北京地区无缝线路整体道床下挡墙地基的设计特点及计算方法.docVIP

PAGE  PAGE 13 北京地区无缝线路整体道床下挡墙地基的设计特点和计算方法 [摘要]随着轨道及道床设计不断 发展 ,轨道 交通 路堤结构上道床敷设方式逐步由碎石道床向整体道床上铺设无缝线路转变,根据梁轨相互作用的设计思想,对路基挡墙的设计提出了更高的要求。作者通过参加几条城市轨道交通路堤段的设计, 总结 出城市轨道交通路堤结构的设计特点及地基处理 方法 为今后设计提供 参考 经验。[关键词]整体道床　沉降　CFG桩 前言 近年来随着城市轨道的大力发展,地铁线网不断加密,在远离城市中心区及连接城市与郊区的轨道上,路堤及高架结构因为工期短、投资少的特点进入大量建设的时期。城市轨道交通工程与普通铁路的区别主要为行车密度大、使用寿命长及安全可靠度要求高等,运营及安装对路基提出了更高的要求。随着轨道及道床设计不断发展,轨道交通路堤上轨道及道床的铺设方式逐步由碎石道床转为整体道床上铺设无缝线路,根据梁轨相互作用的设计思想,路基顶面由列车动载及轨道结构静载产生的应力并不大,但整体道床路基顶面需提供较大的刚度才能保证整体道床轨道结构的正常使用。因此,路基地基的设计需考虑工后沉降对道床的 影响 ,往往需对道床以下直至基底范围内地基进行特殊处理,以满足整体道床对其下基础的强度及刚度要求。 目前 国内规范并不适用于轨道无缝线路整体道床路基地基处理的相应设计,有必要寻找一种 计算 方法为今后大量的轨道地面线设计提供 理论 参考和设计指导。 1 设计特点 1.1 无缝线路整体道床对地基的要求 轨道工程采用无缝线路整体道床增加行车的舒适度,便于标准化施工和后期养护和维修,同时为保证轨道的平顺,整体道床对下部基础沉降要求十分严格,路基顶面需提供较大的刚度才能保证整体道床轨道结构的正常使用。根据铁道部 科学研究 院关于无渣轨道的研究报告,钢轨扣件的调高量仅为40mm,基础顶面的竖向变位一般允许取调高量的50%~70%。根据目前已运营的北京地铁十三号线实际观测经验,整体道床的沉降需控制在20mm以下,在设计过程中基础的工后沉降应控制在15mm。 1.2 计算实例及 分析 下面是对北京五号线干~大区间3.75m高挡墙的设计实例。 1. 计算模型及地基地质情况 2.沉降计算 根据《铁路桥涵地基和基础设计规范》3#183;2#183;1条规定土层压缩的总沉降量S可按下式计算:基础埋深0.8m,位于3层,土层基本承载力220kPa,地基压应力为126kPa,计算沉降经验修正 系数ms为0.4。基础底标高40.43。沉降量计算见表2。最终沉降量:S=0.4#215;(0.0118+0.0042+0.0179+0.015+0.0054+0.0026)=0.0228m。大于0.015m的设计允许值。 3.分析 由此可见虽然地基土的承载力满足设计要求,但压缩沉降超过整体道床的竖向允许值,必须对地基土进行处理,保证基础沉降值满足后期轨道的铺设及运营条件。 城市轨道车辆与铁路车辆不同点在于轴重轻、轴间距长和行车密度大,计算换算土柱高度较铁路要低,地基承载力要求不高。而无缝线路整体道床的竖向变形要求地基土必须提供足够的刚度,地基沉降控制是设计中重要指标。 目前《地铁设计规范》(GB50157-2003)及《铁路路基支挡结构设计规范》(TB10025-2001)对路基挡墙的设计仍基于碎石道床路基,主要针对填料分类和基床土的压实度作了要求,对于基础的沉降计算及处理方法并没有提及,对于整体道床路基的设计欠缺理论上的指导性。 鉴于目前的轨道地面线大量建设的情况,有必要寻求一种适合整体道床路基的设计方法,尤其是地基的处理方法一定要施工简便、沉降处理效果明显且工程造价合理。目前地基处理方法很多,但在城市轨道路基处理方面尚未运用。下面分别总结在北京地区常用的几种地基处理方式, 并借鉴城市道路路桥分界处地基的处理方法及计算理论,提出较为适合城市轨道无缝线路整体道床地基特点的方案,并针对该方案列出计算方法和实际检测报告。2 地基处理 方法 简介 目前 华北及北京地区普遍采用的地基处理方法有:密实法、置换法、复合地基法、加筋法及灌浆法等,由于其它几种方法对土层的依赖性较大,不适用于土层变化频繁的城市轨道工程。而复合地基法具有密实法和置换法的效应,同时比较施工速度及 经济 性等因素,推荐复合地基法为地基处理的主要工法。 复合地基是在天然地基中设置一定比例的增强体(桩体),使桩土共同承担荷载,使土体的孔隙体积减少、密实度提高,地基土的承载力增加、压缩性降低的人工地基。不同桩型的复合地基,其承载力和变形特征明显不同。 2.1复合地基效应 根据桩体材料不同,可将复合地基分为散体材料复合地基、一般粘结强度桩复合地基和高粘结强度桩复合地基。不同桩型的复合地基,其承载