【正文】 ?亞粘土 2m軟土 粘土 砂粘土2m15m27m0圖 52 應力應變圖垂直沉降見表 52。、 γ =圖 51 地基土分層表 51 中軸線上地基各點應力表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：活載產生的基底應力和路堤本身自重產生的基底應力。如圖 51 所示。假設個土層都是在側限壓縮條件下；(5)計算基礎平均沉降。沉降計算深度范圍內壓縮性不同的天然土層的界面均應取為沉降計算分層面，地下水面上下，土的容重不同，也應取為界面，這是不言而喻的。 分層總和法計算步驟：(1)在地質剖面圖上繪制基礎中心下地基中的自重應力分布曲線和附加應力分布曲線，自重應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算；(2)確定計算深度(亦稱受壓層深度)，對于一般建筑物按下列經(jīng)驗公式計算深度 Zn為： ???? (52)式中，B――基礎寬度(m)。地基沉降一般用分層總和法進行分析計算。第 5 章 軟土地基沉降量計算 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)定計算的結論規(guī)范要求的穩(wěn)定安全系數(shù)為 ，通過驗算一個穩(wěn)定安全系數(shù)遠大于要求值，就代表其他也滿足，故忽略不算。借助于最危險圓心輔助線，用上述檢算方法，可求出圓心輔助線上 4 個圓心OOOO4 相應的穩(wěn)定系數(shù)，用同一比例尺作 KK2 、KK4 垂直圓心輔助線，得四點聯(lián)成 K 曲線，作圓心輔助線的平行線切 K 曲線與一切點，切點處作圓心輔助線的垂直，其長度即為 Kmin。其結果見表 41。見圖 42。 圓心軌跡線相交，交點即為破壞滑弧圓心，連接圓心與假定破壞點，以連線長度為半徑做圓，即得到了滑動圓弧。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。這在下面有說明。在以圓弧滑動面法作邊坡穩(wěn)定檢算時，第一要尋求危險圓弧滑動面在路堤橫斷面形成的部位；第二要尋求與危險圓弧滑動面形成部位相應的圓心點的規(guī)律。iT ――圓心垂線外側分條的切向分力。ta? (42) 式中， ――切向分力為負值的各條分號；?39。所以，在符合以上情況時，式應改寫成下式： ???ninniiiiTlcNK11 39。將各土條圓弧面上土的抗滑力與下滑力分別乘以對滑iltanicl??動圓弧圓心的力臂 ，可得表示滑動面上土體穩(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，以縱向延長為 1m 求體積，根據(jù)已知路基土的密度求各分條的重量 。當滑動面為圓弧面時，應先求得作用在圓弧面上各點的抗滑力和下滑力，因圓弧面上各點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，便可用圓弧面上各點的抗滑力矩之和的比值來確定檢算滑動面上的土體的穩(wěn)定性。圓弧滑動面法在路堤中應用最多的是條分法。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，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。這主要是由于地基中土體應力狀態(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，一部分土體相對另一部分土體產生移動，這種現(xiàn)象稱為失穩(wěn)。本設計為鐵路客運專線軟基路堤設計，工后沉降要求十分嚴格，需控制在 5cm 之內，且工期需盡量縮短，綜合各個因素考慮，本設計中選用 CFG 樁加固軟土路基。(2)對工后沉降要求嚴格的工程，在資金條件允許的情況下，應優(yōu)先選擇 CFG 樁加固軟土路基。 造價方面CFG 樁和袋裝砂井加固軟土地基對的方法都要使用成孔機械，所以在機械使用方面，兩種方法造價差不多。 沉降量方面砂井沉降量遠大于攪拌樁，一般達到攪拌樁沉降量的 2 倍以上。試驗數(shù)量宜為總樁數(shù)的 %～1%，且每個單體工程的試驗數(shù)量不應少于 3 點。水泥粉煤灰碎石樁地基竣工驗收時，承載力檢驗應采用復合地基載荷試驗。 (2) 清土和截樁時，不得造成樁頂標高以下樁身斷裂和擾動樁間土。應采用螺旋鉆引孔的方案, 避免新打樁的振動造成已打樁的斷樁。當整面布樁時不宜從四周向內推進,須從中心向外或從一邊向另一邊推進施工。而且樁打的越多,土的密度越大。 對松散性和流態(tài)淤泥質土,不宜多振,以邊振邊拔為宜。在飽和軟土中成樁,樁機的振動力較小,但當采用連打作業(yè)時,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),產生嚴重的縮頸和斷樁。褥墊層寬度比基礎寬度要大, 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,當樁間土含水量不大時,亦可夯實。（6）控制合理的褥墊層厚度。設計樁頂標高離地表的距離不大時 ≤15 m ,保護樁長取 50～70 cm。試驗表明，在其它條件相同時，樁距越小，復合地基承載力越大；當樁距小于 4 倍樁徑時，隨樁距的減小復合地基承載力的增長率明顯下降，從發(fā)揮樁、土作用考慮,樁距大于 4 倍樁徑較適宜。除啟動后留振 5 ～10 秒鐘之外 ,拔管過程中不再留振，也不得反插。實踐表明,拔管速度控制在 112～115 m /min 是最適宜的。同時成孔設備就位后,必須平正、穩(wěn)固,確保在施工中不發(fā)生傾斜移動及 CFG 樁的垂直度。因此 CFG 樁施工前,應對作業(yè)面進行平整，對樁位及高程進行測量放樣,樁管套入的預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豎直一致并處于樁孔中心。垂直度是衡量 CFG 樁質量的一個重要指標,一般要求樁傾斜度 ≤l%。長螺旋鉆孔、管內泵壓混合料成樁施工的坍落度宜為 160～200mm，振動沉管灌注成樁施工的坍落度宜為 30～50mm，振動沉管灌注成樁后樁頂浮漿厚度不宜超過200mm。（2）配合比的控制。 水泥宜采用 3215 級以上普通硅酸鹽水泥。碎石必須滿足 5～40 mm 的連續(xù)級配要求。原材料是否合乎技術規(guī)范要求，直接影響樁體質量的好壞。(7)施工流程如圖 35 所示。(5)樁頂采用濕黏土封頂。 (4)拔管速率應按試樁確定參數(shù)進行控制，拔管過程中不允許反插，如上料不足，須在拔管過程時空中加料，不允許停拔再投料，拔管至樁頂。(3)用攪拌機拌合水泥、粉煤灰、碎石混合料，檢查其坍落度。(2)振動沉管至設計深度。本設計中擬用振動沉管灌注施工法，下面只介紹這種施工方法。(5)施工前進行成樁工藝試驗，確定施工工藝和參數(shù)，試樁數(shù)量應符合設計要求且不得少于 2 根。(3)選用的水泥、粉煤灰、碎石及外加劑等原材料應符合設計要求，并按相關規(guī)定進行檢驗。 CFG 樁復合地基的施工 施工準備(1)核查地質資料，結合設計參數(shù)，選擇合適的施工機械和施工方法。最終施工參數(shù)確定為：①CFG 樁直徑：500mm；②CFG 樁長：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、級配碎石或碎石等，最大粒徑不宜大于 30cm，本設計中褥墊層厚度取 50cm。(4)調整樁、土水平荷載的分擔剛性樁復合地基不設置褥墊層時，水平荷載主要由樁來分擔，隨著褥墊層的設置和增厚，樁枯承受的水平荷載逐漸減小。(2)調整樁、土應力比隨著褥墊層厚度的增加，復合地基樁、土應力比變小，直至接近于 1。+ 967 褥墊層厚度及材料的選用褥墊層技術是 CFG 樁復合地基的一個核心技術，復合地基的許多特性都與褥墊層有關，褥墊層有如下作用：(1)保證樁、土共同承擔荷載剛性樁復合地基通過設置褥墊層，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、土共同承擔荷載。=4, 。樁間距初步設為 ，布樁形式采用正方形。單樁承載力標準值可按式（31）計算： KAqhURpkiskpk /)(??? (33)式中， ──CFG 樁單樁承載力標準值，kN；kpU──樁的周長，m； sikq──第 i 層土與土性和施工工藝有關的極限側阻力標準值，kPa； h──第 i 層土厚度，m；pk──與土性和施工工藝有關的極限端阻力標準值，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 由路堤標高可以看出，路堤基底落在亞粘土層①層，該層承載力標準值 為 90 kfkPa。在樁長、樁徑確定后，計算樁間距之前需確定天然地基承載力標準值、計算單樁承載力 和計算復合地基承載力標準值 。 CFG 樁復合地基設計計算 確定樁徑樁徑取決于設計時所選用的施工設備，一般設計樁徑為 350～600mm，設計中定為500 mm。施工結束后，隨著恢復期的增長，結構強度會有所恢復。這樣的排水過程可延續(xù)幾個小時。(4)樁體的排水作用CFG 樁在飽和粉土和砂土中施工時，由于沉管和拔管的振動，會使土體產生超孔隙水壓力。當樁長大于某一數(shù)值后，樁傳遞荷載的作用已顯著減小。當 CFG 樁用于擠密效果好的土時，承載力的提高既有擠密分量，又有置換分量；當CFG 樁用于不可擠密土時，承載力的提高只與置換作用有關。(2)適應范圍廣對于基礎形式而言，CFG 樁既適用于條形基礎、獨立基礎，也可用于筏基和箱形基礎。當?shù)鼗休d力較高，荷載又不大時，可將樁長設計得短一點，荷載大時可設計得長一些。CFG 樁采用振動沉管法施工，對土體產生振動和擠壓，使土得到“擠密作用” ，使加固后樁土的力學性能大為改善，從而使復合地基的承載力顯著提高。(1)樁體作用CFG 樁不同于碎石樁，是具有一定粘結強度的混合料，在荷載作用下 CFG 樁的壓縮性明顯比其周圍軟土小，因此基礎傳給復合地基的附加應力隨地基的變形逐漸集中到樁體上，出現(xiàn)應力集中現(xiàn)象，復合地基的 CFG 樁起到了“樁體作用” 。如圖 32 所示。CFG 樁對獨立基礎、條形基礎、筏基都適用。CFG 樁的適用范圍很廣。CFG 樁和樁間土一起，通過褥墊層形成 CFG 樁復合地基共同工作，故可根據(jù)復合地基性狀和計算進行工程設計。5mm5 砂袋埋入砂袋層長度 ＋100 mm0 CFG 樁復合地基法 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，用各種成樁機械制成的可變強度樁。(5)袋裝砂井施工允許偏差按表 31 的要求。(3)套管上應劃出控制標高的刻劃線，以保證砂井打入長度符合設計要求；當拔套管將砂袋帶出長度約大于 時，必須重新補打。 袋裝砂井的施工(1)應按規(guī)定做好砂的質量控制，抽查砂袋的物理力學性質的縫制尺寸。最終施工參數(shù)確定為：①袋裝砂井直徑：7cm；②袋裝砂井長：15m；③間距排距：；④每排袋裝砂井數(shù)：24～25 根；⑤砂墊層厚度：50 cm?？傻? 3?????HtCTV61..??tNV豎向固結度為： %??eeUNV 徑向固結度計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所以徑向固結度為： %.)(8????eUnFTrR袋裝砂井處理該地基的平均固結度為： )(rVvr U 砂井底部以下部分固結度計算砂井底部以下 范圍內均為中粗砂，且為雙面排水，由于砂排水很快，兩個月距15cm176。為了保證袋裝砂井內滲出的水能夠順利排出，一般須在砂井的頂部鋪設一層砂墊層，本設計中砂墊層的厚度設為 ，砂井的上部外露部分應埋在該層內。3/?n 袋裝砂井長度的確定路堤以下的軟粘土層厚 15m，假設砂井剛好穿過軟粘土層，取定砂井長度為 15m。等效直徑 de 與砂井間距 S 的關系式： (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。井距應保證在給定的施工期限內達到要求的地基固結度，使路堤安全填筑。井徑比公式為： (31)de/w=式中，de――有效排水范圍內等效圓直徑(cm)；dw――沙井直徑(cm)。井徑比 n 范圍 15～30 見文獻[4]。 袋裝砂井的設計 袋裝砂井直徑的確定砂井直徑一般為 7～12cm，本設計中取砂井直徑為 7cm。其次沙井直徑細小，施工時對土層擾動小。 袋裝砂井的設計優(yōu)點首先袋裝砂井的直徑細小，用砂量少，其費用約為普通砂井的 40%，造價低廉。在同一井徑的情況下，砂井間距