臨近既有線的侵限路基的一種處理方法

鄧天天

摘要：在既有運(yùn)營鐵路線旁邊修建新的鐵路時(shí)，線間距較小的地方往往會出現(xiàn)侵限路基，如何通過設(shè)計(jì)措施來科學(xué)合理地處理侵限路基，是亟待解決的問題。以新建商合杭鐵路YDK360+226.33～YDK360+314.06段侵限路基為研究對象，提出了采用u型槽+鉆孔灌注樁的樁筏基礎(chǔ)處理方式，并通過檢算理論上證實(shí)了方案的可行性，研究結(jié)果可為類似的侵限路基的設(shè)計(jì)、施工方案的選擇提供依據(jù)和參考。

關(guān)鍵詞：侵限路基；樁筏基礎(chǔ)；臨近既有線

中圖分類號：文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：引言：近年來我國大力發(fā)展高速鐵路，高速鐵路建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)要求非常高，運(yùn)營中的高鐵線路應(yīng)盡量避免受到施工干擾。在既有運(yùn)營高鐵線路旁邊修建新的鐵路時(shí)，從充分利用土地資源的角度出發(fā)，往往要求盡量壓縮新老鐵路線之間夾心地帶的范圍，部分臨近既有線地段就會出現(xiàn)侵限路基，如何采取科學(xué)合理的設(shè)計(jì)措施來減少新建鐵路施工過程中對既有運(yùn)營鐵路的影響，是一個(gè)值得研究和探討的方向。

1工程概況

新建商合杭鐵路阜陽淮南市界至合肥北城段設(shè)計(jì)時(shí)速為350km，在合肥市長豐縣境內(nèi)的YDK360+226.33～YDK360+314.06段路基與既有合蚌高鐵平行，路基填高約6m，與既有合蚌客專線間距約32m，若路基靠近既有線側(cè)邊坡按常規(guī)的1：1.5刷坡，路基坡腳將會侵入既有合蚌客專的坡腳并覆蓋住既有排水溝，不但會造成積水無法排出，而且施工時(shí)將要開挖既有合蚌客專的坡腳，將會嚴(yán)重影響既有線的正常運(yùn)營和安全。為了減少施工中對既有線的影響，科學(xué)合理地解決線間距不允許常規(guī)方法刷坡的問題，本路基工點(diǎn)設(shè)計(jì)中采用U型槽+鉆孔灌注樁的樁筏基礎(chǔ)進(jìn)行處理。其中鉆孔灌注樁樁徑0.8m，橫向、縱向樁間距均為4m，正方形布置，樁長25m；樁頂鋪設(shè)C40鋼筋混凝土筏板，U型槽兩側(cè)懸臂高2.5m，設(shè)計(jì)橫斷面示意圖如圖1所示。

2自然地質(zhì)背景

2.1自然地理

路基工點(diǎn)屬崗地區(qū)，地勢略有起伏，多辟為農(nóng)田，地面標(biāo)高為56～61m。

2.2地層巖性

路基工點(diǎn)地層巖性自上而下依次為：

（3）白堊系下統(tǒng)朱巷組鈣質(zhì)砂巖（Klz）：全風(fēng)化～弱風(fēng)化，褐紅色，其中全風(fēng)化、強(qiáng)風(fēng)化層較薄，弱風(fēng)化層埋深約23m。

路基工點(diǎn)主要地層物理力學(xué)指標(biāo)設(shè)計(jì)值見表1。

2.3水文地質(zhì)

本工點(diǎn)地下水為孔隙潛水，地下水埋深約1.7m。地表水無化學(xué)侵蝕性，無鹽類結(jié)晶破壞作用。地下水有酸性侵蝕，化學(xué)環(huán)境作用等級為HI，氯鹽環(huán)境作用等級為L1。

2.4物理地質(zhì)

根據(jù)《新建鐵路商丘至合肥至杭州鐵路地震安全性評價(jià)報(bào)告》，本工點(diǎn)地震動(dòng)峰值加速度為0.10g，反應(yīng)譜特征周期值0.35s，對應(yīng)地震烈度為7度。3樁筏基礎(chǔ)設(shè)計(jì)計(jì)算

3.1樁筏基礎(chǔ)材料及相關(guān)參數(shù)

筏板采用C40鋼筋混凝土，彈性模量34000MPa，γ=25kN/m³；樁基礎(chǔ)混凝土標(biāo)號C30，彈性模量32000MPa，γ=25kN/m³。

3.2設(shè)計(jì)考慮的荷載

根據(jù)《鐵路工程地基處理技術(shù)規(guī)程》（TBl0106-2010）～]，-該結(jié)構(gòu)考慮的荷載類型及其數(shù)值如表2所示。根據(jù)規(guī)范，通過降低溫度來實(shí)現(xiàn)混凝土收縮的影響，相對于對結(jié)構(gòu)施加15℃的軸向溫度荷載。軌道荷載按45°從混凝土底座外側(cè)向下擴(kuò)散考慮。

3.3.1內(nèi)力計(jì)算

縱向經(jīng)計(jì)算后可得，每4m板最大正彎矩619.9kN·m（恒載：590kN·m，活載：29.9kN·m），最大剪力1348.7kN；最大負(fù)彎矩-865.5（恒載：820.9kN·m，活載：44.6kN·m，最大軸力2691.9kN。

橫向經(jīng)計(jì)算后可得，每4m板最大正彎矩591.5kN·m（恒載：510.7kN·m，活載：80.8kN·m），最大剪力1336.1kN.。最大負(fù)彎矩-885.2（恒載：-874.0kN·m，活載11.2kN·m），最大軸力2674.9。

3.3.2縱向撓度檢算

根據(jù)《鐵路工程地基處理技術(shù)規(guī)程》（TBl0106-2010）16.2.3條款，列車運(yùn)行速度按小于200km/h考慮，此時(shí)筏板在豎向靜活載作用下的撓度應(yīng)小于1.1L/1300，其中L為筏板縱向跨度。荷載產(chǎn)生的撓度為：樁板跨中活載撓度。

3.3.3樁筏基礎(chǔ)配筋

根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50007-2011）、《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50010-2010）對樁筏基礎(chǔ)進(jìn)行抗沖切、抗彎、抗剪、強(qiáng)度和裂縫檢算，樁筏基礎(chǔ)配筋如下：

筏板配筋：板縱橫向上側(cè)鋼筋混凝土的凈保護(hù)層厚度取70mm（箍筋邊緣到混凝土邊緣的距離），上側(cè)配筋HRB400鋼筋φ22@200mm，下側(cè)配筋HRB400鋼筋φ25@200mm箍筋采用HPB300φ12雙肢布置。其中上側(cè)樁中心左右兩側(cè)各1m范圍內(nèi)采用兩根一束布置。

樁基配筋：箍筋外邊緣保護(hù)層厚度70mm，鋼筋HRB400型20016，單筋布置。

3.3.4穩(wěn)定性檢算

根據(jù)《鐵路橋涵鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（J462-2005），偏心受壓構(gòu)件應(yīng)按軸心受壓構(gòu)件驗(yàn)算垂直于彎矩作用平面內(nèi)的穩(wěn)定性，此時(shí)，不考慮彎矩作用。按樁筏基礎(chǔ)配筋情況，根據(jù)規(guī)范表5.2.3-1、-2，可知m=12.4，縱向彎曲系數(shù)φ=0.98，根據(jù)5.2.3條穩(wěn)定性檢算公式則有：

4結(jié)論

（1）新建商合杭鐵路YDK360+226.33～YDK360+314.06段侵限路基工點(diǎn)采用U型槽+鉆孔灌注樁的樁筏基礎(chǔ)處理方式解決了對既有合蚌客專的侵限問題，避免了施工中對既有線坡腳和排水溝的破壞，對既有線正常運(yùn)營影響較小，確保了既有線路基穩(wěn)固和行車安全。

（2）通過對樁筏基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)和受力分析，建立了合理的力學(xué)模型，進(jìn)行了結(jié)構(gòu)的相關(guān)內(nèi)力計(jì)算和配筋。通過檢算，樁筏基礎(chǔ)的縱向撓度為0.45mm，符合規(guī)范要求；混凝土壓應(yīng)力為0.93MPa，符合規(guī)范要求。

（3）計(jì)算證明，本路基工點(diǎn)采取u型槽+鉆孔灌注樁的樁筏基礎(chǔ)是可行的，研究結(jié)果可為類似的侵限路基的設(shè)計(jì)、施工方案的選擇提供依據(jù)和參考。endprint