【正文】 表 25 中可以看出天然地基的承載力不足，無法滿足地基承載力的要求。 三、軟土地基的承載力 地基承受荷載的能力稱為地基承載力。 pBE （ 2— 5） 式中 p 為荷載強度， B 為 換算 荷載寬度， F 為沉降系數(shù)， E 為地基土的變形模量。 計算表如下： σz′ =Ksp1 Z(m) Ks σz′(kPa) 1 5 6 7 12 （ 2） 路堤中間部分產(chǎn)生的基底附加應力 σz′′， 按條形面積豎直均布荷載作用計算，其均布荷載 p2=， 查表可得 到相應的 應力系數(shù) Ks值。 以上三部分沉降 的相對大小隨土的種類、基礎(chǔ)尺寸和荷載水平而異。固結(jié)沉降速率取決于孔隙水的排出速率。所以軟土路堤沉降控制是一個必須重視的問題。 (12)21 D12tn 泥質(zhì)砂巖，棕紅色，全風化， III級。 (2)33 Q4alm 粉砂，灰色，中密，飽和， I級。 (2)13 Q4alm 粉質(zhì)粘土，灰黃色，可塑， II級。進過多年實踐， 對軟土地區(qū)的路基設(shè)計理論、施工方法及及加固措施等方面均積累了較豐富的經(jīng)驗和研究成果。其快剪黏聚力在 10 kPa 左右，快剪內(nèi)摩擦角在 0176。按其沉積環(huán)境和特征差別，則可分為如表 24 所列的七種類型。 第二節(jié) 軟土地基 一、軟土的性質(zhì)與分類 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。加載預壓的荷載，一般有利用建筑物自身荷載、堆載或真空預壓等 軟土、粉土、雜填土、沖填土等 蘭州交通大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 16 分類 方法 加固原理 適用范圍 超載預壓法 基本原理同加載預壓法，但預壓荷載超過上部結(jié)構(gòu)的荷載。地基淺層性能良好的墊層，與下臥層形成雙層地基。 二、地基處理方法介紹 近幾十年來，大量的土木工程實踐推動了軟弱土地基處理技術(shù)的迅速發(fā)展，地基處理的方法多樣化，地基處理的新技術(shù)、新理論不斷涌現(xiàn)并日趨完善，地基處理已成為基礎(chǔ)工程領(lǐng)域中一個較有生命力的分枝。有的可在上部結(jié)構(gòu)上采取一些措施。 2. 壓縮及不均勻沉降問題。最后繪制出路基橫斷面設(shè)計圖。僅根據(jù)氯離子含量判定，氯鹽環(huán)境作用等級為 L2。將路基面上的軌道和列車荷載的合力，換算成與路基重度相同的土柱代替作用在路基面上的荷載。 5. 綜合措施?；布庸檀胧┑倪x用應符合下列要求： 1. 就地碾壓。 5. 級配碎石粒徑大于 的顆粒的洛杉磯磨耗率不大于 30%，硫酸鈉溶液浸泡填料 厚度 （ m） 壓實標準 地基系數(shù) K30 （ MPa/m） 動態(tài)變形 模量 Evd（ MPa） 孔隙率 n 變 形 模 量Ev2（ MPa） 級配碎石 ≥190 ≥50 ＜ 18% ≥120 蘭州交通大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 損失率不大于 6%。 （二）路基基床填料與壓實標準 基床表層應填筑級配碎石 ， 其 壓實標準應符合表 14 的 規(guī)定。根據(jù)我國目前積累的經(jīng)驗，只要地基穩(wěn)定，填土碾壓質(zhì)量符合設(shè)計要求，按現(xiàn)行規(guī)范確定的邊坡坡度，路基邊坡是穩(wěn)定的。由于高速鐵路采用重型軌道結(jié)構(gòu)，加大了線間距和路肩寬度，因此高速鐵路路基面寬度較一般線路要寬。因此，高速鐵路的路基設(shè)計要求許多方面深化設(shè)計參數(shù)保持在要求的范圍之內(nèi)。地面排水設(shè)備用以攔截地面蘭州交通大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 7 徑流， 匯集路基范圍內(nèi)的雨水并使其暢通的流向天然排水溝谷，以防止地面水對路基的浸濕、沖刷而影響其良好狀態(tài)。 4. 邊坡 路基橫斷面兩側(cè)的邊線稱為路基邊坡。 （一） 路基本體 在各種路基形式中，為了能按線路設(shè)計要求鋪設(shè)軌道或路面而構(gòu)筑的部分，稱為路基本體。 路基填筑材料類型要求主要考慮 — 對路基不同結(jié)構(gòu)部位的填筑材料的要求，如級配碎石﹑ A﹑ B﹑ C 組土及改良土等。目前國內(nèi)已有多個行之有效的計算機程序可以完成路基的初步設(shè)計和施工設(shè)計。 6. 路基質(zhì)量評估 針對秦沈線箱梁運架過程中的路基安全穩(wěn)定問題及鋪軌前路基質(zhì)量狀況進行了路基質(zhì)量評估工作。秦沈客運專線工后沉降要求一般地段15cm（年沉降量不得大于 4cm），路橋過渡段 8cm（年沉降量不得大于 3cm）。 為保證級配碎石的施工質(zhì)量，施工技術(shù)細則中對級配碎石的材料質(zhì)量﹑顆粒粒徑級配范圍﹑含水量﹑拌合﹑攤鋪及碾壓工藝和壓實 質(zhì)量控制方法等提出了技術(shù)要求，施工過程中進行了嚴格的控制。 二、高速鐵路路基的特點 高速鐵路運行速度快、技術(shù)標準高、 對路基的要求嚴格，控制路基變形已成為高速鐵路路基的最大特點。 在土木工程中，路基在施工數(shù)量、占地面積及投資方面都占有重要地位。秦沈線路基施工標準較目前的國鐵標準提高了很多，路基填筑根據(jù)不同部位，提出了壓實系數(shù) K，地基系數(shù)K30，孔隙率 n 等壓實標準。 在施工過程中要求路橋過渡段與路堤同步分層填筑，用振動碾進行碾壓，對振動碾達不到的邊角部位應用小型壓實機具補充壓實，以保證整體的施工質(zhì)量。同時，根據(jù)沉降觀測沉降資 料發(fā)展趨勢﹑工期要求等，采取相應的措施。近年來獲得的進步主要表現(xiàn)在： 1. 設(shè)計計算技術(shù)的提高。 四、 客運專線路基設(shè)計原則 首先，客運專線路基是一種土工結(jié)構(gòu)物，其設(shè)計應根據(jù)其使用要求和當?shù)刈匀粭l件蘭州交通大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 （包括地質(zhì)﹑水文和材料情況等）并結(jié)合施工方案進行，既要滿足路基結(jié)構(gòu)的受力及變形要求﹑填筑材料類型的要求﹑結(jié)構(gòu)尺寸的要求﹑壓實標準的要求等，又要經(jīng)濟合理。而這些要求的實現(xiàn)，又主要是通過垂直于線路中心線的路基橫斷面設(shè)計來實現(xiàn)的。在線路設(shè)計中，路基的設(shè)計高程以路肩邊緣的高程表示，稱為路肩高程。 （二）路基設(shè)備 路基設(shè)備是路基的組成部分，是為確保路基體的穩(wěn)固性而采用的必要的經(jīng)濟合理的附屬工程措施。 路基加固設(shè)備是用以加固路基本體或地基的工程設(shè)施，在路基工程中，有護堤、擋土墻、支垛、抗滑樁 及其他地基加固措施等。 路基面寬度等于道床坡度角間所占用的路基寬度再加上兩側(cè)的路肩寬度。 表 11 直線地段路基面寬度 軌道類型 設(shè)計最高速度（ km/h） 線間距 （ m） 路基面寬度 單線 （ m） 雙線 （ m） 有砟軌道 300～ 350 無砟軌道 300 350 由于該路基屬于無砟軌道路基，且該段屬于車站，所以路基面寬度不應小于 ，即設(shè)計為 。 二、 高速鐵路 路基基床 （一）基床結(jié)構(gòu) 路基基床應由基床表層和基床底層構(gòu)成。當不能滿足時，基床表層應采用顆粒級配不同的雙層結(jié)構(gòu)，或在基床底層表面鋪設(shè)土工合成材料。 表 16 無砟軌道路基 基床底層填料及壓實標準 基床以下路堤宜選用 A、 B組填料和 C組碎石 、 礫石類填料 ， 其粒徑級配應符合壓實性能要求 ； 當選用 C 組細粒土填料時 ， 應根據(jù)填料性質(zhì)進行改良 。當基床上受水影響時，應增設(shè)地面或地下排水設(shè)備，攔截、引排或降低、疏干基床范圍的水。 ZK 標準活載如圖 12 所示。地下水為孔隙潛水及承壓水：孔隙潛水主要含水層為第四系全新統(tǒng)粉土層，水位埋深 0～ 米，為淺層地下水。 本設(shè)計段全為直線段， DK15+485～ +545 段為路塹，路塹邊坡高在 左右，邊坡穩(wěn)定，不用進行 穩(wěn)定性檢 算。因此地基處理的要求也就越來越迫切和廣泛。 4. 地震、機器以及車輛的振動、波浪作用和爆破等動力荷載可能引起地基土，特別是飽和無粘性土的液化，失穩(wěn)和震陷等危害。 蘭州交通大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 14 地基處理的目的是利用換填、夯實、擠密、排水、膠結(jié)、加筋和熱學等方法對地基土進行加固，用以改良地基土的工程特性。此外，還有一些地基處理方法的加固機理以及計算方法目前還不是十分明確，尚需要進一步探討。同時，砂、石柱體在軟粘土中形成排水通道，加速固結(jié) 一般軟土地基 石灰樁法 在軟弱土中成孔后，填入生石灰或其他混合料，形成豎向石灰樁柱體，通過生石灰的吸水膨脹、放熱以及離子交換作用改善樁柱體周圍土體的性質(zhì)，形成石灰樁復合地基，以提高地基承載力，減少沉降量 人工填土、軟土地基 EPS 輕填法 發(fā)泡聚苯乙烯 （ EPS） 重度只有土的 1/50?1/100，并具有較高的強度和低壓縮性，用于填土料，可有效減少作用于地基的荷載，且根據(jù)需要用于地基的淺層置換 軟弱土地基上的填方工程 排 水 固 結(jié) 加載預壓法 在預壓荷載作用下，通過一定的預壓時間，天然地基被壓縮、固結(jié)，地基土的強度提高，壓縮性降低。 類軟弱土地基，巖石地基基加固，建筑物糾偏等加固處理 上述表中的各類地基處理方法，均有各自的特點和作用機理，在不同的土類中產(chǎn)生不同的加固效果，并也存在著局限性。 表 23 軟土類型及其物理學特征 習慣上常把淤泥、淤泥質(zhì)土、軟黏性土總稱為軟土，而把有機質(zhì)含量很高的泥炭、泥炭質(zhì)土總稱為泥沼。 3. 壓縮性高。 6. 流變性顯著。 (2)12 Q4alm 粉質(zhì)粘土，灰黃色，軟塑， II級。、C=， Es＝ 。 σ0=200kPa， r=19kN/m3， Es＝ 14MPa。 σ0=500kPa。 由于基礎(chǔ)加載面積為有限尺寸，加載后地基中會有剪應變發(fā)生，特別是在靠近基礎(chǔ)邊緣應力集中部位。但超靜孔隙水壓力消散得差不多后，主固結(jié)沉降很小了，而次固結(jié)沉降愈來愈顯著，逐漸上升成為蘭州交通大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 21 主要的。 1. 計算地基土的自重應力 該設(shè)計段 地下水位 深度 ， 填土容重 γ=18kN/m3， 邊 坡 坡率 m=，路堤面寬度 2b=，路堤高度 H=， 換算 土柱 荷載 P1=。 S= = （ 2— 4） （ 二 ） 瞬時沉降計算 瞬時沉降是由于地基土在加荷后因淺層土發(fā)生變形由側(cè)向膨脹引起的。 根據(jù)我國高速鐵路的技術(shù)標準，《京滬高速鐵路線橋隧站設(shè)計暫行規(guī)定》提出：軟土地基上 有咋軌道 路基的工后沉降小于 10cm，沉降速率小于 3cm/年。所以正確的地基設(shè)計，既要保證滿足地基穩(wěn)定性的要求，也要保證滿足地基變形的要求，稱之為“兩種極限狀態(tài)設(shè)計”也就是說，要求作用在基底的壓應力不超過地基的極限承載力，并且有足夠的安全度，而且所引起的變形不能超過建筑物的容許變形，滿足以上兩項要求，地基單位面積上所能承受的荷載就稱為地基的容許承載力。通常采用排水固結(jié)法，復合地基法等措施，即可滿足工后沉降控制要求。 PHC 管樁 的 單樁承載力高 ， 工程造價便宜 ， 沉樁質(zhì)量可靠 ； 因此 在地基處理中得到廣泛應用。 因此，采用 PHCAB500100 預應力管樁（ 樁 外 徑 500mm，壁厚 100mm）。 管樁節(jié)長 12m。最后計算出地基的工后沉降值， 與規(guī)范要求的沉降值比較，看是否滿足高速鐵路無砟軌道路基工后沉降的要求。 =。 表 210 最終沉降量及工后沉降量 (cm) 累計沉降量S? 沉降計算經(jīng)驗系數(shù)? 等效沉降系數(shù)e? 最終沉降量S 工后沉降 有荷 無荷 注：工后沉降量按式 （ 2— 9） 計算。 4. 軟土 地基處理 詳細設(shè)計見 路基 橫斷面設(shè)計圖 （ T01～ T26） 。 根據(jù)大量調(diào)查與分析 ，路基邊坡破壞的形態(tài)在黏土粒含量較少的均質(zhì)砂類土中，其滑動面形狀近似于平面，橫斷面上近似直線形。 L為破裂面長度。緩坡、粗糙或有草木生長時流速小，反之就大。 ， c=， γ為土的容重， φ為土的內(nèi)摩擦角， c 為土的黏聚力。 軟土路堤的穩(wěn)定性分析，目前廣泛采用圓弧滑動面的假定，由軟土路堤穩(wěn)定性的破壞試驗和對坍滑的觀測，證實了圓滑滑動面的假定，并且圓弧切入軟弱土層之中。特別是近年來高速鐵路的快速發(fā)展，對路基的穩(wěn)定性提出了更高的要求。 二、 軟土 地基處理 措施 （ 一 ） 地基表層處理 路基施工前應做好地表排水疏干措施和整平地面，路堤地段清除表層種植土，按規(guī)定回填、壓實，壓實標準同路基本體要求。 無荷及有荷時的沉降量計算分別見下表 28，表 29。筏板底寬為 20m，則應力擴散后的加固區(qū)底寬為 L=20+2 H tanΦ。 3. PHC 管樁復合地基沉降計算 （ 1）單樁承載力計算 （見表 26） 表 26 單樁承載力 PHC 管樁計算資料 計算斷面 DK14+ 區(qū)間雙線 設(shè)計參數(shù) 基本參數(shù) 雙線單荷附加應力（ kPa） 雙線雙荷基底應力 樁間距 S（ m) 需樁提供承載力 管樁樁徑（ m) 周長 （ m) 樁端面積（ m2) 填土高 h（ m) 104 容重 γ（ kN/m3) 18 路基面寬 （ m) 序號 地層 層厚（ m) 側(cè)阻 端阻 側(cè)阻 修正 端阻修正 側(cè)阻力 端阻力 1 （ 1） 0 30 2 （ 2） 21 30 3 （ 2） 01 20 4 （ 2） 52 60 5 （ 2） 13 50 6