[發明專利]一種無砟軌道路基基底膨脹土中抗隆起樁基的錨固力測算方法

有效

• 申請號: 201711010738.6
• 申請日: 2017-10-25
• 公開（公告）號: CN108049438B
• 公開（公告）日: 2019-08-16
• 發明（設計）人: 陳偉志;李安洪;葛學軍;曾永紅;吳沛沛;姚裕春;葉世斌;劉剛;胡會星;梅萬波;付銘川;李高明;冉令;姚昊宇
• 申請（專利權）人: 中鐵二院工程集團有限責任公司
• 主分類號: E02D31/10
• 分類號: E02D31/10;E02D27/12;E01C3/04
• 代理公司: 成都惠迪專利事務所(普通合伙) 51215
• 代理人: 王建國

一種無砟軌道路基基底膨脹土中抗隆起樁基的錨固力測算方法，以合理確定膨脹土中抗隆起樁基的錨固力，為復合樁基的樁長設計提供依據，計算簡便，能夠滿足實際工程需要。該方法包括以下步驟：①通過現場調查實測，確定樁基“中性點”深度l₀，單位m；通過室內試驗或現場調查實測，確定樁基“中性點”以下樁?土界面的負摩阻力f'，單位kPa；通過室內試驗或現場調查實測，確定樁基“中性點”以上樁?土界面的脹切力f，單位kPa；②通過以下公式確定膨脹土中抗隆起樁基的錨固力F_u

技術領域

本發明涉及高速鐵路路基樁基技術領域，特別涉及一種無砟軌道路基基底膨脹土中抗隆起樁基的錨固力測算方法。

技術背景

在工程建設中，膨脹土大都屬于非飽和土范疇，在大氣降雨或外界滲水條件下，非飽和膨脹土吸水產生隆起變形。高速無砟鐵路變形控制要求極其嚴格，鋪軌后軌道扣件容許的調整量僅為4mm。對于低路堤或路塹，基底膨脹土隆起變形極易導致軌面上升，引發高速鐵路無砟軌道板開裂，造成重大的無砟軌道病害，甚至危及高速列車的行車安全。

為了減弱或消除無砟軌道路基基底膨脹土的隆起變形，廣泛采用抗隆起樁基(如CFG樁、素混凝土樁、鋼筋混凝土樁等)進行路基基底膨脹土加固處理。工程實踐表明，經抗隆起樁基加固的路基基底膨脹土隆起變形得到了有效控制。公開號為CN204356594U的中國實用新型專利公開了一種無砟軌道膨脹土路塹-基床構造。該專利路塹基底采用樁基加固的主要目的是為了減弱或消除膨脹土地基的隆起變形，但對膨脹土中樁基能夠提供多少錨固力并未交代，目前也無相關文獻或專利予以報道。然而，在海外工程實踐中，面對路基基底膨脹土中抗隆起樁基的錨固力測算，國內工程師往往束手無策，難以有效響應國外咨詢專家的質疑。可見，該領域存在技術不足，迫切需要提出一種無砟軌道路基基底膨脹土中抗隆起樁基的錨固力測算方法。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種無砟軌道路基基底膨脹土中抗隆起樁基的錨固力測算方法，以合理確定膨脹土中抗隆起樁基的錨固力，為復合樁基的樁長設計提供依據，計算簡便，能夠滿足實際工程需要。

本發明解決上述技術所采用的技術方案如下：

本發明提出一種無砟軌道路基基底膨脹土中抗隆起樁基的錨固力測算方法，包括以下步驟：

①通過現場調查實測，確定樁基“中性點”深度l₀，單位m；通過室內試驗或現場調查實測，確定樁基“中性點”以下樁-土界面的負摩阻力f'，單位kPa；通過室內試驗或現場調查實測，確定樁基“中性點”以上樁-土界面的脹切力f，單位kPa；

②通過以下公式確定膨脹土中抗隆起樁基的錨固力Fu

式中：F_u為膨脹土中抗隆起樁基的錨固力，單位kN；L為樁基設計樁長，單位m；l₀為樁基“中性點”深度，單位m，由步驟①確定；d為樁基設計樁徑，單位m；f'為樁基“中性點”以下樁-土界面的負摩阻力，單位kPa，由步驟①確定；f為樁基“中性點”以上樁-土界面的脹切力，單位kPa，由步驟①確定。

本發明的有益效果是：綜合考慮了樁基“中性點”深度、樁基“中性點”以下樁-土界面的負摩阻力、樁基“中性點”以上樁-土界面的脹切力三大因素，并結合抗隆起樁基的錨固工作機理，采用分段函數分析得到無砟軌道路基基底膨脹土中抗隆起樁基的錨固力測算公式，能合理確定抗隆起樁基的錨固力，為抗隆起樁基的樁長設計提供科學依據，避免設計的樁長過短或過長，造成錨固力不足或材料浪費。該方法操作快捷，計算簡便，滿足工程需要，彌補了現有技術的短板。

附圖說明

圖1是無砟軌道低路堤基底膨脹土中抗隆起樁基加固的橫斷面圖。

圖2是無砟軌道路塹基底膨脹土中抗隆起樁基加固的橫斷面圖。