工业技术既有铁路桥（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（２００７）０６（ｃ）－００４３－０１１工程背景在线路路基检测过程中，发现桥梁和涵洞两侧部分路基边坡上部凹陷，路基面下沉约３０ｃｍ，坡面少量开裂，硬路肩开裂且在桥涵构造物处明显起伏，影响行车安全，必须进行加固处理，以消除病害。本路段路基为砂砾土，孔隙率较大，采用钻孔、压力注浆法对其进行加固。２注浆加固方案２．１在路基土体中注浆能起到的作用（１）渗入、劈裂和压密作用。在注浆压力作用下，浆液克服各种阻力渗入孔隙和裂隙中，在较大压力下，注浆液首先在注浆管端深度对土体产生劈裂作用，使浆沿着土体中的裂隙（包括显裂隙和隐裂隙）渗透；注浆液延伸长度和厚度与注浆压力有关，压力越大，延伸长度和厚度就越大。劈裂注浆后土体中的部分裂隙和一些大孔隙被充填和胶结，使土体的强度得以提高。“”随着土中裂隙被不断充填，最后注浆液在注浆管端部不断聚集，形成浆泡，对周围土体进行压密，使孔隙减少，土体强度增加。（２）骨架作用。经注浆后，土体中的裂隙和孔隙得到充填和压密，注浆液固结体呈鱼骨状分布在土体中使土体的整体性得到加强，密度和强度相应提高；另一方面由于注浆液在土中凝固后，土体也产生了较高的强度，注浆固结体在土体中起到了骨架作用。（３）防渗堵漏作用。注浆后，充填了裂隙和孔隙，防止或减少了水分的纵横向迁移，降低了水对路基的不利影响。（４）土质改性作用。当由水泥和粉煤灰等组成的浆液与填土混合后，会发生一系列的化学反应，如水泥的水化反应、粉煤灰的火山灰效应等，这些反应会使土体形成凝胶体混合物，具有很高的强度。２．２加固方案为了不影响列车运行，对桥涵两侧５０ｍ范围内路基进行钻孔注浆，在路基两侧自路肩开始，沿边坡方向及线路方向打孔注浆，三排桩沿边坡方向间隔２．０ｍ，桩沿线路方向前１５ｍ间隔１．５ｍ，１５￣３５ｍ间隔２ｍ，３５￣５０ｍ间隔３ｍ，每排２５根桩，桥涵两侧共打孔３００处。桩长１０ｍ，上下两排及路基两侧桩必须交错布置，压力注浆所形成的桩桩径３０ｃｍ，与水平线成１５度角向下，每沿米水泥用量不小于５５ｋｇ。钻孔施工从桥涵背向路基方向自上而下进行，同排桩隔桩施工，沿线路方向按每１０￣１５ｍ为施工段。注浆桩布置如图１所示。４结语对加固后路段进行检测，取得了很好的加固效果，桥头路基下沉基本到治理，汛期没有发生水害，基床排水良好，减少了修工作量。既有线进行提速改造时，注浆技术不影响行车秩序，无需采用重型碾压设备，整治后的基床表层土的物理力学性能满足提速线路的强度，基床稳定，排水效果好。加固后沉降与模拟计算值较接近，可以看出如果参数及计算模型选择合适，ＡＮＳＹＳ模拟可以得到很好的计算数据，供设计施工参考。３数值模拟为了对加固效果有更具体的了解，我们采用ＡＮＳＹＳ软件进行数值模拟。采用平面应变模型对路基横断面进行分析，用ＰＬＡＮＥ４２单元模拟土体及加固形成的桩体。边界条件为路基底面竖向约束，荷载为自重。分为三种情况进行分析：注浆形成３０ｃｍ、４０ｃｍ、５０ｃｍ加固体，可得出如下结论：注浆法加固路基是可行的，减少路基沉降主要有两方面原因。（１）注浆所形成的水泥与土的结合体比未加固土体强度、变形模量有所提高，其可压缩性减小，从而减少整个路基沉降量，最大沉降量可减少１１．６％左右。（２）注浆所形成的水泥柱体，由于其强度较原路基土大许多，可对土体变形提供一定约束，从而减少整个路基沉降量，最大沉降量可减少１２．６％左右。（３）随着注浆所形成加固柱体直径的增加，加固效果有所提高，但对行车...