【文章內(nèi)容簡介】 ——第i層土的厚度(m)?？偠灾?，CFG樁復(fù)合地基承載力設(shè)計模式可以表達為“樁與樁間土強度的復(fù)合”，其數(shù)學(xué)表達式為面積比公式和應(yīng)力比公式，他們在本質(zhì)上是統(tǒng)一的，相比而言，應(yīng)力比公式更為成熟。CFG樁復(fù)合地基承載力計算公式統(tǒng)一于承載力設(shè)計模式，牛志榮等改進的承載力估算公式比較系統(tǒng)地考慮了工程實踐經(jīng)驗、試驗與理論計算比較、相關(guān)規(guī)范取值，應(yīng)該說具有更好的適用性。在工程設(shè)計中可以優(yōu)先采用，但是在使用時，應(yīng)該考慮單樁承載力特征值Ra的修正系數(shù)k，以及樁間土強度提高系數(shù)a的取值問題。 本次設(shè)計的內(nèi)容通過CFG樁復(fù)合地基沉降計算理論和承載力理論研究現(xiàn)狀的分析，本文以京滬高速鐵路深厚軟土的地基處理為工程背景，對由CFG樁、樁間土及上部褥墊層共同形成的CFG樁復(fù)合地基進行設(shè)計，滿足高速鐵路無砟軌道工后沉降小于15mm的要求。本文工作主要包括以下內(nèi)容:（樁長的選取，置換率的確定，樁徑、樁間距的確定）和褥墊層厚度；，進行復(fù)合地基的承載力驗算和軟弱下臥層驗算； （混凝土板的結(jié)構(gòu)設(shè)計，混凝土板抗沖切驗算）。第二章 京滬高鐵廊坊段的工程地質(zhì) 本設(shè)計的地質(zhì)概述我國“十一五”期間將建設(shè)眾多客運專線，京滬高速鐵路是其中最主要的一條，舉世矚目。京滬高速鐵路歷經(jīng)十幾年研究論證，今年3月已經(jīng)國家正式批準立項，目前，國家正在評估可行性研究報告。1 線路地理位置 京滬高速鐵路位于我國東部地區(qū)，線路自北京南站西端引出，沿既有西黃線，在黃村跨京山線，沿南側(cè)經(jīng)廊坊至天津南站，修建聯(lián)絡(luò)線引入天津西站并改造為高速始發(fā)站；繼續(xù)向南與京滬高速公路大體平行，過滄州西、德州東，在京滬高速公路黃河橋下游3km處跨越黃河，至濟南市西郊新設(shè)濟南西站；向南與京福高速公路大體平行，經(jīng)泰安西、曲阜東、滕州東、棗莊西，沿京福高速公路東側(cè)南行進入江蘇省境內(nèi)，跨京福高速公路后，在徐州市東部新設(shè)徐州東站；繼續(xù)南行，進入安徽境內(nèi)，過宿州，；東行至鎮(zhèn)江南6km處新設(shè)鎮(zhèn)江西站，沿滬寧高速公路北側(cè)東行，經(jīng)常州、無錫、蘇州，在蘊藻浜橋通過黃渡線路所側(cè)向引入上海站，終到上海虹橋站。2 地形地貌線路主要穿行于冀魯平原區(qū)、魯中南低山丘陵區(qū)、黃淮沖積平原、淮河一、二級階地、長江及其支流河谷階地、長江三角洲平原區(qū)，局部通過剝蝕低山丘陵區(qū)。北京至廊坊為沖、洪積平原，地勢由西北向東南緩傾；廊坊至武清及滄州至濟南以北為沖積平原，廊坊至武清地勢由西北向東南緩傾；武清至滄州為近海沖積平原，地勢由西向東緩傾，其中天津市區(qū)及其以南團泊洼一帶地勢低洼，溝渠坑塘密布；滄州至濟南地勢由西南向東北緩傾。濟南以南至徐州屬魯中南低山丘陵區(qū)，地形起伏大，尤以濟南至泰安地勢陡峻，是全線海拔最高的地段。該段受區(qū)域構(gòu)造的影響，以剝蝕為主，沖溝發(fā)育，河谷下切明顯，丘間谷地發(fā)育有小型的沖洪積平原及盆地。徐州至上海段線路主要通過黃淮沖積平原、長江三角洲平原區(qū)，局部通過剝蝕低山丘陵區(qū)。黃淮沖積平原平坦開闊，略向南傾，地面高程20～40m?；春右患夒A地地勢低平，呈2～4176。微坡傾向河床，二級階地呈壟崗地形，波狀起伏，坳溝發(fā)育，其間有殘丘出露，相對高差20～30m。長江及其支流一級階地地形平坦、開闊，地面高程在5～10m之間；高階地呈壟崗地貌，波狀起伏，“梳狀”坳溝發(fā)育，階地面平緩，坳溝深4～20m，地面高程10～40m。低山、丘陵集中分布于高塘集至至張八嶺間及南京至鎮(zhèn)江段，山頂高程在50～200m之間，地勢起伏大，山坡自然坡度25176。～40176。，地表植被發(fā)育，基巖多有出露。長江三角洲平原區(qū)，地勢平坦寬闊，河渠縱橫，水塘密布，地面高程2～6m，由西向東微傾。3 地質(zhì)條件北京至濟南段地層主要為第四系沖積層、沖洪積層、海積層，一般以黏性土、粉土、砂類土為主，僅北京附近分布有厚層卵石土和圓礫土，城區(qū)、村莊及局部坑塘分布有厚度不等的填土。北京黃村至濟南普遍分布松軟層，松軟層底板埋深在6～18m范圍內(nèi)。北京至滄州及禹城附近地震動峰值加速度≥，分布有地震可液化層，液化層以飽和的粉、細砂及粉土為主。濟南至徐州段為魯中南低山丘陵及丘間平原，地表以剝蝕為主，部分地段基巖裸露。新生界地層有第四系洪、坡、殘積以及沖積、湖積層，主要巖性為新黃土、黏土、粉質(zhì)黏土、卵石土、碎石土、砂類土等，新黃土具濕陷性，～；韓莊運河附近沖湖積黏土、粉質(zhì)黏土具弱膨脹性，局部具中等膨脹性；下第三系始、漸新統(tǒng)，巖性為泥巖、砂巖、含礫砂巖。出露基巖為古生界寒武系、奧陶系、石炭系、二疊系，巖性為石灰?guī)r、頁巖、砂巖、泥巖、泥質(zhì)砂巖等；太古界泰山群為花崗片麻巖；巖漿巖主要為太古代早期斜長花崗巖和燕山期侵入輝長巖。奧陶系、寒武系石灰局部巖溶較發(fā)育，巖石表面沿裂隙發(fā)育有溶溝、溶槽，溶隙和溶洞絕大多數(shù)為全充填，橋梁基礎(chǔ)類型及橋式類型的選擇應(yīng)結(jié)合巖石的完整性及溶洞的大小和頂板厚度確定。石炭系及二疊系中含有多層可采煤層。 DK426+440～DK426+960、DK427+960～DK428+760兩段所經(jīng)地段分布有重力錯移體。前者為路塹段，后者位于隧道洞頂之上。重力錯移體形成時代久遠，平面形態(tài)呈不規(guī)則舌型，受強烈風(fēng)化剝蝕作用，錯移體規(guī)模已大大縮小，現(xiàn)已穩(wěn)定。徐州至池河為黃淮沖積平原及淮河一、二級階地，黃淮沖積平原及淮河一、二級階地主要出露上更新統(tǒng)粉土、粉細砂、粉質(zhì)黏土、黏土（下蜀黏土），含鐵錳結(jié)核，厚2～45m，部分地段表層為第四系全新統(tǒng)粉土、粉細砂、粉質(zhì)黏土，厚2～15m，下伏寒武、奧陶系白云巖、灰?guī)r、泥灰?guī)r，白堊系泥巖、礫巖、泥質(zhì)砂巖，下元古界云母片巖、角閃巖、變粒巖等。黃淮沖積平原DK682～DK739段廣泛分布松軟（液化）土地層，地基需加固。黃淮沖積平原、淮河及支流一級階地局部地段分布軟土及松軟土，地基需加固。地下水發(fā)育，主要為孔隙潛水，水位埋深1～4m。池河至丹陽段線路通過剝蝕低山丘陵區(qū)及長江河谷階地，低山丘陵區(qū)地層巖性主要為粉細砂巖、泥巖、長石砂巖、千枚巖、石英砂巖、白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r、灰?guī)r及侵入巖等。沉積巖受強烈的褶皺、斷裂影響，節(jié)理發(fā)育，侵入巖風(fēng)化層厚度變化大，球狀風(fēng)化發(fā)育，低山丘陵區(qū)地下水一般不發(fā)育，但在儲水條件較好的構(gòu)造帶及巖溶發(fā)育帶水量較豐富。長江高階地廣泛分布第四系上更新統(tǒng)黏土（下蜀黏土）。一級階地及高階地坳谷區(qū)局部分布軟土及松軟土。一級階地地下水較發(fā)育，主要為孔隙潛水，埋深1～3m，高階地地下水一般不發(fā)育。丹陽至上海段線路通過長江三角洲平原區(qū)，均為第四系地層覆蓋，系江河、湖泊、海相沉積形成，為黏土、粉質(zhì)黏土夾粉細砂層，其中丹陽～昆山段零星、斷續(xù)分布淤泥質(zhì)土，厚2～17m，昆山～上海段廣泛分布淤泥質(zhì)土，最大厚度達38m。軟土強度低，壓縮性高。地下水上部屬孔隙潛水，～3m，下部砂層為良好含水層，具微承壓性。本線部分地段經(jīng)過的大部分地區(qū)因地下水超采形成漏斗區(qū)，存在地面沉降等現(xiàn)象，特別是廊坊、天津、滄州、德州、丹陽~上海等地區(qū)。沿線有部分河流河水對混凝土結(jié)構(gòu)具硫酸鹽侵蝕性，天津至德州間部分溝渠內(nèi)的地表水對混凝土結(jié)構(gòu)具硫酸鹽侵蝕性。同時，北京至濟南間大部分地段地下水對混凝土結(jié)構(gòu)具硫酸鹽侵蝕性，環(huán)境作用等級為HH2，其中天津至滄州部分地段環(huán)境作用等級為H3；濟南至上海部分地段具硫酸鹽侵蝕。根據(jù)《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》（GB183062001）劃分，結(jié)合現(xiàn)場調(diào)查及工點情況確定測區(qū)地震動峰值加速度（地震基本烈度）如下： DIK0+000～DIK65+000 DIK65+000～DK174+000 京滬廊坊段地質(zhì)中含有軟土及松軟土，依據(jù)《新建時速300350km公里客運專線鐵路設(shè)計暫行規(guī)定（上、下）》（鐵建設(shè)（2007）47號），當路堤基底以下25ｍ范圍內(nèi)的地基土不符合要求時，應(yīng)判定為松軟地基，并做工后沉降分析。本工點全部為松軟地基，～，巖性為黏土、粉質(zhì)黏土、粉土，成因類型為沖積、海積和人工堆積。根據(jù)沉積特點，本工點軟土主要為第四系全新統(tǒng)沖積、海積淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土和泥質(zhì)黏土，局部為淤泥夾薄層粉細沙，分布詳見地質(zhì)縱斷面和地質(zhì)柱狀圖。 ；。京滬高速鐵路經(jīng)過地區(qū)的河流分屬海河、黃河、淮河、長江四大水系。沿線河流密布，水利設(shè)施眾多。線路經(jīng)過的主要河流有永定河、海河、子牙河、子牙新河、南運河、漳衛(wèi)新河、馬頰河、徒駭河、黃河、大汶河、泗河、韓莊運河、京杭大運河、懷洪新河、淮河、滁河、長江、九曲河、望虞河、婁江、青陽港、蘊藻浜等。京滬高速鐵路設(shè)計時速為350km/h，要求路基工后沉降控制在15mm以內(nèi)。本段線路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。地層分別為：粘土，厚2～3m；粉質(zhì)粘土，厚10～15m；粉土，厚10～12m；粉質(zhì)粘土，厚7～10m；粉土，未見底；其物理力學(xué)指標見表1。水文地質(zhì)特征：地下水為第四系孔隙潛水。（地震的基本裂度為VIII度）。表21 區(qū)域巖土物理力學(xué)性質(zhì)指標巖性天然含水量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天然快剪內(nèi)摩擦角φ粘聚力C%kN/m3%%MPa1MPa176。kPa粘土粉質(zhì)粘土粉土粉質(zhì)粘土粉土16軟土是一種近代沉積的特殊土，它包括淤泥和淤泥質(zhì)土，一般是第四紀后期在濱海、湖泊、河灘、三角洲、冰磧等地質(zhì)環(huán)境下緩慢沉積所形成，它具有下列性質(zhì)：(1)含水量高天然含水量一般在50％～80％，且大大超過液限含水量，呈軟塑狀態(tài)。（2)滲透性小由于體顆粒輕細，富含粉粒及黏粒，因而透水性差，滲透系數(shù)很低，～ cm／s， 因而地下水在土中長期滯留，排泄困難。(3)孔隙比大土體呈海綿狀結(jié)構(gòu)。E值通常大于1．0，有的甚至達到2．0以上，土體中有較大的孔隙水壓力。(4)高壓縮性壓縮系數(shù)為1～1．6MPa，屬高壓縮性土。公路路堤在填土白重、路面和人工結(jié)構(gòu)物的附加荷載作用下，產(chǎn)生較大的壓縮、沉降，而且這種沉降長期難以消失。(5)抗剪強度低凝聚力c值一般只有5～7kPa，內(nèi)摩擦角僅有3176?！?176。，土體抗剪切變形差，填筑路堤高度有限制，即存在“極限填筑高度Hc”， 一般可以用Hc=3C估算，C值為不排水抗剪強度(kPa)。因此路堤填筑高度超過Hc，就必須很慢地填筑，等待土中孔隙壓力消散。(6)固結(jié)系數(shù)小Cr平均值為1．9510 cm／s，土體完成固結(jié)時間較長，路堤穩(wěn)定需要一定時間作保證。為使路基穩(wěn)定，施工時必須嚴格控制填上厚度和加土速度，使土體沉降速率和側(cè)向變形速率控制在允許范圍內(nèi)，以保證施工安全。軟土地基固結(jié)沉降主要計算方法有:分層總和法、太沙基一維固結(jié)理論、實測沉降過程曲線推算沉降量。京滬高速鐵路廊坊段勘探范圍內(nèi)地下水從地下水資源評價和地下水開采條件方面將地下水劃分為淺層地下水和深層承壓水，一般將埋藏較淺、由潛水及與潛水有水力聯(lián)系的微承壓力組成的地下水稱為淺層地下水，而將埋藏相對較深（一般70ｍ以下），與淺層地下水沒有直接聯(lián)系的地下水稱為深層承壓水。含水層巖性主要為粉、細砂及粉土層，呈透鏡體狀分布于黏性土層之中，含水層厚度一般10～30ｍ，滲透系數(shù)多小于10ｍ/ｄ，既有淡水，又有咸水。廊坊地區(qū)在自然條件下總的地下水補、徑、排特點是：在水平方向上，淺層水和深層水由北向南形成補給，在垂直方向上，下伏含水巖組接受上覆含水巖組的滲透補給。淺層地下水有下列補、徑、排特點：補給：地下水接受大氣降水入滲和地表水入滲補給，地下水具有明顯的豐、枯水期變化，豐水期水位上升，枯水期水位下降。徑流：由于含水介質(zhì)顆粒較細，水力坡度小，地下水徑流十分緩慢。排泄：排泄