【正文】 n是土體中空隙體積與土的三相體2VE積的比值，而壓實(shí)系數(shù)K是指工地碾壓時(shí)達(dá)到的干容重與相應(yīng)的擊實(shí)試驗(yàn)得到的最大干容重之比，即相對(duì)理論壓實(shí)的比例，均反映土體的松密程度；地基系數(shù) ：是30K表示土體表面在平面壓力作用下產(chǎn)生的可壓縮性的大小，是我國原有鐵路規(guī)范對(duì)路基壓實(shí)質(zhì)量的強(qiáng)度檢測(cè)指標(biāo)；變形模量 是通過圓形承載板和加載裝置對(duì)地面進(jìn)行2vE第一次加載和卸載后，再進(jìn)行第二次加載，測(cè)得的應(yīng)力— ?之間的位移割線斜率確定，用來分析土體的變形性質(zhì)和承載能力；動(dòng)態(tài)變形模max0?量 是指土體在一定大小的豎向沖擊力 和沖擊時(shí)間 作用下抵抗變形能力的參vdEsFts數(shù)，可直接用于評(píng)判路基的壓實(shí)質(zhì)量。雖然地基系數(shù)值 是反映路基土強(qiáng)度及變形關(guān)系的參數(shù)，但試驗(yàn)的荷載—沉30K降曲線是一次加載得出的，其沉降包括了填料的彈性變形和塑性變形。計(jì)算變形模量 的荷載沉降曲線是在逐級(jí)加載后，逐級(jí)卸載，再二次加載得出，可認(rèn)為其沉30K降(變形)消除了填料的塑性變形，測(cè)試結(jié)果離散性小，更能反映路基土的真實(shí)強(qiáng)度，比地基系數(shù) 更科學(xué)、更合理。靜態(tài)變形模量 和地基系數(shù) 都是采用小于30 2VE30K300mm的靜態(tài)平板載荷試驗(yàn)儀，通過在壓實(shí)填土表面做靜壓試驗(yàn)測(cè)得，二者反映的都是靜態(tài)應(yīng)力作用下土體抵抗變形的能力，而鐵路路基承受的是列車運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的動(dòng)荷載，采用 可以有效地反映列車在高速運(yùn)行條件下產(chǎn)生的動(dòng)應(yīng)力對(duì)路基的真實(shí)作vdE用狀況，是客運(yùn)專線路基質(zhì)量檢測(cè)的發(fā)展方向。表22是客運(yùn)專線路基填筑質(zhì)量檢測(cè)參數(shù) 、 ： 與三項(xiàng)指標(biāo)的對(duì)比情況。30K2vd16 / 59表22 、 與 三項(xiàng)指標(biāo)的對(duì)比30K2vEd項(xiàng)目 2vEvdE載荷板直徑 300㎜ 300㎜ 300㎜預(yù)加載 （） 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(jí) 不少于6級(jí) 動(dòng)態(tài)施加脈沖 寬度18ms項(xiàng)目 30K2vEvdE加載控制當(dāng)1min 的沉降量不大于該級(jí)荷載沉降量的1% 時(shí)加下一級(jí)荷載 120s 后加下一級(jí)荷載最大荷載或終止試驗(yàn)加載的標(biāo)準(zhǔn)㎜ 或荷載強(qiáng)度超過估計(jì)的現(xiàn)場(chǎng)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??為 曲線上s?s=㎜所對(duì)應(yīng)的荷載Ev2=（ + )1?max02?為最大平均標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)max0?力， , 為待定系數(shù)12=,svdE為實(shí)測(cè)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(duì)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(cuò)臺(tái)，以及軌道結(jié)構(gòu)單元之間形成的折角等多方面對(duì)路基變形都作出了嚴(yán)格規(guī)定，如表 2表24。17 / 59 表23 工后沉降及沉降差控制標(biāo)準(zhǔn) 表 24 路基工后沉降控制標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)速度kmh 1 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 30300／350 有砟軌道 50 30 20250 ／300／ 350 無砟軌道工后沉降≯l5mm；長度大于20 m沉降比較均勻路基，工后沉降量≯30mm，且R sh≥ sj 。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(duì)快速鐵路對(duì)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(cè)設(shè)計(jì)階段和施工前對(duì)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(chǔ)備，能保證路基穩(wěn)定。國內(nèi)外對(duì)高速鐵路的路基沉降觀測(cè)結(jié)果也表明，采用級(jí)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。細(xì)顆粒含量?jī)蓚€(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(jí)配良好的碎石、含土碎石級(jí)配不好的碎石、含土碎石，細(xì)粒含量為15%30％的土質(zhì)碎細(xì)粒含量大于30％的土質(zhì)碎石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(cuò)臺(tái)差異沉降 折角㎜15?30㎜?m205mm?10?18 / 59石礫石類級(jí)配良好的粗圓礫、粗角礫、細(xì)圓 礫、細(xì)角礫，級(jí)配良好的含土粗圓礫、含土粗角礫、含土細(xì)圓礫、含土細(xì)角礫級(jí)配不好的粗圓礫、粗角礫、細(xì)圓礫、細(xì)角礫，級(jí)配不好的含土粗圓礫、含土粗角礫、含土細(xì)圓礫、含土細(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)角礫砂類土級(jí)配良好礫砂、粗砂、中砂，含土礫砂、含土粗砂、含土中砂級(jí)配良好細(xì)砂，級(jí)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(jí)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(huì)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(duì)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(jí)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(jí)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(duì)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)19 / 59對(duì)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．a(chǎn)sh Gravel Pile)是水泥粉煤灰碎石樁的簡(jiǎn)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(jí)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 ～ ，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益非常顯著 【2】 。312CFG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(duì)土體的擠密作用及對(duì)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(duì)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(huì)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，對(duì)樁的約束作用越差，樁傳遞垂直荷載的能力越弱．CFG樁針對(duì)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(dòng)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20 / 59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(shì)．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(dòng)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(duì)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21 / 59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(duì)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(dòng)，會(huì)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)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(dòng)沉管施工，將會(huì)對(duì)周圍土產(chǎn)生擾動(dòng)，特別是對(duì)靈敏度較高的土，會(huì)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(huì)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(duì)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(duì)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” 的加強(qiáng)形成復(fù)合地基加固區(qū)，在樁頂?shù)玫剿较蛟鰪?qiáng)體 “網(wǎng)” 的加強(qiáng)形成復(fù)合地基加固區(qū)，從而使網(wǎng)、樁、土三者協(xié)同作用，構(gòu)成一個(gè)整體共同承擔(dān)上部荷載的人工地基。樁網(wǎng)復(fù)合結(jié)構(gòu)由5部分組成：①上部路堤填土；②網(wǎng)或由網(wǎng)組成的加筋土；③網(wǎng)與樁頂之間的砂石墊層；④樁土加固區(qū)；⑤樁底下部的天然地基或持力層。樁網(wǎng)復(fù)合地基由4部分組成：①拱上路堤填土；②柔性拱區(qū)；③樁土加固區(qū)；④下臥層。突出強(qiáng)調(diào)樁、網(wǎng)、土三者在承擔(dān)荷載過程中的協(xié)同作用，這與以往強(qiáng)調(diào)樁、輕視網(wǎng)、