郑西客专新临潼车站路基桩板结构沉降控制技术研究.docxVIP

文章编号: 1672 － 9315( 2012) 03 － 0371 － 05郑西客专新临潼车站路基桩 ＊板结构沉降控制技术研究 靳猛( 中铁第一勘察设计院集团有限公司 地质路基处，陕西 西安 710043)摘 要: 桩板结构是一种新型的路基基础结构形式，在沉降控制困难的高速铁路设计中是一种较先进的地基处理措施。郑西客运专线路基大多在黄土地区，黄土厚度大，地下水位较高，路基工 后沉降控制较为困难。文中对新临潼车站采用路基桩板结构进行的工程实践进行了介绍，通过 该工程实践和工后沉降观测分析，认为桩板结构适用于湿陷性黄土地区或其它软土地区路基工程的工后沉降控制，可以广泛应用。关键词: 桩板结构; 湿陷性黄土; 路基工程; 沉降控制中图分类号:TU 472文献标志码:A0引言桩板结构主要是由钢筋混凝土桩支撑钢筋混凝土板，桩、板与地基土共同组成一个承载结构体系，来承受上部荷载，是一种新型的路基基础结构形式，可以有效地控制路基的工后沉降［1 － 4］。目前桩板结构已 经应用到国外工程实 践 中，如 荷 兰—比利时高速铁路、意 大 利 米 兰—都灵高速铁路以及英法 海 底 隧 道。 在国内桩板结构主要应用于京津城际轨道交通、遂渝铁路、郑西客专。桩板结构在国内外应用尚属早期， 应用领域较单一，并没有对应的设计规范，是在探索中实践。郑西铁路客运专线是国内外在黄土地区修建的第一条设计时速 350 km 的无砟轨道客运专线［5 － 6］。 该线路基地段地基大部分上部为湿陷性黄土［7］，下部为厚层粉质黏土，且地下水位较高，经分析常规的地 基处理方法不能满足无砟轨道工后沉降控制的要求，因此，通过研究国内外铁路在松软路基上工程的成 功案例，最后提出一种新型的路基基础结构形式，以满足沉降控制要求。经过多方案比较分析，最终提出 了埋入式连续桩板路基结构。1工程背景新临潼车站为郑西客运专线上大型、重要的车站，位于渭河一级阶地，以路堤通过，最高填方约 8 m，有各类立交及灌溉通道 14 处，地道 2 座。常规地基处理完填土后，为确保工后沉降满足铺设无砟轨道的要求，需采用堆载预压措施并进行沉降观测［8］，按要求时间不小于半年，并至少经过一个雨季，沉降观测 的期限存在不确定性，对工期有较大影响。所以采用普通的复合地基处理措施难以满足沉降控制要求，且施工质量控制困难。新临潼车站地质地层主要为第四系全新统冲积黏质黄土，第四系上更新统冲积砂层、粉质黏土。黏 质黄土: 分布于一级阶地上部，厚约 3． 4 ～ 13． 3 m，局部夹砾砂及细圆砾透镜体。具Ⅰ ～ Ⅱ级非自重湿陷性，湿陷厚度 2． 5 ～ 8 m． 中砂: 以层状分布，局部呈透镜体状分布，厚 0． 5 ～ 11． 4 m． 粉质黏土: 夹有中砂、粗砂透镜体。地下水位埋深 8． 0 ～ 13． 5 m，位于冲积砂层中。主要为第四系孔隙潜水，主要受大气降水补* 收稿日期: 2012 － 03 － 12通讯作者: 靳 猛( 1980 － ) ，男，河南信阳人，工程师，主要从事路基工程设计与研究工作．372西 安 科 技 大 学 学 报2012 年给，随季节性雨水而涨落。2路基桩板结构的结构形式及沉降设计计算2． 1新临潼车站路基桩板结构结构形式郑西客专新临潼车站路基桩板结构上部承台板在轨道下方基床级配碎石以下，承台板与桩浇注在一 起成为整体结构，桩板结构承台板采用钢筋混凝土现浇板，板厚 0． 6 m，正线区板宽 10． 5 m，道岔区板宽20． 0 m． 桩采用挖孔灌注桩，桩径 1． 0 m，横向间距 5． 0 m，纵向间距一般为 7． 0 m．该桩板结构属于多次超静定体 系，在使用过程中直接与 路基填土、地基相接触，还要承受各种活载 ( 列车竖向静活载 活载、冲击力、制动力或牵引力等) 、恒载( 级配碎石、轨道结构 和板自重等) 以及温度应力的共同作用，因此板桩结构受力呈 现复杂的三向应力状态，而通过采用有限元数值仿 真 方 法 对 桩板结构内力进行研究初步拟定结构形式及尺寸，再 根 据 地 质资料进行沉降检算，以最终确定结构形式及尺寸 1 桩板结构横断面图Fig． 1 Pile slab stucture cross-sectional diagram1 轨道结构 2 混凝土支撑层 3 级配碎石层 4 顶板5 桩基 6 基床底层 7 基床以下 8 地基2． 2路基桩板结构沉降控制原理路基桩板结构基础沉降类似于桥梁。其沉降主要取决于灌注桩的沉降。由于该处细粒土底层较厚，下部不存持力层，桩按摩擦桩考虑计算。在湿陷性黄土沉降下沉和上部填土荷载的共同作用 下，会大大增加负摩阻力的计算深度，使桩长度太大，导致施工困难， 基于以上考虑采用土挤密桩