郑西客运专线黄土岸坡桩基稳定线的研究

郑西客运专线三门峡段黄土工程地质特征及设计参数探讨杨昌义【摘要】新建高速客运专线对铁路线下工程的工后沉降变形控制要求非常严格,黄土的湿陷性是变形控制的关键课题.对郑西客运专线三门峡段在初步设计阶段取得的各种资料进行分析,提出相关设计参数参考值.【期刊名称】《铁道勘察》【年(卷),期】2005(031)003【总页数】3页(P54-56)【关键词】郑西客运专线;黄土;工程地质特征;参数【作者】杨昌义【作者单位】铁道第二勘察设计院,四川成都,610031【正文语种】中文【中图分类】U2高速客运专线与普通铁路的要求不同，其对线下工程的工后沉降变形要求为不大于2 cm。

拟建铁路郑州至西安客运专线(下称郑西客专)主要通过黄土地区，而黄土的湿陷性是影响变形的关键因素，本文通过对郑西客专三门峡段初步设计阶段所取得的勘察资料进行分析，旨在认识沿线不同段落、不同类型的黄土，供设计借鉴。

郑西客专东起郑州，经河南省洛阳、三门峡和陕西省渭南，终至西安，是我国规划“四纵四横”铁路快速客运网中陇海客运专线的组成部分，其设计速度目标值为350 km/h。

三门峡段长约153 km，线路经过的大部分地区分布黄土，弄清不同时代、不同类型的黄土湿陷性差异，对合理选用设计参数显得十分重要。

1 黄土工程地质特征1.1 地形地貌特征郑西客专三门峡段，除中段为低山基岩裸露外，其他均属黄土地貌，东西两端存在较大差异，可细分为东西两段不同的黄土地貌。

线路地质纵断面如图1所示。

图1 线路地质纵断面示意(1)东段自盐镇(DK170+800)至观音堂(DK209+100)，为洛河流域黄土台塬地貌。

台塬面高程一般为440～720 m，多平坦宽缓。

地表分布较浅的宽缓U字形槽谷，另有深达5～30 m的冲沟，多狭窄且短。

槽谷及冲沟内大多无次生黄土，局部槽谷内覆盖0～3 m的坡洪积层。

(2)西段自观音堂(DK209+100)至潼关(DK333+000)，为黄河阶地及丘陵台地地貌。

湿陷性黄土地区客运专线长短桩复合地基处理施工技术湿陷性黄土地区客运专线长短桩复合地基处理施工技术摘要：在湿陷性黄土地区采用长短桩复合地基能较好地消除上部黄土湿陷性沉降变形又可以控制下部饱和黏性土的压缩变形。

其实质是先采用短桩消除湿陷性黄土的湿陷性，再采用长桩（CFG桩）对地基进行加固。

本人就郑西客运专线陕西境内地基处理所采用的主要处理措施，对其进行分析总结，在实际施工中发挥了良好的经济效益，对今后类似工程将起到重要的参考和推广应用价值。

关键词：湿陷性黄土地基处理长桩短桩1 引言郑西客运专线陕西省境内不少地段地层上部为湿陷性黄土，下部为饱和黏性土。

湿陷性黄土地基处理既要消除上部黄土层的湿陷沉降，又要控制路基的工后沉降，以满足铺设无砟轨道的沉降控制要求。

湿陷性黄土地基，通常采用灰土挤密桩，素土挤密桩，柱锤冲扩桩等挤密加固措施，挤密桩加固措施虽能较好地消除上部黄土的湿陷性，但下部饱和黏性土层仍有较大的沉降，无法满足无砟轨道铁路对路基工后沉降的要求，采用长、短桩复合地基既可以消除上部黄土湿陷沉降变形又可以控制下部饱和黏性土的压缩变形。

其实质是先采用短桩（一般采用水泥土挤密桩、灰土挤密桩）消除湿陷性黄土的湿陷性，再采用长桩（CFG桩）对地基进行加固。

长、短桩复合地基用于湿陷厚度大于6m的地段。

2 地基条件及处理措施地基上部为砂质黄土（Q4al3），湿陷等级Ⅱ～Ⅳ级自重、非自重，湿陷土层厚度一般为6～10m、地层下部为粉质黏土（Q3 al1）或粉土（Q3 al2），地层厚度一般在10～30m，潮湿一饱和。

地下水位一般在7～10m，地下水水质量好，对混凝土等建筑材料无浸蚀性。

针对以上地层条件，采用长、短桩处理措施，可有效解决地基湿陷变形沉降及压缩变形沉降。

短桩一般采用水泥土挤密桩或灰土挤密桩，长桩采用CFG桩，桩位布置一般采用正三角形布置或正方形布置方式，如图1、图2、图3。

短桩（水泥土挤密桩）处理深度穿透湿陷性黄土层，长桩（CFG桩）桩长根据工后沉降检算确定，一般深入较好地层且长度控制在20m以内。

郑西客专线渑灵段工程地质概况一、概况（一）工程建设历史郑州至西安客运专线于2003年上半年进行预可行性研究工作，经过方案竞选，确定由铁一、二、四设计院承担本线勘察设计工作；随即展开勘测设计工作，于2005年9月勘察设计工作基本结束，同期重点工程开工，计划工期为5年，目前站前工程施工已经进入尾声，预计2009年年底可建成通车。

（二）线路地理位置及气象特征1、线路地理位置郑西客专线东起中原之都—郑州，西至西北中心城市—西安，与陇海铁路大动脉走向基本一致。

其中渑池至灵宝段位于河南省三门峡市境内，线路东起河南省洛阳市西部盐镇，西行经渑池县、陕县、三门峡市湖滨区、灵宝县，达河南省西部省界，线路长度153.608km，设新渑池、新三门峡、新灵宝三个车站。

2、气象特征测区属暖温带大陆性季风气候，多年平均日照时数2293小时，春季干旱少雨，夏季炎热多雨，秋季阴雨绵绵，冬季干冷，雨雪较少，晴日较多。

多年平均气温13.9℃，多年极端最低气温-16.5℃，多年极端最高气温43.2℃。

多年平均年降水量573.5毫米，年降水量最多863.4毫米，年降水量最少388.6毫米，夏季降雨量一般占全年降雨量的48%；其次为秋季，降水量约占全年降水量的30％，7～9月降水量最为集中；暴雨一般出现在夏季，尤以7月份最多；大风较少，8级或8级以上的大风日数多年平均为6日，多年平均风速为2.8米/每秒；年平均最大风速3.7米/每秒，年平均最小风速2.1米/每秒。

（三）线路主要技术标准线路等级：客运专线正线数目：双线限制坡度：12‰，困难条件下不超过20‰最小曲线半径：9000m，困难条件下7000m牵引种类：电力到发线有效长度：700m列车运行方式：自动控制行车指挥方式：综合调度集中二、工程地质概况（一）完成的主要地质工作量郑西客专线渑灵段采用综合勘察技术实施地质勘察工作，完成主要工作量入下表：郑西客专线渑灵段地质勘察主要工作量一览表（二）沿线地质特征1、地形地貌测段在观音堂隧道之前属于黄土丘陵区，地势整体平缓，由东向西缓慢升高，黄河支流洛河之横向黄土冲沟发育，部分深切呈“V”型谷，冲沟深达数十米，岸坡陡峭；观音堂隧道至张茅隧道段为低山区，整体地势南高北低，地形起伏大，部分形成陡峻山坡；张茅至三门峡车站段为黄土丘陵、黄土台塬斜坡地区，地势整体南东高北西低，塬面上地形开阔平缓，斜坡地段横坡较陡，横向黄土冲沟发育，大部分深切呈“V”型谷，冲沟深达数十米，岸坡陡峭；三门峡车站至测段终点主要为黄河各级阶地，函谷关隧道穿越黄土梁区，地势整体南高北低，黄河阶地面及黄土台塬面地形开阔平缓，斜坡地带横坡较陡，横向黄土冲沟发育，部分深切呈“V”型谷，黄河支流河谷宽阔，岸坡一般陡峻。

郑西客运专线桥梁桩基摩阻力试验研究陈子文【摘要】根据郑西客运专线的地质条件,三门峡至灵宝段桥梁全部采用钻孔灌注桩基础,桩数多且桩较长,桩基穿过砂质黄土、黏质黄土、粉细砂层、圆砾土等,为合理确定桩侧摩阻力、桩基承载力等,很有必要进行桩基摩阻力试验研究.试桩采用慢速维持荷载法,实测得到各试桩的Q～s曲线,进而导出桩身轴力、桩周摩阻力、端阻力变化以及在极限承载力下各土层对桩的摩阻力和端阻力等.实验结果表明,各桩桩身轴力均随桩的深度的增加而递减,反映出摩擦桩的特征;摩阻力沿桩身的分布呈“单峰状”;在极限荷载下,试桩端承力仅占桩顶荷载的2.1％～8.1％.通过该实验,不仅优化了郑西客运专线桥梁基础设计,取得了可观的经济效益,也为类似场地中的桩基设计提供了参考.【期刊名称】《高速铁路技术》【年(卷),期】2016(007)003【总页数】7页(P42-48)【关键词】桥梁桩基;摩阻力;试验研究;极限承载力;湿陷性黄土【作者】陈子文【作者单位】中铁二院工程集团有限责任公司, 成都610031【正文语种】中文【中图分类】U443.15郑州至西安客运专线是我国在湿陷性黄土地区建设的第一条无砟轨道高速铁路，根据地质勘察资料，沿线湿陷性黄土的工程性质非常复杂，湿陷性黄土区段占全线总长度的65%，其中自重湿陷性黄土区段约占线路全长的27%，湿陷程度从轻微(Ⅰ级)到很严重(Ⅳ级)在整个专线路段均有分布，涵盖了我国湿陷性黄土的全部类型。

鉴于沿线湿陷性黄土的特殊性和复杂性，以及无砟轨道客运专线对地基的特殊要求，铁道部科技司组织实施了沿线湿陷性黄土的摩阻力试验，以便为郑西客运专线湿陷性黄土桩基方案的优化提供相关参数和设计依据。

根据郑西客运专线的地质条件，三门峡至灵宝段桥梁全部采用钻孔灌注桩基础，桩数多且桩较长。

本段线路正线长度约77.1 km，桥梁12座，总长约49.6 km，墩台采用的桩径有1.0 m、1.25 m、1.50 m。

郑西铁路客运专线湿陷性黄土隧道基底处理技术王新东【摘要】为有效控制客运专线隧道基础沉降变形,根据湿陷性黄土隧道工程特点,结合郑西客运专线凤凰岭隧道设计方案、理论分析以及现场施工情况,阐述郑西客运专线湿陷性黄土隧道基底处理技术.【期刊名称】《铁道标准设计》【年(卷),期】2007(000)0z1【总页数】3页(P90-92)【关键词】郑西客运专线;黄土隧道;湿陷性;挤密桩【作者】王新东【作者单位】中铁第一勘察设计院集团有限公司,西安,710043【正文语种】中文【中图分类】U459.1目前，我国较少有铁路隧道基底处于湿陷性黄土内的，以往对于少数隧道部分区段的湿陷性黄土，由于列车运行速度低，轨道对基底沉降控制要求不高，除洞门基础进行换填处理外基本未作特殊处理。

郑西客运专线隧道内铺设无碴轨道，要求隧道内线路有高度的平顺性，基底工后沉降要求不大于15 mm，设计标准高，而隧道洞口段基底多位于湿陷性黄土地层中，必须采用有效基底处理措施，严格控制工后沉降。

就湿陷性黄土地基处理而言，我国有较为成熟的技术和实践经验，主要的处理方法有：碾压、换填、强夯、动力/振动挤密桩、静力挤密(预制)桩、CFG桩、注浆、高压灌浆、高压旋喷桩等。

这些方法是在隧道以外的土木工程中形成，并得到广泛的应用，但尚缺乏在隧道开挖后洞内处理实施的实例。

结合郑西客运专线湿陷性黄土隧道基底处理的设计方案、理论分析及施工情况，阐述郑西客运专线湿陷性黄土隧道基底处理技术，以供参考和借鉴。

1 工程概况郑西客运专线凤凰岭隧道位于陕西省华阴市，起讫里程DK349+776～DK350+615，全长839 m，为双线黄土隧道。

隧道位于郑西客运专线工程试验段起点，洞身纵坡为3.5‰的下坡，进口与磨沟河桥桥台紧密相连，于2007年1月1日顺利贯通。

隧道位于潼关黄土台塬区，通过区范围内地层岩性简单，黄土台塬区表层为第四系上更新统风积砂质黄土，下伏第四系中更新统风积的砂质黄土，中间夹有数层粉质黏土古土壤层，洞身地下水不发育。

郑西客专湿陷性黄土路基挤密桩施工特殊处理方法
董学武
【期刊名称】《铁道建筑技术》
【年(卷),期】2008(000)006
【摘要】郑西铁路客运专线大部分地段穿越湿陷性黄土区域,根据现场湿陷性黄土路基挤密桩施工经验,介绍饱和软弱土缩孔、桩底土质为软弱土、遇到地基土质较硬、地下洞穴及地下水渠等特殊情况的处理办法,为湿性黄土区域的挤密桩施工提供借鉴.
【总页数】3页(P75-77)
【作者】董学武
【作者单位】中铁十六局集团第二工程有限公司,天津,300162
【正文语种】中文
【中图分类】U416.16
【相关文献】
1.大西客专2标湿陷性黄土路基水泥土挤密桩施工质量控制 [J], 王龙
2.大西客专2标湿陷性黄土路基水泥土挤密桩施工质量控制 [J], 王龙
3.郑西客运专线静压挤密桩施工技术 [J], 薛宁鸿;谢军
4.郑西客专华县梁场32m箱梁预制施工工艺特点 [J], 秦彦涛
5.郑西客运专线湿陷性黄土路基施工技术 [J], 安宁;方筠
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

成果名称：郑西客运专线湿陷性黄土地基处理及路基填料改良试验研究成果简介：郑西铁路客运专线是我国《中长期铁路网规划》中"四纵四横"之一的徐州-郑州-兰州铁路客运专线的重要组成部分，也是我国首批开工建设的三条设计时速350km的高标准客运专线之一，大部分区段位于我国黄土地区。

在黄土地区建设最高时速350km的高标准铁路，且全线铺设无碴轨道线路这在我国还是首次，路基工后沉降量一般不应超过扣件允许的沉降调高量15mm。

在此之前，我国西部黄土地区修建的陇海铁路、宝中铁路、包兰铁路、兰新铁路、西延铁路等目标时速均远远低于此标准。

工程实践表明：利用水泥土挤密桩对地基进行处理、石灰改良黄土填筑路堤后，不仅做到了就地取材，而且提高了地基的强度，有效控制了路基工后沉降量，满足时速350km的高速铁路对路基工程(含基床底层)的压实标准和工后沉降量的严格要求。

在研究路基工后沉降观测及预测的过程中，通过七种预测模型的对比分析最终采用指数模型和准固结模型预测的结果与实测资料非常接近、误差小，利用这两种模型可以较方便地预测路堤的工后沉降及其最终沉降量，可以得到较好的预测结论来指导施工，从而为确定合适的铺轨时间提供依据。

通过单桩复合地基载荷试验和路堤下桩、土应力测试的对比分析，对水泥土挤密桩复合地基的工作性状及其承载特性进行了分析。

所得到的结论进一步完善了水泥土挤密桩复合地基处理湿陷性黄土地基的理论依据和实践经验，为今后在黄土地区进一步建设高速铁路打下了一定的研究基础。

此研究成果对整个线路的稳定和安全奠定了基础，并且对控制路基的沉降量起到了很好的指导作用，不但降低了工程造价，收到了很好的经济效果，而且此研究成果的成功经验可为其他类似工程的设计、施工提供有益的借鉴，具有推广意义。

该成果的顺利实施，不但带来了巨大的经济效益和社会效益，而且也促进了铁路建设的科技进步。

湿陷性黄土地基注浆加固实例1、工程概况某住宅楼建于1992年，高17.00m，6层，东西长66 .8m，南北宽12.80m，5个单元，砖混结构，毛石基础，基础埋深-2.80m。