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海南环岛高速铁路的观测结果与数据分析

时间:2023-10-04 理论教育 版权反馈
【摘要】:图2.4-3各断面的地基面沉降图 2.4-4 为海南环岛高铁各断面的分层沉降观测结果,从全风化花岗岩地基土分层沉降观测结果可以发现,在加载期间,沉降曲线很陡,压缩发生很快。图2.4-5各断面侧向位移2.4.3.2路基基底应力观测结果图2.4-6和图2.4-7分别为海南环岛高铁水泥土搅拌桩和CFG桩基底应力分布与填筑高度关系曲线。

海南环岛高速铁路的观测结果与数据分析

2.4.3.1 地基沉降观测结果

图 2.4-3 各断面的地表沉降观测结果。结果表明:路基填筑初期,花岗岩全风化层地基沉降迅速,沉降量大,填筑后期沉降速率明显减缓。随着时间的增加,沉降曲线趋于稳定。路基填筑时间约为 205~210 d,填筑期内,饱和花岗岩全风化层地基沉降约为观测总沉降的82.2%~96.7%。地基沉降由路基中心向路肩递减,沉降趋势基本一致,说明路基沉降均匀,稳定性良好。

图2.4-3 各断面的地基面沉降

图 2.4-4 为海南环岛高铁各断面的分层沉降观测结果,从全风化花岗岩地基土分层沉降观测结果可以发现,在加载期间,沉降曲线很陡,压缩发生很快。浅层的风化花岗岩沉降量比较大,随着地层深度的增加,其沉降逐步减少,而观测区以下地基层的压缩量占地基总沉降量的比例却相当大,因此观测区以下的总沉降量还应予以重视。对比地基分层沉降情况,发现地基表层沉降相对较大,而深层沉降依次呈现非线性降低。

图2.4-4 各断面分层沉降与时间的关系

图 2.4-5 为海南环岛高铁各断面的侧向位移观测结果,地基侧向位移观测结果表明,花岗岩全风化层地基侧向变形具有以下特点:天然花岗岩全风化层地基的侧向位移呈开口型,最大侧向位移发生在距地表较近的位置。天然地基经换填和强夯处理后,浅层地基土的密度增大,模量大幅度提高,最大侧向位移向地基深处延伸,通常发生在加固区以下软弱土层中距地面约 8 m的位置,但侧向位移量比原状土地基减小。经水泥土搅拌桩、CFG 桩加固的断面侧向位移分布呈弓形,最大侧向位移通常发生在加固区以下 1~3 m 的范围内,位移量更小。长期监测结果表明,这4种工法能够提高路基地基的整体约束性和抗变形能力,保证填筑过程中系统的稳定性。

图2.4-5 各断面侧向位移(www.xing528.com)

2.4.3.2 路基基底应力观测结果

图2.4-6和图2.4-7分别为海南环岛高铁水泥土搅拌桩和CFG桩基底应力分布与填筑高度关系曲线。如图所示,复合地基(水泥土搅拌桩和CFG桩)基底中心应力随路基高度增加呈非线性增长。基底中心桩顶应力最大,坡脚处应力最小。填筑期间,桩顶土压力和桩间土压力迅速增大。施工间歇期,土压力增长速度明显变缓,并逐渐趋于稳定。

图2.4-6 水泥土搅拌桩基底土压力与填高曲线

图2.4-7 CFG桩基底土压力与填高曲线

水泥土搅拌桩属于半刚性桩,桩间未扰动的风化花岗岩强度较高,桩土模量比较小。在路堤荷载作用下,桩土应力比不大,基底中心处桩土应力比 1.71,边坡中心处桩土应力比1.42。如图 2.4-8所示,桩土应力比由路基中心向坡脚处逐渐递减,沿横断面方向,桩土应力比变化幅度不大。由实测数据可知,桩顶土压力均大于或接近于γH法算得的基底应力,而桩间土的压力均小于γH法算得的基底应力,说明柔性垫层起到了一定调节荷载的作用,“土拱”的形成有效调整了桩和桩间土的应力。现场监测到的土工格栅最大伸长量仅为 7.11 mm,桩和桩间土在桩顶柔性垫层的协调作用下变形均匀,桩顶向柔性垫层的刺入量很小,说明柔性垫层的调节作用没有完全发挥出来,如图 2.4-9 所示。CFG桩属刚性桩,基底中心处桩土应力比为7.51,边坡中心处桩土应力比为6.18,如图2.4-8(c)所示。CFG 桩的桩土应力比远高于水泥土搅拌桩,土工格栅的最小伸长量为 39.6 mm,土拱计算高度为1.02 m。CFG桩的桩土应力比越大,土拱效应就越显著。路基荷载主要由桩身承担,避免由于桩间土承担的荷载太大,导致路堤顶面出现过大的差异沉降。

图2.4-8 各断面地基土压力分布

图2.4-9 各断面桩间土柔性位移计位移-时间曲线

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