研究螺旋鋼樁的抗凍拔性能0。此外趙華剛等同樣基于室內(nèi)模型試驗(yàn)研究螺旋鋼樁抗凍拔性能0。同時(shí)螺旋鋼樁在上拔荷載作用下承載特性方面也有較多研究。

        由此可知,拼接式螺旋鋼樁憑借現(xiàn)場(chǎng)拼接組裝單節(jié)鋼樁的概念,靈活多變,便于運(yùn)輸,適用于多種地質(zhì)條件、施工手段多樣、施工便捷高效、節(jié)能減排、可循環(huán)再利用、總體經(jīng)濟(jì)性好、耐久性好、抗震性好、快速估算承載力、施工質(zhì)量保障性高。憑借這些諸多優(yōu)點(diǎn),在鐵路路基加固領(lǐng)域具有非常廣闊的應(yīng)用前景。

        3 路基過(guò)渡段填料要求及確定

        根據(jù)規(guī)范并參考路基手冊(cè)共同確定路堤填料物理力學(xué)參數(shù),如表3-1所示。

        結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工場(chǎng)地,過(guò)渡段基床以下采用A組填料,摻入3~5%水泥,施工空間充裕條件下一般采用;對(duì)于橋臺(tái)先施工,路基填筑在后,臨近既有線,輕質(zhì)混凝土具有免碾壓、工后沉降減小效果明顯、堆載預(yù)壓沉降收斂快、狹小空間施工便捷等優(yōu)點(diǎn)。

        4結(jié)束語(yǔ)

        結(jié)合相處沉降觀測(cè)數(shù)據(jù),得到結(jié)論:

        (1)堆載預(yù)壓條件成熟路橋過(guò)渡段地段,采用普通土+拼接式螺旋鋼樁方案,通過(guò)不少于6個(gè)月的沉降觀測(cè),前2個(gè)月工后沉降完成約50%,6個(gè)月累計(jì)達(dá)到90%以上,基本收斂。

        (2)對(duì)于采用輕質(zhì)混凝土+拼接式螺旋鋼樁方案,通過(guò)不少于3個(gè)月的沉降觀測(cè),前1個(gè)月工后沉降完成約50%,3個(gè)月累計(jì)達(dá)到90%以上,基本收斂。

        通過(guò)在臨港疏港鐵路無(wú)砟軌道試驗(yàn)段應(yīng)用,為貨運(yùn)無(wú)砟軌道建設(shè)積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。

        參考文獻(xiàn):

        [1] 楊 泉 高柏松 李井元 肖飛知 徐 駿.新建線臨近既有無(wú)砟高速鐵路路基施工方案研究[J].高速鐵路技術(shù)2016,7(2):15-19.

        [2] 王騰飛,劉建坤,邰博文,呂鵬.螺旋樁凍拔特性的模型試驗(yàn)研究[J].巖土工程學(xué)報(bào),2018,40(06):1084-1092.

        [3] 趙華剛. 季節(jié)性凍土區(qū)光伏支架螺旋樁抗凍拔試驗(yàn)研究[D]. 北京: 北京交通大學(xué), 2016.DAF48E84-D850-42A6-ACD2-F01DE4E09875

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