在濕陷性黃土地區(qū)，剛?cè)嵝越M合樁地基處理技術(shù)利用柔性短樁消除淺層黃土的濕陷變形，利用剛性或半剛性長(zhǎng)樁提高地基承載力，控制路基工后沉降［1］，充分發(fā)揮各類(lèi)樁型的優(yōu)勢(shì)，達(dá)到良好的技術(shù)效果和經(jīng)濟(jì)效果，具有較好的應(yīng)用前景。

地基處理成本高已成為當(dāng)前濕陷性黃土區(qū)客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)路基工程的主要限制因素，這個(gè)問(wèn)題在深厚層強(qiáng)濕陷性黃土區(qū)顯得尤為突出。

剛?cè)嵝越M合樁地基處理措施技術(shù)在國(guó)內(nèi)陸基處理領(lǐng)域已有初步研究成果，但目前對(duì)其理論研究已嚴(yán)重落后于實(shí)踐工程。本文依托寶蘭客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)，對(duì)剛?cè)嵝越M合樁復(fù)合地基在濕陷性黃土地區(qū)的理論進(jìn)行完善和深入研究，進(jìn)一步充實(shí)其設(shè)計(jì)理論和計(jì)算方法，這對(duì)提高我國(guó)無(wú)砟軌道高速鐵路的地基處理技術(shù)和沉降控制技術(shù)具有重要的意義。

1 剛?cè)嵝越M合樁沉降計(jì)算及設(shè)計(jì)

1.1 沉降計(jì)算方法

剛?cè)嵝越M合樁復(fù)合地基在荷載作用下地基內(nèi)部應(yīng)力分布規(guī)律極其復(fù)雜，與應(yīng)力、地基各組成部分的剛度、樁長(zhǎng)比、褥墊層厚度、樁底持力層性質(zhì)等因素［2］相關(guān)，隨著地基埋深增加地基應(yīng)力需要經(jīng)過(guò)多次調(diào)整。工程中應(yīng)用的計(jì)算方法應(yīng)原理清晰、表達(dá)簡(jiǎn)潔并具有一定的安全裕量，為此應(yīng)對(duì)剛?cè)嵝越M合樁地基模型進(jìn)行簡(jiǎn)化。

此外，《指引》對(duì)于強(qiáng)制復(fù)牌的規(guī)定也為停牌“釘子戶(hù)”們敲響了警鐘?！吨敢访鞔_，對(duì)于不符合指引規(guī)定的停牌申請(qǐng)，交易所不予受理，停牌后發(fā)行公司停牌事由不成立的，可以要求立即復(fù)牌；對(duì)于拒不復(fù)牌的可以實(shí)施強(qiáng)制復(fù)牌。

1.1.1 條件假設(shè)

在路基柔性荷載作用下，忽略路基剛度與地基剛度差異造成的應(yīng)力重新分布。在考慮擠密樁加固深度范圍內(nèi)土體綜合模量時(shí)，按各組成部分面積置換率加權(quán)平均。忽略在擠密在加固體底面位置與水泥粉煤灰碎石（Cement Fly-ash Gravel，CFG）樁底面位置地基應(yīng)力重新分布。地基應(yīng)力分布符合Boussinesq 法，不考慮樁體對(duì)地基中應(yīng)力分布的影響。

1.1.2 計(jì)算公式

復(fù)合地基總沉降s 由柔性樁加固區(qū)1 的土層沉降s1、剛性樁加固區(qū)2的土層沉降s2、組合樁以下加固區(qū)3土層沉降s3共3部分組成，總沉降s = s1 + s2 + s3。

濾芯安裝非常簡(jiǎn)單，當(dāng)濾芯受用壽命達(dá)到時(shí)用戶(hù)可以輕松進(jìn)行自由更換，打開(kāi)凈水機(jī)頂部的蓋板，每一個(gè)濾芯都有安裝位置的提示，插入、擰緊即可完成安裝。

柔性樁加固區(qū)1 采用聯(lián)合模量法計(jì)算，先計(jì)算柔性樁加固體的復(fù)合壓縮模量Ecs1，再通過(guò)承載力比值法考慮剛性樁的影響計(jì)算組合樁復(fù)合地基壓縮模量Ecs2。剛性樁加固區(qū)2 聯(lián)合應(yīng)力比法計(jì)算Ecs2。Ecs1 和Ecs2的計(jì)算式為

式中：m 為柔性樁復(fù)合地基面積置換率；Ep 為柔性樁壓縮模量；Es 為擠密后土體壓縮模量；ζ 為壓縮模量提高系數(shù)。

柔性樁加固區(qū)1的土層沉降s1計(jì)算式為

式中：Pi 為荷載作用下，樁基礎(chǔ)加固區(qū)第i 分層土的附加應(yīng)力；Ecs2i為加固區(qū)第i分層土的壓縮模量；hi為加固區(qū)第i分層土的厚度。

同理求出 s2，s3。

1.2 工程設(shè)計(jì)指導(dǎo)結(jié)論

路基荷載較小時(shí)，剛性樁的抗壓強(qiáng)度及承載能力不能充分發(fā)揮出來(lái)，采用剛?cè)嵝越M合樁復(fù)合地基進(jìn)行地基處理既不合理，也不經(jīng)濟(jì)。當(dāng)荷載超過(guò)200 kPa（路基填高超過(guò)10 m），應(yīng)適當(dāng)增加剛性樁的樁土應(yīng)力比值，以提高剛性樁荷載分擔(dān)比，充分發(fā)揮長(zhǎng)樁減沉作用。

企業(yè)的客戶(hù)主要分為月結(jié)客戶(hù)和散單客戶(hù)，相對(duì)來(lái)說(shuō)月結(jié)客戶(hù)對(duì)企業(yè)的業(yè)務(wù)比較熟悉；散單客戶(hù)對(duì)企業(yè)的業(yè)務(wù)可能沒(méi)有那么熟悉，那么企業(yè)可以主動(dòng)地向客戶(hù)進(jìn)行宣傳，以防后期產(chǎn)生客戶(hù)對(duì)SF時(shí)效不了解而產(chǎn)生的投訴。

令Ωy=0，則從式(84)就得到車(chē)輪不旋轉(zhuǎn)時(shí)環(huán)向指數(shù)為m的固有頻率和振型。車(chē)輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，有離心效應(yīng)(由離心矩陣Mc描述)和陀螺效應(yīng)(由陀螺矩陣G描述)，它們(尤其是陀螺矩陣G)的存在使得不旋轉(zhuǎn)車(chē)輪的一個(gè)固有頻率變成旋轉(zhuǎn)車(chē)輪的2個(gè)特征頻率。

工程設(shè)計(jì)中，剛性樁長(zhǎng)度超過(guò)30 m 時(shí)，減沉效果即不明顯，也不經(jīng)濟(jì)。短樁主要用于加固淺層地基土，在深厚層強(qiáng)濕陷性黃土地區(qū)短樁長(zhǎng)度宜控制在5～10 m，可消除淺層黃土的濕陷性、加固淺層地基土，在一定程度上提高防滲效果。

路基下方呈現(xiàn)出中心凹的沉降盆，由于長(zhǎng)短樁與上部墊層相互作用，樁頂有一定的刺入量，沉降曲線(xiàn)在樁頭部位出現(xiàn)鋸齒狀，增大路基橫向不均勻沉降。因此應(yīng)加強(qiáng)墊層剛度，鋪設(shè)加筋材料，以確保樁土墊層的協(xié)調(diào)變形。

2 工程設(shè)計(jì)

2.1 工程概況

寶蘭客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)橫貫陜西省和甘肅省，為西部地區(qū)快速客運(yùn)系統(tǒng)主骨架之一。線(xiàn)路設(shè)計(jì)速度為250 km/h，正線(xiàn)及站內(nèi)相鄰到發(fā)線(xiàn)軌道采用CRTS I 型雙塊式無(wú)砟軌道。寶蘭客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)秦安段路基起迄里程為IIIDK808+248.97—IIIDK809+910.05，長(zhǎng)度1 661.08 m，路堤中心最大填土高度為9 m。地層上部為黏質(zhì)黃土，厚18～23 m，結(jié)構(gòu)疏松，孔隙比大，壓縮性高，Ⅳ級(jí)嚴(yán)重自重濕陷性，下部為礫砂及細(xì)圓礫土層。

2.2 經(jīng)濟(jì)技術(shù)優(yōu)越性

為確保地基加固方案切實(shí)可行、安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理，在設(shè)計(jì)前充分研究了鄭西客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)、西寶高速鐵路濕陷性黃土地基處理方法。首先單獨(dú)采用柔性預(yù)鉆孔柱錘沖擴(kuò)樁，雖能消除黃土濕陷變形，但壓縮變形沉降不能滿(mǎn)足路基沉降控制要求；其次采用剛?cè)嵝运嗤翑D密樁+CFG 組合樁進(jìn)行沉降檢算，路基工后沉降能滿(mǎn)足無(wú)砟軌道鋪設(shè)要求；最后對(duì)中鐵第一勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司研發(fā)的埋入式連續(xù)樁板結(jié)構(gòu)新措施與剛?cè)嵝越M合樁2 種措施進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較，結(jié)果見(jiàn)表1。

前不久，邢福義先生贈(zèng)我一本他今年在商務(wù)印書(shū)館出版的《寄父家書(shū)》，我被這本書(shū)的名字深深吸引，立即認(rèn)真地讀完了這部書(shū)。捧讀這本書(shū)，我仿佛是在陪著邢先生穿越時(shí)空游歷，是在傾聽(tīng)一位學(xué)者的父子對(duì)話(huà)，我被書(shū)中許多動(dòng)人的事情深深地打動(dòng)，受到了一次身心洗禮。

樁板結(jié)構(gòu)工后沉降檢算值為6.1 mm，剛?cè)嵝越M合樁工后沉降檢算值為13.8 mm，均小于15 mm，都能滿(mǎn)足無(wú)砟軌道路基工后沉降要求［3］。由表1 可知，雖然樁板結(jié)構(gòu)能更有效地控制沉降，但剛?cè)嵝越M合樁經(jīng)濟(jì)性更為突出，最終確定采用剛?cè)嵝越M合樁方案。

表1 剛?cè)嵝越M合樁與樁板結(jié)構(gòu)方案經(jīng)濟(jì)比較

剛?cè)嵝越M合樁短樁41.5萬(wàn)m，長(zhǎng)樁29.6萬(wàn)m 3 085樁板結(jié)構(gòu)短樁樁徑0.4 m，間距1 m，樁長(zhǎng)8 m；長(zhǎng)樁樁徑0.4 m，間距2 m，樁長(zhǎng)25 m樁徑1 m，樁長(zhǎng)48m，樁縱向中心距7 m ，橫向每股道中心下設(shè)1根鋼筋混凝土2.4萬(wàn)m33 845

2.3 剛?cè)嵝越M合樁設(shè)計(jì)

柔性樁采用水泥土擠密樁，樁徑為0.4 m，樁間距為1.0 m，處理范圍為坡腳外3 m；剛性樁采用CFG樁，樁徑0.4 m，樁間距2.0 m，處理范圍至兩側(cè)坡腳處。組合樁平面采用正方形布置，CFG 樁孔中心間距是擠密樁的2 倍，間隔布置。典型斷面IIIDK808+950 橫斷面布置如圖1所示。

圖1 IIIDK808+950橫斷面布置示意

2.3.1 樁間距

水泥土擠密樁主要作用是擠密土體，消除黃土濕陷，樁間距L按式（4）計(jì)算確定。

式中：d 為預(yù)鉆孔直徑，0.4m 為成樁后樁間土的平均擠密系數(shù)［4］，0.93；ρdmax 為輕型擊實(shí)試驗(yàn)得到的地基土最大干密度，1.76 g/cm3；ρd0 為天然地基土的干密度，1.23～1.39 g/cm3。

2) 數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用響應(yīng)時(shí)間:選擇全局統(tǒng)計(jì)量DB Entry Response Time及DB Query Time,以觀察數(shù)據(jù)庫(kù)錄入及數(shù)據(jù)庫(kù)查詢(xún)的響應(yīng)時(shí)間．

由式（4）計(jì)算可得，L 為 0.95～1.02 m，因考慮CFG 樁采用非擠密成樁工藝長(zhǎng)螺旋鉆施工，樁間距取2.0 m（5倍樁徑），故水泥土擠密樁樁間距取1.0 m。

2.3.2 樁長(zhǎng)及墊層

根據(jù)文獻(xiàn)［5］的結(jié)論，強(qiáng)濕陷性黃土地區(qū)短樁長(zhǎng)度宜控制在5～10 m，可消除淺層黃土的濕陷性、提高防滲效果，故水泥土擠密樁樁長(zhǎng)取8 m；CFG 樁主要是提高基底承載力，控制路基工后沉降，樁長(zhǎng)穿透下部礫砂并進(jìn)入細(xì)圓礫土層0.5 m，長(zhǎng)19～24 m；組合樁頂部鋪設(shè)1 層6%水泥的改良土墊層，厚1.0 m，墊層內(nèi)水平鋪設(shè)2層雙向土工格柵。

2.3.3 復(fù)合地基承載力

先求出柔性樁復(fù)合地基承載力，再把柔性樁復(fù)合地基看成是組合樁復(fù)合地基的樁間土，以此計(jì)算剛?cè)嵝越M合樁復(fù)合地基承載力［6］。本線(xiàn)采取面積加權(quán)法，根據(jù)剛性樁承載力、柔性樁承載力和樁間土［7］承載力，分別乘以其強(qiáng)度發(fā)揮系數(shù)。

下面，筆者就從這幾個(gè)方面，結(jié)合教學(xué)實(shí)踐，簡(jiǎn)單進(jìn)行論述，以期同大家一起分享和交流高中數(shù)學(xué)有效課堂構(gòu)建的問(wèn)題，以促進(jìn)數(shù)學(xué)課堂的有效性的落實(shí).

剛?cè)嵝越M合樁復(fù)合地基承載力fspk為

式中：fsk為樁間土容許承載力；m1，m2分別為 CFG 樁和擠密樁的置換率；P1，P2 分別為CFG 樁和擠密樁單樁容許承載力，取值分別為192.4，627.6 kN；A1，A2 分別為 CFG 樁和擠密樁橫截面面積；β1，β2 分別為 CFG 樁和擠密樁間土的強(qiáng)度發(fā)揮系數(shù)［8］。

按式（5）計(jì)算得出fspk=265.5 kN，滿(mǎn)足基底以上路基結(jié)構(gòu)承載要求。

金枝聽(tīng)老人講，女人獨(dú)自行路要扮個(gè)老相，或丑相，束上一條腰帶，她把油罐子掛在身邊，盛米的小桶也掛在腰帶上，包著針線(xiàn)和一些碎布的小包袱塞進(jìn)米桶去，裝做討飯的老婆，用灰塵把臉涂得很臟，并有條紋。

早在20世紀(jì)40年代,Queney(1948)、Scorer(1949)和Scorer and Klieforth(1959)就從線(xiàn)性化的大氣運(yùn)動(dòng)方程組出發(fā),分別建立了二維條件下單層和二層的大氣背風(fēng)波的理論模型及其存在條件。Lyra(1943)從流體力學(xué)角度在一定的假設(shè)條件下試圖找到過(guò)山氣流的解析解。葉篤正(1956)在50年代對(duì)背風(fēng)波理論進(jìn)行了系統(tǒng)的總結(jié)。巢紀(jì)平等(1964)以?xún)蓪用芏炔煌牧黧w模式為基礎(chǔ),討論小地形對(duì)氣流的影響,研究了背風(fēng)面“氣壓跳躍”的形成過(guò)程。這些都是對(duì)背風(fēng)波比較早期的研究,但其影響卻是極其深遠(yuǎn)的。

2.3.4 路基工后沉降計(jì)算

根據(jù)文獻(xiàn)［5］的結(jié)論，按照式（1）、式（2）、式（3）對(duì)工點(diǎn)IIIDK808+24 斷面進(jìn)行沉降檢算，沉降修正后計(jì)算結(jié)果為：列車(chē)荷載沉降計(jì)算深度37.0 m，壓縮模量加權(quán)值17.05 MPa，考慮堆載預(yù)壓后總沉降完成92%，得出路基工后沉降計(jì)算值為13.8 mm＜15.0 mm，滿(mǎn)足無(wú)砟軌道鋪設(shè)要求。

4 剛?cè)嵝越M合樁處理效果

4.1 多級(jí)加載條件下復(fù)合豎向位移

沿線(xiàn)路縱向取樣，黃土擠密系數(shù)均大于0.93，濕陷系數(shù)小于0.015，淺層地基黃土濕陷性消除；復(fù)合地基靜載試驗(yàn)分10級(jí)進(jìn)行加載［9］，豎向位移云圖見(jiàn)圖2。可知，最終加載到335.1 kPa（大于設(shè)計(jì)值265.5 kPa）時(shí)，沉降為8.6 mm，小于設(shè)計(jì)值13.8 mm。

圖2 多級(jí)加載豎向位移云圖

4.2 路基工后沉降評(píng)估

本段路基工程2014 年4 月完成了復(fù)合地基施工，7 月完成本體填筑，9 月完成路基堆載預(yù)壓施工，至2015 年12 月評(píng)估之日，中心組合沉降板累計(jì)沉降15.42～69.37 mm（路基本體填筑及堆載預(yù)壓［10］期間，基底沉降板累計(jì)沉降達(dá)到90%以上，與設(shè)計(jì)值基本吻合），預(yù)測(cè)工后沉降為7.42 mm，滿(mǎn)足無(wú)砟軌道鋪設(shè)要求。典型橫斷面中心沉降板觀測(cè)曲線(xiàn)見(jiàn)圖3。

圖3 IIIDK808+950橫斷面中心沉降板觀測(cè)曲線(xiàn)

4.3 運(yùn)營(yíng)評(píng)價(jià)

寶蘭客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)于2017 年8 月開(kāi)通運(yùn)營(yíng)以來(lái)，運(yùn)營(yíng)速度250 km/h，本段路基狀況良好，列車(chē)運(yùn)行平順［11］，旅客舒適度高。

5 結(jié)論及建議

1）首次提出了地基處理設(shè)計(jì)中工后沉降的設(shè)計(jì)方法，通過(guò)分析驗(yàn)證該方法具有科學(xué)研究?jī)r(jià)值，同時(shí)對(duì)工程設(shè)計(jì)具有指導(dǎo)價(jià)值。

2）在處理深厚層濕陷性黃土地基時(shí)，柔性短樁長(zhǎng)度宜控制在5～10 m，可消除淺層黃土的濕陷性、加固淺層地基土，在一定程度上提高防滲效果，同時(shí)為大厚度濕陷性黃土地基處理積累經(jīng)驗(yàn)技術(shù)。

3）挖方地段路基荷載較小時(shí)，剛性樁的抗壓強(qiáng)度及承載能力不能充分發(fā)揮出來(lái)，采用剛?cè)嵝越M合樁既不合理，也不經(jīng)濟(jì)；當(dāng)荷載超過(guò)200 kPa（路基填高超過(guò)8 m），應(yīng)適當(dāng)增加剛性樁的樁土應(yīng)力比值，以提高剛性樁荷載分擔(dān)比，充分發(fā)揮長(zhǎng)樁減沉作用。

實(shí)時(shí)熒光定量PCR檢測(cè)結(jié)果（圖4A）顯示，轉(zhuǎn)染HSP27-siRNA后U266/BTZ細(xì)胞中HSP27 mRNA的表達(dá)水平較NC-siRNA組明顯下調(diào)（P＜0.01），沉默效率為71.43%。蛋白質(zhì)印跡法檢測(cè)結(jié)果（圖4B）同樣顯示，HSP27-siRNA組中HSP27蛋白的表達(dá)水平較NC-siRNA組明顯下調(diào)（P＜0.01），沉默效率為65.67%。這一結(jié)果表明，轉(zhuǎn)染HSP27-siRNA后能明顯沉默HSP27基因的表達(dá)。

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Foundation Treatment Technology of Rigid Flexible Composite Pile in Baoji-Lanzhou Passenger Dedicated Line

ZHANG Ran
（China Railway First Survey Design Institute Group Co.Ltd.，Xi’an 710043，China）

Abstract Based on the foundation treatment project of Baoji-Lanzhou passenger dedicated line subgrade，the new technology of foundation treatment for deep layer and strong collapsible loess was studied in this paper.The application of rigid flexible composite pile foundation in collapsible loess area was deeply studied.The calculation method of postconstruction settlement in foundation treatment design was proposed for the first time.The results show that the length of flexible short pile should be controlled within 5～10 m when treating collapsible loess foundation in deep layer.When the subgrade load exceeds 200 kPa（the subgrade filling height exceeds 8 m），the pile-soil stress ratio of rigid piles should be appropriately increased to improve the load sharing ratio of rigid piles and give full play to the role of long piles.Since the opening and operation of Baoji-Lanzhou passenger dedicated line，the subgrade of rigid flexible composite pile foundation section is in good condition，and the train runs smoothly.

Key words high speed railway；Baoji-Lanzhou passenger dedicated line；rigid flexible composite pile；experimental study；post construction settlement；deep layer of strong collapsible loess

中圖分類(lèi)號(hào) TU475+.3

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A

DOI：10.3969/j.issn.1003-1995.2020.02.22

文章編號(hào)：1003-1995（2020）02-0091-04

收稿日期：2019-09-17；

修回日期：2019-11-09

基金項(xiàng)目：中國(guó)鐵路總公司科技研究開(kāi)發(fā)計(jì)劃(2010G018-B-4)

作者簡(jiǎn)介：張然（1981—），男，高級(jí)工程師。E-mail：zhangfg@aliyun.com

（編輯：劉莉 校對(duì)：鄭冰）