既有铁路桥(涵)过渡段路基不均匀沉降加固措施及数值模拟

维普资讯 http://www.cqvip.com 工业技术　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｃｏｎ　既有铁路桥（涵）过渡段路基不均匀沉降加固措施及数值模拟　宁波　（兰州交通大学　甘肃兰州　７３００７０）　摘要：钻孔注浆桩多用于地基加固和基础防渗工程，针对既有铁路路基桥涵过渡段不均匀沉降病害整治较少，为此决定采用在路基边坡　斜打注浆孔注浆加固并改良土体的路基整治方案，该方案的各项技术指标均达到预期效果。文章重点阐述钻孔注浆加固改良机理和数值　模拟分析。　关键词：既有铁路　路基沉降　钻孔注浆　加固路基　模拟分析　中图分类号：Ｕ４４２　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７３～０５３４（２ｏ０７）Ｏ６（ｃ）一００４３一Ｏｌ　１工程背景　在线路路基检测过程中，发现桥梁和涵洞　始，沿边坡方向及线路方向打孔注浆，三排桩沿　边坡方向间隔２．Ｏｍ，桩沿线路方向前１５ｍ间隔　４结语　对加固后路段进行检测，取得了很好的加　两侧部分路基边坡上部凹陷，路基面下沉约　１．５ｍ，１５￣３５ｍ间隔２ｍ，３５－５０１１１间隔３ｍ，每排　固效果，桥头路基下沉基本到治理，汛期没有发　３０ｃｍ，坡面少量开裂，硬路肩开裂且在桥涵构　２５根桩，桥涵两侧共打孔３００处。桩长１０ｍ，上　生水害，基床排水良好，减少了修工作量。既　造物处明显起伏，影响行车安全，必须进行加固　下两排及路基两侧桩必须交错布置，压力注浆　有线进行提速改造时，注浆技术不影响行车秩　处理，以消除病害。本路段路基为砂砾土，孔　所形成的桩桩径３０ｃｍ，与水平线成ｌ５度角向　序，无需采用重型碾压设备，整治后的基床表层　隙率较大，采用钻孔、压力注浆法对其进行　下，每沿米水泥用量不小于５５ｋｇ。钻孔施工从　土的物理力学性能满足提速线路的强度，基床　加固。　桥涵背向路基方向自上而下进行，同排桩隔桩　稳定，排水效果好。加固后沉降与模拟计算值　施工，沿线路方向按每１０—１５ｍ为施工段。注　较接近，可以看出如果参数及计算模型选择合　２注浆加固方案　浆桩布置如图１所示。　适，ＡＮＳＹＳ模拟可以得到很好的计算数据，供　２　１在路基土体中注浆能起到的作用　设计施工参考。　（１）渗入、劈裂和压密作用。在注浆压力　３数值模拟　作用下，浆液克服各种阻力渗入孔隙和裂隙中，　为了对加固效果有更具体的了解，我们采　参考文献　在较大压力下，注浆液首先在注浆管端深度对　用ＡＮｓＹｓ软件进行数值模拟。采用平面应变　【１］许新桩．用注浆技术加固桥头路堤工程实践　土体产生劈裂作用，使浆沿着土体中的裂隙（包　模型对路基横断面进行分析，用ＰＬＡＮＥ４２单　【Ｊ］．路基工程，２００４（２）：２８—２９．　括显裂隙和隐裂隙）渗透；注浆液延伸长度和厚　元模拟土体及加固形成的桩体。边界条件为路　【２］黄冬梅．软土地基处理之浅见【Ｊ］．山西建筑，　度与注浆压力有关，压力越大，延伸长度和厚度　基底面竖向约束，荷载为自重。　２００４，３０（３）：２７—２９．　就越大。劈裂注浆后土体中的部分裂隙和一些　分为三种情况进行分析：注浆形成３０ｃｍ、　【３］李志华．水泥搅拌桩处理软土地基【Ｊ］．山西　大孔隙被充填和胶结，使土体的强度得以提高。　４０ｃｍ、５０ｃｍ加固体，可得出如下结论：　建筑，２００５，３１（４）：５５—５６．　随着土中裂隙被不断充填，最后注浆液在注浆　注浆法加固路基是可行的，减少路基沉降　【４】曾国熙．地基处理手册【Ｍ】．北京：中国建筑　管端部不断聚集，形成“浆泡”，对周围土体进　主要有两方面原因。　工业出版社，１９９５：５６～６５．　行压密，使孔隙减少，土体强度增加。　（１）注浆所形成的水泥与土的结合体比未　【５】林宗元．岩土工程治理手册【Ｍ］。沈阳：辽　（２）骨架作用。经注浆后，土体中的裂隙　加固土体强度、变形模量有所提高，其可压缩　宁科学出版社，１９９３：３４—４５．　和孔隙得到充填和压密，注浆液固结体呈鱼骨　性减小，从而减少整个路基沉降量，最大沉降量　状分布在土体中使土体的整体性得到加强，密　可减少ｌ１．６％左右。　度和强度相应提高；另一方面由于注浆液在土　（２）注浆所形成的水泥柱体，由于其强度较　中凝固后，土体也产生了较高的强度，注浆固结　原路基土大许多，￣ｘ，Ｊ－土体变形提供一定约束，　体在土体中起到了骨架作用。　从而减少整个路基沉降量，最大沉降量可减少　（３）防渗堵漏作用。注浆后，充填了裂隙和　ｌ２．６％左右。　孔隙，防止或减少了水分的纵横向迁移，降低了　（３）随着注浆所形成加固柱体直径的增加，　水对路基的不利影响。　加固效果有所提高，但对行车的影响也会加大，　（４）土质改性作用。当由水泥和粉煤灰等　故施工过程中应考虑列车时速及载重。　组成的浆液与填土混合后，会发生一系列的化　综上所述，减少沉降量最大可达２４．２％。　学反应，如水泥的水化反应、粉煤灰的火山灰　减少沉降量范围在５％～２０％之间。　效应等，这些反应会使土体形成凝胶体混合物，　ＡＮＳＹＳ模拟采用材料参数见下表：　具有很高的强度。　土体　注浆所形成桩体　２．２加固方案　为了不影响列车运行，对桥涵两侧５０ｍ范　弹性（变形）模凝　４０　ａ　２ｌ０００　ａ　围内路基进行钻孔注浆，在路基两侧自路肩开　泊松比　Ｏ．２　Ｏ　ｌ８　Ａ；　Ｓ　：￥套芑　鬈　§￡离蕊０　聋办棼々　普：麓　：卷蟊　图ｌ　科技咨询导报Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｃｏｎｓｕｌｔｉｎｇ　Ｈｅｒａｌｄ　４３