【正文】 ?亞粘土 2m軟土 粘土 砂粘土2m15m27m0圖 52 應(yīng)力應(yīng)變圖垂直沉降見(jiàn)表 52。、 γ =圖 51 地基土分層表 51 中軸線上地基各點(diǎn)應(yīng)力表Z(m) a/z I z? (kPa) ipz???39。、 γ =各 ω =%、 c=5kPaφ =10176。z?軟土粘土砂粘土2m亞粘土 ω =%、c=6kPa、 φ =8176。包括兩部分：活載產(chǎn)生的基底應(yīng)力和路堤本身自重產(chǎn)生的基底應(yīng)力。如圖 51 所示。假設(shè)個(gè)土層都是在側(cè)限壓縮條件下；(5)計(jì)算基礎(chǔ)平均沉降。沉降計(jì)算深度范圍內(nèi)壓縮性不同的天然土層的界面均應(yīng)取為沉降計(jì)算分層面，地下水面上下，土的容重不同，也應(yīng)取為界面，這是不言而喻的。 分層總和法計(jì)算步驟：(1)在地質(zhì)剖面圖上繪制基礎(chǔ)中心下地基中的自重應(yīng)力分布曲線和附加應(yīng)力分布曲線，自重應(yīng)力分布曲線由天然地基底面算起，基底壓力 p 由有作用于基底上的荷載計(jì)算；(2)確定計(jì)算深度(亦稱受壓層深度)，對(duì)于一般建筑物按下列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算深度 Zn為： ???? (52)式中，B――基礎(chǔ)寬度(m)。地基沉降一般用分層總和法進(jìn)行分析計(jì)算。第 5 章 軟土地基沉降量計(jì)算 地基沉降概述軟土地區(qū)路堤的沉降主要由地基沉降造成。 穩(wěn)定計(jì)算的結(jié)論規(guī)范要求的穩(wěn)定安全系數(shù)為 ，通過(guò)驗(yàn)算一個(gè)穩(wěn)定安全系數(shù)遠(yuǎn)大于要求值，就代表其他也滿足，故忽略不算。借助于最危險(xiǎn)圓心輔助線，用上述檢算方法，可求出圓心輔助線上 4 個(gè)圓心OOOO4 相應(yīng)的穩(wěn)定系數(shù)，用同一比例尺作 KK2 、KK4 垂直圓心輔助線，得四點(diǎn)聯(lián)成 K 曲線，作圓心輔助線的平行線切 K 曲線與一切點(diǎn)，切點(diǎn)處作圓心輔助線的垂直，其長(zhǎng)度即為 Kmin。其結(jié)果見(jiàn)表 41。見(jiàn)圖 42。 圓心軌跡線相交，交點(diǎn)即為破壞滑弧圓心，連接圓心與假定破壞點(diǎn)，以連線長(zhǎng)度為半徑做圓，即得到了滑動(dòng)圓弧。圖 41 360線法示意圖360具體做法是：沿坡頂直接引 一條與水平面成 36186。 確定滑弧圓心位置確定滑弧圓心位置，按“ 線法”確定滑弧圓心位置，經(jīng)驗(yàn)證明，從換算土柱的頂36?緣直接引一條與水平面成 的直線為檢算圓心的軌跡線，常稱 線。摩擦角 35186。這在下面有說(shuō)明。在以圓弧滑動(dòng)面法作邊坡穩(wěn)定檢算時(shí)，第一要尋求危險(xiǎn)圓弧滑動(dòng)面在路堤橫斷面形成的部位；第二要尋求與危險(xiǎn)圓弧滑動(dòng)面形成部位相應(yīng)的圓心點(diǎn)的規(guī)律。iT ――圓心垂線外側(cè)分條的切向分力。ta? (42) 式中， ――切向分力為負(fù)值的各條分號(hào)；?39。所以，在符合以上情況時(shí)，式應(yīng)改寫成下式： ???ninniiiiTlcNK11 39。將各土條圓弧面上土的抗滑力與下滑力分別乘以對(duì)滑iltanicl??動(dòng)圓弧圓心的力臂 ，可得表示滑動(dòng)面上土體穩(wěn)定性的穩(wěn)定安全系數(shù) 為：R K (41)???niiiiTlcNK1ta?公式(41)是條分法穩(wěn)定檢算的基本公式。在分條確定后，便可按各分條的斷面面積，以縱向延長(zhǎng)為 1m 求體積，根據(jù)已知路基土的密度求各分條的重量 。當(dāng)滑動(dòng)面為圓弧面時(shí)，應(yīng)先求得作用在圓弧面上各點(diǎn)的抗滑力和下滑力，因圓弧面上各點(diǎn)的抗滑力和下滑力均切于圓弧面，以極限平衡理論作穩(wěn)定分析時(shí)，便可用圓弧面上各點(diǎn)的抗滑力矩之和的比值來(lái)確定檢算滑動(dòng)面上的土體的穩(wěn)定性。圓弧滑動(dòng)面法在路堤中應(yīng)用最多的是條分法。決定軟土地基穩(wěn)定的因素有很多方面，不僅取決于路堤的斷面形式、填土高度、加荷速率、地基土性質(zhì)，而且與軟土成因類型、地層成層情況、地層經(jīng)歷歷史等有關(guān)。這主要是由于地基中土體應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生變化，在土體自重及外荷載作用下，土坡喪失其原有穩(wěn)定性，一部分土體相對(duì)另一部分土體產(chǎn)生移動(dòng)，這種現(xiàn)象稱為失穩(wěn)。本設(shè)計(jì)為鐵路客運(yùn)專線軟基路堤設(shè)計(jì)，工后沉降要求十分嚴(yán)格，需控制在 5cm 之內(nèi)，且工期需盡量縮短，綜合各個(gè)因素考慮，本設(shè)計(jì)中選用 CFG 樁加固軟土路基。(2)對(duì)工后沉降要求嚴(yán)格的工程，在資金條件允許的情況下，應(yīng)優(yōu)先選擇 CFG 樁加固軟土路基。 造價(jià)方面CFG 樁和袋裝砂井加固軟土地基對(duì)的方法都要使用成孔機(jī)械，所以在機(jī)械使用方面，兩種方法造價(jià)差不多。 沉降量方面砂井沉降量遠(yuǎn)大于攪拌樁，一般達(dá)到攪拌樁沉降量的 2 倍以上。試驗(yàn)數(shù)量宜為總樁數(shù)的 %～1%，且每個(gè)單體工程的試驗(yàn)數(shù)量不應(yīng)少于 3 點(diǎn)。水泥粉煤灰碎石樁地基竣工驗(yàn)收時(shí)，承載力檢驗(yàn)應(yīng)采用復(fù)合地基載荷試驗(yàn)。 (2) 清土和截樁時(shí)，不得造成樁頂標(biāo)高以下樁身斷裂和擾動(dòng)樁間土。應(yīng)采用螺旋鉆引孔的方案, 避免新打樁的振動(dòng)造成已打樁的斷樁。當(dāng)整面布樁時(shí)不宜從四周向內(nèi)推進(jìn),須從中心向外或從一邊向另一邊推進(jìn)施工。而且樁打的越多,土的密度越大。 對(duì)松散性和流態(tài)淤泥質(zhì)土,不宜多振,以邊振邊拔為宜。在飽和軟土中成樁,樁機(jī)的振動(dòng)力較小,但當(dāng)采用連打作業(yè)時(shí),由于飽和軟土的特性,新打樁將擠壓已打樁形成橢圓或不規(guī)則形態(tài),產(chǎn)生嚴(yán)重的縮頸和斷樁。褥墊層寬度比基礎(chǔ)寬度要大, 其寬出的部分不宜小于褥墊層的厚度 。虛鋪后多用靜力壓實(shí),當(dāng)樁間土含水量不大時(shí),亦可夯實(shí)。（6）控制合理的褥墊層厚度。設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高離地表的距離不大時(shí) ≤15 m ,保護(hù)樁長(zhǎng)取 50～70 cm。試驗(yàn)表明，在其它條件相同時(shí)，樁距越小，復(fù)合地基承載力越大；當(dāng)樁距小于 4 倍樁徑時(shí)，隨樁距的減小復(fù)合地基承載力的增長(zhǎng)率明顯下降，從發(fā)揮樁、土作用考慮,樁距大于 4 倍樁徑較適宜。除啟動(dòng)后留振 5 ～10 秒鐘之外 ,拔管過(guò)程中不再留振，也不得反插。實(shí)踐表明,拔管速度控制在 112～115 m /min 是最適宜的。同時(shí)成孔設(shè)備就位后,必須平正、穩(wěn)固,確保在施工中不發(fā)生傾斜移動(dòng)及 CFG 樁的垂直度。因此 CFG 樁施工前,應(yīng)對(duì)作業(yè)面進(jìn)行平整，對(duì)樁位及高程進(jìn)行測(cè)量放樣,樁管套入的預(yù)制鋼筋混凝土尖或樁管下端的活瓣尖在下沉前,其軸線與樁管軸線應(yīng)豎直一致并處于樁孔中心。垂直度是衡量 CFG 樁質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo),一般要求樁傾斜度 ≤l%。長(zhǎng)螺旋鉆孔、管內(nèi)泵壓混合料成樁施工的坍落度宜為 160～200mm，振動(dòng)沉管灌注成樁施工的坍落度宜為 30～50mm，振動(dòng)沉管灌注成樁后樁頂浮漿厚度不宜超過(guò)200mm。（2）配合比的控制。 水泥宜采用 3215 級(jí)以上普通硅酸鹽水泥。碎石必須滿足 5～40 mm 的連續(xù)級(jí)配要求。原材料是否合乎技術(shù)規(guī)范要求，直接影響樁體質(zhì)量的好壞。(7)施工流程如圖 35 所示。(5)樁頂采用濕黏土封頂。 (4)拔管速率應(yīng)按試樁確定參數(shù)進(jìn)行控制，拔管過(guò)程中不允許反插，如上料不足，須在拔管過(guò)程時(shí)空中加料，不允許停拔再投料，拔管至樁頂。(3)用攪拌機(jī)拌合水泥、粉煤灰、碎石混合料，檢查其坍落度。(2)振動(dòng)沉管至設(shè)計(jì)深度。本設(shè)計(jì)中擬用振動(dòng)沉管灌注施工法，下面只介紹這種施工方法。(5)施工前進(jìn)行成樁工藝試驗(yàn)，確定施工工藝和參數(shù)，試樁數(shù)量應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求且不得少于 2 根。(3)選用的水泥、粉煤灰、碎石及外加劑等原材料應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，并按相關(guān)規(guī)定進(jìn)行檢驗(yàn)。 CFG 樁復(fù)合地基的施工 施工準(zhǔn)備(1)核查地質(zhì)資料，結(jié)合設(shè)計(jì)參數(shù)，選擇合適的施工機(jī)械和施工方法。最終施工參數(shù)確定為：①CFG 樁直徑：500mm；②CFG 樁長(zhǎng)：15m；③間距排距：；④每排 CFG 樁數(shù)：22～23 根；⑤褥墊層厚度：50cm。褥墊層的合理厚度為 50～60cm，一般為路基填高的 10%～20%，褥墊層材料宜采用中砂、粗砂、級(jí)配碎石或碎石等，最大粒徑不宜大于 30cm，本設(shè)計(jì)中褥墊層厚度取 50cm。(4)調(diào)整樁、土水平荷載的分擔(dān)剛性樁復(fù)合地基不設(shè)置褥墊層時(shí)，水平荷載主要由樁來(lái)分擔(dān)，隨著褥墊層的設(shè)置和增厚，樁枯承受的水平荷載逐漸減小。(2)調(diào)整樁、土應(yīng)力比隨著褥墊層厚度的增加，復(fù)合地基樁、土應(yīng)力比變小，直至接近于 1。+ 967 褥墊層厚度及材料的選用褥墊層技術(shù)是 CFG 樁復(fù)合地基的一個(gè)核心技術(shù)，復(fù)合地基的許多特性都與褥墊層有關(guān)，褥墊層有如下作用：(1)保證樁、土共同承擔(dān)荷載剛性樁復(fù)合地基通過(guò)設(shè)置褥墊層，在上部荷載作用下，樁體一定程度“刺入” 褥墊層中，使樁間土充分發(fā)揮作用，保證樁、土共同承擔(dān)荷載。=4, 。樁間距初步設(shè)為 ，布樁形式采用正方形。單樁承載力標(biāo)準(zhǔn)值可按式（31）計(jì)算： KAqhURpkiskpk /)(??? (33)式中， ──CFG 樁單樁承載力標(biāo)準(zhǔn)值，kN；kpU──樁的周長(zhǎng)，m； sikq──第 i 層土與土性和施工工藝有關(guān)的極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值，kPa； h──第 i 層土厚度，m；pk──與土性和施工工藝有關(guān)的極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值，kPa；K──安全系數(shù)，取 ； A──CFG 單樁截面面積，m 。 確定天然地基承載力 由路堤標(biāo)高可以看出，路堤基底落在亞粘土層①層，該層承載力標(biāo)準(zhǔn)值 為 90 kfkPa。在樁長(zhǎng)、樁徑確定后，計(jì)算樁間距之前需確定天然地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值、計(jì)算單樁承載力 和計(jì)算復(fù)合地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值 。 CFG 樁復(fù)合地基設(shè)計(jì)計(jì)算 確定樁徑樁徑取決于設(shè)計(jì)時(shí)所選用的施工設(shè)備，一般設(shè)計(jì)樁徑為 350～600mm，設(shè)計(jì)中定為500 mm。施工結(jié)束后，隨著恢復(fù)期的增長(zhǎng)，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度會(huì)有所恢復(fù)。這樣的排水過(guò)程可延續(xù)幾個(gè)小時(shí)。(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。當(dāng)樁長(zhǎng)大于某一數(shù)值后，樁傳遞荷載的作用已顯著減小。當(dāng) CFG 樁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)CFG 樁用于不可擠密土?xí)r，承載力的提高只與置換作用有關(guān)。(2)適應(yīng)范圍廣對(duì)于基礎(chǔ)形式而言，CFG 樁既適用于條形基礎(chǔ)、獨(dú)立基礎(chǔ)，也可用于筏基和箱形基礎(chǔ)。當(dāng)?shù)鼗休d力較高，荷載又不大時(shí)，可將樁長(zhǎng)設(shè)計(jì)得短一點(diǎn)，荷載大時(shí)可設(shè)計(jì)得長(zhǎng)一些。CFG 樁采用振動(dòng)沉管法施工，對(duì)土體產(chǎn)生振動(dòng)和擠壓，使土得到“擠密作用” ，使加固后樁土的力學(xué)性能大為改善，從而使復(fù)合地基的承載力顯著提高。(1)樁體作用CFG 樁不同于碎石樁，是具有一定粘結(jié)強(qiáng)度的混合料，在荷載作用下 CFG 樁的壓縮性明顯比其周圍軟土小，因此基礎(chǔ)傳給復(fù)合地基的附加應(yīng)力隨地基的變形逐漸集中到樁體上，出現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象，復(fù)合地基的 CFG 樁起到了“樁體作用” 。如圖 32 所示。CFG 樁對(duì)獨(dú)立基礎(chǔ)、條形基礎(chǔ)、筏基都適用。CFG 樁的適用范圍很廣。CFG 樁和樁間土一起，通過(guò)褥墊層形成 CFG 樁復(fù)合地基共同工作，故可根據(jù)復(fù)合地基性狀和計(jì)算進(jìn)行工程設(shè)計(jì)。5mm5 砂袋埋入砂袋層長(zhǎng)度 ＋100 mm0 CFG 樁復(fù)合地基法 概述CFG 樁是英文 Cement Flyash Grave 的縮寫，意為水泥粉煤灰碎石樁，由碎石、石屑、砂、粉煤灰摻水泥加水拌和，用各種成樁機(jī)械制成的可變強(qiáng)度樁。(5)袋裝砂井施工允許偏差按表 31 的要求。(3)套管上應(yīng)劃出控制標(biāo)高的刻劃線，以保證砂井打入長(zhǎng)度符合設(shè)計(jì)要求；當(dāng)拔套管將砂袋帶出長(zhǎng)度約大于 時(shí)，必須重新補(bǔ)打。 袋裝砂井的施工(1)應(yīng)按規(guī)定做好砂的質(zhì)量控制，抽查砂袋的物理力學(xué)性質(zhì)的縫制尺寸。最終施工參數(shù)確定為：①袋裝砂井直徑：7cm；②袋裝砂井長(zhǎng)：15m；③間距排距：；④每排袋裝砂井?dāng)?shù)：24～25 根；⑤砂墊層厚度：50 cm?？傻? 3?????HtCTV61..??tNV豎向固結(jié)度為： %??eeUNV 徑向固結(jié)度計(jì)算砂井的平面布置為等邊三角形，所以影響圓直徑為： ???sde 井徑比為： . ?????erdtCT )ln(1222)( ?????Fn所以徑向固結(jié)度為： %.)(8????eUnFTrR袋裝砂井處理該地基的平均固結(jié)度為： )(rVvr U 砂井底部以下部分固結(jié)度計(jì)算砂井底部以下 范圍內(nèi)均為中粗砂，且為雙面排水，由于砂排水很快，兩個(gè)月距15cm176。為了保證袋裝砂井內(nèi)滲出的水能夠順利排出，一般須在砂井的頂部鋪設(shè)一層砂墊層，本設(shè)計(jì)中砂墊層的厚度設(shè)為 ，砂井的上部外露部分應(yīng)埋在該層內(nèi)。3/?n 袋裝砂井長(zhǎng)度的確定路堤以下的軟粘土層厚 15m，假設(shè)砂井剛好穿過(guò)軟粘土層，取定砂井長(zhǎng)度為 15m。等效直徑 de 與砂井間距 S 的關(guān)系式： (32)=de等效圓直徑和砂井間距分別是 和 。砂井的平面布置有兩種形式：正方形和三角形排列。井距應(yīng)保證在給定的施工期限內(nèi)達(dá)到要求的地基固結(jié)度，使路堤安全填筑。井徑比公式為： (31)de/w=式中，de――有效排水范圍內(nèi)等效圓直徑(cm)；dw――沙井直徑(cm)。井徑比 n 范圍 15～30 見(jiàn)文獻(xiàn)[4]。 袋裝砂井的設(shè)計(jì) 袋裝砂井直徑的確定砂井直徑一般為 7～12cm，本設(shè)計(jì)中取砂井直徑為 7cm。其次沙井直徑細(xì)小，施工時(shí)對(duì)土層擾動(dòng)小。 袋裝砂井的設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)首先袋裝砂井的直徑細(xì)小，用砂量少，其費(fèi)用約為普通砂井的 40%，造價(jià)低廉。在同一井徑的情況下，砂井間距