鐵路地基處理-地基加固概述

鐵路路基地基處理基本知識地基存在的問題地基處理的目的目的各種建筑物和構(gòu)筑物對地基的要求主要包括下述三方面：（1）地基穩(wěn)定性問題；（2）地基變形問題；（3）地基滲透問題；當(dāng)天然地基不能滿足建（構(gòu)）筑物在上述三個方面的要求時，需要對天然地基進行地基處理。天然地基通過地基處理，形成人工地基，從而滿足建（構(gòu)）筑物對地基的各種要求。地基處理對象及其特征軟弱地基軟土（SoftSoil）

包括淤泥和淤泥質(zhì)土。在靜水或非常緩慢的流水環(huán)境中沉積，經(jīng)生物化學(xué)作用形成。主要由細粒土組成，孔隙比大（大于1.0）、天然含水量高（接近或大于液限）、壓縮性高（壓縮系數(shù)>0.5MPa-1）和強度低。廣泛分布在我國東南沿海及內(nèi)地。例如天津、上海、杭州寧波、溫州、廈門、廣州等沿海地區(qū)，以及昆明、武漢等內(nèi)地地區(qū)。沖填土（HydraulicFill）

整治和疏浚江河航道時，用挖泥船通過泥漿泵將泥砂夾大量水分吹到江河兩岸而形成的沉積土。又稱吹填土。沖填土是否需要處理和采取何種方法處理，取決于沖填土的顆粒組成、土層厚度和排水條件。雜填土（MiscellaneousFill）

由人類活動而任意堆填的建筑垃圾、工業(yè)廢料和生活垃圾組成物質(zhì)雜亂，分布不均勻，結(jié)構(gòu)松散。因而強度低、壓縮性高和均勻性差。飽和粉細砂（SaturatelooseSand）

由于密實度小，容易在動力荷載下產(chǎn)生液化現(xiàn)象，并容易在動水壓力作用下產(chǎn)生管涌和流沙現(xiàn)象。特殊土地基濕陷性黃土（CollapsibleLoess）

指土體在一定壓力下受水浸濕時產(chǎn)生的濕陷變形量達到一定數(shù)值的土。包括：濕陷性黃土、干旱和半干旱地區(qū)具有崩解性的碎石土和砂土。黃土在我國特別發(fā)育，廣泛分布在黑龍江、吉林、遼寧、內(nèi)蒙、山東、河北、河南、山西、陜西、甘肅、寧夏、青海、新疆等地。膨脹土(ExpansiveSoil)

指粘粒成分主要由親水性礦物所組成的粘性土。具有吸水膨脹、失水收縮的特性。主要分布在廣西、云南、湖北、河南、安徽、四川、河北、山東、陜西、江蘇、廣東等地。紅粘土(RedClay)

指石灰?guī)r、白云巖等碳酸類巖石在亞熱帶溫濕氣候條件下經(jīng)風(fēng)華作用所形成的褐紅色的粘性土。由于下臥巖面起伏及存在，一般容易引起不均勻沉降。主要分布在云南、貴州、廣西等地。季節(jié)性凍土(FrozenSoil)

土的溫度等于或低于攝氏零度，含有固態(tài)水。當(dāng)自然條件改變時，產(chǎn)生凍脹、融陷等不良地質(zhì)現(xiàn)象。季節(jié)凍土占中國領(lǐng)土面積一半以上，其南界西從云南章鳳，向東經(jīng)昆明、貴陽，繞四川盆地北緣，到長沙、安慶、杭州一帶。多年凍土分布在東北大、小興安嶺，西部阿爾泰山、天山、祁連山及青藏高原等地，總面積為全國領(lǐng)土面積的1/5強。巖溶（Karst）

主要出現(xiàn)在碳酸類巖石地區(qū)。其基本特性是地基主要受力層范圍內(nèi)受水的化學(xué)和機械作用而形成的溶洞、溶溝、溶槽、落水洞以及土洞等。我國的巖溶地基廣泛分布在貴州和廣西兩省區(qū)。建造在巖溶地基上的建筑物，要慎重考慮可能會造成底面變形和地基陷落。

判別天然地基是否屬于軟弱地基或不良地基沒有明確的界限，天然地基是否屬于軟弱地基或不良地基也可以說是相對的。不允許發(fā)生發(fā)生基底破壞，也不允許發(fā)生過大的工后沉降和沉降速率。以往只對基底強度作要求，不允許地基破壞，對地基變形未重視。提速后的鐵路路基病害，大部分為地基變形所致。高速鐵路路基的設(shè)計理念正由強度設(shè)計向變形控制設(shè)計轉(zhuǎn)變高速鐵路路基地基，強度和剛度要求并重。高速鐵路路基的地基條件地基處理方法分類及適用范圍《鐵路工程地基處理技術(shù)規(guī)程》（TB10106-2010）中將常見的地基處理方法分為六大類：1.淺層處理：換填墊層、振動碾壓、沖擊碾壓2.排水固結(jié)：袋裝砂井、塑料排水板3.擠密：強夯、擠密砂石樁、沉管碎石樁、灰土與水泥土擠密樁、柱錘沖擴樁4.置換：振沖碎石樁、強夯碎石墩、水泥攪拌樁、水泥粉煤灰碎石樁（CFG樁）、素混凝土樁、旋噴樁5.注漿：6.結(jié)構(gòu)物：鋼筋混凝土樁網(wǎng)（樁閥）結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土樁板結(jié)構(gòu)發(fā)展概況復(fù)合地基（CompositeFoundation）一詞,國外最早見于1962年。復(fù)合地基的概念已成為很多地基處理方法的理論分析及公式建立的基礎(chǔ)和根據(jù)。它已廣泛地運用于如碎石樁、砂樁、水泥土攪拌樁、旋噴樁和石灰樁等加固地基的理論分析中。初期后來

主要指天然地基中設(shè)置碎石樁而形成的碎石樁復(fù)合地基

深層攪拌法和高壓噴射注漿法的應(yīng)用，人們開始重視水泥土樁復(fù)合地基的研究復(fù)合地基概述什么是復(fù)合地基

指天然地基在地基處理過程中部分土體得到增強，或被置換，或在天然地基中設(shè)置加筋材料，加固區(qū)是由基體(天然地基土體)和增強體兩部分組成的人工地基。復(fù)合地基中地基土體性質(zhì)是不均勻的。復(fù)合地基的常用形式分類

在工程實踐中應(yīng)用的復(fù)合地基型式很多，可從下述三個方面來分類：①增強體設(shè)置方向；②增強體材料；③基礎(chǔ)剛度以及是否設(shè)置墊層等。

根據(jù)地基中增強體的方向分為水平向增強體復(fù)合地基和豎向增強體復(fù)合地基。復(fù)合地基豎向增強體水平增強體散體材料樁粘結(jié)材料樁柔性樁：如灰土樁、石灰樁等剛性樁：如CFG樁等

水平向增強體復(fù)合地基主要指加筋土地基。豎向增強體習(xí)慣上稱為樁，有時也稱為柱，豎向增強體復(fù)合地基通常稱為樁體復(fù)合地基。樁體復(fù)合地基具有以下兩個基本特點：(1)加固區(qū)是由基體和增強體兩部份組成，是非均質(zhì)的和各項異性的；(2)在荷載作用下，基體和增強體共同承擔(dān)荷載的作用。前一特征使復(fù)合地基有別于均質(zhì)地基，后一特征使復(fù)合地基有別于樁基，從某種意義上講，復(fù)合地基介于均質(zhì)地基和樁基之間。形成復(fù)合地基的條件是基體與增強體在荷載作用下，通過兩者變形協(xié)調(diào)，共同分擔(dān)荷載。

復(fù)合地基——樁基的區(qū)別a.樁基礎(chǔ)b.復(fù)合地基

復(fù)合地基與樁基比較①樁身材料與強度。復(fù)合地基中樁有散體材料樁、柔性樁、半剛性樁和剛性樁；樁基中的樁均為剛性樁；②樁與上部結(jié)構(gòu)的連接方式。復(fù)合地基中樁體與基礎(chǔ)不是直接相連的，它們之間通過墊層（碎石或砂石墊層）來過渡；而樁基中樁體與基礎(chǔ)直接相連，兩者形成一個整體。③受力特性不同。復(fù)合地基的主要受力層在加固體內(nèi)，由基體和增強體兩部分共同承擔(dān)上部荷載、協(xié)同工作；而樁基的主要受力層是在樁尖以下一定范圍內(nèi)，主要由樁體承擔(dān)荷載作用。④群樁效應(yīng)問題。由于復(fù)合地基的理論的最基本假定為樁與樁周土的協(xié)調(diào)變形。為此，從理論而言，復(fù)合地基中也不存在類似樁基中的群樁效應(yīng)。

按增強體材料：①土工合成材料，如土工格柵、土工織物等；②砂石樁；③石灰樁、水泥土樁等；④CFG樁和低強度混凝土樁等；⑤兩種以上豎向增強體（多元復(fù)合地基）；⑥水平向和豎向增強體（柱網(wǎng)復(fù)合地基）

按基礎(chǔ)剛度和墊層設(shè)置：①剛性基礎(chǔ)，設(shè)墊層；②剛性基礎(chǔ)，不設(shè)墊層；③柔性基礎(chǔ)，設(shè)墊層；④柔性基礎(chǔ)，不設(shè)墊層。根據(jù)樁型數(shù)量：按樁體復(fù)合地基分為單一樁型復(fù)合地基和組合樁型復(fù)合地基（多樁型復(fù)合地基、多元復(fù)合地基、混合樁型復(fù)合地基、長短樁復(fù)合地基）。前者樁體為同一種材料，后者由兩種或兩種以上類型的樁組成，以充分發(fā)揮各樁型的優(yōu)勢，大幅度提高地基承載力，減少地基沉降量，顯示良好的技術(shù)效果和經(jīng)濟效益。長短樁復(fù)合地基混合樁型復(fù)合地基形成復(fù)合地基的常用方法1．置換。擠淤置換法、褥墊法、振沖置換法、強夯置換法、沙石樁置換法、超輕質(zhì)填土法。2．灌入固化物。包括深層攪拌法、高壓噴射注漿法、滲人性灌漿法、劈裂灌漿法、壓密檬漿法、電化學(xué)灌漿法。3．振密、擠密。包括表層原位壓密法、強夯法、振沖密實法、擠密砂石校法、土樁、灰土樁法、夯實水泥土樁法、孔內(nèi)夯擴樁法。4．加筋。包括加筋土法、錨固法、樹根樁法、低強度樁復(fù)合地基法、鋼筋混凝土樁復(fù)合地基法。房屋建筑粉噴樁復(fù)合地基碎石樁復(fù)合地基堆場水泥土攪拌樁復(fù)合地基項目2.1開挖換填施工定義適用范圍2.1.1概述項目2.1開挖換填施工填料選擇2.1.1概述墊層厚度項目2.1開挖換填施工墊層材料要求2.1.1概述項目2.1開挖換填施工砂（石）墊層的主要作用提高地基的承載力一般來說，地基中的剪切破壞是從基礎(chǔ)邊緣開始的，并隨著應(yīng)力的增大逐漸向縱深發(fā)展。因此，若以強度較高的砂代替可能產(chǎn)生剪切破壞的軟弱土，就可避免地基的破壞。減少沉降量一般情況下，基礎(chǔ)下淺層地基的沉降量在總沉降量中所占的比例比較大。若以密實的砂代替淺層軟弱土，由于砂墊層對應(yīng)力的擴散作用，作用在下臥土層上的壓力較小，這樣就會相應(yīng)減少下臥土層的沉降量。項目2.1開挖換填施工加速軟弱土層的排水固結(jié)砂墊層提供了基底下的排水面，不但可以使基礎(chǔ)下面的孔隙水壓力迅速消散，避免地基土的塑性破壞，還可以加速砂墊層下軟弱土層的固結(jié)，使其強度提高。但其固結(jié)的效果僅在表層較顯著，在深層的影響不明顯。防止凍脹由于粗顆粒的墊層材料孔隙較大，不易產(chǎn)生毛細現(xiàn)象，因而可以防止寒冷地區(qū)地基土由于結(jié)冰所造成的凍脹；同時，由于粗顆粒的墊層材料孔隙大，寒冷地區(qū)路基內(nèi)外空氣連通溫度變化不大，路基內(nèi)部的凍土不會因溫度升高而融陷，可有效利用凍土抗剪強度高的特性。砂（石）墊層的主要作用項目2.1開挖換填施工消除膨脹土的脹縮作用上述作用中前三種為主要作用，且在各類工程中，墊層所起的主要作用也各不相同，如建筑物基礎(chǔ)下的砂墊層主要起換土的作用，而在路堤及土壩等工程中，常常以排水固結(jié)作用為主。消除或部分消除黃土的濕陷性由于黃土具有遇水沉陷的特性，因此挖除基礎(chǔ)底面以下的濕陷性黃土，換填強度高、無侵蝕性、透水性小的墊層，可消除或部分消除黃土的濕陷性。砂（石）墊層的主要作用碾壓與夯實是修路、筑堤、加固地基表層最常用的處理方法。通過處理可以使填土或地基表層疏松土孔隙體積減小，密實度提高，從而降低土的壓縮性，提高其抗剪強度和承載力，減小透水性，使經(jīng)過處理的表層軟弱土能承擔(dān)較大荷載。目前我國常用的有：機械碾壓、振動壓實和重錘夯實。項目2.1開挖換填施工2.1.2換填墊層的施工與質(zhì)量檢驗清基、整理做預(yù)拱壓實鋪砂墊層靜壓鋪土工格柵填土機械碾壓法是利用壓路機、羊足碾、平碾、振動碾等碾壓機械將地基土壓實。對于大面積填土，應(yīng)分層碾壓并逐步提高填土標高。黏性土的碾壓，一般用質(zhì)量為8～15t的平碾(或振壓機)或12t的羊足碾，每層鋪土(虛鋪)厚度為200～300mm，碾壓8～12遍。碾壓的效果，除了與壓實機械的壓實能量有關(guān)外，還與土的含水量有關(guān)。因此必須選擇最佳含水量。壓實系數(shù)一般控制在0.94～0.97。項目2.1開挖換填施工機械碾壓法一般最佳含水量可取什么東東？項目2.1開挖換填施工全液壓輪胎式壓路機三輪壓路機（山推）羊足碾雙鋼輪振動壓路機

重錘夯實法是利用起重機將重錘提到一定高度，然后使其自由落下，重復(fù)夯打，把地基表層夯實。這種方法可用于處理非飽和黏性土或雜填土，能提高其強度，減少其壓縮性和不均勻性，也可用于處理濕陷性黃土地基，消除其濕陷性。重錘夯實法項目2.1開挖換填施工重錘夯實的效果與錘重、錘底的直徑、落距、夯擊的遍數(shù)、夯實土的種類和含水量有密切關(guān)系。合理選定上述參數(shù)和控制土的含水量才能達到較好的夯實效果。

停夯標準：隨著夯擊遍數(shù)增加，每遍土的夯沉量逐漸減少，一般要求最后兩遍平均夯沉量對于黏性土及濕陷性黃土不大于1.0～2.0cm；對于砂性土不大于0.5～1.0cm。

項目2.1開挖換填施工重錘夯實法項目2.1開挖換填施工振動壓實法是通過在地基表面施加振動把淺層松散土振實的方法，可用于處理砂土和由爐灰、爐渣、碎磚等組成的雜填土地基。振動壓實的效果與振動力的大小、填土的成分和振動時間有關(guān)。當(dāng)雜填土的顆?；蛩閴K較大時，應(yīng)采用振動力較大的機械。一般來說，振動時間越長，效果越好。但振動超過一定時間后振實效果將趨于穩(wěn)定。因此，在施工前應(yīng)進行試振，找出振實穩(wěn)定所需要的時間。振實范圍應(yīng)從基礎(chǔ)邊緣放出0.6m左右，先振基槽兩邊，后振中間。振動壓實法項目2.1開挖換填施工當(dāng)?shù)鼗韺泳哂幸欢ê穸鹊挠矚?，其承載力較好，能承受一般運輸機械時，一般采用機械分堆攤鋪法，即先堆成若干砂堆，然后用機械或人工攤平。當(dāng)硬殼層承載力不足時，一般采用順序推進攤鋪法。當(dāng)軟土地基表面很軟，首先要改善地基表面的持力條件，使其能承受施工人員和輕型運輸工具。項目2.1開挖換填施工2.1.2換