路基設(shè)計基礎(chǔ)

路基設(shè)計路基設(shè)計應(yīng)通過地質(zhì)調(diào)繪和足夠的勘探、試驗，查明基底、路塹邊坡、支擋結(jié)構(gòu)等基礎(chǔ)的巖土結(jié)構(gòu)及其物理力學(xué)性質(zhì)，查明不良地質(zhì)情況，查明填料性質(zhì)和分布，在取得可靠的地質(zhì)資料基礎(chǔ)上開展設(shè)計。這就要求路基設(shè)計人員亦應(yīng)具備一定的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)方面的基礎(chǔ)知識，對地質(zhì)專業(yè)所提供的基礎(chǔ)資料有所分析和抉擇。路基工程應(yīng)按土工結(jié)構(gòu)物進行設(shè)計，地基處理、路堤填筑、邊坡支擋防護以及排水設(shè)施等必須具有足夠的強度、穩(wěn)定性和耐久性，能抵抗各種自然因素作用的影響。地基（天然、人工）應(yīng)滿足承載力和路基工后沉降的要求。［、軟土地段路基一、應(yīng)有的土工試驗資料（僅舉主要的、常用的）路堤：C、申、申、q、E、C、C、土的PH值、水質(zhì)分析。uucuusvh以上各指標(biāo)的用途如下：C、申一軟土地基不作處理情況下的臨界高度H分析或擬填路堤的穩(wěn)定性分uuc析。C亦可用來進行臨界高度的估算，因為根據(jù)泰勒的穩(wěn)定數(shù)圍解法和費蘭紐斯uC的解一樣，即有式：H=5.52-u，若取r=1.8（t/m3）左右，則H=3*C（或H=0.3*ccucC，C—kpa）;而容許承載力［o］= u+rhuuk申一地基采用排水固結(jié)法時的穩(wěn)定性分析；cuq一理論上來說，飽和的軟粘土其9=0，所以丄9=-u2uuE—沉降分析和計算；sC—僅鋪設(shè)砂墊層時的豎向固結(jié)度計算；vC—豎向排水體（砂井、袋裝砂井、插塑板）時的輻射向（水平向）固結(jié)度h計算；PH—若地基采用攪拌樁等加固，則應(yīng)判定土和水的PH值對水泥的侵蝕性。此外W、P、T等指標(biāo)，對軟土的判定，地層劃分、不排水總強度的確定也ns+很重要。二、加固措施加固措施應(yīng)根據(jù)軟土厚度及特性、埋深、成層情況（有無砂夾層或砂透鏡體）、軟土底面橫坡、路堤高度、工期、機具設(shè)備、填料及環(huán)境條件等因素由經(jīng)濟技術(shù)比較確定。其中軟土厚度及特性和路堤高度更是控制因素。當(dāng)軟土厚度＜3.0m,而且表層無硬殼時，可采用換填措施處理。這種情況在丘間谷地時有遇到；當(dāng)軟土厚度＜6.0m，表層硬殼＜2.0m時，可采用排水砂墊層，需要時尚可在砂墊層內(nèi)夾鋪土工合成材料增強；采用單級反壓護道加固，反壓護道高度宜為路堤高度的1/3—1/2，且應(yīng)小于臨界高度H，其寬度應(yīng)由穩(wěn)定性分析確定；c上述兩種加固方法的聯(lián)合運用。當(dāng)軟土較厚時：采用袋裝砂井、插塑板等豎向排水體，地基表面設(shè)排水砂墊層，豎向排水體可穿透砂透鏡體和夾層，但不要抵下部穩(wěn)定的沙層；堆載預(yù)壓或真空預(yù)壓，亦可真空和堆載聯(lián)合預(yù)壓。根據(jù)需要尚可考慮超載預(yù)壓—其前提是應(yīng)保證預(yù)壓期的穩(wěn)定；當(dāng)預(yù)壓排水固結(jié)法仍不能滿足穩(wěn)定要求時，亦可同時采用上述2中的方法，即砂墊層內(nèi)夾筋補強或增設(shè)反壓護道。以下情況應(yīng)考慮采用水泥攪拌樁、石灰樁、高壓旋噴樁等復(fù)合地基甚或混凝土樁基礎(chǔ)等措施加固：軟土層較厚，工后沉降控制較嚴，工期緊張，排水固結(jié)法難以滿足要求時；軟土層較厚的路塹及高度小于基床厚度的低路堤；軟土較厚的支擋建筑物基礎(chǔ)或路塹邊坡；軟土層底面橫坡較陡；與既有線并行增建的第二線軟土地基（側(cè)向約束、地基加固）。三、穩(wěn)定檢算二個基本公式天然地基的路堤穩(wěn)定檢算公式和求Hc“抗滑力袒Elxc+SN-tano+SI-TlJxR二滑動力袒二SlfCu4-Sld'cd+^Nftan珀+lXNt+N 珀+MN^-tail(pd4-STt4-XT(i~ STt+STd排水固結(jié)法穩(wěn)定驗算公式1Elt-^+Elj-Cd+ENt■tan^+ENd-U^qj^+SNd-tancp^STt+ETd= ETt+弧 “??“式中u—平均固結(jié)度。上述(1)、(2)二式的差別在于(2)式在II區(qū)范圍內(nèi)考慮了有效應(yīng)力的強度增長。顯然，如果P比9大不了多少的話，那么排水固結(jié)法的效果就有限。cuu關(guān)于9和9ucu對于飽和軟粘土來說，9應(yīng)為0，但提供的土工試驗快剪資料往往不等u于0，而是一個一般小于50的9值，這可能與直剪試驗的剪切面多少存在u排水情況有關(guān)。三軸的不固結(jié)不排水剪則較客觀，9很小或近于00。9ucu為直剪儀上的固結(jié)快剪值，反映了固結(jié)后的強度增長規(guī)律，對應(yīng)的三軸試驗則為固結(jié)不排水剪。9應(yīng)該大于9較多，9=9則是不正常的。cuucuu3關(guān)于平均固結(jié)度U巖土工程研究對象的不確定性和復(fù)雜性，必須有很多的假設(shè)和前提條件，固結(jié)理論也一樣，故它常用U來表達。U=1-??e書，其值大小與固結(jié)系數(shù)的大小和時間的長短有關(guān)?？垂奖旧硭婆c荷載無關(guān)，但實際上其關(guān)系體現(xiàn)在時間t內(nèi)，t為有荷載作用時的延續(xù)時間。若時間一樣，而荷載不同，它們之間所達到的固結(jié)度雖一樣，轉(zhuǎn)化為的有效應(yīng)力和附加應(yīng)力之比雖一樣，但轉(zhuǎn)換后的有效應(yīng)力值是不一樣的。有了電腦，計算快捷了很多，在理正軟件中只要分層輸入c、C、排水vh距離和時間等重要參數(shù)即可算出各分層固結(jié)度，并參與到穩(wěn)定或沉降的計算中。

關(guān)于事先預(yù)估施工期可能完成的固結(jié)度則可根據(jù)地層情況，參考有關(guān)規(guī)范來設(shè)定：如砂土＞80%,低壓縮性土為50%—80%，中壓縮性土20%—50%，高壓縮性土可認已完成5%—20%。4.加固深度的確定圓滑弧法穩(wěn)定性分析的最不利滑弧之相應(yīng)切深作為加固深度的依據(jù)是無疑義的。但要注意的是，這僅是最小的，必須達到的深度，不一定就是該檢算斷面的應(yīng)該采用值。應(yīng)該的做法是，在上一步計算確定了的加固深度（一般多加1.0m）基礎(chǔ)上，進一步對加固深度下的地層進行校合性的穩(wěn)定分析，驗證切深大于加固深度的滑弧是否也同時滿足規(guī)定的K值要求？若不滿足則加固深度必須更進一步加深。如DK71+534的檢算資料，K=0.864的切深8.07m（R為16.07）,采用minm=9%樁長9m（8.07+1.0）可使該最危險滑弧的K=1.20而滿足要求。但對于和該最不利滑弧同圓心但半徑為R=19.86,而K=0.952的切深為11.86（較K圓弧切深增大3.80m）滑弧來說K值雖有所提高，但尚不滿足1.20的要min求，故加固深度必須加深。關(guān)于切向分力T以圓滑弧圓心所作的鉛垂線可將堤身和地基分成左、右二部分，條分土體的自重在分段滑弧上的切向分力的作用方向是相對的。一般將順滑動方向的切向分力謂之“+”T,反之謂“-”T。在此前介紹的二個基本公式中將所有的抗滑力矩，包括“-”T產(chǎn)生的抗滑力矩均放在上面的分子項內(nèi)，1984年的路基手冊公式亦是如此明確表示。但有些資料也有將“-”T的絕對值放在分母滑動力矩項內(nèi)，進行相減的情況，也許也有其道理。問題是二者計算出的K值到底有何對比關(guān)系。為說明問題先將基本公式簡化。（“-”切向分力t應(yīng)為抗滑力矩放在分子項內(nèi)相加）K'=託“-”切向分力七放在分母滑動力矩內(nèi)相減）Ak二Ak二K-K'二tIT—(c+1)]T(T—t)式中T-t>0當(dāng)K>1時，c+t>T則上式中It-(c+1)]<0故Ak<0 K'>K當(dāng)K<1時，c+t<T則\T-(c+1)]>0故Ak>0 .K'<K當(dāng)K=1時，c+t=T則\T-(c+1)]=0故Ak=0 .K'=K結(jié)論是，二種方法對平衡狀態(tài)的定性分析是一致的。當(dāng)路堤確實處于臨界平衡狀態(tài)那它倆的穩(wěn)定系數(shù)均為K=1,而當(dāng)路堤檢算處于不穩(wěn)定狀態(tài)，則將t放在分母項內(nèi)K'值將較K偏小，這到影響不大，因為從設(shè)計來說反正是不允許出現(xiàn)不穩(wěn)定的情況。但K>1時，將t放在分母項內(nèi)將使K'值偏大的情況則應(yīng)注意，因為存在這樣的可能性：若[K]為1.15，將t放在分子抗滑力矩內(nèi)計算的K值若比1.15小一些不能滿足要求的話，而t放到分母內(nèi)計算所得的K'則可能會滿足1.15。在本人尚未弄清t放在分母項的道理之前，認為從力矩平衡(路基手冊公式)和偏于安全考慮,t(t*R)應(yīng)作為抗滑力矩放在分子項內(nèi)為宜。對有關(guān)手冊和書籍中的六個算例進行分析，AK最小的為0.007,而大者可達0.099已近0.1四、沉降計算沉降計算比起穩(wěn)定檢算要簡單容易得多，尤其是正常固結(jié)的地層沉降計算更是如此，?？勺跃幰恍┬〕绦蚍奖氵\用。而理正軟件考慮的荷載情況，需要輸出的成果則較多樣，非路堤標(biāo)準(zhǔn)斷面情況時很有幫助。計算本身不多介紹，僅就幾個具體問題一起討論一下。塘緣路堤的沉降計算I部分的新填堤身雖經(jīng)加固亦不能作為地基土對待，應(yīng)和II一樣作為新加荷載來進行沉降計算，若加固的是水泥土攪拌樁，那么I、11二部分的重度亦可視為一樣。若要細扣，而塘水位又是常年穩(wěn)定的話，1范圍內(nèi)的水下部分可考慮浮重度；若水塘廢棄不再有水，亦可如此考慮。大面積荷載的沉降計算—站場范圍經(jīng)常遇到的情況。以上介紹的沉降計算均是按平面問題來考慮，亦即長度/寬度＞10的情況。若大面積荷載，亦仍按平面問題來考慮，那么橫斷面方向的荷載計算寬度要多寬才合理呢？就我所知，鐵路路基設(shè)計方面似無明確規(guī)定。但《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》附錄N有關(guān)“附加沉降量”計算，則對大面積地面荷載的計算寬度確定有所規(guī)定。由于電腦計算的快捷，可原則性的作如下考慮：按實際的加載寬度進行計算是沒有錯的；若過寬且超出程序界限值則將就程序高限值計算；若地層的可壓縮層計算厚度較大，則計算寬度亦應(yīng)取大，反之亦然；通過電腦試算確定計算寬度；無論如何，不能孤立的分別計算每一股道，而不考慮相鄰影響?？蓧嚎s層計算厚度的確定五、路堤的穩(wěn)定和沉降路堤的穩(wěn)定性要求和地基的變形控制要求，應(yīng)該是同一個問題的二個方面，即強度和剛度有其內(nèi)在聯(lián)系，強度大（極限承載力高）的地層，其剛度（壓縮模量等）應(yīng)該也不會小。以往路堤設(shè)計的穩(wěn)定和沉降控制此前，路堤設(shè)計的穩(wěn)定性控制標(biāo)準(zhǔn)和現(xiàn)在變化不大［k］=1.15左右，但對于沉降的控制，規(guī)范無明確要求，只是根據(jù)沉降的計算值，設(shè)計足夠?qū)挾鹊某两导訉捴祦頋M足日后補填道渣抬道的要求。大約直到1992年后，才在《鐵路特殊土路堤設(shè)計規(guī)范》（TBJ35-92）第一次提出允許工后沉降＜50cm的標(biāo)準(zhǔn)。這里有必要先講一下路堤的穩(wěn)定性分析和允許穩(wěn)定系數(shù)［K］。這一點現(xiàn)行路基設(shè)計規(guī)范和此前各個時期的老規(guī)范是一樣的（只是［K］值稍提高，即使高速鐵路有荷時也就1.25），即按極限平衡狀態(tài)作為穩(wěn)定性的判別標(biāo)準(zhǔn)。即KV1不穩(wěn)定，K=1極限平衡（路堤將垮而未垮），而哪怕K=1.01即可

認為穩(wěn)定，以往的規(guī)范由于未明確沉降控制要求（有多少，算多少后進行路基面加寬），故穩(wěn)定性要求和沉降“潛在”統(tǒng)一。工后沉降要求趨嚴后的變化但當(dāng)對工后沉降值有明確的控制要求后：50cm—30cm—20cm—15cm?10cm-3cm,與［K］的下限值1.25極可能存在不協(xié)調(diào)。也就是說滿足K#1.25的穩(wěn)定性加固措施常常不能同時滿足工后沉降控制（尤其是加固深度），而為滿足工后沉降控制要求的加固措施常能同時保證穩(wěn)定性要求?？梢赃@樣說，根據(jù)目前的［K］值控制要求，那么工后沉降控制越嚴格，則沉降要求越控制設(shè)計,而穩(wěn)定性分析只是校驗即可,或用復(fù)合地基承載力和接觸應(yīng)力（路堤要求的承載力）對比即可。原因分析在工民建的有關(guān)規(guī)范中，地基設(shè)計包含了承載力、變形和穩(wěn)定性計算等內(nèi)容。承載力計算中是用地基承載力特征值來控制，而變形計算中主要是由沉降差和傾斜控制，由沉降量控制的則要求實際的最終沉降量為20cm?40cm。而鐵路路堤的穩(wěn)定性分析由于用臨界平衡狀態(tài)作為控制標(biāo)準(zhǔn)，實際上是用地基極限承載力來控制，相應(yīng)的沉降變形（塑性區(qū)的形成和擴張）必然會大。若換種思路考慮這問題，即在k=若換種思路考慮這問題，即在k=工C-1Z-u—T的穩(wěn)定性分析公式中（假定0=0）若對C作某一數(shù)值的安全度修正，或如確定單樁承載力那樣把穩(wěn)定系uu數(shù)提高到K=2（而不是僅比1的臨界狀態(tài)提高0.25），也許工后沉降控制要求和】K］的下限值會趨于協(xié)調(diào)一些。如前所述，穩(wěn)定和沉降只是同一個問題兩個不同的側(cè)重面，有其內(nèi)在聯(lián)系，因此控制標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)協(xié)調(diào)，沉降要求可從30cm躍進到3cm，而［K］下限值僅在1.25，很難說合理。當(dāng)然，很難說K=1.25的穩(wěn)定，和K=2的穩(wěn)定，都是穩(wěn)定有何不一樣（除了意外情況）？但是工后沉降控制的定量指標(biāo)是不含糊的，用它來控制設(shè)計?？梢徊降轿?，即使穩(wěn)定性校核稍不滿足，僅通過部分樁的間距調(diào)整即可解決。II浸水路堤一、填料要求規(guī)范已明確路堤浸水部分應(yīng)采用滲水土填筑。似乎可以不考慮浸水時間的長短（因為無此條的條文說明），個人認為這還是有關(guān)系的，尤其是當(dāng)滲水土料源困難時的短時間浸水。84年的鐵路路基設(shè)計手冊的說法是，在控制較高壓實密度（《最佳密實度的90%）的條件下，一般粘性土也是適宜的填料（以含砂量達50?75%者為最好）。實際上在水利工程方面，一些中、小型水壩多是土壩。92年的路基手冊，也提到“當(dāng)有困難時，也可采用細粒土（不包括粉土和粘土），??”。強調(diào)采用滲水土主要是它的水穩(wěn)性高，長期浸水的情況下強度的變化不大，有利邊坡穩(wěn)定，水位變化時，滲透的水壓力作用的影響亦很小。二、邊坡坡率一般浸水部分放緩一級。但條件復(fù)雜或浸水較深時應(yīng)通過邊坡的穩(wěn)定性檢算來確定（重度變化和滲透壓力）。三、 斷面設(shè)計要注意的是，上部不浸水部分的堤身若為C組的細粒土填料，則其和下部浸水部分堤身的滲水土之間，應(yīng)視具體情況（粒徑）設(shè)計隔離墊層（反濾層）0.3?0.5m。四、 坡面沖刷防護當(dāng)受水流沖刷時，根據(jù)流向、流速、水深、填料性質(zhì)、地基、路堤高度按路基規(guī)范的“表10.3.2”進行選擇即可。草皮和干砌片石防護宜用于周期性浸水，洪水時水流方向大致與護坡走向平行，水流較平順，應(yīng)不受主流沖刷。而漿砌片石護坡宜用于經(jīng)常浸水的，受主流沖刷或受較強烈的波浪作用的路基邊坡防護的河岸及水庫防護，要注意的是須鋪設(shè)在有足夠的密實度而不宜發(fā)生不均勻沉陷的邊坡上。河岸防護以考慮水流的破壞作用為主，在可能發(fā)生風(fēng)浪的寬深河流上還須對波浪的破壞作用加以考慮，而水庫邊岸防護以考慮波浪的破壞作用為主。干砌片石護坡基礎(chǔ)應(yīng)按可能的最大沖刷深度h考慮，當(dāng)沖刷深度《pm1.0m時，可用墁石鋪砌基礎(chǔ)（倒梯形），表面寬度《（1.5?2.5）Xh，底pm寬則《0.5m,厚度視沖刷深度而定應(yīng)《護坡厚度的1.5倍。當(dāng)沖刷深度〉1.0m時，宜用漿砌片石腳墻基礎(chǔ)并埋置在沖刷深度線以下。用于沖刷防護的漿砌片石護坡基礎(chǔ)以腳墻形式較好，護坡應(yīng)設(shè)伸縮縫和泄水孔。m支擋及防護一、 一般規(guī)定必須查明山體和地基的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件，取得必要的巖土物理力學(xué)參數(shù)。2?對于等級較咼的鐵路，平原地區(qū)路堤咼度不宜超過6m；山區(qū)地質(zhì)條件良好地段的路堤邊坡高度不應(yīng)超過12m,膨脹土、濕陷性黃土等特殊巖土及巖溶發(fā)育區(qū)等不良地質(zhì)區(qū)段不應(yīng)超過8m。路塹邊坡高度在土質(zhì)及風(fēng)化破碎軟質(zhì)巖地段不應(yīng)超過15m，硬質(zhì)巖石地段不應(yīng)超過30m,中?強膨脹巖土地段不應(yīng)超過10m。邊坡防護應(yīng)優(yōu)先考慮綠色防護。綠色防護工程設(shè)計應(yīng)遵循因地制宜、安全可靠、經(jīng)濟合理和植物防護與工程防護措施綜合應(yīng)用的原則。二、 注意事項1、 地面橫坡較大時應(yīng)考慮設(shè)置下?lián)酰返虊蚵芳鐗Γ┗蛏蠐酰ǜ黝惵穳q擋墻）；甚至在一個橫斷面上同時需設(shè)置上、下?lián)鯄?，以使邊坡高度控制在?guī)范允許范圍內(nèi)。2、 若填料缺乏，而控方的土質(zhì)又能滿足填料要求，則可考慮擴塹，甚至削山頭取土，減少支擋工程。3、 地面橫坡較緩甚至平坡的挖方段，修建路塹擋墻對收坡減少邊坡高度幾乎無作用。但此時仍宜作以下的比較：設(shè)擋減少棄土，還是需要填料土源而可不設(shè)擋墻。4、 設(shè)置擋墻時，當(dāng)墻高需要變化時，應(yīng)注意相鄰兩個斷面的墻頂高差與該相鄰兩個斷面之間的距離之比，不應(yīng)大于墻頂以上邊坡的設(shè)計坡率。5、 擋墻的兩端一般應(yīng)順延逐漸降低墻頂高度，以便和不設(shè)擋段的坡面平順相接；必要時則應(yīng)考慮采用端墻、錐體等加以過渡。6、 當(dāng)基底縱坡＞5%時，應(yīng)將基底設(shè)計為臺階形式。7、浸水地區(qū)的擋土墻不宜設(shè)傾斜基底。8、擋墻基礎(chǔ)在穩(wěn)定的斜坡地面內(nèi)時，其趾部的埋入深度和與斜坡間的水平距離應(yīng)保證規(guī)范的最小允許值。三、擋墻設(shè)計根據(jù)設(shè)計墻高H、填料或墻背土的物理力學(xué)指標(biāo)丫、申。、申、&、f、地基土的o、水位、圬工的強度、荷載等參數(shù)運用相關(guān)軟件（如理正或其0他經(jīng)鑒定的開發(fā)軟件）即可輸出相關(guān)成果，甚至設(shè)計圖件。以下僅提兩個注意點。重力式擋土墻和其他類型的一些擋墻，由于基礎(chǔ)埋深相對較淺，故墻前的被動土壓力可不計算。且被動土壓力的形成所要求的墻體位移較產(chǎn)生主動土壓力的位移要大，而實際上擋墻也不允許產(chǎn)生過大的位移，限制了被動土壓力的形成。但當(dāng)基礎(chǔ)埋置較深且地層穩(wěn)定、不受水流沖刷和擾動破壞時，可根據(jù)墻身的位移條件，采用1／3被動土壓力值。擋土墻的計算水位，應(yīng)采用最不利水位。最不利水位的確定，需對不同水位進行驗算?？蓞⒖嫉慕?jīng)驗值：基底浮力按100%計時，重力式路肩墻的最不利水位在墻頂下0.5m處；重力式路堤墻則在平墻頂高度處，當(dāng)設(shè)計洪水位低于最不利水位時，采用設(shè)計洪水位。四、邊坡防護根據(jù)需防護邊坡的土質(zhì)情況和坡率等，按現(xiàn)行路基設(shè)計規(guī)范中的表10.2.2選用即可。僅提醒幾點需注意的地方：1、 在采用植物或噴護、掛網(wǎng)噴護等路塹坡面防護和在年平均降水量〉400mm地區(qū)較高的土質(zhì)路塹邊坡地段，宜在坡腳處設(shè)置高1?2m漿砌片石護坡或護墻。2、 噴護和掛網(wǎng)噴護，因材料硬化后收縮和強度變化作用影響強烈，伸縮縫的密度應(yīng)適當(dāng)加大。3、 當(dāng)擋土墻上方設(shè)計有漿砌片石護墻、護坡時，墻頂應(yīng)設(shè)置邊坡平臺，平臺寬度不宜小于2.0m。W?改建和增建第二線路基這一課題，在我院的路基設(shè)計中占有較大的比重。較突出的問題是，可能由于分工不明確或重視程度不夠，對既有線的調(diào)查和狀況掌握尚有加強的必要。1、改建既有線是個較復(fù)雜細致的工作，應(yīng)充分收集和利用以往的勘測設(shè)計資料、竣工資料、運營部門所作的現(xiàn)狀圖、路基病害資料及各項設(shè)備的臺帳。根據(jù)這些資料進行現(xiàn)場核對，必要時應(yīng)補充測繪與調(diào)查。調(diào)查中要弄清既有路基的穩(wěn)固狀態(tài)、工后沉降情況。尤其對路基病害工點，要研究分析其產(chǎn)生條件、原因、發(fā)展趨勢以及既有建筑物的可利用程度，以便采取合理的改建措施。2、對原路基的既有病害要進行整治，應(yīng)防止改建后再發(fā)生。3、 中線不動，軌頂抬高量小于0.5m時，常用道碴加厚道床，也可用滲水料抬高路基；當(dāng)軌頂高程抬高量大于0.5m時，宜抬高路基面。4、 既有線路塹邊坡病害經(jīng)多年整治已趨于穩(wěn)定的路段，改建時應(yīng)盡量減少拆除工程，不宜觸動原邊坡。5、 增建第二線路基兼有新建與改建的特點，故增建第二線設(shè)計必須與改建既有線全面考慮，應(yīng)掌握上述第一點的既有線情況作為第二線設(shè)計的重要參考依據(jù)。6、 增建第二線不僅要考慮第二線路基本身的堅固、穩(wěn)定和變形，還應(yīng)考慮既有線路基受第二線路基影響所引起的可能問題，必須保證整個路基的堅固穩(wěn)定和整體性。7、 第二線路基的填料最好采用與既有線相同的填料或滲水性良好的土填筑，以利排水。8、 第二線路塹邊坡坡度各項條件如與既有路塹相同且既有路基邊坡較穩(wěn)定時，可參照既有線的邊坡坡率進行設(shè)計。改建或增建的防護加固工程亦可參照既有防護加固工程的使用效果進行設(shè)計。9、 路基排水。在任何情況下不得因增建第二線而惡化既有路基的排水條件，并應(yīng)保證兩線路基面及線間排水暢通，如受線間距控制不能設(shè)置線間排水設(shè)施，且兩線的高差不大，地段不長，可在第二線頂部換填滲水土橫向排水。10、 既有擋護設(shè)備使用良好，且能保證新線路基的穩(wěn)定和行車安全時宜保留。11、采取干砌片石垛加寬或加高路肩時，其高度不應(yīng)超過1m。12、采取的地基、基床等加固措施應(yīng)與運營的既有線保持必須的運營和施工安全的間距，工程措施應(yīng)具可行性。13、加固措施，尚應(yīng)結(jié)合施工過渡方案綜合考慮。14、有圬工防護的既有線邊坡，若需設(shè)計幫寬，則應(yīng)拆除圬工后再設(shè)計不小于1m寬的臺階。V、路基排水一、路基地面水的排除將橋涵間路基兩側(cè)的地面雨水截引至附近橋涵或溝谷排走。因為水對土體的浸濕、飽和及沖刷作用，常是促使路基病害發(fā)生和發(fā)展的重要原因之一。尤其是對受水浸泡后易于松軟或膨脹的特殊土和易于軟化的巖石路基更應(yīng)做好排水工程。保持路基能經(jīng)常處于干燥、堅固和穩(wěn)定狀態(tài)。1、 各類排水設(shè)備基本上順線路方向布置，并位于路基本體不太遠的范圍內(nèi)，以最大限度的發(fā)揮其效用和節(jié)省用地，但也不得影響路基邊坡的穩(wěn)定性。2、 應(yīng)使水流順最短通路迅速排出路基范圍以外。即就近不就遠，這在橋涵附近排水方向的確定時（根據(jù)溝底和橋涵流水面標(biāo)高）應(yīng)予重視。3、 為了防止地面水流入路塹內(nèi)，地面橫坡不明顯地段，應(yīng)在塹頂外兩側(cè)設(shè)天溝，當(dāng)天溝內(nèi)采取加固防滲措施時，天溝內(nèi)邊緣至塹頂距離不應(yīng)小于2.0m4、 路堤排水溝在橫坡不明顯的平坦地段，且路堤高度小于2.0m時，則應(yīng)在路堤兩側(cè)設(shè)置。5、 當(dāng)水溝經(jīng)過不寬的凹地時，可在凹地橫坡不太陡的地方采用培堤成溝的方法通過。6、 天溝不應(yīng)向路塹側(cè)溝排水，若受地形限制需排入側(cè)溝時，則必須設(shè)置急流槽（吊溝），并根據(jù)天溝流量調(diào)整下游側(cè)溝截面尺寸。7、 當(dāng)靠近路基有水塘或積水洼地，且與路基之間沒有足夠?qū)挾鹊淖o道或天然隔水層可以防滲時：對于面積不大且較淺的積水洼地可填平夯實；對于農(nóng)用的水塘或面積很大的積水洼地，可填筑足夠?qū)挾鹊淖o道或用片石圬工加固路堤坡腳的浸水部分；在路塹頂上的水塘或積水洼地，則應(yīng)采取可靠的防滲措施，并考慮其對邊坡穩(wěn)定的影響。8、農(nóng)田高產(chǎn)區(qū)兩側(cè)排水困難時，可在路堤坡腳設(shè)矮腳墻。9、 《設(shè)計補充規(guī)定》中，要求地面排水設(shè)備的縱向排水坡度不應(yīng)小于2%o,單面排水坡度長度不宜大于400m。《路基設(shè)規(guī)》中則對平坦地面或反坡排水地段，在困難情況下，排水縱坡可減小至1%。溝的縱坡以4-5%最為適宜，此時溝中設(shè)計流速既大于“不淤流速”，又能使水流較迅速的排走。10、 不同底寬的兩段水溝相連接時，應(yīng)插入一個漸變段。其長度應(yīng)不小于兩溝底寬之差的5倍。11、 排水設(shè)備的橫斷面應(yīng)有足夠的過水能力。當(dāng)不需要按流量計算時，路塹側(cè)溝的底寬可為0.4m，溝深0.6m（但基床表層換填0.6m厚的A、B組填料時，無論困難與否，溝深不應(yīng)小于0.8m）；天溝、排水溝的底寬為0.4m，深為0.6m；邊坡平臺截水溝可為底寬0.4m,深0.2?0.4m。溝的邊坡坡率可為1：1?1：1.5。12、 位于反坡排水地段或小于2%坡道的路塹側(cè)溝、天溝、排水溝，其分水點的溝深可減少至0.2m。13、 漿砌片石的梯形溝，溝壁厚度可為0.25?0.30m；矩形溝則應(yīng)通過土壓力計算確定，一般（溝深W1.1m）溝壁厚度可為0.4m。14、 路堤排水溝在困難的情況下必須穿過不容許排水的交通涵、流水面標(biāo)高相對較排水溝底高的灌溉涵等情況時，可考慮設(shè)置倒虹吸管、過水管等加以解決。15、 改建的既有線并行地段的線間排水，線間距較小時可根據(jù)兩線的高差，設(shè)計成由低線一側(cè)橫向排水。若線間距較大設(shè)計有線間溝，而既有線終將廢棄時，可考慮從既有線橫向引出。二、路基地下水的排除排除路基地下水主要是指排除土體中的自由水（包括毛細水和重力水）。1、地下水對路基的危害浸濕軟化。一般粘性土和泥質(zhì)巖石的強度隨其濕度的增高而降低，在土體自重、列車荷載或其他外力（自然的或人為的）作用下，產(chǎn)生各種病害，如：基床翻漿冒泥、擠出下沉；邊坡表土滑動、溜坍；路堤潰爬或沿傾斜基底面滑動等。地下水在路基旁側(cè)的山坡地層中活動，可降低山坡土體及其結(jié)構(gòu)面的強度，影響其穩(wěn)定性，導(dǎo)致崩坍、滑坡等病害的發(fā)生。凍脹及鹽漬化。潛蝕。流砂及液化。2、處治原則對路基有危害的地下水，應(yīng)采用地下水排除設(shè)備予以截斷、疏干、降低或引排至路基范圍外：a．地下水埋藏淺或無固定含水層時，可采用明溝、排水槽（矩形槽溝）、滲水暗溝（滲溝、邊坡滲溝、支撐滲溝）等措施；b．地下水埋藏較深或為固定含水層時，可采用滲水隧洞、滲井、滲管和水平鉆孔（平式排水鉆孔）等措施。滲水暗溝的縱坡不宜小于5%o,困難時亦不應(yīng)小于2%o。滲水暗溝、滲水隧洞的反濾層，應(yīng)視坑壁土質(zhì)和排水層材料確定反濾層數(shù)和顆粒級配比例。砂石顆粒小于0.15mm的含量不應(yīng)大于5%。滲水暗溝應(yīng)每隔30?50m，及平面轉(zhuǎn)折、縱坡變坡點處設(shè)檢查（維修）井。三、排水系統(tǒng)圖為沿線排水系統(tǒng)設(shè)計的主要文件，可在線路地形地質(zhì)平面圖上繪制。需標(biāo)明的主要內(nèi)容：1、 路塹的塹頂線和路堤的坡腳線；2、 橋涵位置及中心里程、孔跨和類型、出入口或流水面標(biāo)高。較大附屬工程的平面布置等3、 設(shè)計的各種水溝或排水設(shè)備的平面位置及其長度、排水方向、出入口與變坡點的溝底標(biāo)高，以及各段水溝的代表性橫斷面和加固形式、擋水埝平面位置等。當(dāng)排水系統(tǒng)與農(nóng)田水利設(shè)施有聯(lián)系時應(yīng)予標(biāo)明；4、 其它有關(guān)工程，如平（立）交道、改移道路、改河、改溝、改渠、管路等的平面示意及與排水系統(tǒng)的關(guān)系。

W地基處理一、常用的地基處理措施地基處理的措施很多，且在不斷的發(fā)展和創(chuàng)新，各種措施均有其特定的適用環(huán)境和條件。故設(shè)計者應(yīng)該根據(jù)本工程或工點的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、環(huán)境保護等客觀條件，經(jīng)經(jīng)濟技術(shù)比較，選用最合理的工點處理措施。為了對各種地基處理措施有個簡括的了解，現(xiàn)匯列成下表（見下頁）也便于對各種處理措施進行對比和比較。二、相關(guān)公式匯列現(xiàn)將幾種地基處理技術(shù)的有關(guān)公式和參數(shù)值范圍匯列成表（見下頁）。從表中幾種常用的處理技術(shù)：水泥土攪拌法、高壓旋噴法、CFG樁法，來看，f^pk的表達式完全一樣，但式中的參數(shù)有變化；三丐的確定則攪拌法不同于旋噴樁和CFG樁法。這些都是具體設(shè)計時應(yīng)引起注意的。三、設(shè)計思路設(shè)計中如何確定單樁承載力、面積置換率、樁身抗剪強度等，應(yīng)從設(shè)計的目的加以考慮。1、提高地基承載力[]為目的如擋墻、小橋涵和一般工民建的地基等，假設(shè)它們要求處理后達到的承載力為卜。則可通過下列三種思路來進行設(shè)計：①單一或相近地層根據(jù)基礎(chǔ)底面和“簡表”中樁距要求擬布樁fm-?匯quf匚樁長中樁距要求擬布樁fm-?匯quf匚樁長L—?②根據(jù)地層情況初擬樁長L??蘆布樁③根據(jù)處理技術(shù)先擬定譏 fL\山-?布樁無論那一種思路，若第一次求出的二二、L或m不合適，則應(yīng)調(diào)整再進行設(shè)計。以提高地基承載力為目的設(shè)計，在設(shè)計說明中應(yīng)明確：要達到的復(fù)合地基承載力二“（［二、單樁豎向承載力乙、擬處理土體室內(nèi)配比試件標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護條件下經(jīng)一定天數(shù)后的抗壓強度抽檢的工程樁樁身取芯試件，所必須達到的抗壓強度值U。2、以提咼路堤穩(wěn)定性_\為目的為使穩(wěn)定性分析的K最危險圓滑弧達到設(shè)計所要求的值，可由天然地基的穩(wěn)定性分析中選取K圓滑弧的各項檢算數(shù)據(jù)，按如下步驟考慮（以攪拌樁為例）：①計算滿足U所應(yīng)增加的抗滑力矩（力）AC-1=｛［k］?工T［工C?1+工N?tan申］iiiii②確定樁加固范圍的弧段長：③應(yīng)達到復(fù)合土層黏⑤ '布樁匕P要求樁身水泥土q（二2?C）*f*據(jù)《地基處理手冊》亦可在：③匚齊=—f根據(jù)l布樁f卄匸二=T…r亠樁身？?：樁長L應(yīng)在5*控制滑弧的最大切深下不小于5,而《JGJ79-2002》則要求“其樁長應(yīng)超過危險滑弧以下2m?！钡珖栏竦闹v，應(yīng)在加固的深度和寬度范圍確定后再進行加固情況下的穩(wěn)定性分析，以保證加固范圍以下所有滑弧之滿足要求。這在第I部分已專門討論故不重復(fù)。顯然，從提高穩(wěn)定性來說，它側(cè)重的是對樁身抗剪強度的要求（C、＜p或t）,ppp因此設(shè)計說明中應(yīng)對C（或t）、室內(nèi)試件f和樁身試件q各設(shè)計要求值有明ppcuu確說明。為直接檢驗加固效果，本人認為隨機或?qū)β返谈?、地基差的工程樁鉆探（雙層單動巖心管）取芯進行直剪或抗壓試驗最能說明問題，且最好能連續(xù)取芯。如果設(shè)計者由于習(xí)慣，而要同時知道這種情況下的f、R，則通過已明確spka了的f、L、m等參數(shù)也可不難求得。若想用R的單樁載荷試驗來確定樁身的抗cua剪強度能否滿足穩(wěn)定性要求當(dāng)然也可以，但總不如樁身抽芯的試驗直接。同時需說明一下的是，樁身的抗剪強度指標(biāo)除了C夕卜，應(yīng)還有甲，抗剪強pp度T的表達式實為T=C+Qtg?。對于“◎tg?”部分，在介紹的本設(shè)計思路ppppp中未予考慮，可能的原因是為了簡化，同時也偏于安全。3?以控制工后沉降值A(chǔ)S為目的后這類目的的設(shè)計可考慮如下步驟來進行。天然地基、有荷情況的沉降計算（且在現(xiàn)用軟件中輸入屮=1、U均為0的條s件下運行）。采用有荷計算的目的是出于既然決定復(fù)合樁基來處理，就盡量避免還要等載或超載預(yù)壓。根據(jù)工后沉降控制標(biāo)準(zhǔn)AS，結(jié)合地層情況和樁機功能，由沉降計算資料確后定樁長（處理深度）L。此時應(yīng)注意的是，如果將上部L擬處理深度范圍內(nèi)計算的天然地基固結(jié)沉降

量稱為S，下臥的未處理范圍（至計算可壓縮層底）之固結(jié)沉降量可稱為S，TOC\o"1-5"\h\zc1 c2則L的劃分必須滿足：（1-U2）?屮?S<AS U—樁下部分的土層在施工2s2c2 后2期可完成的平均固結(jié)度。這一步同時要注意的還有，當(dāng)該處理措施的允許加固深度已用到了最大值，但其下臥層的工后沉降量“（1-U2）?屮?S”仍不能小于AS，則該處2s2c2 后理措施就不適合，而應(yīng)另選加固深度能更深的處理方案。地基處理深度L范圍內(nèi)尚容許的工后沉降A(chǔ)S二AS-（1-U2）?屮?S后1 后 2 s2c2AS地基處理深度L范圍內(nèi)所能容許的沉降量計算控制值S'二后1式中c1屮'（1-U1）s11屮’-與L范圍內(nèi)地層處理后的E對應(yīng)的沉降計算經(jīng)驗系數(shù)，可為E的表達s1 spsp式。⑤由S=工一i-*AZ=工◎=S'可得E= 匚，同時可得E Ei c1 spS'si si c1值。⑥此后的設(shè)計思路根據(jù)地基處理措施分兩種情況來考慮：a.CFG樁和高壓旋噴樁法R?Tf=??fTm=（f—卩f）/（a-卩f）。式中的R由樁長L定，fspk ak spkskA sk a cup與之協(xié)調(diào)。b.水泥土攪拌樁法ET設(shè)定樁身ET設(shè)定樁身E值

sp pE-ETm= stfE—EspkpsR=m—^+B（1-m）fA skp⑦當(dāng)L、Ra、m、S確定后，其它相關(guān)參數(shù)樁間距等均可敲定。四、說明上述三種情況的設(shè)計思路討論，是將承載力、穩(wěn)定性和變形（沉降）分開考慮的，對于某一特定的工程，由于其側(cè)重的要求不同（如早先的軟土路堤），可能會存在這種情況。但實際上，正如前面已討論過的，同一地基（地層）的強度、剛度和穩(wěn)定性是有其內(nèi)在聯(lián)系的，應(yīng)是相互協(xié)調(diào)的，這從建規(guī)中的:二f/f二E/E關(guān)系式也很說明問題。因此，一般說來，如果控制標(biāo)準(zhǔn)定spkaksps得合理，那么地基處理后的強度能滿足要求，則與之相應(yīng)的剛度和穩(wěn)定性亦應(yīng)會滿足要求或基本滿足要求。設(shè)計經(jīng)驗表明，由于工后沉降控制標(biāo)準(zhǔn)的明確和不斷提高，使得這類設(shè)計往往是“沉降變形控制地基加固?！北救说目捶ㄊ遣环潦紫葟目刂乒ず蟪两档脑O(shè)計角度入手進行設(shè)計，再根據(jù)具體要求對承載力或穩(wěn)定性作必要的校核。W其它這一部分的內(nèi)容，就路基設(shè)計過程中的一些具體細節(jié)問題逐一討論說明。1、 土工格柵及其鋪設(shè)單向、雙向土工格柵；HV3m或基床范圍內(nèi)的土工合成材料連接；防水復(fù)合土工膜；一般路堤和輕型橋臺的橋頭路堤；溶巖地區(qū)。2、 匚和工程樁樁身取芯試件L水泥土攪拌樁法（原土原位攪拌處理）——擬加固（處理）土室內(nèi)摻灰比試塊在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護條件下90天齡期的立方體抗壓強度平均值。CFG樁法（原土被置換處理）之：一一室內(nèi)樁體擬采用配合比的混合料試塊（邊長15cm立方體），在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護條件下28天齡期的抗壓強度平均值。標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護條件系指：相對濕度95%,溫度25°C±2°C的養(yǎng)護室。顯然，水泥土攪拌樁法工程樁的攪拌均勻性無法和室內(nèi)試塊相比；地域和季節(jié)的不同，值得攪拌樁或CFG樁的樁身養(yǎng)護也不可能與標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護條件一樣。因此，盡管實際的工程樁采用了室內(nèi)試驗確定的摻灰比或混合料配合比，但其取芯抗壓強度小于―是必然的。規(guī)范因此規(guī)定設(shè)計時只能用到L利匚,而保存了必要的安全儲備。由此也可明白，工程樁的取芯抗壓，其應(yīng)達到的強度值卜不是匕，而應(yīng)是值。設(shè)計說明中不應(yīng)混淆。3、 摻灰比土的改良或攪拌樁施工它們采用的摻灰比大小除了影響到處理效果外，也同時影響到工程造價的高低，所以設(shè)計中，尤其是施工圖階段，應(yīng)給出明確的摻灰比值。宿淮線等在勘察階段做了改良土的不同摻入料和不同摻入比的有關(guān)試驗。所以在設(shè)計中就能針對性的提出摻灰量，并保證了這一部分的概預(yù)算的準(zhǔn)確可靠。至于攪拌樁的摻灰比，更有必要在勘察階段做相應(yīng)的有關(guān)實驗。因為它不像填料土的改良，地表取土即可，而是要取地下處理深度范圍的代表性土樣，這就只有結(jié)合勘察階段的鉆探工作才能事