复合地基处理技术在高速铁路工程中的应用

地基处理与复合地基技术的探讨

我国土地辽阔、地质各异。并不是所有的天然地基都适合工程建设，在很多时候，不少工程都是不得不在地质条件不良的地基上进行修建。这些不良的地质条件分为软弱土地基和特殊土地基两种。软弱土地基是指主要由淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土、或其他高压缩性土层构成的地基。特殊土地基包括可液化的松砂和粉土地基、湿陷性黄土和膨胀土、红粘土和冻土等。

一、地基处理与复合地基技术的原理和分类

（一）地基处理与复合地基中的原理

复合地基技术是一种改善支撑建筑物的地基的承载能力或抗渗能力所采取的技术措施。复合地基作为土木工程中应用广泛的建设施工技术，在技术的改进方面有着实质性的进步。传统的复合地基技术主要有碎石、砂桩、混凝土搅拌桩、旋喷桩还有石灰桩， 随着建筑物越来越高，对地基的要求也就越来越严格。显然早期的复合地基已经不再适用与现代化城市的建设，为加强普通地基的强度，现代化的地基处理技术在天然地基中添加钢筋混凝土等材料或置换硬土等方式，对天然地基的局部或整体上进行加强。复合地基及经过后天加工的天然地基，在地基非均匀沉降方面和地基的强度上具有一定的优势之外，也迅速改善了地基的渗透性。实践表明，成熟的复合地基技术更能满足现代化建设的需要。

（二）地基处理与复合地基技术的分类

复合地基按不同的施工技术类型。按照加固的方向，可分为均质人工地基和水平向增强复合地基。根据荷载传递机理可分为竖向增强体复合地基与水平向增强复合地基两类，其中竖向增强体复合地基分成柔性桩复合地基、散体材料桩复合地基和刚性桩复合地基三种。刚性复合地基又可以分为微型桩复合地基和混凝土桩地基。目前在国内应用普遍的复合地基技术主要是由多种施工方法形成的各类砂石桩复合地基，、低强度桩复合地基、水泥土桩复合地基、灰土桩复合土桩、地基、 钢筋混凝土桩类复合地基， 薄壁筒桩复合地基和加筋土地基等。根据不同的建筑施工工地的地形，灵活采用不同的地基处理方式。

高真空强排水复合型动力固结法

在铁路路基软基加固中的应用

（中铁二十二局集团邯黄铁路工程指挥部 河北 061000）

杨玉林

摘 要 新建邯黄铁路沧州段穿过近海冲积平原，地质属含水超饱和的典型的粉质粘土和淤泥质黏土。强排水复合型动力固结法，是近年来在我国吹填海域正在小面积使用的一种新软基加固工法，一般用于加固冲积地质地层，即由粉细砂层或由粉细砂层和粘土层相间构成的软土地基。其处理方式是：采用网络状轻型井点强排水法和低能量动力固结法两种加固方法有机匹配和揉合的复合型工法，该法要对被加固土体骨架有效施加予力技术，按照予力作用原理给其软基土体骨架施加予力作用，即反复施加动应力和静应力于土体骨架上，加速土体的排水固结，从而促成饱和软粘土产生预变形预沉降，将使用荷载全部加上去后可能产生的大部分总沉降量消除在加固处理过程中，使软弱地基土经处理后能更好地满足工程使用阶段的承载变形要求。

关键词 软土地基 高真空强排水 复合型动力固结 铁路路基软基

1、工程概况

新建邯郸（邢台）至黄骅港铁路工程第Ⅳ标段，线路位于河北省沧州市境内，线路起自赵庄跨京沪高速公路特大桥桥尾DK254+973，止于港区矿石码头装车站DK386+650，标段全长130.05km，设11座车站，路基总长105km，而需要加固处理的软弱地基共长87km。沿线处于平原地带，地下水类型主要为空隙潜水，赋存于第四系松散堆积物中，含水层为砂类土、粉土和粉质黏土层。地下水主要接受大气降水及附近地表水入渗补给，盐山以西水位埋深一般1.0～2.0m，局部地段大于3m；盐山以东水位埋深一般1.0m左右。水位变化幅度1.0～2.0m。受地势控制，地下水径流方向自西南向东北，其排泄途径主要为人工开采灌溉、蒸发及经地表径流入海。自沧州往东地下水含盐量逐渐加大，并逐渐过渡成为咸水。

2 高真空强排水复合型动力固结法

2.1 工法原理

高真空强排水复合型动力固结法又称作高真空击密法，指的是采用高真空强降水联合低能量强夯方案，经过排水系统与动力加压系统共同组合完成的地基加固方法。在使用此法的时候，高真空强降水主要起着优化土体含水率与降低土体水位的作用，此外还能在土体中形成一种负压力，对土体的密实状态有着很大的帮助；而动力固结加压系统则可以利用强夯的冲击能量产生应力波，从而将土体的原有结构破坏，造成局部的液化并发生裂隙，增加排水通道，使其孔隙水能够顺利流出，经反复强排水和施加予力、土体中所含裂隙水和孔隙水压消散之后，土体含水率逐步降低至土体压实所需最佳含水率后，微观上土体颗粒结构更加紧密，宏观上土层便会逐步固结，以此实现地基承载力的提高，同时也降低了土体的压缩性。根据设计对地基承载力的要求，高真空强排水复合型动力固结法采用不同重量的冲击锤和不同功率的真空泵，有效加固深度在6～10m间，影响深度最大可达20m左右。高真空强排水复合型动力固结法的特点是：加固效果明显，施工的工艺简单，施工周期比其它地基加固工艺较短，能让地基获取较高的承载力，并且有效降低地基的压缩性，较好的控制了地基的工后沉降。

第３９卷第２１期　２　０　１　３年７月　山　西　建　筑　ＳＨＡＮＸＩ　ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ　Ｖｏ１．３９　Ｎｏ．２１　Ｊｕ１．　２０１３　・５１・　

文章编号：１００９・６８２５（２０１３）２１—００５１—０２　

谈复合地基在我国高速铁路建设中的应用　

马一萍　

（四川工程职业技术学院，四川德阳６１８０００）　

摘要：简要介绍了复合地基的加固机理，并结合安亭试验工点及温福线连江试验段的工程实践，分析了复合地基承载力变化规　

律，得出了一些有益的结论，对类似工程有一定的参考价值。　

关键词：复合地基，ＣＦＧ桩，高速铁路　

中图分类号：ＴＵ４７１．９９　文献标识码：Ａ　

复合地基”　是指天然地基在地基处理过程中增强或置换部　

分土体，加固区是由基体天然地基土体和增强体两部分组成的人　

工地基。增强体一般是由强度和模量比原土体高的材料组成，根　据增强体的方向，复合地基可分为水平向增强体复合地基和竖向　

增强体复合地基　。竖向增强体复合地基可称为桩体复合地基　

或简称为复合地基。　

铁路ＣＦＧ桩与其他工业与民用建筑行业应用ＣＦＧ桩相比有　

三大区别：１）传统的房屋建筑为刚性基础，铁路路堤为柔性基础；　

２）其他建筑荷载为静荷载，铁路地基承受动荷载；３）地基沉降标　

准差别明显，高速铁路路基工后沉降要求一般不大于１５　ｍｍ，标　

准远高于民用建筑地基。　

１安亭试验工点　

１）安亭试验工点地处上海市嘉定区安亭镇同济大学汽车学　

院内，属长江三角洲前缘滨海海积地层，按其物理力学性质的差　

异，可划分为六个主要层次。　①黏土夹粉质黏土，灰黄色，软塑，局部偏硬塑。表层０．２　ｍ～　

０．５　ｍ为种植土，灰褐色一杂色，含植物根系。该层厚２．３　ｍ～　２．７　ｍ，属中等偏高压缩性土。　②淤泥质粉质黏土，褐灰色，流塑，含少量腐殖物，具有低强　

度、高压缩性特点，厚０．６５　ｍ～１．１　ｍ。　

③粉土，夹泥质黏土、粉砂，褐灰色，松散，饱和，厚０．６　ｍ～　

１．０　ｍ，属中等压缩性土。　

２０１３年第１期　广东公路交通　ＧｕａｎｇＤｏｎｇ　ＧｏｎｇＬｕ　ＪｉａｏＴｏｎｇ　总第１２４期　

文章编号：１６７１—７６１９（２０１３）０１—００３４—０５　

载体桩复合地基在高速铁路　

液化土地基中的应用　

朱先锋　

（中铁第四勘察设计研究院集团有限公司，武汉４３００３１）　

摘要：载体桩是一种新型的桩基施工工艺，具有承载力高、变形小等特点，将载体桩复合地基技术引入高铁路基　的地基处理中，将给高铁路基的地基处理提供一种全新的技术。通过载体桩的处理设计方案、施工工艺、重点测　试结果（复合地基承载力、单桩承载力、桩土应力）、以及桩间土处理效果等方面介绍了载体桩复合地基在高速　铁路液化土地基中的加固效果，为今后的铁路路基设计提供经验和设计依据。　关键词：　载体桩；复合地基；高速铁路；液化土地基　中图分类号：Ｕ４１６．１６　文献标识码：Ｂ　

０　引言　

载体桩作为一种在夯击式沉管扩底桩的基　

础上发展起来的新型桩基施工工艺，凭借承载力　高、变形小等特点，越来越多地被应用到各种工　

程中，但在高速铁路路基的地基处理中，还没有　

使用过。本文结合高速铁路工程中的试验，通过　研究载体桩处理设计方案、施工工艺、测试结果　

（复合地基承载力、单桩承载力、桩土应力）、以及　桩间土处理效果，验证载体桩复合地基在高速铁　

路液化土地基中的加固效果，总结设计经验。　

ｌ　加固机理　

载体桩复合地基由载体桩和桩间土组成，载　体桩是由混凝土桩身和载体组成的桩，而载体由　干硬性混凝土、夯实填充料和挤密土体三部分组　成。由于载体的存在，使得载体桩与常规混凝土　

桩承载机理不同，载体提供单桩８０％左右的承载　

力。载体桩通过桩身将荷载传递到载体，载体形　成类似扩展基础的受力。载体桩承载力可以采　

用如公式（１）计算。　

Ｒ。＝Ｌａ　（１）　

式中：．　一地基土经深度修正后的承载力；　

Ａ　一载体的等效计算面积。根据地基土的被　加固土层、持力层及三击贯人度查规范选取。