高速铁路地基加固方案设计

摘要

近几年，我国高速铁路事业发展迅速，遇到的不良地质也越来越多，尤其是软土地基，软土地基的沉降很难控制，高速铁路对沉降要求相当严格。本课题采用水泥土搅拌法对高速铁路经过的软土地段进行地基加固方案设计。

首先，根据设计资料通过瑞典条分法进行天然地基路堤稳定性分析，其安全系数不满足要求，需要进行地基加固。然后对水泥土搅拌桩的桩长、桩径、桩距、布桩方式进行设计；确定桩身选用水泥标号、水灰比和外加剂的用量；计算搅拌桩的单桩承载力和复合地基承载力；为了快速准确地找到地基加固后路堤的最危险滑动面，用理正软件辅助寻找，并用瑞典条分法计算其稳定性安全系数；最后用复合模量法计算搅拌桩加固体的压缩变形和桩端下未加固土层的压缩变形。 关键词：高速铁路；软土地基；地基加固；水泥土搅拌桩 Abstract

In recent years, the rapid development of high-speed railway in China has encountered more and more bad geology, especially the soft soil

foundation.Soft soil foundation settlement is difficult to control, high-speed railway on the settlement requirements are quite strict.In this paper,

thecement mixingmethod is adopted to design the foundation reinforcement of the soft soil section passing through the high speed railway.

First of all, according to design data, through the Swedish strip method to analyze the stability of the embankment on the natural foundation,Its safety factor does not meet the requirements, the foundation reinforcement needs to be achieved.Then the pile length, pile diameter, pile distance and pile way of cement soil mixing pile are designed.Determine the pile selection of cement grades, water-cement ratio and the amount of admixture.Calculate the bearing capacity of single pile and the bearing capacity of composite foundation.In

order to quickly and accurately find the most dangerous sliding surface of the embankment after the foundation reinforcement ,with Lizheng software assisted search,and its stability factor is calculated by the Swedish strip method.Finally, the compression deformation of the agitated pile and the compression deformation of the unstressed soil under the pile end are calculated by the composite modulus method.

Key words:high speed railway; soft soil foundation; foundation reinforcement; cement soil mixing pile 目录

第1章绪论 ………………………1 1.1 选题背景 ………………………1 1.2 国内外发展现状 ………………………2 1.3 本设计的内容及方法 ………………………2 第2章复合地基基本理论 ………………………3 2.1 复合地基的定义与分类 ………………………3 2.2 桩基简介 ………………………3

2.2.1 灰土挤密桩法和土挤密桩法 ………………………3 2.2.2 砂桩法 ………………………4

2.2.3 高压喷射注浆法 ………………………4 2.2.4 夯实水泥土桩法 ………………………5

2.2.5 水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩)法 ………………………5 2.2.6 水泥土搅拌法 ………………………5

第3章天然地基路堤稳定性分析 ………………………7 3.1 设计资料 ………………………7

3.2 天然地基路堤稳定性分析 ………………………7 3.2.1 计算圆心O1对应的滑动面 ………………………9 3.2.2 计算圆心O2对应的滑动面 ………………………11 3.2.3 计算圆心O3对应的滑动面 ………………………13 3.2.4 计算圆心O4对应的滑动面 ………………………15 3.2.5 计算圆心O5对应的滑动面 ………………………17 第4章地基加固方案设计计算 ………………………21 4.1 设计方案 ………………………21 4.1.1 桩的参数 ………………………21 4.1.2 加固范围的确定 ………………………21 4.2 计算单桩竖向承载力 ………………………22 4.3 计算复合地基承载力 ………………………23 4.4 总桩数计算 ………………………23 4.5 路堤稳定性分析 ………………………24

4.6 沉降计算 ………………………27

4.6.1 搅拌桩加固体压缩变形的计算 ………………………27 4.6.2 桩端下未加固土层的压缩变形 ………………………30 第5章施工工艺 ………………………33 5.1 施工工艺 ………………………33 5.2 注意事项 ………………………33 5.3 施工质量检验 ………………………34 5.4 竣工验收检测 ………………………35 第6章结论与展望 ………………………36 6.1 结论 ………………………36 6.2 展望 ………………………36 参考文献 ………………………37 致谢 ………………………38

附录A 外文翻译 ………………………39 A.1 英文原文 ………………………39 A.2 中文翻译 ………………………45 附录B 相关图纸 ………………………50

第1章绪论 1.1 选题背景

近几年，我国国民经济发展迅速，对各种基础设施建设的投入不断加大，土木工程的发展日益加快，作为其中重要领域的岩土工程，出现了许多新课题，地基处理又是其中最活跃和最具生命力的一个方向，近年来，地基处理技术得到了极大地发展和提高。

我国地大物博，幅员辽阔，拥有多种的复杂地质，在国家铁路线路的规划下，铁路建设进入了高速发展的时代，遇到的不良地质也越来越多，尤其是软土地基，软土的分布范围十分广泛，高速铁路对地基的变形要求非常严格，软土由于其特殊的工程性质，极易导致地基过度沉降和列车的轨道不平顺，还容易导致路堤边坡失稳，因此在修建高速铁路线路的过程中，如果遇到软土地段，对其进行地基加固就变得异常重要。

自20世纪60年代高速铁路崛起以来，传统铁路不断创新，高速铁路迅速发展，高速铁路的出现和发展具有时代性意义，也正在不断地改变着人们的生活，也引发了一场交通革命。我国的高速铁路事业的发展十分迅速，可以说是后起之秀，经过几年的发展，现在已经走在世界的前端。高速铁路具体指的是列车能在主要区间以200km/h以上速度运行的干线铁道。

地基是高速铁路基础的重要部分，是保证列车安全、舒适、高速运行的关键。只有高速铁路的路基、路堤、支挡结构具有了足够的强度和稳定性才能保证列车的安全。而控制变形是路基设计过程中的重点环节，只有路基设计的安全可靠，才能为列车提供一个高平睡醒的轨下基础。而当线路穿过软土地区时，软土的含水率高，又容易变形，所以它成了整个铁路线路中最不稳定的地方。它可以导致最大的轨道变形，在列车多次经过时积累的下沉，也是造成轨道纵向不平顺的主要来源。软土严重限制了高速铁路的走行，高速铁路对轨道的变形要求有非常严格，因此变形问题就成了高速铁路设计所要考虑的主要因素[1]。