高速铁路软土地基处理

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1、李向国硕导、副教授石家庄铁道学院2006年5月高速铁路路基技术软土地基处理技术前提：地基处理的目的、加固原理、施工程序、技术要求、质量标准和检测方法软土地基处理技术铁路系统常用的地基处理方法浅层处理：换填法，抛石挤淤法、砂垫层法、土工合成材料（土工格栅、土工格室）垫层法。排水固结法：袋装砂井、砂井、塑料排水板堆载预压、真空预压、井点降水复合地基：水泥搅拌桩、粉喷桩、旋喷桩、砂桩、碎石桩强夯：强夯置换软土地基处理技术高速铁路路基的地基条件不允许发生发生基底破坏，也不允许发生过大的工后沉降和沉降速率。以往只对基底强度作要

2、求，不允许地基破坏，对地基变形未重视。提速后的铁路路基病害，大部分为地基变形所致。高速铁路路基的设计理念正由强度设计向变形控制设计转变高速铁路路基地基，强度和刚度要求并重。软土地基处理技术日本东海道新干线：工后沉降小于10cm大秦铁路：工后沉降小于30cm广深准高速铁路：工后沉降小于20cm秦沈客运专线：工后沉降小于15cm京沪高速铁路：工后沉降小于10cm软土地基处理技术地基处理方法的选择软土层厚度小于3米时，浅层处理。一般路基，软土层较后，排水固结法。路桥过渡段：复合地基松软地基、液化地基：软土地基厚，施工受地域

3、影响，采用粉喷桩。软土地基处理技术浅层处理法：1、换填法（1）加固原理：根据土中附加应力的分布规律、让垫层承受上部较大的应力，软弱土层承受较小的应力。（2）作用：提高持力层承载力；减少沉降量；加速软土层的排水固结；防止冻胀；消除膨胀土的胀缩作用。软土地基处理技术（3）要求宽度；填料与压实标准（4）检验方法：压实系数、地基系数。2、抛石挤淤法石料要求、抛填顺序；检验方法。3、砂垫层法（含反滤层）4、土工合成材料垫层*搭接问题；多层铺设；砂垫层要求；压实问题软土地基处理技术排水固结法：原理：孔隙水排出，孔隙体积减小，地基

4、产生固结变形。目的：解决沉降与稳定问题组成：排水系统：水平排水体：砂垫层竖向排水体：砂井、袋装砂井、塑料排水板加压系统：堆载法、真空预压法、降水法、电渗法、联合法软土地基处理技术设计方法堆载预压设计分级加载：当前期荷载增加到足以承受下级荷载时。利用天然地基土抗剪强度计算第一级允许荷载P1计算第一级荷载下地基强度增长值Cu1计算P1作用下达到所需固结度所需时间t1根据Cu1计算施加的第二级荷载P2=5.52Cu1/K依此类推计算预压荷载下地基的最终沉降量和预压期间的沉降量，确定预压时间。软土地基处理技术砂井排水固结设计

5、砂井设计直径和间距；深度；排列方式；布置范围；砂料砂井地基固结度设计太沙基一维固结理论地基稳定分析：瑞典条分法沉降计算：分层总和法软土地基处理技术施工方法袋装砂井：设备：履带式双管砂井机；门架式袋装砂井机；井架式袋装砂井机材料：砂袋—聚乙烯、聚丙烯、聚酯施工顺序：清理场地：开挖排水沟，清表填筑土拱坡：设计路幅宽度范围内回填至高出原地面20cm，以4%横坡形成拱，碾压密实。填筑砂垫层：均匀、等厚软土地基处理技术机具定位打设套管孔口检查起吊，下砂袋坝套管检查砂井入土深度质量控制：砂料质量及含泥量套管长度与直径，桩尖活门开

6、启情况灌砂的饱满度垂直度砂袋的外露长度软土地基处理技术塑料排水板施工顺序：装靴——定位——插设——上拔——切断——移位复合地基1、定义由两种刚度（模量）不同的材料（桩体与桩间土）所组成，在相对刚性基础上两者共同分担上部荷载，并协调变形的地基。2、分类桩体按成桩采用的材料分为：散体土类桩：碎石桩、砂桩；水泥土类桩：水泥搅拌桩、粉喷桩、旋喷桩混凝土类桩：CFG桩复合地基按成桩后桩体的强度分：柔性桩：散体土类桩半刚性桩：水泥土类桩刚性桩：混凝土类桩3、复合地基的作用机理桩体作用垫层作用：桩土复合地基垫层加速固结作用碎石桩，

7、砂桩具有良好的透水性，加速地基固结。水泥土类桩与混凝土类桩也可加速地基固结。挤密作用砂桩、碎石桩施工过程中由于振动，挤压，排土作用等原因，使桩间土起到一定的密实作用。复合地基加筋作用复合地基提高土体的抗剪强度，增加土坡的抗滑能力。4、复合地基的破坏模式刺入破坏——混凝土类桩鼓胀破坏——碎石桩整体剪切破坏滑动破坏5、应力特性、承载力与变形特性桩土应力比复合地基承载力复合地基复合地基6、粉喷桩6.1特点通过特殊装置将压缩空气和粉体固化材料，经过高压软管和搅拌轴送到搅拌叶片的喷嘴喷出。借助叶片的旋转，在叶片的背后产生孔隙，

8、安装在叶片背后的喷嘴将压缩空气连同粉体固化材料一起喷出，混合气体在孔隙中压力急剧降低，使固化材料黏附在旋转产生孔隙的土中，转到半周另一叶片将土和粉体固化材料搅拌混合在一起。复合地基6.2施工工具搅拌主机，粉体固化材料供给机，空气压缩机，搅拌翼，动力部分。6.3施工工序开工钻孔对位钻孔至设计深度打开送料阀门，关闭送气阀门，喷粉。确认粉到达桩底，提