【正文】 力，而鐵路路基承受的是列車運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的動荷載，采用vdE 可以有效地反映列車在高速運(yùn)行條件下產(chǎn)生的動應(yīng)力對路基的真實(shí)作用狀況，是客運(yùn)專線路基質(zhì)量檢測的發(fā)展方向。表 22是客運(yùn)專線路基填筑質(zhì)量檢測參數(shù) 30K 、2vE ： vdE 與三項(xiàng)指標(biāo)的對比情況。 表 22 30K 、 2vE 與 vdE 三項(xiàng)指標(biāo)的對比 項(xiàng)目 30K 2vE vdE 載荷板直徑 300㎜ 300㎜ 300㎜ 鐵道工程技術(shù) 畢業(yè)論文 15 預(yù)加載 （以前 ） 第二次加載 三次沖擊荷載 與地面接觸耦合 一般 好 差 加載等級 不少于 6級 動態(tài)施加脈沖 寬度 18ms 項(xiàng)目 30K 2vE vdE 加載控制 當(dāng) 1min 的沉降量不大于該級荷載沉降量的 1% 時(shí)加下一級荷載 120s 后加下一級荷載 最大荷載或終止試驗(yàn)加載的標(biāo)準(zhǔn) 總沉降量超過 ㎜ 或荷載強(qiáng)度超過估計(jì)的現(xiàn)場實(shí)際最大接觸壓力，或達(dá)到地基屈服點(diǎn) 或沉降大于 5㎜ 計(jì)算公式 ??s? 為 s?? 曲線上s=㎜所對應(yīng)的荷載 Ev2=（ 1? + max02?? ) max0? 為最大平均標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)力， 1? , 2? 為待定系數(shù) vdE =,s為實(shí)測荷載板下沉幅值 客運(yùn)專線無 砟 軌道路基沉降的控制要求 沉降控制標(biāo)準(zhǔn) 客運(yùn)專線路基作為無 砟 軌道結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，對路基的沉降變形非常敏感，要求沉降控制在非常小的范圍內(nèi)。我國擬建的客運(yùn)專線無 砟 軌道在汲取國外沉降控制經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，圍繞線路運(yùn)營、結(jié)構(gòu)允許變形，從路基竣工后扣件可調(diào)整的總沉降量， 20m 結(jié)構(gòu)長度范圍內(nèi)的不均勻沉降 、路基與橋涵之間差異沉降形成的錯臺，以及軌道結(jié)構(gòu)單元之間形成的折角等多方面對路基變形都作出了嚴(yán)格規(guī)定，如表 2表 24。 表 23 工后沉降及沉降差控制標(biāo)準(zhǔn) 一般情況允許工后沉降 均勻地基長? 20m 允許工后沉降 不均勻沉降 錯臺差異沉降 折角 15? ㎜ ? 30㎜ mmm2020 ? 5mm 10001?鐵道工程技術(shù) 畢業(yè)論文 16 表 24 路基工后沉降控制標(biāo)準(zhǔn) 設(shè)計(jì)速度 km h1 軌道結(jié)構(gòu)類型 一般地段工后沉 降量／ mm 過渡段工后沉降 量／ mm 沉降速率 (mm／ a) 250 有砟軌道 100 50 30 300／ 350 有砟軌道 50 30 20 250 ／ 300／ 350 無砟軌道 工后沉降≯ l5mm；長度大于 20m沉降比較均勻路基，工后沉降量≯ 30mm，且 Rsh≥ 。 路橋、路隧間差異沉降≯ 5 m，折角≯ 1／ 1000 客運(yùn)專線無砟軌道路基的填料要求 針對快速鐵路對填料及壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)的高要求，一方面要在施工中積累資料，同時(shí)需要開展大量的室內(nèi)外試驗(yàn)研究工作，研究制定填料適用性試驗(yàn)方法與判別標(biāo)準(zhǔn)，建立一套適合我國地域特點(diǎn)，適用于路基設(shè)計(jì)，施工的填料分類。 由于地域不同，路基填料也千差萬別，這就要求在勘測設(shè)計(jì)階段和施工前對土源進(jìn)行詳細(xì)判別。 工程實(shí)踐表明，采用優(yōu)質(zhì)的填料可以減少路基的后期沉降，且有較高的安全儲備，能保證路基穩(wěn)定。國內(nèi)外對高速鐵路的路基沉降觀測結(jié)果也表明，采用級配良好的粗顆粒填料可大大減少路堤的后期沉降，因此，只要能滿足 上述要求者才可作為高速鐵路路堤填料。鐵路路基填料的分類主要依據(jù)土類和小于 含量兩個(gè)指標(biāo)來劃分的，并考慮與壓實(shí)要求相關(guān)性質(zhì)和適用條件分成 A、 B、 C、 D、 E五個(gè)組，如表 2－ 1所示。其中， D組為高液限粉土、粉質(zhì)粘土、粘土，很少用作填料：E組為有機(jī)土類，不能作為填料。 21 我國鐵路路基填料分類組別 填料 A組 B組 C組 碎石類 級配良好的碎石、含土碎石 級配不好的碎石、含土碎石，細(xì)粒含量為15%30％ 的土質(zhì)碎石 細(xì)粒含量大于 30％ 的土質(zhì)碎石 礫石類 級配良好的粗圓礫、粗角礫 、細(xì)圓 礫、細(xì)角礫，級配良好的含土粗圓礫、含土粗角礫、含土細(xì)圓礫、含級配不好的粗圓礫、粗角礫、細(xì)圓礫、細(xì)角礫，級配不好的含土粗圓礫、含土粗角礫、含土細(xì)圓礫、含細(xì)粒含量大于 15‰30％的土質(zhì)粗圓礫、土質(zhì)粗角礫、土質(zhì)細(xì)圓礫、土質(zhì)細(xì)角礫 鐵道工程技術(shù) 畢業(yè)論文 17 土細(xì)角礫 土細(xì)角礫、細(xì)粒含量為 15%30%的土質(zhì)粗圓礫、土質(zhì)粗角礫、土質(zhì)細(xì)圓 礫、土質(zhì)細(xì)角礫 砂類土 級配良好礫砂、粗砂、中砂，含土礫砂、含土粗砂、含土中砂 級配良好細(xì)砂，級配不好的礫砂、粗砂、中砂、細(xì)粒含量大于15％ 的含土礫砂，含土中砂，含土粗砂 級配不好的細(xì)砂，含土細(xì)砂， 粉砂 細(xì)粒土 低液限粉土，粉質(zhì)黏 土，黏土 路基填料和壓實(shí)質(zhì)量也是控制路基沉降的一個(gè)方面，填料選擇和壓實(shí)質(zhì)量控制不好，將會加大路基的工后沉降或路基與結(jié)構(gòu)物之間的不均勻沉降。國內(nèi)有關(guān)客運(yùn)專線及高速鐵路的規(guī)范已對無砟軌道路基填料及壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了嚴(yán)格的限定：基床表層采用級配碎石，基床底層采用 A、 B組填料或改良土；基床以下的路堤應(yīng)優(yōu)先選用 A、 B組填料和 C組的塊石、碎石、礫石類填料，當(dāng)選用 C組細(xì)粒土填料時(shí)應(yīng)根據(jù)土源性質(zhì)進(jìn)行改良后填筑。設(shè)計(jì)施工中應(yīng)嚴(yán)格限制填料粒徑，特別是 A、 B組填料，個(gè)別線在施工過程中反映填料 粒徑過大 (但滿足規(guī)范要求的基床底層不大于 10cm，基床以下不大于15cm)，填料難以達(dá)到壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)，建議基床底層填料粒徑不大于 5cm，基床以下不大于10cm作為控制標(biāo)準(zhǔn)。 沿線土質(zhì)較差地段宜首選遠(yuǎn)運(yùn)粗粒土填筑路基，其次是物理改良和級配改良．應(yīng)慎用少用化學(xué)改良土，化學(xué)改良土從經(jīng)濟(jì)效應(yīng) 、工期效應(yīng) 、環(huán)保效應(yīng)等方面考慮都不宜大量采用，且填筑質(zhì)量難以保證，化學(xué)改良土的水穩(wěn)定性對路基本體壓密沉降的影響程度很難預(yù)見。 通過 地基設(shè)計(jì) 來控制黃土路基沉降 樁網(wǎng)地基設(shè)計(jì) 對 在地基部分土體中設(shè)置的豎直向增 強(qiáng)體“ 樁”是受力主體，與樁間土形成樁土加固區(qū)，承擔(dān)上部荷載，并傳遞到下部較為堅(jiān)硬的持力層上。在該加固區(qū)上部鋪設(shè)含高強(qiáng)度土工合成材料的加筋墊層“ 網(wǎng)”，形成柔性拱區(qū) (上部與下部之間的柔性土拱過渡區(qū) )。樁網(wǎng)復(fù)合地基中的樁起承載作用，是力學(xué)要求；而高強(qiáng)度網(wǎng)則是結(jié)構(gòu)要鐵道工程技術(shù) 畢業(yè)論文 18 求，目的是調(diào)整樁土豎向荷載分擔(dān)比與樁土應(yīng)力比使樁 — 網(wǎng) — 土協(xié)同作用，共同承擔(dān)荷載以減小整體沉降及不均勻沉降。 高速鐵路典型的“樁網(wǎng)結(jié)構(gòu)地基”體系主要由以下四部分共同組成： (1)上部路堤 ； (2)中間網(wǎng)墊層； (3)下部樁及樁間 土 ； (4)下部樁土復(fù)合 地基加固區(qū)下的天然軟土層或持力層。 其中的核心部分是樁和網(wǎng)。 CFG樁樁網(wǎng)復(fù)合地基 CTG樁 (Cement Fly． ash Gravel Pile)是水泥粉煤灰碎石樁的簡稱．它是由 水泥、粉煤灰、碎石樁、石屑或是砂加水拌和形成的高粘結(jié)強(qiáng)度樁，和樁間土、網(wǎng)墊層一起形成樁網(wǎng)復(fù)合地基．通過調(diào)整水泥摻量及配比，其強(qiáng)度等級在 C15～ C25之間變化，是介于剛性樁與柔性樁之間的一種樁型． CTG樁復(fù)合地基實(shí)驗(yàn)研究是建設(shè)部“七五”計(jì)劃課題，于 1988年立題進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，并用于工程實(shí)踐．該技術(shù)已在全國 23個(gè)省，市廣泛推廣應(yīng)用，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，該技術(shù)已在 1000多個(gè)工程中應(yīng)用。和樁基相比，由于CFG樁樁體材料可以摻入工業(yè)廢料粉煤灰、不配筋以及充分發(fā)揮樁間土的承載能力，工程造價(jià)一般為樁基的 31 ～ 21 ，經(jīng)濟(jì)效益和社會效益非常顯著 【 2】 。 CFG樁復(fù)合地基減小工后沉降的主要原理表現(xiàn)在以下三個(gè)方面： 通過在土體中打設(shè) CFG剛性樁，使樁土承擔(dān)不同的應(yīng)力，樁承擔(dān)較多，而土承擔(dān)較少，減少了土體所承受的荷載， 從而減少了土體的壓縮量；通過 CFG樁對土體 的擠密作用及對樁周土體的脫水作用等，改善周圍土體的顆粒大小及其物理力學(xué)性能指標(biāo)；部 分 荷載通過 CFG樁體傳遞至相對承載力較高壓縮層較低的下臥層，在加固區(qū)土層壓縮量減小的同時(shí)，下臥層的壓縮量會相應(yīng)有所增加。 碎石樁系散體材料，本身沒有粘結(jié)強(qiáng)度，主要靠周圍土的約束傳遞基礎(chǔ)傳來的垂直荷載 .土越軟，對樁的約束作用越差，樁傳遞垂直荷載的能力越弱． CFG樁針對碎石樁承載特性的一些不足，加以改進(jìn)而發(fā)展起來的． CFG樁采用螺旋鉆機(jī)或振動沉管樁機(jī)等設(shè)備進(jìn)行成孔，是一種具有較高粘結(jié)強(qiáng)度的剛性樁．與一般的柔性樁復(fù)合地基相比，用 CFG樁處理地基時(shí)，可大幅度提高地基承載力，并可通過調(diào)節(jié)復(fù)合地基樁長、樁距及樁體材料配比等指標(biāo)較大幅度調(diào)節(jié)復(fù)合地基承載 力的變化區(qū)間，特別是天然地基承載力較低而設(shè)計(jì)要求的承載力較高，用柔性樁復(fù)合地基難以滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)， CFG樁復(fù)合地基則有明顯的優(yōu)勢． CFG樁復(fù)合地基可用于填土，飽和及非飽和粘性土，松散砂土等。它是一種低強(qiáng)度砼樁，可以充分利用樁間土的承載力，共同作用并可傳遞鐵道工程技術(shù) 畢業(yè)論文 19 荷載到深層地基中去，具有較高的承載力，承載力提高幅度在 ～ 3倍，由于通過 CFG樁處理過的復(fù)合地基具有承載力高、沉降變形小、變形穩(wěn)定快、工藝性 好、灌注方便、易于控制施工質(zhì)量和工程造價(jià)較低等特點(diǎn)，因此具有較好的技術(shù)性能和經(jīng)濟(jì)效果。由于 CFG樁復(fù)合地基技術(shù)具有以上施工速度快、工期短、質(zhì)量容易控制、工程造價(jià)低廉的特點(diǎn)，目前已經(jīng)成為北京及周邊地區(qū)應(yīng)用最普通的地基處理技術(shù)之一． CFG樁一般不用計(jì)算配筋，并且還可利用工業(yè)廢料粉煤灰和石屑作摻和料，進(jìn)一步降低了工程造價(jià)． CFG樁適用范圍較廣，就基礎(chǔ)型式而 言， CFG樁既可適用于條形基礎(chǔ)、獨(dú)立基礎(chǔ)，也可用于筏基和箱型基礎(chǔ)；就土性而言， CFG樁可用于處理粘性土、粉土、砂土、人工填土和淤泥質(zhì)土等地基。既適用于擠密效 果好的土，又適用于擠密效果差的土，具有加速土體固結(jié)、沉降變形小、沉降穩(wěn)定快等特點(diǎn)． CFG樁樁網(wǎng)復(fù)合地基主要工程特性 (1)承載力提高幅度大、可調(diào)性強(qiáng) 。 CFG樁樁長可以從幾米到 20多米，并且可全長發(fā)揮樁的側(cè)阻力，樁承擔(dān)的荷載占總荷載的百分比可在 40～ 75％之間變化，使得復(fù)合地基承載力提高幅度大并具有很大的可調(diào)性。當(dāng)?shù)鼗休d力較高時(shí)，荷載又不大，可將樁長設(shè)計(jì)得短一點(diǎn)，荷載大時(shí)樁長可設(shè)計(jì)得長一些．特別時(shí)天然地基承載力較低而設(shè)計(jì)要求得承載力較高，用柔性樁復(fù)合地基一般難以滿足設(shè)計(jì)要求， CFG樁復(fù)合地基則比較 容易實(shí)現(xiàn)． (2)適應(yīng)范圍廣 。 CFG樁可用于填土、飽和及非飽和粘性土，既可用于擠密效果好的土，又可用于擠密效果差的土．當(dāng)其用于擠密效果好的土?xí)r，承載力的提高既有擠密分量，又有置換分量；當(dāng)其用于不可擠密土?xí)r，承載力的提高只與置換作用有關(guān)．當(dāng)土是具有良好擠密效果的砂土、粉土?xí)r，振動可使土擠密，樁間土承載力可有較大幅度的提高， CFG樁是適合的。 (3)剛性樁的性狀明顯 。 對柔性樁，特別時(shí)散 體樁，如碎石樁、砂石樁，它們主要是通過有限的樁長來傳遞垂直荷載。 當(dāng)樁長大于某一個(gè)數(shù)值后，樁傳遞荷載的作用已顯著減小 。 CFG樁 像剛性樁一樣，可全長發(fā)揮側(cè)阻，樁落在好的土層是時(shí)，具有明顯的端承作用。對于上部軟下部硬的地質(zhì)條件，碎石樁將荷載向深層傳遞非常困難，而 CFG樁因?yàn)榫哂袆傂詷兜男誀?，向深層土傳遞荷載時(shí)其重要的工作特性。 (4)樁體的排水作用 。 CFG樁在飽和粉土和砂土中施工時(shí)，由于沉管和拔管的振動，會使土體產(chǎn)生超孔隙水壓力．較好透水層上面還有透水性較差的土層時(shí)，剛剛施工完的 CFG樁將是一個(gè)鐵道工程技術(shù) 畢業(yè)論文 20 良好的排 水通道，孔隙水將沿著樁體向上排出，直到 CFG樁體結(jié)硬為止 。 (5)時(shí)間效應(yīng) 。 利用振動沉管施工，將會對周圍土產(chǎn)生擾動，特別是對靈敏度 較高的土，會使結(jié)構(gòu)破壞、強(qiáng)度降低．施工結(jié)束后，隨著恢復(fù)期的增長，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度會有所恢復(fù)．在復(fù)合地基的承載力提高期間，既包含了樁間土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的恢復(fù)，也包括了樁、土間相互作用的加強(qiáng)．加固后地基士的含水量、孔隙比、壓縮系數(shù)均有減小，重度和壓縮模量有所增大．對于粉砂層振密效果比較明顯， 可大幅度提高樁間土的承載能力，有松散狀態(tài)變?yōu)橹忻懿⒔咏軐?shí)狀態(tài)。 (6)復(fù)合地基變形小 。 復(fù)合地基模量大、地基沉降量小是 CFG樁復(fù)合地基重要特點(diǎn)之一．對于上部和中間有軟弱土的地基，用 CFG樁加固，樁端放在好的土層上，可以獲得模量很高的復(fù)合地基，上部構(gòu)造物的沉降不大。 樁網(wǎng)復(fù)合地基的加固 (1)樁網(wǎng)復(fù)合地基加固機(jī)理 。 樁網(wǎng)復(fù)合地基是指在地基處理過程中，下部土體得到豎向增強(qiáng)體“樁”