第9卷 第4期2009年8月
交通运输工程学报
Journal of Traffic and T ransport ation Engineering
Vo l 19 No 14Aug.2009
收稿日期:2009-03-21
基金项目:铁道部科技研究开发计划项目(2005K004-C);重庆大学高层次人才科研基金项目(0903005104831)作者简介:詹永祥(1979-),男,安徽淮南人,重庆大学讲师,工学博士,从事岩土工程与高速铁路路基工程研究。
文章编号:1671-1637(2009)04-0038-05
桩板结构路基桩-土工作特性
詹永祥1,蒋关鲁2
(11重庆大学土木工程学院,重庆 400030;21西南交通大学土木工程学院,四川成都 610031)
摘 要:为了掌握在列车荷载作用下无碴轨道桩板结构路基的工作性状,以遂渝高速铁路为背景,
通过室内大比例动态模型试验,加载频率为5H z,激振20万次,研究了桩板结构路基桩-土工作特性变化规律。试验结果表明:在荷载激振1万次后,动位移幅值、桩身轴力、桩间土动应力随着振动次数的增加几乎不变,桩-土共同作用趋于稳定;桩间土的动应力沿深度近似呈/K 0形分布,与土体相比,桩分担了大多数动力荷载,激振位置对动应力有影响;桩基加深了基床的动力影响范围,改善了路基土体的受力状态。
关键词:高速铁路;无碴轨道;桩板结构路基;模型试验;桩-土共同作用中图分类号:U 213.1 文献标志码:A
Pile -soil interacton properties of pile -plank embankment
ZH AN Yong -xiang 1,JIANG Guan -lu 2
(1.Schoo l of Civil Eng ineering ,Chongqing U niv er sity ,Chongqing 400030,China;
2.Scho ol of Civ il Engineer ing,So ut hw est Jiaoto ng U niver sity,Chengdu 610031,Sichuan,China)
Abstract:In order to investigate the mechanical behavior of pile -plank embankment for hig h -speed ballastless track under mo ving load,based on Suining -Chong qing H igh -speed Railw ay,the pile -soil interaction characteristics of pile -plank embankment w er e researched by indo or great scale dynamic mo del test,in w hich the lo ading fr equency is 5H z and the loading times ar e 2@105
.Test r esult indicates that the amplitude o f dynamic displacement,pile shaft force,dy namic stress in so il betw een piles remain constant after 1@104
times of vibrant lo ading ,and pile -soil interaction tends tow ard stability.T he am plitude curve of dynam ic str ess is approx im ately /K 0for m w ith the depth in so il between piles,piles share most dy namic stress co mpared w ith so il,and dy namic stress is affected by loading position.Pile structure ex pands the depth of the dynamic response of roadbed and im pro ves the stress state of roadbed soil.1tab,7figs,11refs.Key words:high speed railw ay;ballastless track;pile -plank em bankm ent;m odel test;pile -soil interaction
Author resume:ZHAN Yong -xiang(1979-),male,lecturer,PhD,+
86-544-8271345,zhanyo ng xiang @
https://www.doczj.com/doc/3d12711082.html,.
0 引 言
在中国,高速铁路建设规模大,线路长,区域地质条件复杂,优质填料缺乏,整条线路都使用优质填
料,无论从成本上还是优质填料的来源上都存在着很大困难,而且换填土所产生的废土对生态环境也会产生很大的影响,因此,迫切需要开发一种强度高,刚度大,稳定性和耐久性好,并且建筑成本适当,
施工工艺简单的环保型无碴轨道路基结构。桩板结构路基是高速铁路无碴轨道的一种新的结构形式,由下部钢筋混凝土桩基与上部钢筋混凝土承载板组成,承载板直接与轨道结构连接[1-3]
。它综合了板式无碴轨道、双块式轨枕埋入式无碴轨道结构与桩基础的各自特点,充分利用桩-板-土三者之间的共同作用原理来满足无碴轨道的强度与沉降变形要求[4-6]。由于土与结构之间的共同作用问题相当复杂,这方面的理论研究还很薄弱和不成熟,通常在数值分析中存在设计参数难以准确选取,计算结果不可靠的困难。本文结合铁道部科技研究开发计划项目/遂渝线无碴轨道线下工程关键技术试验研究0,率先在国内开展了桩板结构路基的动力相互作用模型
试验研究,探讨桩板结构路基在列车荷载长期作用下桩-土的工作性状,以期为高速铁路桩板结构路基的设计提供科学依据。
1 工程背景
模型试验以遂渝线高速铁路无碴轨道桩板结构路基试验段为背景,重庆枢纽遂渝引入线DK132+
486~DK132+611段路基路堤最大填高为14m,已按有碴轨道技术标准采用川东红层泥岩填筑完毕,当设计方案改有碴轨道为无碴轨道后,路基工后沉降量难以达到铺设无碴轨道的要求。经多方案比较,确定采用桩板结构加固,路基边坡率为110B 1.5,路基填料和地基土层的物理力学参数见表1。
表1 路基填料和地基土层物理力学参数
Tab.1 Phys ical and mechanical parameters of fillings and groundsill soils
土类型厚度/m 密度/(g #cm -3)
压缩模量/M Pa
泊松比粘聚力/kPa 内摩擦角/(b )
摩擦因数川东红层填料 6.0 2.1670.000.2030.0030.000.4川东红层填料8.0 2.1670.000.2030.0030.000.4软塑状粉质粘土
1.0 1.83
2.
510.407.20 5.830.2粉质粘土 1.7 2.00 4.490.3532.0711.050.3硬塑状粉质粘土 2.3 1.97 5.250.3526.0817.490.3
泥岩夹砂岩
持力层
2.20
100.00
0.20
20.00
55.00
0.5
路基纵向分为跨越涵洞段和一般路基段,跨越涵洞段共有2处,其纵向桩间距为10m,一般路基段纵向桩间距为5m 。设计的结构尺寸为:轨道结构采用双块式轨枕埋入式无碴轨道,道床板长度为41856m ,宽度为21800m,厚度为01350m,混凝土采用C40;钢筋混凝土承载板长度为3010m ,宽度为414m,高度为016m,混凝土采用C40;桩为挖孔灌注桩,混凝土采用C25,桩直径为112m ,路基横向采用两排桩,桩间距为215m,入泥岩夹砂岩层210m 。桩板结构路基纵向布置见图1。
图1 原型桩板结构路基
Fig.1 Prototype pile -plank embankment
2 模型设计制作及传感器的埋设
本文仅对一般路基段的动力相互作用进行模型试验研究,采用缩尺模型,考虑了模型相似和土层边
界条件,对试验模型进行包括几何形状、材料特性、
边界条件、外部荷载和初始动力条件等在内的相似设计。由于室内模型空间的限制,在尽量保证结构的受力机理一致性的情况下,取2跨桩板结构路基为研究对象,见图2。模型原型几何相似比为1B 12,质量密度相似比为1B 1,土体、混凝土板和桩的弹性模量相似比为1B 1,进而根据Bockingham P 定理导出其他物理量的相似比
[7-11]
。
图2桩板结构路基模型剖面
Fig.2 Section of pile -plank em ban kment
模型路基地基均采用现场取土制作,将地基土按10cm 分层填土。软塑状粉质粘土厚度为813cm,软土(粉质粘土)厚度约为1412cm,硬塑状粉质粘土厚度约为1912cm,泥岩夹砂岩厚度为7510cm,并逐层夯实,使其密度达到天然地基土状态;路基填
39
第4期 詹永祥,等:桩板结构路基桩-土工作特性
土为川东红层泥岩,厚度为11617cm,按5cm 分层填筑夯实,使其密度达到要求。试验中制备及填筑地基土、路基土的基本要求是:控制相对密度,即控制其孔隙比;保证试样内部的均匀性。
模型桩采用C25原型混凝土预制钢筋混凝土桩,桩径为10cm,桩长为175cm ,共6根;桩横向间距为2018cm,桩纵向间距为4117cm,入持力层为1617cm,预制过程中在桩顶设置预埋钢筋以便与现浇承载板相连。对桩身侧面进行打磨刮毛处理,模拟现场挖孔灌注桩侧摩阻力,在地基土填筑5813cm 高度时要确立桩位,并保证桩的垂直度,然后利用固定架将其固定,再按填土要求分层填土并夯实。桩的两侧贴电阻应变片,考虑测点较多,测试采用半桥,另外每个应变片都设置温度补偿片。应变片的防潮保护措施为:用502胶粘贴电阻应变片,把AB 胶涂在应变片与导线表层,并注意导线与桩身的绝缘问题。经过一段时间固化后,既可以起防潮作用,又能保护应变片不受土的摩擦而损坏。在桩间土埋设动土压力盒,模型承载板采用C40原型混凝土制作,长度为9414cm,宽度为3617cm,高度为510cm,将承载板的钢筋骨架布置好并与桩端预留钢筋焊接,支立模板,灌注混凝土,并在板面安装动位移计。数据采集系统采用中国-南京汽轮高新技术开发公司制造的Q L -116型随机信号与振动分析系统CRAS 、YE3818型动态应变仪,江苏扬州无线电二厂的YE5853、YE5853A 型电荷放大器,丹东市电器仪表厂的SS -2B 型数字式钢弦频率接收仪。测点仪器布置见图3
。
图3 测量仪器布置
Fig.3 Distribution of measu red apparatus
3 试验加载方案
模型试验的激振荷载为正弦波,列车荷载的大小和运行速度通过伺服激振器的荷载输出和频率来反映。试验时激振器分别在桩顶和跨中激振,见图2。加载频率为5H z,激振20万次,按照铁路中-
荷载活载图示,将前5个集中荷载换算为线荷载,伺
服激振器的动荷载峰值为 P a =
P j dC l 1.4+i =
2201.5@12@0.944@1.4+0.5=21.9kN
式中:P a 为施加在模型上的荷载幅值;P j 为中-活
载静轮载;d 为活载图示轮载间距;C 为模型几何相似比;l 为模型线路纵向长度;活载组合系数为114[8]
;i 为设计冲击系数,取为015
[8]
。
4 试验结果分析
4.1 各测点动位移随振动次数的变化
DP1为路基面承载板上的位移计。D1测量桩基断面路肩沉降,D2、D3、D4分别测量桩基断面流塑粘土层、硬塑粘土层及泥岩夹砂岩层上表面沉降。
动位移幅值为荷载循环作用一周时轴向动位移的最大值与最小值之差。路基不同测点动位移时程曲线见图4。在放置期间内,位移计DP1初始位移为01200mm,沉降板D1初始位移为01129m m,沉降板D2、D3和D4的初始位移分别为01058、01012、01003m m 。在激振荷载作用1万次期间,不同位置处的动位移急剧增加,在1万次后,动位移幅值随振动次数的增加几乎不变化,离散性较小,桩土体系得到加强。承载板DP1最大动位移达到01340mm,沉降板D1、D2、D3和D4的累积沉降分别为01340、01260、01140和01080m m 。这表明在本荷载条件下,路基的振动主要表现为弹性振动,在列车荷载长期作用下,路基的工后沉降满足铺设无碴轨道沉降控制要求[8]。
图4 动位移与振动次数的关系Fig.4 Relationship betw een dynamic
displacement and loading time
4.2 桩间土动应力沿深度的分布
图5表明,桩间土动应力受桩身振动影响,沿深度近似呈/K 0形分布,在路基填土表层较大,在软土
层较小,而在靠近持力层桩尖处较大;桩基加大了桩
40交 通 运 输 工 程 学 报
2009年
侧路基土动应力的传递深度,改善了路基土体部分的受力状态,持力层土体动应力的产生,是由桩的振动引起的,路基表层土体各测点动应力幅值不大,最大只有10kPa 左右,对路基不会产生不良影响,用川东红层作为桩板结构路基填料不需要做进一步改良处理[8]。对路基土进行更进一步的分析表明,路基表层土体动应力的幅值受激振位置影响明显,而
对路基深处的动应力几乎没有影响。
图5 桩间土动应力沿深度分布Fig.5 Distribution of dynamic stress in soil
betw een piles with depth
4.3 桩基轴力分布规律
为了了解模型桩体的反应特性,沿桩身高度布置了应变片,测得的应变换算为桩的轴力,见图6
。
图6 桩身轴力分布
Fig.6 Distribution of pile s haft force
图6表明:在竖向激振荷载下,由于桩身振动而产生竖向位移,桩侧表面受到土的摩阻力,桩侧土体产生循环剪切变形,并通过桩身将力传递到桩周土
层中去,桩身轴力分布与桩所处的土体特性密切相关;由于桩侧摩阻力的作用,桩身的轴力随深度而递减,分布规律是桩顶大,桩尖小,桩尖阻力分担桩顶的荷载是很小的,桩侧摩阻力远大于桩尖阻力,可据此将该试验模型中的桩确定为摩擦桩。桩身轴力的分布受激振位置影响较大,当在跨中激振时,单桩荷
载较小,桩身截面变形小,桩侧摩阻力未得到充分发
挥,桩尖阻力相对较小;当在桩顶激振时,桩顶荷载增大,桩侧摩阻力得到进一步发挥,桩身轴力的衰减速率加快,桩尖附近桩侧摩阻力增大,深部土层的桩尖阻力也增大。
4.4 桩顶和板下土体承担的荷载随振动次数的变
化关系
从图7可以看出,与路基土体相比,桩身承担较高的动应力;在激振1万次期间,随着振动次数的增加,桩顶动应力幅值在不断下降,而承载板下土体动应力幅值随振动次数的增加在不断上升。在激振1万次后,振动稳定,说明随着振动次数的增加,板下土体逐渐压密,土体的承载能力逐步提高,桩的承载比例趋势减缓,在土体压密到一定程度,最终桩-土共同作用趋于稳定。
图7 动应力与振动次数关系
Fig.7 Relationship betw een dynamic stress an d loading time
5 结 语
(1)桩板结构路基的动力响应幅值在激振1万次后,随着振动次数的增加几乎不变,说明随着振动次数的增加,桩下土体逐渐压密,在激振1万次后,桩-土共同作用趋于稳定。
(2)桩板结构路基在激振荷载下桩间土的动应力沿深度近似呈/K 0形分布,激振位置对路基表层土体动应力的幅值有影响,而对路基深处的动应力
几乎没有影响。桩基改善了路基土体的受力状况,最大动应力的幅值也得到了有效抑制。
(3)桩身的轴力随深度而递减,与桩所处的土体特性密切相关,分布呈桩顶大、桩尖小的规律,桩身轴力的分布受激振位置影响较大。参考文献:References :
[1] 詹永祥,蒋关鲁,牛国辉,等.高速铁路无碴轨道桩板结构路基
模型试验研究[J].西南交通大学学报,2007,42(4):400-403,408.
ZH AN Yong -xiang,JIANG Guan -lu ,NIU Gu o -hui,et al.M odel test in vestigation of pile -plan k embankm ent of ballas t -
41
第4期 詹永祥,等:桩板结构路基桩-土工作特性
less truck for h igh-speed railw ay[J].Journal of Southwes t
Jiaotong University,2007,42(4):400-403,408.(i n Chi nese) [2]詹永祥,蒋关鲁,牛国辉,等.桩板结构路基动力模型试验
研究[J].岩土力学,2008,29(8):2097-2101,2110.
ZH AN Yong-xiang,JIANG Guan-lu,NIU Guo-hui,et al.
M odel experimental research on dynamic performance of pile-
plank embankm ent[J].Rock and Soil M echanics,2008,
29(8):2097-2101,2110.(in Chin es e)
[3]詹永祥,蒋关鲁,胡安华,等.遂渝线无碴轨道桩板结构路基动
力响应现场试验研究[J].岩土力学,2009,30(3):832-835.
ZH AN Yong-xiang,JIANG Gu an-lu,HU An-hua,et al.
S tu dy of dynamic resp on se of pile-plank embank ment of
ballastless truck based on fi eld test in Suining-Chongqi ng H igh-
s peed Railway[J].Rock and S oil M echanics,2009,30(3):
832-835.(in Chines e)
[4]詹永祥,蒋关鲁.CFG桩桩-网结构地基抗液化性能数值
分析[J].中国铁道科学,2008,29(5):1-6.
ZH AN Yong-xian g,JIANG Gu an-lu.Numerical simulation
of th e liquefaction resistance char acteristics of CFG pile
column-net composite foundation[J].China Railw ay Science,
2008,29(5):1-6.(in Ch ines e)
[5]詹永祥,蒋关鲁,魏永幸.无碴轨道桩板结构路基在地震荷载
下的动力响应分析[J].中国铁道科学,2006,27(6):22-26.
ZH AN Yong-xiang,JIANG Guan-lu,W EI Yong-xing.
Dynam ic r espons e analysis on the pile-plank structure roadb ed
of b allas tless track under earthquake load[J].Chin a Railway
S cien ce,2006,27(6):22-26.(in Chinese)
[6]邱延峻,张晓靖,魏永幸.列车速度对无碴轨道路基动力特性
的影响[J].交通运输工程学报,2007,7(2):1-5.
QIU Yan-jun,ZHANG Xiao-jing,WEI Yong-xing.In flu ence
of train speed on dyn amic ch aracteristics of ballas tles s track
subg rade[J].Journ al of T raffic and T ransportation
Engineerin g,2007,7(2):1-5.(in Chines e)
[7]凌贤长,王臣,王成.液化场地桩-土-桥梁结构动力相互
作用振动台试验模型相似设计方法[J].岩石力学与工程
学报,2004,23(3):450-456.
LING Xian-z han g,W ANG Chen,W ANG Ch eng.Scale
modeling method of shaking tab le test of dyn amic interaction of
pile-s oi-l b ridge structur e in ground of soil liqu efaction[J].
Chinese J ou rnal of Rock M ech anics and Engineering,2004,
23(3):450-456.(in Chines e)
[8]DOBRY R,ABDOU N T,O p ROU RKE T D,et al.S ingle
piles in lateral spreads:field bending momen t evaluation[J].
Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineerin g,
2003,129(10):879-889.
[9]WONG S C,POU LOS H G.Approxim ate pile-to-pile inter-
action factors betw een tw o dissimilar piles[J].C om puters
an d Geotechnics,2005,32(8):613-618.
[10]蒋关鲁,刘先锋,张建文,等.高速铁路液化土地基加固的振动
台试验研究[J].西南交通大学学报,2006,41(2):190-196.
JIANG Guan-lu,LIU Xian-feng,ZH ANG J ian-w en,et al.
Shaking table tes t of com posite foun dation reinforcemen t of
saturated s ilty s oil ground for high s peed railw ay[J].J ou rnal
of Southw est Jiaotong University,2006,41(2):190-196.
(in Chinese)
[11]赵怀耘,刘建新,翟婉明.板式轨道动力响应分析方法[J].
交通运输工程学报,2007,7(5):19-23.
ZH AO H ua-i yun,LIU Jian-x in,ZH AI Wan-ming.Analysis
meth od of dynamic r espon ses on slab track[J].Journal of
T raffic and Trans portation E ngineering,2007,7(5):19-23.
(in Chinese)
5交通运输工程学报62009年征订通知
5交通运输工程学报6是由国家教育部主管、长安大学主办、国务院学位委员会交通运输工程学科评议组、东南大学与西南交通大学共同协办的交通运输领域的学术理论刊物,两院院士沈志云教授任名誉主任委员;主要刊载道路与铁道工程、载运工具运用工程、交通运输规划与管理、交通信息工程与控制等领域高水平的学术论文和重大工程实践项目产生的论文;主要读者对象为国内外交通运输领域的科研人员、工程技术人员及大专院校相关专业的师生。
5交通运输工程学报6为双月刊,大16开本,128个页码,每期定价10.00元,全年共60.00元。可到当地邮局订阅,邮发代号为52-195,也可直接汇款至5交通运输工程学报6编辑部订阅。
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42交通运输工程学报2009年
半隧半路陡坡外挂式桩板墙施工工法 1.前言 永吉高速龙潭坪隧道地处湖南省湘西自治州古丈县北部山区，隧道紧邻切坡修建的S229省道，两端均与分离式桥梁相连。隧道区内岩性以远古界板溪群马底驿组的板岩为主，岩层呈薄片状，厚度2~7cm，节理裂隙较发育，抗风化性较差。隧顶为坡度约50度的陡坡；为了确保施工和运营安全，降低工程成本，该路段设计为龙潭坪隧道对应右幅为挖方路堑的“半隧半路”结构，隧道与路基之间净距为12m。但由于半路半隧所处的地形特殊，结构两侧覆土高度的不对称或结构物的不对称使得半路半隧段不可避免的处于偏压状态，易造成极大的安全隐患。对此类结构，一般在高陡边坡设置主要靠自身锚固力或设帽梁、拉杆及固定在可靠基础上的锚板维持稳定的内置桩板墙进行挡土。而本工程由于隧道与路基间距小，若采用锚索桩板墙，桩顶锚索会深入隧道衬砌，同时锚索以及桩板墙的施工会对隧道产生一定影响，困此本工法在隧道和路基之间设置外挂式桩板墙，该桩板墙由抗滑桩及外挂式预制挡土板组成，外挂式挡土板通过预埋螺栓锚固，在挡土板与抗滑桩之间浇筑混凝土，进行封锚防锈并使抗滑桩和挡土板连成整体起到支挡土体的作用，避免形成高大边坡、减小开挖土石方量，从而减小对自然环境的破坏，既大大地降低了安全隐患，又能减少了施工难度，加快工程进度，降低工程成本。外挂式挡土墙可最大程度地减少路基边坡开挖对隧道造成的影响，但外挂式挡板对施工工艺要求较为严格。 图1-1半路半隧道桩板墙断面图图1-2半路半隧道完工图 2.工法特点 1、操作简单，工程进度快。 2、对环境破坏小，生态保护效果明显。 3、外挂花式挡墙的外观质量好，美观。 4、外挂式桩板墙对隧道受力影响小，降你了隧道施工安全风险。 3.适用范围 本工法适用于高陡坡防护工程。 4.工艺原理 通过人工挖孔后浇筑混凝土形成抗滑桩，桩体与滑坡体联系在一起，使滑体的下滑力通过抗滑桩传递到下方稳定岩体中，利用稳定地层的锚固作用和被动抗滑力来平衡滑坡体的推力。为便于抗滑桩挂板侧护壁拆除，并保证拆除后桩身外露面的外观质量，在靠近路基侧安装宝丽板。土体开挖完成后进行外挂式挡板施工，外挂式挡土板通过预埋螺栓锚固，在挡土板两头开孔，锚固后，在挡土板与抗滑桩之间浇筑细骨料混凝土，进行封锚防锈并使抗滑桩和挡土板连成整体；在
抗滑桩施工作业指导书 1 目的 明确抗滑桩施工的工作程序、作业内容和基本要求，规范施工作业。 2 适用范围 适用于承担的地质灾害防治工程施工中抗滑桩工程的施工。 3 职责 3.1 项目承担单位负责抗滑桩工程施工工作的控制和管理。 3.2 项目实施单位负责抗滑桩工程施工项目的实施和管理。负责组织并做好施工组织设计、施工准备、资源保证、施工材料物资质量控制、施工部署、施工实施、施工协调、施工进度与质量控制、质量检查检验与验收、不合格品的控制、纠正与预防措施的执行、产品放行及交付的关键过程的控制，并保证其施工项目部的组织机构、资源配置、职责权限、管理制度、施工措施、施工计划、施工设备、质量管理制度、质量控制指标、质量目标、检查与验收等规定和制度符合规范要求。负责建立并实施项目施工的质量管理制度，对项目施工的质量管理策划、施工设计、施工准备、施工质量和服务予以控制，并对项目经理部的施工质量管理进行监督、指导、检查和考核，确保产品的合格率和优良率。 3.3 项目经理部负责抗滑桩工程施工工作的实施。 3.4 项目经理对工程全过程质量负责。 3.5 质检员对工程全过程质量负责。 3.6 施工员负责作业指导和记录。 3.7 安全员负责工程施工全过程安全指导、检查和监督。
3.8 项目部机组负责抗滑桩工程施工工作的具体实施。 4 工作程序及要求 抗滑桩施工工作的主要程序有：施工组织设计、抗滑桩施工前的准备、抗滑桩作业、编写竣工工程报告、工程验收。 4.1 施工组织设计的编写 4.1.1 工程部或项目经理组织有关人员进行施工组织设编写，按照《工程施工项目生产和服务提供的过程控制程序》的要求进行审批。 4.1.2 施工设计编制前，项目负责人要组织技术人员和机长进行现场踏堪，使设计切合实际，提高遇见性和可靠性。 4.1.3 编写施工组织设计应依据以下主要技术资料： 1．建筑场地的工程地质勘察报告和附图； 2．钻孔、锚杆设计图、锚杆布置平面图； 3．工程合同书与超过有关规定的工程要求的文件。 4.1.4 施工组织设计应包括以下主要内容： 1．工程概况和设计要求：工程类型、地理位置、交通运输条件、锚杆的规格、数量，工程质量要求、设计载荷、工期要求； 2．施工工艺方案和设备选型配套：①确定成孔工艺方法和灌注方案、绘制工艺流程图、确定工程进度、施工顺序和总工期、绘制工程进度表； ②确定设备配套表，绘制现场设施平面布置图；③施工力量部署，列表说明各岗人数、职责范围；④编制主要消耗材料和备用机件数量，并按工期进度提出材料分期、分批进场要求；⑤工艺技术设计包括成孔工艺、钢筋制作、安装；混凝土配制、灌注工艺；成桩养护等；
第一章编制说明 1.1编制依据 （1）《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）； （2）《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）； （3）《建筑基坑工程技术规范》（YB9258-97）； （4）《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）； （5）呼和浩特市轨道交通2号线一期工程天府花园站施工图纸； （6）踏勘施工现场了解的情况和收集的相关资料； （7）类似的施工经验； （8）我单位现有技术水平、施工管理水平和机械设备配套能力。 1.2编制原则 （1）确保技术方案针对性强、操作性强，施工方案经济、合理。坚持技术先进性、科学合理性、经济适用性与实事求是相结合。根据工程地质、水文地质、周边环境及工期要求等条件选择最具实用性的施工工艺参数和机具设备。 （2）技术可靠性原则 根据本标段工程特点，依据呼和浩特市及其周边地区类似工程施工经验，选择可靠性高、可操作性强的施工技术方案进行施工。 （3）经济合理性原则 针对工程的实际情况，本着可靠、经济、合理的原则比选施工方案，施工过程实施动态管理，从而使旋喷桩加固施工达到既经济又优质的目的。 （4）环保原则 施工前充分调查了解工程周边环境情况，紧密结合环境保护进行施工。施工中认真作好文明施工，减少空气、噪音污染，保证施工场地整齐有序。 1.3适用范围 本施工方案适用于主体围护结构、附属围护结构桩间止水旋喷桩施工。
第二章工程概况 2.1 设计概况 天府花园站位于气象局西巷与赛马场北路交口处，沿气象局西巷呈西北~东南走向布置。车站东北侧为呼和浩特市体育场，西侧为新爆米花音乐广场，南侧为城市维也纳、二层小商铺，西南侧为成吉思汗小学。车站覆土根据地势不同略有起伏，站中心里程处约为3.0m。 天府花园站设计中心里程为AK17+074.00，车站主体长200.6m，宽19.7m （不含围护结构）。车站附属建筑包括 4个出入口、2组风亭组。主体结构为地下两层单柱双跨钢筋混凝土框架结构。采用明挖法施工，围护结构采用Φ800mm@1100mm钻孔灌注桩+内支撑体系，桩间设置旋喷止水帷幕。利用Φ800高压旋喷桩对围护桩间隙进行咬合，防止基坑渗水。采用三重管法施工工艺。 图一止水旋喷桩与围护桩咬合示意图 2.2 工程地质和水文地质概况 2.2.1 地形地貌 呼和浩特地铁2号线位于呼和浩特市内，属大青山前倾斜平原，地势呈北高、南低，地面高程一般在1040～1075m之间，建筑物和道路密集。
第9卷 第4期2009年8月 交通运输工程学报 Journal of Traffic and T ransport ation Engineering Vo l 19 No 14Aug.2009 收稿日期:2009-03-21 基金项目:铁道部科技研究开发计划项目(2005K004-C);重庆大学高层次人才科研基金项目(0903005104831)作者简介:詹永祥(1979-),男,安徽淮南人,重庆大学讲师,工学博士,从事岩土工程与高速铁路路基工程研究。 文章编号:1671-1637(2009)04-0038-05 桩板结构路基桩-土工作特性 詹永祥1,蒋关鲁2 (11重庆大学土木工程学院,重庆 400030;21西南交通大学土木工程学院,四川成都 610031) 摘 要:为了掌握在列车荷载作用下无碴轨道桩板结构路基的工作性状,以遂渝高速铁路为背景, 通过室内大比例动态模型试验,加载频率为5H z,激振20万次,研究了桩板结构路基桩-土工作特性变化规律。试验结果表明:在荷载激振1万次后,动位移幅值、桩身轴力、桩间土动应力随着振动次数的增加几乎不变,桩-土共同作用趋于稳定;桩间土的动应力沿深度近似呈/K 0形分布,与土体相比,桩分担了大多数动力荷载,激振位置对动应力有影响;桩基加深了基床的动力影响范围,改善了路基土体的受力状态。 关键词:高速铁路;无碴轨道;桩板结构路基;模型试验;桩-土共同作用中图分类号:U 213.1 文献标志码:A Pile -soil interacton properties of pile -plank embankment ZH AN Yong -xiang 1,JIANG Guan -lu 2 (1.Schoo l of Civil Eng ineering ,Chongqing U niv er sity ,Chongqing 400030,China; 2.Scho ol of Civ il Engineer ing,So ut hw est Jiaoto ng U niver sity,Chengdu 610031,Sichuan,China) Abstract:In order to investigate the mechanical behavior of pile -plank embankment for hig h -speed ballastless track under mo ving load,based on Suining -Chong qing H igh -speed Railw ay,the pile -soil interaction characteristics of pile -plank embankment w er e researched by indo or great scale dynamic mo del test,in w hich the lo ading fr equency is 5H z and the loading times ar e 2@105 .Test r esult indicates that the amplitude o f dynamic displacement,pile shaft force,dy namic stress in so il betw een piles remain constant after 1@104 times of vibrant lo ading ,and pile -soil interaction tends tow ard stability.T he am plitude curve of dynam ic str ess is approx im ately /K 0for m w ith the depth in so il between piles,piles share most dy namic stress co mpared w ith so il,and dy namic stress is affected by loading position.Pile structure ex pands the depth of the dynamic response of roadbed and im pro ves the stress state of roadbed soil.1tab,7figs,11refs.Key words:high speed railw ay;ballastless track;pile -plank em bankm ent;m odel test;pile -soil interaction Author resume:ZHAN Yong -xiang(1979-),male,lecturer,PhD,+ 86-544-8271345,zhanyo ng xiang @ https://www.doczj.com/doc/3d12711082.html,. 0 引 言 在中国,高速铁路建设规模大,线路长,区域地质条件复杂,优质填料缺乏,整条线路都使用优质填 料,无论从成本上还是优质填料的来源上都存在着很大困难,而且换填土所产生的废土对生态环境也会产生很大的影响,因此,迫切需要开发一种强度高,刚度大,稳定性和耐久性好,并且建筑成本适当,
抗滑桩施工工艺及方法 ①施工准备 测定桩位，平整场地，便于安装井架及铺设处碴轨道；桩区地表建好截排水 到雨季后，孔口要搭设雨篷。 每个井口安设二台卷扬机作为提升牵引设备。 铺设出碴轨道，第一节护壁（锁口）混凝 土灌注完后，在井口的纵向或横向铺设软便轨 道。 备好各工序所需的机具器材和井下排水、 通风、照明设施，并设置观测滑坡变形、位移 的观测点。 ②桩身开挖方法 根据桩身井口段土质情况将井口挖至1～ 3m深时，可立模灌筑第一节钢筋砼护壁。此节护壁在井口0.5～1.0m范围内加厚至50cm（即锁口），锁口顶面平整，并略高出原地面。桩井采取边开挖边支护的方法。一般每节挖深2～3m后，沿井壁主模灌注一节钢筋混凝土护壁。 井内采用人工装碴，用井架作提升设备，将土斗吊到轨道土斗车上，卸入碴土运走。 避免在土石层变化处和滑动面处分节。灌注护壁砼前，清除岩壁上的浮土和松动石块，使护壁混凝土紧贴围岩。上下节护壁的竖筋相连以加强护壁的纵向连接及整体性。 桩井挖至一定深度后，在井口设一台5.5～11kw轴式通风机，以直径500mm 的胶管向井下送风。井内排水，采用离心泵抽水。 桩身混凝土灌注方法： 灌注前，清除孔内及护壁上的杂物。 按设计尺寸绑扎钢筋笼，用井架滑轮起吊下放并在井口接长焊接，主筋骨架用长臂吊车配合井架放至孔内。 灌注混凝土时使用溜槽和串筒将混凝土送至井下，灌注砼连续进行，每一捣
固层厚以不超过30cm为宜，当滑体有滑动迹象或需加快施工进度时，可采用早强混凝土。 ③施工方法要点与注意事项 每桩定位采用经纬仪准确放样，桩身断面尺寸、中心位置、孔底高程、护壁厚度等严格控制；井下爆破，主筋焊接和混凝土灌注必须严格执行有关规范和规程。 每次井壁开挖及衬砌立模，均应从井口吊线，防止超欠挖及偏斜；竖筋的搭接避免设在土面分界处和滑动面处。锁口必须浇筑平整，其顶面不得低于原地面；护壁衬砌紧跟开挖。 灌注前做好充分准备保证连续灌注；当必须分节灌注时，工作缝应避开滑动面及竖筋接头范围内的薄弱环节。 桩身开挖及井下爆破严格遵守《建筑安装工人安全技术操作规程》和《安全爆破规程》；施工时四周必须设栅栏，各种材料及施工器材距井口要有一定距离，以防落入井内伤人。 井上设专人指挥，各工序有安全员；井下作业人员佩戴安全帽，出碴斗升落进作业人员靠边站立，土斗吊出井口后，井上及时用木板盖严。作业人员上下井的升降吊笼须有安全卡，并经常检查钢丝绳及各连接部位。作业时各电器部位要有接近装置，防止漏电；井下照明使用安全电压。 桩身施工前设置观测设施，专人负责观测，发现有滑动迹象，及时通知作业人员撤离现场。 其施工工艺流程见图2.4-23
高压旋喷桩（双管）施工方案 施工方法及技术措施 钻孔桩桩间采用φ600旋喷桩止水，旋喷桩要求进入基坑下1米，并达到止水效果。旋喷桩在钻孔桩桩芯混凝土达到设计强度70%以后、冠梁施工前进行施工。施喷浆采用双重管法；成孔采用XY-100型地质钻机。 桩间止水旋喷桩桩径为φ600，间距为900ｍｍ（即每桩间施作一根）。 旋喷桩采用XY-100地质钻机施钻引孔。再用GS500-4高台喷车进行旋转喷浆。旋喷桩需进入<5-2>地层（相对不透水层）不少于。旋喷桩止水桩间孔位布置形式如图3所示。 图3 旋喷桩止水帷幕图 施工机具、施工工艺流程及施工参数 一、主要施工机具型号及主要技术参数见表1 表1
二、施工工艺流程图如图4、5所示 图4 高压旋喷桩施工工艺流程图
一、高压旋喷桩施工技术参数见表2 表2 序号项目单位参数值备注 气压MPa～ 1压缩空气 气量l/min1500～3000 浆比重kg/l 2水泥浆 浆量l/min60～70 3提升速度cm/min10～15 4喷嘴直径mm 5加浆比重g/cm3 施工方法及技术措施 ①测量定位 先采用液压锤破除路面砼，再依据控制桩和设计图，准确放出旋喷桩孔位。 ②钻机就位，钻孔 根据现场放线移动钻机，使钻杆头对准孔位中心。同时为保证钻机达到设计要求的垂直度，钻机就位后必须作水平校正，使其钻杆轴线，垂直对准钻孔中心位置，保证钻孔的垂直度不超过1％。在校直纠偏检查中，利用垂球（高度不得低于2米）从垂直两个方向进行检查，若发现偏斜，则在机座下加垫薄木块进行调整。钻进成孔，孔径为φ125mm，严格按已定桩位进行成孔，平面位置偏差不得大于50mm，采用原土造浆护壁。 ③插管，试喷 引孔钻好后，插入旋喷管，进行试喷，确定施工技术参数。注浆材料：普硅水泥，水泥浆（单液）水灰比：~，参考参数见高压旋喷桩施工技术参数表所示。 ④高压旋喷注浆 A、施工前预先准备排浆沟及泥浆池，施工工程中应将废弃的冒浆液导入或排入泥浆池，沉淀凝结后集中运至场外存放或弃置； B、旋喷前检查高压设备和管路系统，其压力和流量必须满足设计要求。注浆管及喷嘴内不得有任何杂物。注浆管接头的密封圈必须良好。 C、做好每个孔位的记录，记录实际孔位、孔深和每个钻孔内的地下障碍物、注浆量等资料； D、当注浆管贯入土中，喷嘴达到设计标高时，即可按确定的施工参数喷射注浆。喷
第二章路基土的特性及设计参数 小组讨论 讨论一：路基工作区计算时荷载应力有两种计算方法：1）用简化布辛尼斯克公式进行计算；2）用层状体系计算软件计算，请结合习题7和8讨论荷载大小、不同路面结构工作区深度的影响、应力计算方法对工作区深度的影响。 答：荷载大小对工作区深度的影响：由工作区深度计算公式可知：Za=√(3&KnP/γ)。荷载大小与工作区深度成正比。因此荷载越大，工作区深度越深。 不同路面结构对工作区深度的影响：路面结构的强度和模量远大于路基土，路面材料的容量也不同于路基土。路面结构的存在，使轮载传递到路基顶面的附加应力显著减小。因为路面结构和一定厚度的路基共同承担车辆荷载，路面结构与路基工作区组成了道路的工作区，也就是工作区深度=路面结构厚度+路基工作区深度。因此路面结构的厚度越大，道路工作区的深度也就越小。 应力计算方法对工作区深度的影响：（1）路基工作区深度的计算，布辛尼斯克公式与层状体系理论程序计算结果相差较多，轴重100KN时，n=5相差为；n=10相差为；轴重120KN时，n=5相差为；n=10相差为。（2）根据“公路低路堤设计指南”提出的情况，布辛尼斯克修正公式所得的路基工作区深度过小，而层状体系理论程序所得的比辛尼斯克修正公式所得的
路基工作区深度为大。（3）根据“公路低路堤设计指南”规定n=10，在采用层状体系理论公式后，采用n=5或n=10为宜，尚需再论证。 讨论二：请讨论路基顶面综合模量E和路基反应模量K的意义和在路面设计中的作用，如何结合路基湿度的变化选择路基顶面综合模量E或路基反应模量K。 答：路基顶面综合模量E：即路基回弹模量。用路基回弹模量表征土基的承载能力，可以反映土基在瞬时荷载作用下的可恢复变形能力，因而可以应用弹性立论公式描述荷载与变形之间的关系。以回弹模量作为表征土基承载能力的参数，可以在以弹性理论为基本体系的各种设计方法中得到应用。 路基反应模量K：使用温克勒（E. Winkler）低级模型描述土基工作状态时，用路基反应模量K表征路基的承载力。温克勒地基又称为稠密液体地基。路基反应模量K相当于该液体的相对密度，路面板受到的路基反力相当于液体产生的浮力。 结合路基湿度的变化选择路基顶面综合模量E或路基反应模量K： 1、快速路和主干路路基顶面设计回弹模量值不应小于30MPa；次干路和支路不应小于20MPa；当不满足上述要求时，应采取措施提高回弹模量。 2、路基设计中，应充分考虑道路运行中的各种不利因素，采取措施减小路基回弹模量的变异性，保证其持久性。 3、道路路基应处于干燥或中湿状态；对潮湿或过湿路基，必须采取措施
路基工程桩板结构施工作业指导书 ．适用范围 适用于客运专线铁路段桩板结构施工。 2．作业准备 2.1内业技术准备 作业指导书编制后，应在开工前组织技术人员认真学习实施性施工组织设计，阅读、审核施工图纸，澄清有关技术问题，熟悉规范和技术标准。制定施工安全保证措施，提出应急预案。对施工人员进行技术交底，对参加施工人员进行上岗前技术培训，考核合格后持证上岗。 2.2外业技术准备 施工作业层中所涉及的各种外部技术数据收集。修建生活房屋，配齐生活、办公设施，满足主要管理、技术人员进场生活、办公需要。 3．技术要求 3.1混凝土的拌和全部在搅拌站集中拌合，混凝土运输车运输，泵送灌注。 3.2施工前按设计提供的配比进行室内试验，确定施工配合比。 3.3钻孔桩正式施工前应进行试桩以确定施工工艺参数，并报监理单位确认。 4．施工程序与工艺流程 4.1施工程序 施工程序为：施工准备地基处理路基填筑铺设灰土垫层钻孔桩施工托梁施工垫层施工承载板施工检验验收
4.2 工艺流程（略） 5．施工要求 5.1施工准备 设置桩轴线控制桩及水准基点桩，放线定桩位。 5.2施工工艺 5.2.1地表处理：桩基施工前按设计对地表采用强夯或冲击碾压进行处理。 5.2.2路基填筑：地表处理后完成路基填筑。土体须达到如下压实指标：K30110Mpa/m、压实系数K0.95基本承载力不小于200kPa。 5.2.3铺设灰土垫层：按设计要求铺设0.4m厚的灰土垫层。 5.2.4钻孔桩施工：钢筋混凝土钻孔桩严禁采用水钻，采用人工挖孔或旋挖钻施工。施工前，先作试桩（每段试桩不少于2根），复核地质资料以及检验设备配置、施工工艺是否适宜，确定钻孔桩施工工艺参数。钻孔时，起落钻头速度要均匀，不得过猛或骤然变速，以免碰撞孔壁。桩身混凝土应连续灌注，不得中途停顿。 5.2.5托梁施工：钻孔桩施工完，凿除桩头经无损检测合格后，绑扎托梁钢筋立模浇筑托梁混凝土。 5.2.6浇筑混凝土垫层：托梁施工完后在灰土垫层顶面浇筑250px厚的C25混凝土垫层。 5.2.7浇筑钢筋混凝土承载板：在混凝土垫层上绑扎承载板钢筋，立模浇筑混凝土，并按设计设置沉降缝。混凝土应连续灌注，灌注承载板时预
抗滑桩专项施工方案 一、编制依据 1、经批准的名山县城市道路建设项目(一期)皇茶大道（K0+960-K1+100）段滑坡处理设计图纸及文件资料。 2、国家、地方政府部门颁布的有关质量检验标准、验收规范、技术规程及其他相关文件。 3、工地现场调查、采集所获取的资料及我单位类似工程施工积累下的施工经验。 4、我公司目前所拥有的人力、机械设备、资源状况、施工管理水平等。 二、编制原则 1、严格遵守有关部门颁布的相关法律法规、规范标准和设计文件等。 2、坚持技术先进性、科学合理性、经济适用性、安全可靠性与工程施工环境相结合的原则。 3、对施工现场坚持全员、全方位、全过程严密监控，动态控制，科学管理相结合的原则。 三、编制范围 本施工方案是针对名山县城市道路建设项目皇茶大道（K0+960-K1+100）段的滑坡处理而编制的，故仅适用于本段的滑坡治理工程。
四、工程概况 1、工程概况 皇茶大道K0+960-K1+100挖方路段为构造剥蚀丘陵地貌，本段横穿一小山丘坡脚，地形起伏较大，地面高程625～665米，土体覆盖层较薄，岩层与土层接触面倾角较大，地表水下渗至岩层层面，形成一软弱带，受人类工程活动的影响，在滑坡前缘开挖形成临空面，不利于坡体自身稳定性，导致坡面岩层层面产生蠕动变形，地表形成多条裂缝，如不进行处治将形成牵引式滑坡。 本治理工程总体设计为：在路基左侧设置抗滑桩及挡土墙进行支挡，根据滑坡各剖面推力情况和滑面埋深情况，分段设置防护形式分别为： ①K0+960-K0+998段在滑面以下按1:0.75放坡，在滑面处设置 2.5米宽的平台，平台后设置抗滑挡墙，边坡采用M7.5浆砌人字形骨架防护。 ②K0+998-K1+100段在碎落台左边缘设置抗滑桩，桩长11～16米不等，截面分为1.75*2.25米、1.5*2.0米两种形式，桩间设普通挡土墙，桩间距为6.0米（中心-中心）。抗滑桩均为C25钢筋混凝土，挡土墙为C20卵石混凝土。 地表截排水工程在滑坡后缘布置1条截水沟，截水沟总长258米，截面为40cm*60cm的半梯形结构，截水沟位置为滑坡后缘外不小于3米。 2、主要工程数量
高压旋喷桩施工工艺流程图（二重管） 高压旋喷桩施工工艺流见下图。 高压旋喷桩施工工艺框图 （2）高压旋喷桩施工要点： 1）准备工作 正式开工前，应进行现场检查，计算材料用量，进行技术交底和安排技术培训；检修机械、设备；平整场地，按设计要求，布置施工孔位；机具设备就位；接通电源和水路，进行机械运转；备足注浆所需材料。 2）钻机就位 移动钻机至设计孔位，使钻头对准旋喷桩孔位中心。 3）射水试验 钻机就位后，首选进行低压(0.5MPa)射水试验，用以检查喷嘴是否畅通，压力是否正常。 平整场地 钻机就位 造 孔 下喷射管 制 浆 旋喷注浆并提升 喷射作业结束 成 桩 冲洗器具 移开机具 冒浆喷射参数调整 试喷 安装调试
4）钻进 射水试验后，即可开钻，射水压力由0.5MPa增至1MPa，目的是减小摩擦阻力，防止喷嘴被堵。直到钻至桩底设计标高。 5）浆液制备 在钻孔的同时，即可配制浆液，水泥为425号普通硅酸盐水泥；水要清洁，酸碱度适中，PH值在5～8之间；浆液的配比选定后，首先将水加入搅拌桶内，再将水泥和氯化钙倒入，开动搅拌机搅拌10～20分钟，尔后拧开搅拌桶底部阀门，放入第一道过滤筛(孔径0.8m)，进行第二次过滤后，流入泥浆桶备用。 6）浆液加压 泥浆桶的浆液，通过高压泵加压(14～24MPa)后，经高压管送至钻机用于喷射。 7）喷浆 接通高压管、水泥浆管、空压管，开动高压泵、泥浆泵、空压机和旋喷钻机，自下而上进行喷射作业，用仪表控制压力、流量、风量，当分别达到预定数量值时开始提升，并在规定的喷射角度范围内旋转摆动。施工过程中要时刻注意检查浆液初凝时间，注浆流量、压力、提升速度等参数是否符合设计要求，并随时做好记录。 喷射作业完成后应将注浆管和软管内的浆液全部排除，防止残存的水泥浆堵塞管路。 8）移动机具 将钻机等机具移动到孔位上，进行下一位置的施工。 （3）施工中应注意的问题 1）喷射注浆前要检查高压设备和管路系统。设备的压力和排量必须满足设计要求。管路系统的压力和排量必须良好，各通道和喷嘴内不得有杂物。 2）喷射注浆时要注意设备的开动顺序。应先空载起动空压机，待其运转正常后，再空载起动高压泵，同时向孔内送风和水，使风量和泵压逐渐升高到规定值。风、水路畅通后即可旋转注浆管，并开动注浆泵，先向孔内送清水，待泵压泵量正常后，将注浆泵的吸
桩板结构综述 一、结构组成及工作原理 1、结构组成：桩板结构路基右下不得钢筋混凝土桩基、路基与 上部的钢筋混凝土承载板组成，桩板固接，并与路基土共同 组成一个承载结构。它充分利用桩-板-土三者的共同作用来 满足无砟轨道的稳定与变性要求。 2、工作原理： （1）承载板承受轨道及列车荷载并传递至桩基，通过桩基传递给地基； （2）路基填土对桩-板结构的约束作用，使桩板结构路基具有较大的横向和纵向刚度。 二、桩板结构分类 1、按桩基与承载板的连接方式分：独立墩式、托梁式及复合式 （1）独立墩式：桩基与承载板直接相连； （2）托梁式：首先通过托梁横向连接桩基，其上再与承载 板相连； （3）复合式：独立墩式与托梁式的组合结构，中跨采用独 立墩式，边跨采用托梁式； 2、按承载板与轨道板的连接方式分：上承式、埋入式 （1）上承式：将轨道板直接铺设在桩板结构上面，处理方式与桥梁类似，承受了较大的温度荷载，不利于做成较长 的连接结构；
（2）埋入式：与上承式的不同之处有二。一是其承载板和轨道板之间还有级配碎石缓冲层和混凝土支撑层，二是其 一联的长度远远大于上承式。 三、桩板结构的突出优点和适用范围 1、突出优点： （1）结构简单、受力明确； （2）具有较高的纵向、横向和竖向刚度，纵横向稳定性好，竖向变形小； （3）施工简便； （4）与桥梁方案相比，工程造价低。 2、适用范围： 桩板结构路基主要适用于新建客运专线无砟轨道铁路中的工程地质条件复杂的低路堤和路堑地段，以及两桥（隧） 之间短路基、道岔区路基等特殊地段软弱地基加固，同时可 以用于已建路堤的补强加固。 四、桩板结构需要研究的内容 1、桩板结构的合理形式； 2、路基土体对板的支撑作用问题； 3、路基土体对桩的约束作用问题； 4、温度应力对桩板结构桩-板-土相互作用的影响问题； 5、桩板结构的设计方法； 6、目前保守的设计方法的技术经济问题。
抗滑桩施工技术交底 66532
抗滑桩技术交底 1.施工方法及工艺 1.1总体方案 根据桩基地质情况，采用人工分段挖土，分段护壁的方法施工，以保证操作安全施工，即人工在井内挖土，电动水泵抽水，葫芦配卷扬机提升井内土石，井壁进行混凝土护壁。施工中，遇到极硬岩石，要进行爆破后掘进成孔。钢筋采取在加工场单根加工弯制好后，在桩内安装成型，主钢筋直径≥22mm采用滚轧直螺纹套筒连接。直升导管法灌注混凝——混凝土供应在拌合站采用JS900搅拌机集中拌合，输送车输送，固定式输送泵输送到位。 1.2施工工艺 施工工序： 平整场地放线定桩位及高程开挖第一节桩孔土石方支护壁模板放附加钢筋浇筑第一节护壁及锁口混凝土在护壁上二次投测标高及桩位十字轴线架设垂直运输架、安装电动葫芦（卷扬机）、吊桶、照明、活动盖板、水泵、通风机等设施开挖吊运第二节桩孔土石方并校核桩孔位置、垂直度、净宽先拆第一节支第二节护壁模板（放附加钢筋）浇第二节护壁混凝土重复第二节挖土石方、支模、浇注混凝土护壁工序，循环作业直至设计深度终孔检查验收 安装钢筋放混凝土导管浇筑桩身混凝土（随浇随振）桩身检查
工艺流程图 1.3施工技术要点和措施 （1）施工准备: 首先熟悉施工图纸,各项临时设施，如照明、动力、通风、安全设施要准备就绪。施工时，先清除设计桩位范围内场地的杂物、障碍物，平整施工场地和施工便道。开挖前对施工人员进行全面的安全技术交底；操作前对吊具进行安全可靠的检查和试验，确保施工安全。
（2）场地平整：根据施工图设计，结合现有原地面标高，用挖掘机将场地适当开挖平整，地面宽度以满足孔口作业需要为前提，为防止雨水冲刷，以求作业场地稳定，保证孔口锁口质量，从而最大限度地满足孔内安全施工。 （3）测量放线:依据设计图纸计算各桩位的坐标，并确定每个桩孔与相邻控制点的位置关系。经复核无误后在场区内实地放出，同时以桩中心为交点，在纵向和横向方向埋设好护桩，桩位经监理工程师复核并签字同意后方可进行下步施工。 （4）开挖第一节桩孔土方: 桩位测量放样后，跳槽开挖第一节，开挖桩孔要从上到下逐层进行，先挖中间部分的土方，然后扩及周边，按设计桩直径及护壁厚度控制开挖桩孔的截面尺寸。每节开挖深度按1.0m控制。采用短把的镐、锹等简易工具进行人工挖土，遇到比较硬的岩层时，可用风镐或爆破施工。开挖以2人为一个小组配合，地面派专人修通排水沟，及时排掉桩孔内抽出的水，从桩孔内挖出的废土或石碴由专人负责及时运出场外。 （5）支护壁模板和附加钢筋：护壁模板采用定型内模分节支设，每节高度1.0m，每节有四块组成，上小下大，模板之间用U形卡具、扣件连接固定，模板厚度不小于6mm的钢板加工制而成。每节模板的上下端用钢管或木块各设一道内侧支撑，防止内模因受涨力而变形。不设水平支撑，以方便操作。 （6）浇筑锁扣 为了保证抗滑桩孔开挖过程中孔口稳定，正式开挖前，在孔口部位浇注抗滑桩琐口。
高压旋喷桩施工工艺流程图 1.1高压旋喷桩施工方法 高压旋喷桩施工 顶管接收井采用Φ800高压旋喷桩作洞口止水，桩径为Φ800mm，搭接300mm，采用强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥，高压旋喷桩水灰比0.7～1.0，每立方米土体中的水泥掺入量不应小于450kg，加固体28天无侧限抗压强度不低于1.0Mpa。单管法水泥浆的压应力大于20Mpa。 其主要工作原理为：是利用钻机等设备，把安装在注浆管（单管）底部侧面的特殊喷咀、置入土层预定深度后，通过在管底部侧面的一个同轴双重喷咀，同时喷射出高压浆液和空气两种介质的喷射流冲击破坏土体。即以高压泥浆泵等高压发生装置喷射出 20～30MPa左右压力的浆液从内喷咀中高速喷出。并用0.7MPa左右的压力把压缩空气从外喷咀中喷出。在高压浆液流煌它外圈环绕气流的共同作用下，破坏土体的能量显著增大，当喷咀一面喷射一面旋转煌提升，最后在土中形成圆柱状固结体。固结体的直径一般为 0.8~1.0m。 旋喷注浆机具设备由旋转喷射注浆的设备及制浆机具组成。采用的旋喷方式不同，机具设备也不同，主要包括钻机、高压泵、泥浆泵、空气压缩机、注浆管、喷咀、流量计、输浆管、制浆机等。 本工程旋喷浆液采用PO42.5普通硅酸盐水泥，用水配制而成的浆液，称为水泥系浆液。施工程序有准备工作、钻孔、插管、旋喷作业、冲洗等。 加固范围W11号井北侧洞口井壁外2m、宽4.4m、深度为4.4m。
高压旋喷桩施工工艺流程图 1、钻机就位、钻孔 根据现场放线移动钻机，使钻杆头对准孔位中心。同时为保证钻机达到设计要求的垂直度，钻机就位后必须作水平校正，使其钻杆轴线，垂直对准钻孔中心位置，保证钻孔的垂直度不超过1％。在校直纠偏检查中，利用垂球（高度不得低于2米）从垂直两个方向进行检查，若发现偏斜，则在机座下加垫薄木块进行调整。钻进成孔，严格按已定桩位进行成孔，平面位置偏差不得大于50mm，采用原土造浆护壁。
小组讨论 讨论一：路基工作区计算时荷载应力有两种计算方法：1）用简化布辛尼斯克公式进行计算；2）用层状体系计算软件计算，请结合习题7和8讨论荷载大小、不同路面结构工作区深度的影响、应力计算方法对工作区深度的影响。 答：荷载大小对工作区深度的影响：由工作区深度计算公式可知：Za=√(3&KnP/γ)。荷载大小与工作区深度成正比。因此荷载越大，工作区深度越深。 不同路面结构对工作区深度的影响：路面结构的强度和模量远大于路基土，路面材料的容量也不同于路基土。路面结构的存在，使轮载传递到路基顶面的附加应力显着减小。因为路面结构和一定厚度的路基共同承担车辆荷载，路面结构与路基工作区组成了道路的工作区，也就是工作区深度=路面结构厚度+路基工作区深度。因此路面结构的厚度越大，道路工作区的深度也就越小。 应力计算方法对工作区深度的影响：（1）路基工作区深度的计算，布辛尼斯克公式与层状体系理论程序计算结果相差较多，轴重100KN时，n=5相差为；n=10相差为；轴重120KN时，n=5相差为；n=10相差为。（2）根据“公路低路堤设计指南”提出的情况，布辛尼斯克修正公式所得的路基工作区深度过小，而层状体系理论程序所得的比辛尼斯克修正公式所得的路基工作区深度为大。（3）根据“公路低路堤设计指南”规定n=10，在
采用层状体系理论公式后，采用n=5或n=10为宜，尚需再论证。 讨论二：请讨论路基顶面综合模量E和路基反应模量K的意义和在路面设计中的作用，如何结合路基湿度的变化选择路基顶面综合模量E或路基反应模量K。 答：路基顶面综合模量E：即路基回弹模量。用路基回弹模量表征土基的承载能力，可以反映土基在瞬时荷载作用下的可恢复变形能力，因而可以应用弹性立论公式描述荷载与变形之间的关系。以回弹模量作为表征土基承载能力的参数，可以在以弹性理论为基本体系的各种设计方法中得到应用。 路基反应模量K：使用温克勒（E. Winkler）低级模型描述土基工作状态时，用路基反应模量K表征路基的承载力。温克勒地基又称为稠密液体地基。路基反应模量K相当于该液体的相对密度，路面板受到的路基反力相当于液体产生的浮力。 结合路基湿度的变化选择路基顶面综合模量E或路基反应模量K： 1、快速路和主干路路基顶面设计回弹模量值不应小于30MPa；次干路和支路不应小于20MPa；当不满足上述要求时，应采取措施提高回弹模量。 2、路基设计中，应充分考虑道路运行中的各种不利因素，采取措施减小路基回弹模量的变异性，保证其持久性。 3、道路路基应处于干燥或中湿状态；对潮湿或过湿路基，必须采取措施改善其湿度状况或适当提高路基回弹模量。
装配化公路桩板式无土路基沉降影响分析 摘要：以合肥绕城高速公路拓宽工程采用的桩板式无土路基结构为研究对象， 对其运营期间因地基沉降产生的结构效应进行分析。由于桩板式路基属于多次超 静定结构，不均匀沉降会产生比较明显的次内力效应，通过建立Ansys有限元计 算模型，对各支撑部位单项沉降作用产生的结构响应进行计算，分析对结构产生 最不利作用的部位，并与其他的荷载作用进行组合，验算结构在考虑沉降的组合 效应下是否能够满足设计要求，也可以为之后的施工建造与监控提供参考依据。 关键词：装配化；无土路基；沉降；影响分析 0 引言 桩板式路基由下部桩基和上部钢筋混凝土面板组成，是一种新型的公路路基 结构形式。这种新型结构形式相比于土质路基有工后沉降小，整体刚度大，适应 性强的优点[1]，因此是处理深厚软土、松软土和深厚湿陷性黄土的有效方法，在 不同区段可以灵活应用[2]。 在合肥绕城高速公路项目中，桩板式路基的主要功能是通过钢筋混凝土板与 桩共同形成的支撑结构对老路进行拼宽。传统道路拼宽常用手段是通过填土的方 法实现，该扩建方式可能会产生较大的沉降以及存在塌落滑移的风险[3，4]，而 桩板式路基整体自重较轻，理论上不会产生较大的沉降。但与此同时，在工程建 设中容易忽略沉降对结构的影响[5]，桩板式路基属于超静定结构，沉降变形等效 应会产生比较明显的次内力，因此考虑沉降对结构的影响也十分重要[6，7]。 1 工程概况 合肥绕城高速陇西至路口段起点为陇西互通，南接芜合高速，终点为路口互通，北接合徐高速，是G3 京台高速和G40沪陕高速的共线段，也是安徽省内最 为繁忙的高速公路之一。随着社会经济的快速发展，该路段双向四车道的容量已 逐渐显现出难以满足交通增长的需求，为缓解高速公路的交通压力，对原既有高 速公路的两侧进行拓宽以满足交通的实际需要。为改进高速公路施工工艺技术， 提高工程质量和经济效率，减少建设用地，在肥东界内的S101桥（跨合蚌路分 离立交桥）终点往北长 244 m路段采用桩板式无土路基，即在原高速公路两侧边 拼宽的方式，将原来双向四车道扩建为双向十车道。 该路段拓宽段桩板式路基上部结构采用预制钢筋混凝土板，单孔跨径6m，7 孔一联，标准联长42m，联端设无缝伸缩缝，缝宽2cm。下部结构为预制管桩， 由HPC500AB型管桩和PRC-Ⅰ500C型管桩连接而成，上半部分HPC型管桩按照 等长设置，长度为10m；下半部分PRC管桩入土长度约5m，整体长度根据设计 高度和底面高程确定。管桩截面外径500m，壁厚100mm，桩顶1.4m范围内壁 设置剪切钢筋，后浇筑C50微膨胀混凝土。桩板式路基结构标准横断面图如图1。 图1 标准横断面图（单位：mm） 2 计算分析模型建立 采用Ansys有限元计算程序软件进行计算分析。板梁采用solid45单元模型； 自由桩长部分的桩利用solid45单元模拟，入土部分桩利用beam188单元模拟。 为了模拟桩土的相互作用，采用combin14单元建立横向和纵向的土弹簧。弹簧的刚度依据“m”法计算得到土的水平作用效应，其中土的水平抗力系数的比例 系数取用10MN/m4。结构中老路的护栏立柱对板梁的纵向位移起到一定的约束 作用，因此，在计算中采用beam188梁单元模拟护栏立柱，利用土弹簧模拟土质
桩板结构施工方案 凤凰南站路基工程起止里程为：DK004+250?DK006+452施工工期8 个月，包括 1 个月施工准备。路基最大填高约，最大边坡高度, 下部地层为白云质灰岩弱风化，岩溶发育，上层覆软、硬塑粉质黏土，表层覆盖种植土，层厚?米，地下水以基岩岩溶裂隙水为主，透水性差、富水性差，水位埋深?, 地下水及地表水具有酸性浸蚀。 1施工准备 设置桩轴线控制桩及水准基点桩，放线定桩位。 2工艺要点及技术措施 ⑴地表处理：桩基施工前按设计对地表采用强夯或冲击碾压进行处理。 ⑵路基填筑：地表处理后完成路基填筑。土体须达到如下压实指标：K QO > 110Mpa/m压实系数K》基本承载力不小于200kPa。 ⑶铺设灰土垫层：按设计要求铺设厚的灰土垫层。 ⑷钻孔桩施工：钢筋混凝土钻孔桩采用人工挖孔或旋挖钻施工。施工前，先作试桩（每段试桩不少于 2 根），复核地质资料以及检验设备配置、施工工艺是否适宜，确定钻孔桩施工工艺参数。钻孔时，起落钻头速度要均匀，不得过猛或骤然变速，以免碰撞孔壁。桩身混凝土应连续灌注，不得中途停顿。 ⑸托梁施工：钻孔桩施工完，凿除桩头经无损检测合格后，绑扎托梁钢筋立模浇筑托梁混凝土。 ⑹浇筑砼垫层：托梁施工完后在灰土垫层顶面浇筑10cm厚的C25 混凝土垫层。 ⑺浇筑钢筋砼承载板：在混凝土垫层上绑扎承载板钢筋，立模浇
筑混凝土，并按设计设置沉降缝。混凝土应连续灌注，灌注承载板时预埋与轨道基础板连接的连接钢筋 3施工工艺流程图 桩板结构施工工艺框图
4 质量控制及检验 质量控制 ⑴桩体埋入承台板的长度及桩顶主筋锚入桩帽板的长度应符合设计要求。 ⑵绑扎桩板钢筋前应该核实每根桩体埋入桩板的长度。 ⑶混凝土施工过程中应有试验人员现场做混凝土试件，并检查其坍落度。 检验 ⑴模板及支架的材料质量及结构必须符合施工工艺设计要求。检验数量： 全部检查。 检验方法：观察和测量。 ⑵模板安装必须稳固牢靠，接缝严密，不得露浆。模板与混凝土的接触面必须清理干净并涂刷隔离剂。浇注混凝土前，模型内的积水和杂物应清理干净。 检验数量：全部检查。 检验方法：观察。 ⑶钢筋原材料、加工、连接和安装必须符合规范规定。 检验数量：根据《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》 5 钢筋分项工程所述各项要求。 检验方法：根据《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》 5 钢筋分项工程所述各项要求。 ⑷混凝土原材料、配合比设计和施工的检验必须符合规范规定。 检验数量：根据《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》 6 混凝土分项工程所述各项要求。 检验方法：根据《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》 6 混 凝土分项工程所述各项要求。 ⑸桩头与桩板连接必须符合设计要求。当设计对桩板边缘与桩外缘净距无要求时，应符合下列规定：
抗滑桩施工工艺
抗滑桩施工工艺 抗滑桩是防治滑坡的一种工程建筑物，是六十年代后铁路建设逐步采用和发展起来的一项防治滑坡的重大技术革新，该技术具有施工简便，效果突出的特点。 1 工艺特点 （1）施工工艺比较简单。 （2）可操作性较强。 （3）机械装备程度较底。 （4）技术含量要求不高等特点。 2 实用范围 （1）实用于铁路工程、公路工程、水利工程滑坡、古滑坡的病害整治。 （2）自然灾害（地震、泥石流、暴雨）所造成的山体滑坡的病害整治工程。 3 工艺原理及设计要求 3.1 工艺原理
抗滑桩通常为钢筋混凝土或钢轨混凝土桩体，抗滑桩的分类根据滑坡体的规模大小分为单排抗滑桩及多排抗滑桩，单排抗滑桩通常设置于滑坡前沿且与桩间墙相连接形成整体，桩间墙通常为两种，一种是预制钢筋混凝土板，另一种是浆砌片石挡土墙。 作用机理：抗滑桩由锚固段及抗滑段组成，锚固段是保证桩体的自身稳定性，抗滑段主要承担滑坡土体的下滑力，它的作用是阻止滑坡体沿着一定的软弱结构面(带) 产生剪切位移而整体地向斜坡下方移动，承担滑坡体的整体下滑力，从而达到增强山体滑坡的稳定性及滑坡整治加固的目的。 3.2 工艺设计要求 3.2.1 抗滑桩的设计原则上要满足以下几点： （1）桩间土体在下滑力作用下，不能从桩间挤出去，通过控制桩间的距离来进行控制，处理措施通常为桩间钢筋混凝土挡土板或桩间浆砌片石挡土墙两种。 （2）桩后土体在下滑力作用下不能产生新滑面自桩顶滑出，要进行越顶检算，通过桩高来控制。 （3）桩身要有足够的稳定度，在下滑力的作用下不会倾覆，通过锚固桩深度来控制。
（4）桩身要有足够的强度，在下滑力的作用下不会破坏，对桩进行配筋来满足。 3.2.2 抗滑桩的直径和间距 抗滑桩水平截面长（a）、宽（b）和间距（d）：抗滑桩通常设计为矩形，抗滑桩的间距通常为抗滑面边长的2倍，其水平截面长、宽和间距取值见表1。 表1 抗滑桩水平截面长、宽和间距取值 序号a b d 12 2.5（3.0）4 2 2.5 3.0（3.5）5 3 3.0 3.5（4.0）6 4 3. 5 4.0（4.5）7 5 4.0 4.5（5.0）8 注：抗滑桩水平截面长（a）、宽（b）和间距（d）的取值与滑坡体的地质情况有关。 3.2.3抗滑桩的长度及锚固深度 施工准备 测量定桩位 开挖孔口 加工绑扎护壁钢筋 立护壁模 灌注护壁砼