【正文】 .....................................................36第 8 章 路基變形監(jiān)測(cè) ....................................................................................................38 路基變形監(jiān)測(cè)的意義及目的 .................................................................................388. 2 軟土路堤施工監(jiān)測(cè) ................................................................................................38 軟基路堤施工監(jiān)測(cè)的原則 .............................................................................38 軟基路堤施工監(jiān)測(cè)應(yīng)注意的問題 ...............................................................38 軟基路堤施工監(jiān)測(cè)測(cè)量儀具 .......................................................................39 軟土路堤施工變形監(jiān)測(cè)技術(shù) ...............................................................................39 地表沉降觀測(cè) ...............................................................................................40 土體內(nèi)部沉降觀測(cè) .......................................................................................40 土體水平位移觀測(cè) .......................................................................................41第 9 章 總結(jié)與展望 ........................................................................................................42 總結(jié) .......................................................................................................................42 展望 .........................................................................................................................42參考文獻(xiàn) ..............................................................................................................................43致謝 ......................................................................................................................................44附錄 ......................................................................................................................................45附錄 A 外文翻譯 .............................................................................................................45附錄 B 設(shè)計(jì)圖紙 .............................................................................................................56第 1 章 緒論 軟土的定義、特點(diǎn)與工程特性 軟土的定義及特點(diǎn)軟土是指濱海、湖沼、谷地、河灘沉積的天然含水量高、孔隙 比大、壓縮性高、抗剪強(qiáng)度低的細(xì)粒土。主要是由天然含水量大、壓縮性高、承載能力低的淤泥沉積物及少置腐殖質(zhì)所組成的土。 軟土的工程特征：(1)顏色以深色為主，顆粒成分以細(xì)顆粒為主，有機(jī)質(zhì)含量高；(2)天然含水量高，孔隙比大。大部分軟土的滲透系數(shù)在 ；壓縮性高；8610cm/s?到(5)具有觸變性。對(duì)一般建筑物和鐵路路基基底應(yīng)采取相應(yīng)的處理措施。換土墊層。振密擠密。土工聚合物。國外主要的處理方法有：真空堆載聯(lián)合預(yù)壓技術(shù)。加固填方施工法。凍結(jié)施工法和注入化學(xué)藥劑施工法。 國內(nèi)外軟土地基主要處理方法目前，國內(nèi)外工程中軟土地基處理方法主要包括密實(shí)法、換土墊層法、復(fù)合地基法、加筋法和灌漿法，其中密實(shí)法包括：堆載預(yù)壓法、真空預(yù)壓法、降水法、電滲法、靜力碾壓法、振動(dòng)碾壓法、重錘夯實(shí)法、強(qiáng)夯法；換土墊層法又稱置換法，包括：粗粒填土墊層、細(xì)粒填土墊層；復(fù)合地基法包括：擠密碎石樁、干振碎石樁、砂樁、渣土樁、石灰樁、水泥土樁、CFG 樁、素混凝土樁；加筋法包括：土工織物、加筋土；灌漿法包括：壓力灌漿法等。由于這種砂井在飽和軟粘土中起排水通道的作用，又稱排水砂井。砂井適用于軟土層厚度大于 5m 的軟基處理。比較常用的是袋裝沙井。 我國新建客運(yùn)專線路基對(duì)軟土地基的要求為了滿足高速鐵路設(shè)計(jì)速度的要求，必須嚴(yán)格控制路基的工后沉降量，按照《時(shí)速 300~350km 客運(yùn)專線鐵路設(shè)計(jì)暫行規(guī)定》 ，有砟軌道路基工后沉降量不應(yīng)大于 5cm，沉降速率應(yīng)小于 2cm/y，無砟軌道地段路基的工后沉降應(yīng)滿足扣減調(diào)整和線路豎曲線圓順的要求，工后沉降一般不應(yīng)超過扣件允許的沉降調(diào)高量15mm。所以，對(duì)軟土地基的處理要更加嚴(yán)格，關(guān)鍵是要控制沉降和穩(wěn)定性，滿足規(guī)范的要求。本文主要采用 CFG 樁處理地基，對(duì)處理后地基進(jìn)行穩(wěn)定性檢算；應(yīng)用固結(jié)理論進(jìn)行沉降計(jì)算，并對(duì)工后沉降進(jìn)行分析。最小曲線半徑為 8000m。路基面形狀應(yīng)為三角形，并設(shè)計(jì)為由路基面中心向兩側(cè)有 4%的橫向排水坡。 路肩寬度設(shè)定路肩雖不直接承受列車荷載作用，但它對(duì)保證路基受力部分的穩(wěn)定十分重要，路肩寬度取決于以下幾個(gè)因素：(1).路基穩(wěn)定的需要，特別是浸水以后路堤邊坡的穩(wěn)定性；(2)養(yǎng)護(hù)維修的需要；(3)保證行人的安全，符合安全退避的要求；(4)為路堤壓密與道床邊坡坍落留有余地。 邊坡坡率依據(jù)軟土路基規(guī)范[16]規(guī)定，設(shè)計(jì)整個(gè)路堤上部邊坡坡率設(shè)為 1:，下部反壓護(hù)道坡率設(shè)為 1:，反壓護(hù)道與路堤設(shè)計(jì)連接處設(shè)置反壓護(hù)道平臺(tái)，寬度設(shè)為 2m。鐵路客運(yùn)專線路基基床底層填料只能使用 A、B 組填料或改良土，設(shè)計(jì)中選用 A 組填料；基床以下路堤應(yīng)選用 A、B 組填料和 C 組碎石類、礫石類填料，設(shè)計(jì)中采用B 組填料。根據(jù)我國鐵路客運(yùn)專線線間距根據(jù)所采用機(jī)車車輛類型、運(yùn)行速度等因素確定為 。因此，確定圓曲線地段路基面寬度為 ，緩和曲線地段路基面寬度為 。排水溝的平面布置，必須結(jié)合地形等自然條件，因勢(shì)利導(dǎo)，平面上力求短捷平順，以直線為宜，必須轉(zhuǎn)向時(shí)，盡量采用較大半徑，徐緩改變方向，保證水流舒暢。排水溝至坡腳應(yīng)該有一定的距離，這一位置稱為天然護(hù)道，其寬度一般不小于 2m，設(shè)護(hù)道是為了使水溝或坑內(nèi)的水不影響路堤的穩(wěn)定性。 直線地段路基橫斷面設(shè)計(jì)根據(jù)現(xiàn)行有關(guān)鐵路路基設(shè)計(jì)規(guī)范，直線地段路基面寬度取 ，路堤填土高度按 6m 設(shè)計(jì)，邊坡坡度取 1:，按照規(guī)范基床表層厚度取值 ，應(yīng)在路基基床表層增設(shè) 5~10cm 瀝青混凝土防排水層，表層總厚度不變，基床底層取厚度 ，基床表層填筑級(jí)配碎石，基床底層填料只能用 A、B 組填料或改良土。為有利于自然降水的排出，基床表層和基床底層應(yīng)沿線路中心線向兩側(cè)設(shè)置 4%的排水橫坡。 圓曲線地段路基橫斷面設(shè)計(jì)在曲線地段，由于曲線軌道的外軌設(shè)置超高，外側(cè)道床加厚，道床坡腳外移，故曲線外側(cè)的路基面應(yīng)予加寬。曲線外側(cè)路基面的加寬量應(yīng)在緩和曲線范圍內(nèi)向直線遞減。曲線地段路基頂面加寬計(jì)算公式為： 22ABWbc???? (21)式中， A――道床頂面寬度； Δ――道床頂面加寬值； b――道床邊坡在水平面上的投影長度； c――路肩設(shè)計(jì)寬度； B――標(biāo)準(zhǔn)路基頂面寬度。 緩和曲線段路基橫斷面設(shè)計(jì)在鐵路線路上，緩和曲線的主要作用：過渡超高、過渡曲率、過渡加寬。本設(shè)計(jì)緩和曲線段的設(shè)計(jì)加寬值取為圓曲線地段加寬值的一半（即 ） 。緩和曲線地段橫斷面圖見附錄 B 中 01 圖紙。在鐵路客運(yùn)專線中，軟土路基在列車和軌道荷載在作用下，承載力低、不均勻變形大，且變形穩(wěn)定歷時(shí)較長在比較深厚的軟土層上，路基沉降往往持續(xù)數(shù)年或更長時(shí)間。 軟土路基常用的處理方法軟土地基處理方法有很多種，常用的有換土墊層法、強(qiáng)夯法、復(fù)合地基、排水固結(jié)法、化學(xué)加固法和土工合成材料等。排水系統(tǒng)包括豎向排水體（普通砂井，袋裝砂井、塑料排水板帶）和水平排水體（砂墊層） 。復(fù)合地基法又包括散體樁復(fù)合地基（碎石樁、渣土樁、砂樁） ，一般粘結(jié)強(qiáng)度樁復(fù)合地基（灰土樁、石灰樁、水泥土樁、夯實(shí)水泥土樁） ，高粘結(jié)強(qiáng)度樁復(fù)合地基（CFG 樁、素混凝土樁、碎石壓力灌漿樁） 。其原理是土體的孔隙水通過袋裝砂井豎向排至路基表面，再經(jīng)設(shè)置砂墊層作為橫向排水通道將水排至路基邊溝。袋裝砂井是近年來豎向排水井工藝的發(fā)展，是砂井排水法的延續(xù)。在同一井徑的情況下，砂井間距減少一半，固結(jié)時(shí)間約縮短 3 倍；同一間距條件下，井徑增大一倍，固結(jié)時(shí)間約只減少三分之一。 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。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) 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。井徑比 n 范圍 15～30 見文獻(xiàn)[4]。井徑比公式為： (31)de/w=n式中，de――有效排水范圍內(nèi)等效圓直徑(cm)；dw――沙井直徑(cm)。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。砂井的平面布置有兩種形式：正方形和三角形排列。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 。.3/.?n 袋裝砂井長度的確定路堤以下的軟粘土層厚 15m，假設(shè)砂井剛好穿過軟粘土層，取定砂井長度為 15m。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)?？傻? ?????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(122)( ???????Fn距c176。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?dāng)?shù)：24～25 根；⑤砂墊層厚度：50 cm。 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。(3)套管上應(yīng)劃出控制標(biāo)高的刻劃線，以保證砂井打入長度符合設(shè)計(jì)要求；當(dāng)拔套管將砂袋帶出長度約大于 時(shí)，必須重新補(bǔ)打。(5)袋裝砂井施工允許偏差按表 31 的要求。5mm5 砂袋埋入砂袋層長度 ＋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。CFG 樁和樁間土一起，通過褥墊層形成 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)。CFG 樁的適用范圍很廣。CFG 樁對(duì)獨(dú)立基礎(chǔ)、條形基礎(chǔ)、筏基都適用。如圖 32 所示。(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” 。CFG 樁采用振動(dòng)沉管法施工，對(duì)土體產(chǎn)生振動(dòng)和擠