1、目錄目錄 . 1第1章 緒論 . 11.1 軟土地基處理的目的與意義 . 11.2 軟土地基處理技術(shù)的發(fā)展近況 . 11.3軟土加固常用方法 . 21.4主要內(nèi)容及方法 . 3第2章 路堤橫斷面設(shè)計 . 42.1 設(shè)計資料 . 42.2 路基設(shè)計參考規(guī)范 . 52.3 鐵路路基構(gòu)造 . 52.4 路堤橫斷面設(shè)計 . 62.4.1 主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) . . 62.4.2 路堤橫斷面 . . 62.5 天然地基沉降計算與穩(wěn)定性驗算 . 72.5.1 天然地基沉降計算 . . 72.5.2 天然地基穩(wěn)定性驗算 . . 11第3章 軟土地基處理設(shè)計 . 133.1 軟土地基處理原因 . 133.2 軟土地

2、基處理方案比選 . 133.3 水泥粉煤灰碎石樁（CFG 樁）處理軟土地基方案 . 163.3.1 單樁豎向承載力特征值 . . 163.3.2 復(fù)合地基承載力的計算 . . 173.4 復(fù)合地基沉降計算及穩(wěn)定性檢算 . 193.4.1 復(fù)合地基穩(wěn)定性參數(shù)計算 . . 193.4.2 復(fù)合地基沉降計算 . . 203.4.3 復(fù)合地基穩(wěn)定性驗算 . . 21第4章 路堤沉降與穩(wěn)定觀測設(shè)計 . 224.1 沉降及穩(wěn)定性監(jiān)測的目的 . 224.2 監(jiān)測內(nèi)容 . 224.3 沉降觀測 . 244.4 水平位移監(jiān)測 . . 254.5 應(yīng)力監(jiān)測 . 25第5章 施工組織設(shè)計 . 275.1 水泥粉煤灰

3、碎石樁(CFG樁施工組織設(shè)計 . . 275.1.1 工程概況 . . 275.1.2 地基條件概況 . . 275.1.3 設(shè)計要求與措施 . . 275.1.4 施工條件分析 . . 275.1.5 機(jī)械設(shè)備配備 . . 275.1.6 施工工藝流程 . . 275.1.7 質(zhì)量與技術(shù)保證措施 . . 295.1.8 安全保證措施 . . 305.1.9 文明衛(wèi)生措施 . . 315.1.10 節(jié)材措施 . . 315.1.11 工期保證措施 . 325.2 路堤施工組織設(shè)計 . 325.2.1 工程概況 . . 325.2.2 施工組織部署 . . 325.2.3 路基填筑施工方法 .

4、. 335.2.4 路基填筑施工工藝流程 . . 335.2.5 路基填筑試驗 . . 345.2.4 基床表層以下路基施工 . . 365.2.5 基床表層路基施工 . . 37第6章 結(jié)論與展望 . 396.1 結(jié)論 . 396.2 展望 . 39參考文獻(xiàn) . 40致 謝 . 42附錄 . 43附錄 A 外文翻譯. 43原文： . 43譯文： . . 50附錄B 圖紙. 56第1章 緒論1.1 軟土地基處理的目的與意義隨著我國鐵路的發(fā)展，列車運(yùn)行的速度和舒適性都在不斷的提高，對線路的平順性和可靠性的要求也隨著提高。高速行駛的客運(yùn)列車目標(biāo)是“高速、舒適、安全”，而在整個線路結(jié)構(gòu)中，路基部分往

5、往是最薄弱也最不穩(wěn)定的環(huán)節(jié)。路基在多次重復(fù)荷載作用下所產(chǎn)生的累積永久下沉（殘余變形）會造成軌道的不平順，且路基的剛度也影響著軌面的彈性變形，因而對列車的高速走行有重要的影響。并且路基的處理目前并不是很成熟，多條線路都因為路基沒有處理好而影響了工程質(zhì)量。因此在設(shè)計施工中要嚴(yán)格控制路基的工后不均勻沉降，保證工程的質(zhì)量。在各種特殊土中，軟土在我國濱海平原、河口三角洲、湖盆地周圍及山澗谷地均有廣泛分布。在路基地基上修筑路基，若不加處理，往往會發(fā)生路基失穩(wěn)或過量沉陷，導(dǎo)致路基病害的產(chǎn)生，繼而影響列車正常運(yùn)行。因而軟土地基處理的好壞對工程的質(zhì)量有著重要的影響。軟土地基的處理的具體意義主要以下幾方面：(1對

6、軟土地基進(jìn)行改造和加固，改善地基土的剪切特性、壓縮特性、滲透特性、動力。(2提高軟土地基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，降低地基的壓縮性，減少沉降和不均勻沉降。(3提高地震時軟土地基的震動液化、消除區(qū)域性土的濕陷性、膨脹性和不均勻沉降。(4軟土地基經(jīng)過處理后，防止倒塌、下沉、傾斜等惡性事故的發(fā)生，確保上部基礎(chǔ)和(建 構(gòu)的使用安全和耐久性。代替造價高昂的深基礎(chǔ)或樁基礎(chǔ)，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益。1.2 軟土地基處理技術(shù)的發(fā)展近況今年來，軟土地基處理的發(fā)展主要表現(xiàn)在以下三方面：(1對各種地基處理方法的適用條件和優(yōu)、缺點(diǎn)有了進(jìn)一步的認(rèn)識，在根據(jù)工程實際選用合理的地基處理方法上減少了盲目性；能夠注意從實際出發(fā)，因地制宜，選

7、用技術(shù)先進(jìn)、確保質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)合理的地基處理方案；對于有爭議的問題，能夠采取科學(xué)的態(tài)度，注意調(diào)查研究，開展試驗研究，在確定地基處理方案時慎重態(tài)度；能夠注意綜合運(yùn)用多種地基處理方法，使選用的地基處理方案更加合理。(2地基處理能力的提高。一方面，已有的地基處理技術(shù)本身發(fā)展較快，如施工機(jī)械、工藝的改進(jìn)，是地基處理能力得以提高；另一方面，近年來各地在實踐中因地制宜，發(fā)展了一些新的地基處理技術(shù)，取得了很好的社會、經(jīng)濟(jì)效益。(3復(fù)合地基理論和數(shù)值計算的發(fā)展。隨著地基處理技術(shù)的發(fā)展和各種地基處理方法的推廣使用，復(fù)合地基概念在土木工程中得到廣泛應(yīng)用。工程實踐要求加強(qiáng)對復(fù)合地基理論的研究。然而，目前對復(fù)合地基承載力

8、和變形計算理論的研究還不夠，復(fù)合地基理論還處于發(fā)展之中，還不夠成熟。復(fù)合地基是部分土體被增強(qiáng)或置換為增強(qiáng)體，并由增強(qiáng)體和周圍地基共同承擔(dān)荷載的地基。復(fù)合地基的基本特點(diǎn)有兩個：1. 由基體和增強(qiáng)體組成, 是非均勻質(zhì)和各向異性的；2. 在荷載作用下，基體和增強(qiáng)體共同承擔(dān)荷載。第二個特點(diǎn)使復(fù)合地基區(qū)別于樁基礎(chǔ)。1.3軟土加固常用方法當(dāng)路堤的穩(wěn)定性和沉降不滿足要求時，為確保路堤在施工和運(yùn)營期的安全使用，必須進(jìn)行地基處理。關(guān)于加固處理措施，國內(nèi)外均有豐富的經(jīng)驗，新技術(shù)也層出不窮，常用的處理方法有以下幾類：(1排水固結(jié)預(yù)壓法采取工程措施使飽和軟弱土體在外荷載作用下排水固結(jié)，孔隙比減少，強(qiáng)度提高，從而達(dá)到提

9、高地基承載力、消除地基沉降以減少工后沉降的目的。根據(jù)加載方式和加載量的不同，又可分為堆載預(yù)壓法、超載預(yù)壓法、真空預(yù)壓法、真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法等。排水固結(jié)法具有施工簡單、造價低廉、加固效果好等特點(diǎn)，但工期長，工后沉降量較大，較適合用于工后沉降要求稍大的一般路段的軟基處理。(2水泥攪拌樁法是將樁體范圍內(nèi)軟土就地拌入水泥等固化材料使其硬化、從而在地基中形成水泥土樁的處理方法。它利用特殊的攪拌樁機(jī)，將帶攪拌頭的軸旋轉(zhuǎn)進(jìn)入地基深層，通過輸送管向軟土中注入水泥粉粉噴樁或者水泥漿濕噴樁，攪拌頭旋轉(zhuǎn)切割軟土并將軟土與水泥漿粉攪拌均勻，使固化材料與軟土之間產(chǎn)生物理化學(xué)反應(yīng)，形成抗壓強(qiáng)度比天然軟土強(qiáng)度高得多，具有整

10、體性、水穩(wěn)性的水泥土樁柱體。以攪拌樁為主、樁間土參與承擔(dān)地面荷載，攪拌樁、墊層和樁間土共同作用形成水泥攪拌樁復(fù)合地基。該技術(shù)因其加固效果好、施工快速、造價低等特點(diǎn)在高速公路建設(shè)中得到廣泛應(yīng)用，但受土質(zhì)條件限制較多如軟土的塑性指數(shù)、含水率大小和有機(jī)質(zhì)含量，存在施工工藝參數(shù)不易控制、加固深度淺通常在一之內(nèi)、深層成樁困難、深層加固效果難以保證等問題。(3預(yù)制預(yù)應(yīng)力管樁法利用靜壓樁機(jī)或動力打樁機(jī)將生產(chǎn)廠家預(yù)制的鋼筋混凝土預(yù)應(yīng)力空心薄壁管樁沉入地基，地面荷載主要通過管樁向深層硬土層或基巖傳遞，同時樁間土也承擔(dān)部分荷載，樁、褥墊層和樁間土一起組成復(fù)合地基。預(yù)制預(yù)應(yīng)力管樁法在工業(yè)與民用建筑工程中應(yīng)用廣泛。該

11、方法生產(chǎn)和施工技術(shù)成熟，施工質(zhì)量容易控制，加固深度大，加固效果好，但成本高。(4CFG樁復(fù)合地基法樁是在碎石樁的基礎(chǔ)上摻加適量石屑、粉煤灰和水泥加水拌和，制成一種粘結(jié)強(qiáng)度較高的半剛性樁體，又稱水泥粉煤灰碎石樁。我國在上個世紀(jì)年代開始該項技術(shù)的試驗研究，年代被列為建設(shè)部全國重點(diǎn)推廣技術(shù)，在高層建筑、工業(yè)廠房等工業(yè)與民用建筑的地基處理方面得到了廣泛應(yīng)用，取得了良好的經(jīng)濟(jì)和社會效益。樁可在樁長范圍內(nèi)發(fā)揮其摩擦力和端承力，樁體強(qiáng)度具有可調(diào)性，和褥墊層、樁間土一起組成復(fù)合地基，可大幅度提高地基承載力，減少地基沉降。該技術(shù)加固深度大、成樁質(zhì)量容易控制，成本介于水泥攪拌樁和預(yù)制預(yù)應(yīng)力管樁之間，最近常用于高速

12、鐵路路基處理。1.4主要內(nèi)容及方法(1通過查閱鐵路設(shè)計規(guī)范及鐵路設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)圖，結(jié)合選題要求，進(jìn)行路堤橫斷面的選取與設(shè)計。(2通過對土體進(jìn)行總和法分層，計算路堤基底的附加應(yīng)力，運(yùn)用換算土柱法完成路堤沉降量計算。(3學(xué)習(xí)同濟(jì)啟明星軟件，用瑞典法和簡化畢肖普法分別對天然地基進(jìn)行路堤穩(wěn)定性驗算。(4比較國內(nèi)外常見的軟土地基處理的技術(shù)研究和應(yīng)用現(xiàn)狀，以及其設(shè)計理論、實施工藝、適用條件等；通過比較，選擇適用的處理方法對天然軟土地基進(jìn)行處理設(shè)計，使其滿足地基施工要求；并進(jìn)行處理后的路堤沉降量計算和路堤穩(wěn)定性驗算。(5通過地表沉降量觀測、地表水平位移量及隆起量觀測、地下土體分層水平位移觀測、孔隙水壓力觀測、工作

13、基點(diǎn)樁和校核基點(diǎn)樁觀測等多種途徑，對路堤沉降與穩(wěn)定進(jìn)行觀測設(shè)計。(6從水泥粉煤灰碎石樁(CFG施工組織設(shè)計和路堤施工組織設(shè)計兩方面入手，完成假定的施工組織設(shè)計。第2章 路堤橫斷面設(shè)計2.1 設(shè)計資料(1軟土的定義軟土包括淤泥、淤泥質(zhì)土及泥炭等，是第四紀(jì)全新世以來，在靜力或緩慢水環(huán)境下沉積，并經(jīng)過長期生物化學(xué)作用而形成的飽和軟黏土。軟土一般是指直徑小于0.075mm 顆粒一般占土樣重量的50%以上。我國地域遼闊，從沿海到內(nèi)地、由山區(qū)到平原，各地區(qū)的軟土由于形成的環(huán)境、年代、地質(zhì)條件等千差萬別，其分布、厚度、性質(zhì)也各不相同。國內(nèi)，建設(shè)部規(guī)定，外觀以灰色為主的細(xì)顆粒、天然含水量大于或等于液限、天然孔

14、隙比大于或等于1.0的土劃分為軟土。鐵道部以物理力學(xué)指標(biāo)劃分軟土：天然含水量大于或等于液限、孔隙比大于1、壓縮模量小于4000kPa 、標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)N 63.5<2、靜力觸探貫入阻力ps<700kPa、不排水強(qiáng)度Cu<25kPa。(2軟土的工程特性a. 天然含水量高和大孔隙比。軟土的天然含水量一般大于30%，有的達(dá)70%，甚至高達(dá)200%，多呈軟塑或流塑狀態(tài)，一經(jīng)擾動很容易破壞其結(jié)構(gòu)而流動。軟土的孔隙比e 在1.02.0之間，孔隙比越大，說明土中孔隙所的體積越大，則土質(zhì)愈松，愈易被壓縮，土的力學(xué)性質(zhì)愈低。b. 高壓縮性。軟土的壓縮系數(shù)一般都在0.52.0 MPa-1 以上，最

15、大可得4.5 MPa-1 以上。壓縮性隨天然含水量及液限的增加而增高。c. 抗剪強(qiáng)度低。軟土 值大多小于或等于10°，最大也不超過20°，有的甚至接近于0；C 值一般在515kPa，很少超過20kPa ，有的趨于0，故其抗剪強(qiáng)度很低。d. 透水性低。由于大部分軟土地層中存在著帶狀砂層，所以在垂直方向和水平方向的滲透系數(shù)K 值不同 ，一般垂直方向的要小，其K 值約在108-106-cm/s,幾乎是不透水的。e. 觸變性。軟土是“海綿狀”結(jié)構(gòu)性沉積物，當(dāng)原狀土的結(jié)構(gòu)未受到破壞時，常具有一定結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，但一經(jīng)擾動，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度便被破壞。如果含水量不變的條件下靜置不動有可恢復(fù)原來的強(qiáng)度。

16、這種因受擾動而強(qiáng)度減弱，在靜置而又增強(qiáng)的特性，稱為軟土的觸變性。f 蠕變性。軟土是一種具有典型蠕變性的土，它在剪應(yīng)力作用下，土體將發(fā)生緩慢而長期的剪切變形，使其長期強(qiáng)度小于瞬時強(qiáng)度。參照天津某工程實例以及軟土的相關(guān)性質(zhì)，本文選定了相關(guān)地基土層資料，具體參數(shù)如表2-1。表2-1 地基參數(shù)土層土層厚度(m 容重(t/m 3 含水量 孔隙比 液限 褐黃色亞粘土3 1.9 30 1 35 夾薄粉砂層5 1.8 35 1 33 灰色淤泥質(zhì)粘土10 1.75 60 1.5 40 草黃色亞砂土5 1.85 35 0.8 灰色亞砂土 8 1.85 33 1 322.2 路基設(shè)計參考規(guī)范(1建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范

17、(GB50007-200(2建筑地基處理技術(shù)規(guī)范(JGJ79-2002(3鐵路路基設(shè)計規(guī)范(TB10001-2005(4鐵路特殊路基設(shè)計規(guī)范(TB10035-2006(5巖土工程勘查規(guī)范(GB50021-2001(6巖土工程勘察設(shè)計手冊(7軟土地基處理(8地基基礎(chǔ)實用設(shè)計手冊2.3 鐵路路基構(gòu)造路堤是指鋪設(shè)軌道的路基面高于天然地面時，路基以填筑方式而構(gòu)成的路基。路堤的構(gòu)造是由路基本體和輔助設(shè)備。路基本體是按線路設(shè)計要求鋪設(shè)軌道而構(gòu)筑的部分，路基輔助設(shè)備是為確保路基本題的穩(wěn)定性，采用合理的輔助設(shè)施，包括排水設(shè)備和防護(hù)，加固設(shè)備。(1路基本體路基本體是由路基頂面、路肩、基床、邊坡、路基基底組成。a

18、. 路堤頂面是直接在路基上面鋪設(shè)軌道的面。b. 路肩是路基面兩側(cè)自道床坡角至路基面邊緣的部分，主要保護(hù)路基土體，防止其在列車振動的作用下側(cè)向擠動，以及防止路基面邊緣部分的土體塌落影響道床的完整狀態(tài)。c. 基床是指鐵路路基面以下受列車動荷載作用和受水文、氣候四季變化影響深度范圍內(nèi)的路堤。直接關(guān)系到列車運(yùn)行速度和平穩(wěn)性。d. 邊坡是指路堤路肩邊緣以下至坡腳一段的斜坡面。路堤的邊坡高度是指路肩高程與坡腳高程之差。邊坡坡度直接影響著路堤本體的穩(wěn)定和費(fèi)用，因此，邊坡坡率受到一定的限制和規(guī)范。e. 路堤基底是指路堤填土的天然地面以下受填土自重及軌道、列車荷載作用的部分?；椎姆€(wěn)定性直接影響路堤的整體穩(wěn)定性

19、，特別是在軟弱土體上修建路堤，必須對路基基底進(jìn)行嚴(yán)格的控制。(2路基輔助設(shè)備a. 路基排水設(shè)備路基排水設(shè)備分地面排水和地下排水設(shè)備。地面排水設(shè)備包括天溝、排水溝、側(cè)溝、及跌水等主要是用于攔截地面徑流，匯集路基范圍內(nèi)的雨水并排到天然排水溝，以防止地面水對路基基底的浸蝕。地下排水設(shè)備包括明溝、暗溝、滲井等，主要疏導(dǎo)地下水和降低地下水位，以改善地基土和路基的工作條件。b. 路基防護(hù)設(shè)備路基防護(hù)設(shè)備是指路基坡面防護(hù)，包括坡面防護(hù)和沖刷防護(hù)。坡面防護(hù)主要是防止路基邊坡和坡腳受坡面雨水沖刷，防止日曬雨淋引起干濕循環(huán)，防止氣溫變化引起的土體凍融變化影響邊坡的穩(wěn)定。沖刷防護(hù)主要是防止河水對坡腳的沖刷和浸蝕。鐵

20、路路堤構(gòu)造2.4 路堤橫斷面設(shè)計2.4.1 主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(1鐵路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：客運(yùn)專線鐵路，采用單線設(shè)計。旅客列車設(shè)計行車速度200km/h；開通運(yùn)行速度200km/h；鋼軌類型60kg /m 。(2鐵路選線地質(zhì)條件：軟土地基，考慮軟弱地基處理；沿線地下水發(fā)育，地表水豐富，大氣降水補(bǔ)給充足。2.4.2 路堤橫斷面(1路基面寬度客運(yùn)專線單線鐵路，非滲水土路基，道床厚度0.35m ，路基面寬度8.2m ，路堤填料重度18kN/m3；見圖2-1。 圖2-1 路基橫斷面圖(2填料選擇a. 基床表層填料選用A 組優(yōu)質(zhì)填料。即硬塊石，細(xì)粒石含量小于15%的漂石土、級配良好的中粗砂。b. 基床底層填料選用B 組

21、填料或經(jīng)過處理后的C 組填料。c. 路堤底層采用C 組填料或經(jīng)過處理的D 組填料，如加入土工格柵加固土體。(3邊坡坡率依據(jù)軟土路基規(guī)范規(guī)定，設(shè)計整個路堤上部邊坡坡率設(shè)為1：1.5。(4排水與防護(hù)設(shè)計依據(jù)鐵路路基設(shè)計規(guī)范，設(shè)計為路基兩側(cè)設(shè)置有邊溝, 邊溝深0.4m ，坡度為1:1。采用植草進(jìn)行綠色防護(hù)。2.5 天然地基沉降計算與穩(wěn)定性驗算2.5.1 天然地基沉降計算(1分層界面 =18g/cm3=17.5g/cm3=18.5g/cm3=18.5g/cm3=19g/cm3 為了沉降計算的方便，必須確定沉降范圍內(nèi)得分層界。其確定依據(jù)為： a. 壓縮性不同的天然土層的界面，應(yīng)取為沉降計算得分層面。b.

22、 由于孔隙水壓力的作用導(dǎo)致土的容重不同，所以地下水面的上、下也作為沉降計算的分層界面。c. 分層后，各層的厚度不能相差太大。 具體分層情況，如圖2-2所示 ：圖2-2 分層總和法簡圖(2路堤基底附加應(yīng)力及沉降計算基底附加應(yīng)力是指引起地基沉降的壓力。基底附加應(yīng)力包括兩部分：活載產(chǎn)生的基底應(yīng)力和路堤本身自重產(chǎn)生的基底應(yīng)力。即式(2-1(2-1在路堤活載應(yīng)力計算時，以無限長條形三角棱體代替路堤；三角棱體頂點(diǎn)作用有連續(xù)集中荷載0P ，設(shè)每延米長的路堤上，列車及軌道重量之和為P ，見式(2-2(2-220b P P m=-z z q ='+''式中，P 列車與軌道荷載212.76

23、kN/m； b 路基頂面寬度一半(m； m 路基邊坡坡率； 路堤填筑容重(kN/m3 。由設(shè)計資料可知，設(shè)計的路堤高度H=5m，邊坡坡率m=11.5，路堤頂面寬度5.9m ，路堤填料重度18kN/m3。所以，集中荷載P 0等效高度H 0 集中荷載P0傳到地基頂面路堤中心線處的垂直應(yīng)力分量：路堤自重應(yīng)力z "：路堤基底附加應(yīng)力q ：中軸線上地基中各點(diǎn)附加應(yīng)力z 隨深度Z 的計算，考慮列車荷載，路堤地面的受力分布為三角形，則b/z=0 a=1.5×5=7.5m中軸線上地基中各點(diǎn)應(yīng)力z 計算表2-1如下：kPa04. 115. 11. 41876. 212220=-=-=m b

24、P P m 73.75. 11. 450=+=+=m b H H 2"' KN/m51. 1392. 13931. 0=+=+=z z q 20"kN/m2. 13973. 718=H z 22200' kN/m31. 05. 115. 15. 1arctan 73. 717. 791= += +=m m a H P z 表2-2 地基中軸線應(yīng)力計算表Z(m a/z I z( kPa Pi(kPa Z ( kPaEs(Mpa Sz s E H 0=(cm2 3.75 0.495 139.0 23 138.8 2 13.88 4 1.875 0.47 131.

25、1 40 134.6 2 13.46 6 1.250.431120.3 56 125.7 8.2 3.07 8 0.9375 0.375 104.6 72 112.4 8.2 2.74 10 0.75 0.340 94.9 87 99.8 3 6.65 12 0.625 0.316 88.2 102 91.56 3 6.10 14 0.536 0.265 73.9 117 81.1 3 5.41 16 0.469 0.246 68.7 132 71.3 3 4.76 18 0.417 0.241 67.3 147 68.0 3 4.53 20 0.375 0.233 65.1 164 66.2

26、 3 4.41 22 0.341 0.172 47.9 181 56.5 3 3.77 24 0.326 0.160 44.8 198 46.3 3 3.08 26 0.288 0.157 43.9 215 44.3 5 1.77 28 0.268 0.151 42.4 232 43.1 5 1.72 30 0.25 0.145 40.6 249 41.4 5 1.66 320.2340.13537.126639.151.56說明：附加應(yīng)力z 隨深度而降低，z Iq =；說明：附加應(yīng)力z 隨深度而降低，zIq =；I 應(yīng)力系數(shù)源于地基內(nèi)垂直應(yīng)力z 計算簡圖；由于在深度32m 處附加應(yīng)力與自重應(yīng)

27、力的比值小于15%，故按規(guī)范可以確定壓縮層厚度為32m ，即H=32m，采用雙面排水。.各層沉降量公式S 見公式(2-3(2-3所以，垂直總沉降量S 為(3路堤底面工后沉降計算z z ii iS H E =cm49. 612. 11=i ni ziziH E S S 本工程施工中，路堤填筑計劃進(jìn)度是1m /d ，一年按365天計算，工期為一年，則要填筑完整個路堤所需時間（固結(jié)歷時）t=1（年）天然孔隙比e=1.0，滲透系數(shù)s k cm 107-=，壓縮系數(shù)13.0MPa -=；厚度為16m ，由于雙面排水，排水最長距離為一半層厚m 8，則固結(jié)系數(shù)時間因數(shù) 固結(jié)度該層最終壓縮量 施工過程中的壓縮

28、量(4施工過程后路堤底面總沉降cm 52. 4891. 1249. 61t =-=-=S S S ，由于施工過程后的路堤底面總沉降' S =48.52cm，大于規(guī)定，故需要進(jìn)行軟土地基處理。2.5.2 天然地基穩(wěn)定性驗算(1驗算軟件：同濟(jì)啟明星。 (2驗算方法：瑞典法。(3驗算模式：總應(yīng)力模式。 (4驗算結(jié)果：見圖2-2。(5驗算結(jié)論：天然地基安全系數(shù)小于2，其穩(wěn)定性不符合要求，需要進(jìn)行軟土地基處理。008. 01616. 222=t HC T VV 21. 0e81e81008. 0424222=-=-=-TU Vt cm43. 118=S cm91. 1249. 6121. 0t

29、=S U S m e k C V 277w 16. 2101536. 3108. 90. 3 11(10 1(=+=+=- 圖2-3 天然地基穩(wěn)定性驗算結(jié)果第3章 軟土地基處理設(shè)計3.1 軟土地基處理原因在上述客運(yùn)單線鐵路設(shè)計中，軟土本身具有含水量高、滲透性小、孔隙比大、壓縮性高、抗剪強(qiáng)度低以及觸變性等不利的工程特性，這就決定了軟土地基的不穩(wěn)定易變形的特點(diǎn)。因此，在路堤施工中，對軟土不穩(wěn)定性和易變形的控制顯得尤為重要。經(jīng)第2章中路堤底面沉降量計算和天然地基穩(wěn)定性驗算，此客運(yùn)專線單線鐵路設(shè)計需要進(jìn)行軟土地基處理。3.2 軟土地基處理方案比選地基處理的目的是提高地基承載力，降低其壓縮性，確?；A(chǔ)穩(wěn)

30、定，減少基礎(chǔ)的不均勻沉降。主要方法有：置換法、擠密壓實法、漿液灌注加固法、加筋法、排水固結(jié)法、復(fù)合地基法等。(1置換法：當(dāng)?shù)鼗纳媳韺硬糠譃槌休d能力低的軟弱土(如淤泥、雜土 時，可將軟弱土層全部挖走，換成堅土。即以砂、碎石等材料置換軟弱地基中部分軟弱土體，形成復(fù)合地基，或在軟弱地基中部分土體內(nèi)摻入水泥、水泥砂漿或石灰等物質(zhì)，形成加固體，與未加固部分形成復(fù)合地基，達(dá)到提高地基承載力，減少壓縮量的目的。(2擠密壓實法：擠密壓實法的原理是采用一定的手段，通過振動、擠壓使地基土體孔隙比減小，強(qiáng)度提高，達(dá)到地基處理的目的。根據(jù)采用的手段可分為以下方法：a. 強(qiáng)夯法：這是一種快速加固軟基的方法，將很重的錘

31、提起從高處自由落下，以沖擊荷載夯實軟弱土層，使地基受沖擊力和振動，土層被強(qiáng)制壓密，從而提高地基土強(qiáng)度，降低土層的壓縮性。以達(dá)到地基加固的目的。強(qiáng)夯法施工設(shè)備簡單，不需要加固材料，費(fèi)用低、周期短。但是強(qiáng)夯法有嚴(yán)格的土質(zhì)適用范圍，而主要適用于處理素填土、雜填土、砂土、低飽和度粘性土和黃土地基。b. 表層壓實法：采用人工或機(jī)械夯實、機(jī)械碾壓或振動對填土、濕陷性黃土、松散無粘性土等軟弱或原來比較疏松表層土進(jìn)行壓實，也可采用分層回填壓實加固，分層壓實的填料也可適量添加石灰、水等，適用于含水量接近于最佳含水量的淺層疏松粘性土、松散砂性土、濕陷性黃土及雜填士。c. 振沖擠壓法：通常用以加固砂層，其原理是：一

32、方面依靠振沖器的強(qiáng)力振動使飽和砂層發(fā)生液化，顆粒重新排列，孔隙比減少；另一方面依靠振沖器的水平振動力，形成垂直孔洞，在其中加入回填料，使砂層擠壓密實。d. 樁柱法：使用樁柱擠壓地基是由樁柱擠密土和填夯的樁體組成的人工“復(fù)合地基”土樁主要適用于消除濕陷性黃土地基的濕陷性，灰土樁主要適用于提高人工填土地基的承載力適用于濕陷性黃土、人工填土、非飽和粘性土在松散砂土或人工填土中設(shè)置砂柱，能對周圍土體產(chǎn)生擠密或振密作用，可以顯著提高地基強(qiáng)度，改善地基的整體穩(wěn)定性，并減少地基沉降量，適用于松砂地基或雜填土。(3漿液灌注加固法：灌漿法的實質(zhì)是用氣壓、液壓或電化學(xué)原理，把某些能固化的漿液注入各種介質(zhì)的裂隙或孔

33、隙，以改善地基的物理力學(xué)性質(zhì)。加固松軟地基土的漿液材料主要有水泥漿液和各種化學(xué)漿液水泥漿液采用的水泥應(yīng)是標(biāo)4號以上的普通硅酸鹽水泥，但由于含有水泥顆粒，是粒狀漿液，故對小空隙的土雖在壓力之下也難于壓進(jìn)，因此它適用于礫砂、碎石或大裂縫巖石的加固。化學(xué)漿液一般用以水玻璃為主劑的水玻璃水泥漿液，水玻璃氯化鈣以及單純的水玻璃等。其中用兩種溶液加固土的一般稱雙液法，用一種化學(xué)溶液的稱單液法。雙液法可用于中砂、粗砂、碎礫石等土類的加固加固土的原理是由于兩種溶液在土中起化學(xué)作用，析出硅酸膠凝體，使土粒膠結(jié)成有一定強(qiáng)度的土體，它的特點(diǎn)是速凝，抗壓強(qiáng)度可達(dá)到大大提高以上。灌漿技術(shù)加固軟路基，在技術(shù)上是可行的，在

34、施工質(zhì)量和處理效果上是好的，對其承載力和穩(wěn)定性將得到較大的提高。根據(jù)采取不同的灌漿方法及相應(yīng)的灌漿材料 ，灌漿法可應(yīng)用于砂及砂礫地基、濕陷性黃土地基、粘性土地基。灌漿法的基本原理及其應(yīng)用已形成了巖土工程化學(xué)。(4加筋法：通過在土層中埋設(shè)強(qiáng)度較大的土工聚合物、拉筋、受力桿件等達(dá)到提高地基承載力，減小沉降，或維持建筑物穩(wěn)定的地基處理方法稱為加筋法。加筋在地基土中埋設(shè)強(qiáng)度較大的土工合成材料、鋼片等加筋材料、使地基土能夠承受抗拉力，防止斷裂，保持整體性，提高剛度，改變地基土體的應(yīng)力場和應(yīng)變場，從而提高地基的承載力，改善地基的變形特性。該方法適用于軟弱土地基，填土及高填土、砂土等。(5排水固結(jié)法：飽和軟

35、黏土地基在荷載作用下，孔隙中的水被慢慢排出，孔隙體積慢慢地減小，地基發(fā)生固結(jié)變形，同時，隨著超靜孔隙水壓力逐漸消散，有效應(yīng)力逐漸提高，地基土的強(qiáng)度逐漸增長。所以，土體在受壓固結(jié)時，一方面孔隙比減小產(chǎn)生壓縮，一方面抗剪強(qiáng)度也得到提高。這說明，如果在建筑場地先加一個和上部建筑物相同的壓力進(jìn)行預(yù)壓，使土層固結(jié)然后卸除荷載，再建造建筑物。這樣，建筑物所引起的沉降即可大大減小。如果預(yù)壓荷載大于建筑物荷載，即所謂超載預(yù)壓，則效果更好，因為，經(jīng)過超載預(yù)壓，當(dāng)土層的固結(jié)壓力大于使用荷載下的固結(jié)壓力時，原來的正常固結(jié)黏土層將處于超固結(jié)狀態(tài)，而使土層在使用荷載下的變形大為減小。排水固結(jié)法作為處理軟粘土地基的有效方

36、法，在工程上得到廣泛的應(yīng)用。采用排水固結(jié)法可同時解決沉降和穩(wěn)定問題。使地基的沉降在加載預(yù)壓期間大部分或基本完成，建筑物在使用期間不致產(chǎn)生不利的沉降和沉降差，且加速地基土抗剪強(qiáng)度的增長，從而提高地基的承載力和穩(wěn)定性。排水固結(jié)法主要由排水和加壓兩個系統(tǒng)組成。排水可以利用天然土層本身的透水性，尤其是上海地區(qū)多夾砂薄層的特點(diǎn)，也可設(shè)置砂井、袋裝砂井和塑料排水板之類的豎向排水體。加壓主要是地面堆載法、真空預(yù)壓法和井點(diǎn)降水法。為加固軟弱的粘土，在一定條件下，采用電滲排水井點(diǎn)也是合理而有效的。a. 堆載預(yù)壓法 ： 在建造建筑物以前，通過臨時堆填土石等方法對地基加載預(yù)壓，達(dá)到預(yù)先完成部分或大部分地基沉降，并通

37、過地基土固結(jié)提高地基承載力，然后撤除荷載，再建造建筑物。臨時的預(yù)壓堆載一般等于建筑物的荷載，但為了減少由于次固結(jié)而產(chǎn)生的沉降，預(yù)壓荷載也可大于建筑物荷載，稱為超載預(yù)壓。為了加速堆載預(yù)壓地基固結(jié)速度，?？膳c砂井法或塑料排水帶法等同時應(yīng)用。如粘土層較薄，透水性較好，也可單獨(dú)采用堆載預(yù)壓法。適用于軟粘土地基。b.砂井法(包括袋裝砂井、塑料排水帶等 ：在軟粘土地基中，設(shè)置一系列砂井，在砂井之上鋪設(shè)砂墊層或砂溝，人為地增加土層固結(jié)排水通道，縮短排水距離，從而加速固結(jié)，并加速強(qiáng)度增長。砂井法通常輔以堆載預(yù)壓，稱為砂井堆載預(yù)壓法。適用于透水性低的軟弱粘性土，但對于泥炭土等有機(jī)質(zhì)沉積物不適用。c. 真空預(yù)壓法

38、： 在粘土層上鋪設(shè)砂墊層，然后用薄膜密封砂墊層，用真空泵對砂墊層及砂井抽氣，使地下水位降低，同時在大氣壓力作用下加速地基固結(jié)。適用于能在加固區(qū)形成(包括采取措施后形成 穩(wěn)定負(fù)壓邊界條件的軟土地基。d. 真空-堆載聯(lián)合預(yù)壓法：當(dāng)真空預(yù)壓達(dá)不到要求的預(yù)壓荷載時，可與堆載預(yù)壓聯(lián)合使用，其堆載預(yù)壓荷載和真空預(yù)壓荷載可疊加計算。適用于軟粘土地基。e. 降低地下水位法： 通過降低地下水位使土體中的孔隙水壓力減小，從而增大有效應(yīng)力，促進(jìn)地基固結(jié)。適用于地下水位接近地面而開挖深度不大的工程，特別適用于飽和粉、細(xì)砂地基。(6復(fù)合地基法近年來，出現(xiàn)了另一種復(fù)合地基CFG 是指水泥粉煤灰碎石樁。它是有中國建筑科學(xué)研

39、究提出的一種新型樁體。樁身材料是由素混凝土樁的基礎(chǔ)上發(fā)展而來，主要由碎石、石屑、粉煤灰、摻和水泥和水?dāng)嚢瓒桑哂辛己玫暮鸵仔?。具有?yōu)點(diǎn)：對地基有擠密加固、和置換作用；通過在樁和基礎(chǔ)間設(shè)置柔性褥墊層，可以調(diào)整樁土間的相對變形；強(qiáng)度和模量較均勻，對結(jié)構(gòu)的抗震有利；墊層對地基的不均勻沉降有一定的補(bǔ)償作用。3.3 水泥粉煤灰碎石樁（CFG 樁）處理軟土地基方案方案比選：本設(shè)計選用CFG 樁處理方案主要以下考慮：首先，本設(shè)計為上海軟土，因為固結(jié)排水效果不明顯，上海缺砂，需到山東運(yùn)砂，成本昂貴，故所有砂樁，塑料板排水均不能使用；其次，本設(shè)計為深厚軟土，故置換法，水泥土攪拌法等，均不能做到20深度（高壓旋噴除外）；再次，上海地區(qū)，土資源少，不能使用反壓護(hù)道等施工技術(shù)；最后，CFG 樁能克服以上不足，且強(qiáng)度高，經(jīng)濟(jì)效益，是地基處理的新趨勢，介于以上原因選用CFG 樁加固地基。CFG 樁處理機(jī)理(1樁體作用