【正文】 法、加筋土路堤法、鋼筋混凝土搭板法、輕型材料填筑法等。該方法是各國高速鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范推薦的減少路橋問沉降差的處理方法。但如果使用了優(yōu)質(zhì)填料，而沒有進(jìn)行充分的壓實(shí)，同樣會產(chǎn)生較大的沉降，而不能發(fā)揮過渡段的功能。通過調(diào)整拉筋材料的布置間距和位置，可將橋背路基與橋梁交界處的臺階式跳躍沉降變成連續(xù)斜坡式沉降，能方便的達(dá)到市路橋過渡段 平順的目的?？衫娩摻罨炷链畎宓目箯潉偠葋碓龃筌壍赖膭偠取Ｓ捎跇蚺_基礎(chǔ)和臺后路基土體的工后沉降差，使得搭板竣工是會發(fā)生縱坡變化。為此，近年來研究發(fā)展了一種減輕結(jié)構(gòu)物自重的工藝方法。常用的輕型材料有 EPS(聚苯乙烯泡沫塑料 ) 、人工氣泡混合土 (泡沫水泥砂漿 )、火山灰、粉煤灰等。 24 、過渡段施工的注意事項(xiàng) 過渡段施工的主要原理是從剛度和強(qiáng)度相差懸殊的路堤至橋臺間設(shè)置一定長度的過渡區(qū)域，使得線路縱向路堤至橋臺之間的強(qiáng)度和剛度均勻過渡。當(dāng)用滲水料回填時(shí)要分層夯填，分層檢測壓實(shí)指標(biāo)，保證回填質(zhì)量。 （ 2） 嚴(yán)格控制填料含水量。填筑時(shí)按試驗(yàn)得出的分層厚度進(jìn)行攤鋪與碾壓，可采用在橋臺背畫線標(biāo)注等辦法控制好分層厚度。 水文地質(zhì)特征：地下水為第四系孔隙潛水，地下水埋深 。級配碎石過渡段主要用于路堤與路塹、路堤與涵洞的過渡段；摻水泥 的級配碎石、混凝土砌塊主要用于路堤與橋臺的連接。過渡段通常采用適宜的結(jié)構(gòu)形式、優(yōu)質(zhì)填料及較高的壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)。采用摻 5%水泥的級配碎石填筑路堤， 基床表層厚度 ，底層厚度為 。擠密砂樁、擠密碎石樁在軟土中的擠密約束作用小，樁體質(zhì)量不易達(dá)到要求，其加固效果得不到充分發(fā)揮。 臺背位置設(shè) B水板或填筑 B水料 為快速排除路基表面的水流，避免橋臺背與路基間積水影響路基的強(qiáng)度，橋臺背后一定范圍內(nèi)應(yīng)填筑強(qiáng)度高、壓縮性小的 B水土或埋設(shè) B水板，起到快速排水的作用。國外高速鐵路基床表層有的設(shè)有專門的防水層，如日本北陸新干線在基床表面鋪設(shè)有 10cm厚的瀝青砼；德國、法國也在基床表層中設(shè)有隔水層，防止雨水下滲，保護(hù)路基。 地基的 加固 處理 沉降變形控制是高速鐵路路基工程設(shè)計(jì)的核心問 題 ， 而沉降控制主要是控制地基部分的工后沉降和不均勻沉降。 天然地基經(jīng)沉降分析不能滿足工后沉降控制標(biāo)準(zhǔn)時(shí) ， 主要采取的措施有 :當(dāng)?shù)鼗帘韺訛榉弁?、砂類?， 以及表層黏性土厚度不大時(shí) (小于 3m)或 10m內(nèi)以粉土、砂類土為主時(shí) ， 采用強(qiáng)夯處理 ， 并結(jié)合路基填高進(jìn)行堆載預(yù)壓處理 ；當(dāng)?shù)鼗烈责ば酝翞橹鲿r(shí) ， 填高 小于 3 m的一般采用堆載預(yù)壓處理 ； 填高 大于3m的采用復(fù)合地基聯(lián)合堆載預(yù)壓處理 ， 復(fù)合地基樁長一般 6～ 8m， 橋路過渡段適當(dāng)提高置換率及樁長。一般采用復(fù)合地基加固時(shí) ， 加固深度需穿透軟土層至硬土層。 （ 3） 松軟土地基 松軟土地基一般不影響路基穩(wěn)定 ， 僅對路基沉降產(chǎn)生一定影響。 （ 4） 黃土地基 黃土路基地基按全部消除濕陷性原則進(jìn)行設(shè)計(jì)。④厚度 大于 、攪拌樁、 CFG樁等加固處理。③巖溶加固范圍為路堤至坡腳外 ， 加固間距為 5m， 正三角形布置。其對比如下： 表 碎石樁與 CFG樁的對比表 碎石樁 CFG樁 單樁承載力 樁的承載力主要靠樁頂以下有效范圍內(nèi)樁周的側(cè)向約束，當(dāng)樁長大于有效樁長時(shí)，增加樁長對提高承載力的作用不大。 路基排水 路 基面排水設(shè)計(jì)應(yīng)結(jié)合電纜槽、接觸網(wǎng)支柱、聲屏障等具體工程條件，適當(dāng)加強(qiáng)路基排水設(shè)施。 第三章 CFG樁復(fù)合地基設(shè)計(jì) 、 地基的處理 橋 臺后地基需要進(jìn)行處理，地基的處理方法有多種，如：密實(shí)法，置換法，復(fù)合地基法，加筋法，灌漿法等。 復(fù)合地基法是在天然地基中設(shè)置一定比例的增強(qiáng)體（樁體），使樁土共同承擔(dān)荷載，并具有密實(shí)法和置換法的效應(yīng)。 CFG 樁 的 特點(diǎn) (1)CFG 樁復(fù)合地基承載力提高幅度大，地基變形??； (2)在同一建筑物 基礎(chǔ)中，樁的直徑固定，易于施工； (3)施工工藝包括長螺旋鉆孔管內(nèi)泵壓砼成樁、振動沉管灌注成樁和長螺旋鉆孔灌注成樁。由于樁體的強(qiáng)度和模量比樁間土大，在荷載作用下，樁頂應(yīng)力比樁間土表面應(yīng)力大，樁可將承受的荷載向較深的土層中傳遞并相應(yīng)減少了樁間土承擔(dān)的荷載，使復(fù)合地基承載力提高，變形減小。 經(jīng)過驗(yàn)算比選取 22米 （ 2）樁徑 d 一般設(shè)計(jì)樁為 350600mm，取 500mm （ 3）樁間距 s 一般樁間距 s=（ 3~5） d， 需根據(jù)承載力及置換率確定。 查表可得 , 7, 85 , 1 , 13. 9b d c kM M M C k P a? ? ? ? ? ? 7 18. 7 6 0 1 13. 9 76. 2af k P a? ? ? ? ? ? ? 所以 該層承載力特征值 akf 為 。由于本工程地層條件主要以粘土和粉土為主，采用長螺旋壓灌工藝成孔，初步選用 CFG 樁的直徑為 500mm。 樁間距的確定 根據(jù)已經(jīng)計(jì)算得到的天然地基承載力 akf 、確定單樁承載力 aR 和計(jì)算復(fù)合地基承載力特征值 spkf 。 復(fù)合地基承載力 根據(jù)以確定的樁長、樁徑、樁間距以及天然地基承載力可以得到復(fù)合地基承載力： , 1 4 0 1 . 4 2( 1 ) = 0 . 0 7 6 0 . 8 5 ( 1 0 . 0 7 6 ) 7 6 . 2 6 0 2 . 5 50 . 1 9 6 2 5as p k kpRf m m f k P aA ?? ? ? ? ? ? ? ? ?3. 褥墊層的確定： 一般取 10~30cm為宜，取 30cm。 （ 3） 單方粉煤灰用量 F： W、 C 為已知，由式 / 0. 18 7 0. 79 1 /W C F C??（ ） 計(jì)算得粉煤灰用量 F=。 大量的工程實(shí)踐證明， CFG樁復(fù)合地基設(shè)計(jì)，就承載力而言不會有太大問題。這種施工方法適用于無堅(jiān)硬土層和密實(shí)砂層的地質(zhì)條件，以及對振動噪音限制不嚴(yán)格的場地。 38 圖 長螺旋鉆孔管內(nèi)泵壓 CFG樁復(fù)合地基施工流程圖 這種成樁方法施工時(shí)，首先用長螺旋鉆孔到達(dá)設(shè)計(jì)的預(yù)定深度，然后提升鉆桿，同時(shí)用高壓泵將樁體混合料通過高壓管路的長螺旋鉆桿的內(nèi)管壓到孔內(nèi)成樁。 （ 6） 具備“三通一平”條件。工藝試驗(yàn)也可綜合工程樁施工進(jìn)行，需作如下兩種觀測： （ 1） 新打樁對未結(jié)硬的已打樁的影響 在已打樁 的 樁頂表面埋設(shè)標(biāo)桿，在施打新樁時(shí)量測已打樁樁頂?shù)纳仙?，以估算樁徑縮小的數(shù)值。若向上的唯一不超過 1cm，斷樁的可能性很小。 40 （ 4） 沉管過程中做好記錄，每沉 1m記錄電流表的電流一次，并。 （ 2） 樁機(jī)就位，調(diào)整沉管與地面垂直，確保垂直度偏差不超過 1%。 （ 2） 新 打樁 對結(jié)硬的已打樁的影響 在已打樁尚未結(jié)硬時(shí)，將標(biāo)桿埋置在樁頂部的混合料中，將樁體結(jié)硬后，觀測打新樁時(shí)已打樁 的 樁頂?shù)奈灰魄闆r。 （ 5） 確定施打順序； （ 6） 復(fù)合測量基線，水準(zhǔn)點(diǎn)及樁位、 樁的軸線定位點(diǎn)，檢查施工場地所設(shè)的水準(zhǔn)點(diǎn)是否會受施工影響； （ 7） 振動沉管機(jī)沉管表面應(yīng)有明顯的進(jìn)尺標(biāo)記，并以 m為單位。 樁多用振動沉管機(jī)施工，也可用螺旋鉆機(jī)，有時(shí)是振動沉管和螺旋鉆機(jī)聯(lián)合使用 ， 實(shí)際工程中振動沉管機(jī)成樁用的比較多。 （ 3） 泥漿 護(hù)臂鉆孔灌注成樁 這種成樁方法適用于有砂層的地質(zhì)條件，以防沙層坍孔并適用于對振動噪音要求嚴(yán)格的場地。要根據(jù)場地的性質(zhì)、設(shè)計(jì)要求的承載力、變形以及擬建場地周圍環(huán)境等情況綜合考慮施工設(shè)備及施工工藝和控制施工質(zhì)量的措施。 CFG的 樁施工 經(jīng)過十多年的研究應(yīng)用， CFG樁 已在我國北京、天津、河南、河北、山西、山東等多個(gè)省市、自治區(qū)的工業(yè)與民用建筑、高聳建筑物、多層建筑、高層建筑中得到廣泛應(yīng)用。 樁材料配合比 根據(jù)工程要求，設(shè)置 CFG 樁樁 體強(qiáng)度等級為 C30，確定坍落度為 3cm、混合料 28 天強(qiáng)度為 的配合比。 計(jì)算時(shí)取樁間土強(qiáng)度折減系數(shù) ?? 。 樁周長 ： 3 .1 4 0 .5 1 .5 7pu d m m?? ? ? ?， 底面積 ： 22 23 . 1 4 0 . 5 0 . 1 9 6 2 544p dAm? ?? ? ? 單樁承載力特征值可按下式計(jì)算： 12na p sik i p piR u q l q A????———— （ ） 1 2 1 23 , 15 。（ 經(jīng)過驗(yàn)算比選 取 22m，以下取 22m進(jìn)行計(jì)算） 樁徑的確定 CFG 樁樁徑一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)宜取 350～ 600mm。 確定天然地基承載力 akf ： 路基地面在粘土 層， 按照 強(qiáng)度理論確定地基承載力特征值，公式如下： a b d m c kf M b M d M C??? ? ?———— （ ） 式中： af —— 有土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)確定的地基承載力特征值（ kPa） b d cM M M、 、 —— 承載力系數(shù)； ? —— 基礎(chǔ)底面以下土的重度（ 3/kNm ）地下水位以下取浮重度 m? —— 基底以上土的加權(quán)平均重度（ 3/kNm ）地下水位以下取浮重度 d —— 基礎(chǔ)埋置深度（ m），一般自室外度面標(biāo)高算起；在填方平整地區(qū)，可自填土地面標(biāo)高算起，但填土在上部結(jié)構(gòu)施工完成時(shí)，應(yīng)從天然地面標(biāo)高算起，當(dāng)采用獨(dú)立基礎(chǔ)或條形基礎(chǔ)時(shí)，應(yīng)從室內(nèi)地面標(biāo)高算起。 ? =； kR —— CFG單樁承載力標(biāo)準(zhǔn)值， kN。 工藝原理 水泥粉煤灰碎石樁復(fù)合地基是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌合形成的高粘結(jié)強(qiáng)度樁，通過在基礎(chǔ)和樁頂 之間設(shè)置一定厚度的褥墊層使得樁、樁間土共同承擔(dān)荷載，使樁、樁間土和褥墊層一起構(gòu)成復(fù)合地基。 復(fù)合地基法包括：振沖碎石樁復(fù)合地基，干振碎石復(fù)合地基，土樁復(fù)合地基，灰土樁復(fù)合地基，石灰樁復(fù)合地基，深層攪拌水泥土復(fù)合地基，粉噴水泥土復(fù)合地基，夯實(shí)水泥土復(fù)合地基，水泥粉煤灰碎石樁復(fù)合地基（即 CFG樁復(fù)合地基）。密實(shí)法包括：真空預(yù)壓法、堆載預(yù)壓法和強(qiáng)夯法。在路堤天然護(hù)道外，可設(shè)置單側(cè)或雙側(cè)排水溝，也可利用取土坑排水。以置換率 10%計(jì)，樁承擔(dān)荷載占總荷載的 40%—— 75% 復(fù)合地基承載力 加固粘性土復(fù)合地基承載力較小，一般為 —— 1倍 承載力提高幅度有較大的可調(diào)高 4倍或更高 變 形 減小地基變形的幅度按較小，總的變形量較大 增加樁長可有效地減小變形，總的變形量小 三軸應(yīng)力曲線 應(yīng)力應(yīng)變曲線變化不呈直線關(guān)系，增加圍壓，破壞主應(yīng)力差增大 應(yīng)力應(yīng)變曲線為直線關(guān)系，圍壓對應(yīng)力應(yīng)變曲線沒有多大影響 路堤的設(shè)計(jì) 我國秦 沈客運(yùn)專線在過渡段大多采用級配碎石填筑，橋臺背后 2 m范圍內(nèi)大型機(jī)械壓實(shí)困難的情況下，在級配碎石中加入 5％ 的水泥、使用小型機(jī)械進(jìn)行夯實(shí)，實(shí)踐證明效果良好。 CFG樁是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌合形成的高粘結(jié)強(qiáng)度樁，和樁間土、褥墊層一起形成復(fù)合地基。水文地質(zhì)條件變化較大、對穩(wěn)定產(chǎn)生影響或曾出現(xiàn)塌 陷的地段加固至穩(wěn)定深度范圍。②濕陷性黃土的厚度小于 ， 采用挖除換填、沖擊碾壓或重錘夯實(shí)處理。加固深度需穿透松軟土層至硬層。 ③ 厚層、深厚層軟土地基一般采用 CFG樁網(wǎng)或樁筏復(fù)合地基加固、管樁樁網(wǎng)或樁筏復(fù)合地基加固、樁筏基礎(chǔ) (車站咽喉區(qū)及正 線低路堤 ) 及聯(lián)合堆載預(yù)壓等措施。深層攪拌樁復(fù)合地基加固中最小樁長不小于 4 m， 且嵌入硬土層不小于 ， 嵌入巖石全風(fēng)化層不小于 。對低矮路基地段 ， 還應(yīng)考慮滿足基床的要求。臺后過渡段設(shè)置鋼筋混凝土搭板可顯著改善路基與橋臺在抗垂直變形能力方面的巨大差異，有效實(shí)現(xiàn)路基與橋臺的剛度漸變。 過渡段基床裹層設(shè)置專門防水層 我國秦沈客運(yùn)專線路基試驗(yàn)研究表明，級配碎石是一種有限阻水能力的材料。需進(jìn)行堆載預(yù)壓，處理中地基的沉降值也較大，但處理費(fèi)用相對較低。 秦沈客運(yùn)專線軟土路基試驗(yàn)研究表明，半剛性樁在處理 深度較深、基本打透軟弱層且樁身強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求的情況下，復(fù)合地基的總沉降量、沉降速率、工后沉降都很小。 參考 秦沈客運(yùn) 專線大多數(shù)路橋過渡段采用在橋臺與路基填土問填筑倒梯形級配碎石的方式進(jìn)行過渡，過渡段長度不小于 20m。不管正梯形還是倒梯形，當(dāng)構(gòu)造物較高或路堤填土較高時(shí)，過渡段地基系數(shù) K均不易檢測，如條件允許最好安排路堤 與過渡段同時(shí)施工，效果最佳。 表 區(qū)域巖土物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)表 巖性 天然含水量 W 天然重度 γ 天然孔隙比 e0 液限WL 塑限WP 液性指數(shù)IL 塑性指數(shù)IP 壓縮指數(shù) 壓縮模量 天然快剪 內(nèi)摩擦角φ 粘聚力 C % kN/m3 % % MPa1 MPa 176。本次設(shè)計(jì)工點(diǎn)位于天津特大橋與青滄大橋之間，地形平坦，地勢開闊，以填方為主，路堤中心最大填高 。 （ 3） 及時(shí)填筑并控制好分層厚度。采用級配碎石填筑過渡段時(shí)，要注意以下事項(xiàng) : （ 1） 壓實(shí)機(jī)具的選擇。 地基處理中的防排水 地基處