2022-铁路地基处理总结_1 2.doc

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1、铁路地基处理总结 1、试验检测在软土地基处理效果评定中的基本原则及常用方法 基本原则： 对地基处理效果的检验，应在地基处理施工结束后，经过一定时间休止恢复再进行。 为了检测地基处理的效果，通常在同一地点分别在处理前后进行测试，以进行比较，要注意： （1）前后两次测试应尽量使用同一台仪器，统一标准进行。 （2）由于各种测试方法都有一定的适用范围，因此必须根据测试目的和现场条件选择最有效的方法。 （3）无论何种方法，都有一定的局限性，故尽可能多采用多种方法进行综合评价。（4）测试位置应尽量选择有代表性的部位，测试数量按有关规定的要求进行。 方法： 1地基与桩体强度。包括单桩和复合桩地基静荷试验、标

2、准贯入试验、静力触探与动力触探试验、桩身高应变检测、钻芯法等。 2地基变形。包括地基沉降与水平位移测试。 3应力监测。包括土压力和孔隙水压力测试。 4桩身完整性。采用桩身低应变检测和声波透射法测试。 5动力特性；采用波速测试、地基刚度测试。 2、软土地基的主要特性 软土地基是指压缩层主要由淤泥、淤泥质土或其他高压缩性土构成的地基。其承载能力很低，一般不超过50kn/m2。在软土地基修筑堤防工程，必须解决好四个方面的问题：地基的强度和稳定性问题。地基的变形问题。地基的渗漏和溶蚀问题。地基的振动液化与振沉问题。因此，研究堤防工程软土地基的特征，提出相应的处理措施就十分重要了。 软弱土包括淤泥、淤泥

3、质土、杂填土及饱和松散粉细砂与粉土。堤防工程中主要是指天然孔隙比大于或等于1。5的亚粘土、粘土组成的淤泥和天然孔隙比大于1。0小于1。5的粘土组成的淤泥质粘土。其主要特征如下： 1、孔隙比和天然含水量大我国软土的天然孔隙比e一般在12之间，淤泥和淤泥质土的天然含水量w5070%，高的可达200%，普遍大于液限。 2、压缩性高我国淤泥和淤泥质土的压缩系数一般a12都大于0。5mpa1，建造在这种软土上的建筑物将发生较大的沉降，尤其是沉降的不均匀性，会造成建筑物的开裂和损坏。 3、透水性弱软弱土尽管其含水量大，透水性却很小，渗透系数k1（mm/d）。因此，土体受到荷载作用后，呈现很高的孔隙水压，影

4、响地基的压密固结。 4、抗剪强度低软土通常呈软塑流塑状态，在外部荷载作用下，抗剪性能极差，我国软土无侧限抗剪强度一般小于30kn/m2（相当于0。3kn/m2）。不排水剪时，其内摩擦角几乎为零，抗剪强度仅取决于凝聚力c，一般c30kn/m2；固结快剪时，内摩擦角515。 5、灵敏度高软粘土上尤其是海相沉积的软粘土，在结构未被破坏时具有一定的抗剪强度，但一经扰动，抗剪强度将显著降低。其灵敏度（含水量不变时原状土与重塑土无侧限抗压强度之比）一般在34之间，有的甚至更高。 3、强夯法的原理及适用性 强夯法加固地基的机理，虽然国内外学者从不同的角度进行了大量的研究，但至今尚未形成成熟和完善的理论。对强

5、夯法加固地基的机理认识，首先应分宏观机理和微观机理。宏观机理从加固区土所受冲击力、应力波的传播、土的强度对土加密的影响做出解释。微观机理则对冲击力作用下，土微观结构的变化，如土颗粒的重新排列、连接做出解释。宏观机理是外部表现，微观机理是内部依据。其次应对饱和土和非饱和土加以区别，饱和土存在孔隙水排出土才能压实固结这一问题。还应区分粘性土和无粘性土，它们的渗透性不同，粘性土存在固化内聚力，砂土则不然。另外对一些特殊土，如湿陷性黄土、填土、淤泥等，由于它们具有各自的特殊性能，其加固机理也存在特殊性。强夯机理研究中还有一个必须研究的内容就是夯击能量的传递，即确定夯击能量中真正用于加固地基的那部分能量

6、和该部分能量加固地基的原理。 leon认为，强夯加固作用应与土层在被处理过程中的三种不同机理有关。其一是加密作用，以空气和气体的排出为特征；其二是固结作用，以孔隙水的排出为特征；其三是预加变形作用，以各种颗粒成分在结构上的重新排列以及颗粒结构和形态的改变为特征。由于加固地基土的复杂性，他认为不可能建立对各类地基具有普遍意义的理论。 目前普遍一致的看法认为，经强夯后，土强度提高过程可分为四个阶段：夯击能量转化，同时伴随强制压缩或振密（包括气体的排出、孔隙水压力上升）；土体液化或土体结构破坏（表现为土体强度降低或抗剪强度丧失）；排水固结压密（表现为渗透性能改变、土体裂隙发展、土体强度提高）；触变恢

7、复并伴随固结压密（包括部分自由水又变成薄膜水，土的强度继续提高）。其中第阶段是瞬时发生的，第阶段是强夯终止后很长时间才能达到的（可长达几个月以上），中间两个阶段则介于上述两者之间。 强夯法适用性： 实践证明，强夯法适用于处理碎石土、砂土、低饱和度的粉土与粘性土、湿陷性黄土、杂填土和素填土等地基。对高饱和度的粉土与粘性土等地基，当采用在夯坑内回填块石、碎石或其他粗颗粒材料进行强夯置换时，应通过现场试验确定其适用性。 4、固结度的计算方法及在软基加固施工中的作用 固结度计算 在进行地基的固结度计算时，将砂石桩的排水近似看成砂井 地基的排水来进行计算，它建立在三维比奥渗透固结理论的基础上。砂井地基既

8、有竖向排水固结，又有径向排水固结，如图1所示，整个渗流是一个轴对称的三维渗流。 首先介绍瞬时加荷条件下的固结度理论。 竖向排水固结度 式中：uv竖向排水平均固结度， m正奇数 tv竖向固结时间因数（无因次） cv竖向固结系数， t固结时间，s; h土层的竖向排水距离，cm，双面排水时h为土层厚 度的一半，单面排水时h为土层厚度。 径向排水固结度 总平均固结度 以上是瞬时加荷条件下的固结度理论，在实际工程中，荷载总是分级逐渐施加的，因此，由上述理论方法求得的固结时间关系必须加以修正，修正的方法有改进的高木俊介法和改进的太沙基法。 改进的高木俊介法 该法是根据巴伦理论，考虑变速加荷使砂井地基在辐射

9、向和垂直向排水条件下推导出砂井地基的总平均固结度，其特点是不需要求得瞬时加荷条件下的地基固结度，而是可以直接求得修正后的平均固结度，其固结度的计算式为： 改进的太沙基法 该法得到的固结度仅是对本级荷载而言的，总固结度等于各级荷载增量作用下固结度的叠加，对总荷载还要按荷载的比例进行修正。修正后的太沙基法总平均固结度为： 其中，竖向和径向固结系数的选取很关键。不同的土层因为土的物理力学参数不同，因此竖向和径向固结系数也有差异，计算的固结度也将不同 分别计算各个土层的固结系数并求出固结度，进行对比分析，可以看出不同土层的固结情况。而且，在堆载作用下各个土层的抗剪强度增长量和沉降量也会不同，在由上述方

10、法计算的固结度基础上可以求得各个土层的抗剪强度增长量和沉降量。另外，在不同的堆载等级作用下，软土地基的受力状态必将发生改变，进而影响土的物理力学参数，因此，在不同等级的堆载作用下，土的固结系数是不同的。在每级加荷结束后，都要重新测量土工参数，以求得固结系数，再计算在该级堆载作用下的固结度或固结度增量。根据改进的高木俊介法和太沙基法计算的地基固结度可以看出：1）高木俊介法计算的结果稍微偏大，但随着堆载等级的增加，两种方法的计算结果渐趋一致。其原因主要是太沙基法是假定每一级荷载增量pi所引起的固结过程是单独进行的，与上一级荷载增量所引起的固结度无关，总固结度是在各级荷载增量作用下固结度的叠加，而高

11、木俊介法不需要求得瞬时加荷条件下的地基固结度，这些假设条件和计算方法的不同导致两种计算结果的差异。 2）地基土在第一级堆载下的排水固结效果最显著，土的平均固结度均大于60%，在达到最大的堆载等级时，两种方法计算的固结度都接近了100%，表明堆载预压排水固结法能够较好地消散孔隙水压力，加速地基土的固结，从而使土的有效应力增大，使土体强度得到逐步增长。用砂石桩结合堆载预压法处理软土地基达到了预期的效果。 作用： 1、计算平均附加应力，计算残余变形 2、计算达到允许残余变形所需要的时间 3、估算强度增长 4、减少排水距离 5、分析比较复合地基、柔性桩、散体桩、刚性桩的变形特征 复合地基一般按强度可分

12、为散体材料桩复合地基、柔性桩复合地基（半刚性桩复合地基）、及刚性桩复合地基。散体材料桩复合地基和柔性桩复合地基容易区别，因为前者需要土的围裹才能称得上“桩”，后者则可以独立成型。柔性桩复合地基和刚性桩复合地基也应该是强度上的区别，但又为量化的区分点，因强度和诸多因素有关，也不可能有，只是一般把cfg桩复合地基，低强度混凝土桩复合地基等视为刚性桩复合地基，其它一般可视为柔性桩复合地基。 柔性桩是指无须桩周土的围箍即能自立，桩身刚度和强度较小、压缩量较大，单桩沉降以桩身压缩为主、受桩端持力层性状影响不大的复合地基竖向增强体。一般常把水泥搅拌桩、旋喷桩等一类低强度成形桩称为柔性桩。 如果按桩身抗压强

13、度来进行划分，一般强度低于2mpa的称为柔性桩。因为柔性桩桩身强度很低，在荷载作用下，很容易产生侧向变形，且土所能提供的约束作用较小，这也是柔性桩复合地基变形和沉降的主要原因。 与散体材料桩依靠桩周土提供的被动土压力维持桩体平衡、承受上部荷载的作用不同，柔性桩同刚性桩一样是依靠桩周摩阻力和桩端端阻力把作用在桩体上的荷载传递给地基土的，因而柔性桩复合地基中土的垂直应力的扩散范围较散体材料桩复合地基大、深度深，加固效果也明显。 碎石桩是地基处理中应用最广泛的桩型之一，碎石桩是以碎石为主要材料制成的复合地基加固桩。碎石桩和砂桩等在国外统称为散体桩或租颗粒土桩。所谓散体桩是指无粘结强度的桩，由碎石柱或

14、砂桩等散体桩和桩间土组成的复合地基亦可称为散体桩复合地基。目前在国内外广泛应用的碎石桩、砂桩、渣土桩等复合地基都是散体桩复合地基。 6、分析比较复合地基的承载力传力区别 由于桩体刚度大小的差异，柔性桩与刚性桩在荷载传递的规律上也不尽相同。在均质地基中，柔性桩在荷载作用下，桩体的压缩应变由上而下逐渐减小，桩与四周土体之间的相对位移也由上而下逐渐减小，桩侧摩阻力也是自上而下逐渐减小，桩侧摩阻力的发挥远早于桩端端阻力的发挥。柔性桩桩身变形和桩侧摩阻力均主要发生在临界桩长范围内。而在均质土中的理想刚性桩，在荷载作用下桩周各处摩阻力和桩端端阻力的发挥是同步的;桩侧摩阻力桩体深度方向的分布也是均匀的，并且

15、随着作用荷载的增加同时达到极限摩阻力。然而，由于理想的刚性桩实际上并不存在，在荷载作用下的桩体，总会产生一定的压缩变形，桩侧摩阻力总是先于桩端端阻力，即使是对于模量很大的钢筋混凝土桩，在长细比足够大的情况下，同样可能呈现出柔性桩的性状。因此，柔性桩是相对于刚性桩而言的。 刚性桩强度与刚度都很高，在置换率与柔性桩同样的情况下，桩承担大部分基础荷载，土所分担的荷载很小。刚性桩顶的轴向荷载大，在桩径与长度与柔性桩相同时，传至底部的轴向力方面刚性桩就比柔性桩大 由于柔性桩复合地基中桩间土分担的荷载份额较多，桩土应力比小，地基中的主要受力区与天然地基相似，位于基础底面处的沿线处，且超出基础宽度较多。刚性

16、桩则相反，因主要荷载由桩承担，沿桩身下传，桩间土所受的应力是越往下越大，到了桩底时最大。桩底以下的土是主要的受力区，因为桩底轴力也全部传到土上，桩底以下的土中应力分布状态与天然地基相近，但深度却在桩长以下，刚性桩将土的主要受力区推到桩长以下去了。 半刚性桩介于柔性桩与刚性桩之间，土的主要受力区可能在加固深度的中间，或者接近于基底或者近桩底，视桩长与土应力比的不同而变化。 7、分析比较格栅、土钉、锚索、锚杆的加固机理 锚杆。将拉力传至稳定岩土层的构件。当采用钢绞线或高强钢丝束作杆体材料时，也可称为锚索。 土钉。是一种基于新奥隧道法原理，在天然边坡或开挖形成的边坡、基坑原位岩土体中近于水平设置加筋

17、杆件并沿坡面设置混凝土面层，使整体土工系统的力学性能得以改善从而提高边坡、基坑稳定性的原位加筋技术。土工格栅加固土工的机理 土工格栅对土的加固机理存在于格栅与土的相互作用中，一般认为，这种相互作用可归纳为以下三种情况：1）格栅表面与土的摩擦作用；2）格栅孔眼对土的“锁定”作用；3）土对格栅肋条的被动阻抗作用。 上述三种作用均能充分约束土颗粒的侧向位移，从而，大大地增加了土体的自立稳定性，至于这三种作用在土体中各自发挥的程度将随格栅种类，开孔大小，土颗粒级配等因素而定。 土钉墙加固与传统的护坡和挡土墙支撑机理不一样，土钉墙在边坡的一定范围内形成了一个加固区，由于很密的土钉锚杆的作用，滑移面不可能

18、出现在加固区，只能产生于非加固区，从而使滑移面远离边坡，达到稳定边坡的目的，加固区的整体稳定，包括加固区抗倾覆与抗滑移问题，用增加加固区的宽度和底排土锚杆打成向下倾斜穿过滑移面等措施来解决，土钉墙通过下述几个方面的综合作用使边坡周边土体形成加固区。 1.锚固作用 密布的锚杆与砂浆柱体相结合对周围土体产生有效的锚固作用，限制了砂浆柱体周围的土体变形。土钉不需要施加预应力，而是在土体发生变形后使其承受拉力工作；土钉支护在边坡中比较密集，起到了加筋的作用，提高了土的强度，为被动受力机制。由于土钉在全长范围内与土体接触，其荷载传递沿整个土体进行。 2.土钉浆孔对土体的挤密作用 由于土钉锚杆的密度比较大

19、，挤密作用的影响也较大，使加固区的土体比非加固区土体密度大。密集的土钉与土钉之间土形成复合土体，其结构类似重力式挡土墙，个别土钉的破坏不会使整个结构的功能完全丧失。 3.护坡作用 土钉墙的面层不是主要受力结构，其主要作用在于保持土体的局部稳定性。在公路边坡治理中，土钉墙的面层还起到防止冲刷、防止雨水渗入坡体影响边坡稳定性的重要作用。 4.土钉受力及规模 一般锚杆长度在1545m之间，直径较大，锚杆所承受的荷载可达400kn以上，某些预应力锚索设计荷载更可达3000kn。其端部的构造较土钉复杂，以防止面层冲切破坏；而土钉长度一般为310m，浆体直径100mm左右，一般不提供很大的承载力。单根土钉

20、受荷一般在100kn以下，面层结构较简单，利用小尺寸垫板及挂网喷射混凝土即可满足要求。 在国内，一般情况下，锚索是需要施加预应力的，因此它是主动受力，多应用于已出现变形或对变形要求严格的工程部位；锚杆则一般不施加预应力（有时也会施加很小的预应力），因此它是被动受力，只有当被锚固岩土体发生一定变形时它才发挥锚固力。此外，锚索长度一般在2050米，锚杆则不到20米。在国际上，锚索只是锚杆的一种类型。 预应力锚索框架梁支护结构采用对预应力锚索施加的预应力将滑动岩土体与稳定岩体紧密连结为一体，增加岩土体各层面的抗滑力，同时又通过坡面上框架梁将各个锚索有效地连成一个整体，形成一个由表及里的加固体系，进而

21、达到防止整体边坡失稳的目的，是一种新型的抗滑结构。 喷锚支护体系是由密集的锚杆群、被加固的原位岩土体、喷射混凝土面层和必要的防水系统组成的。锚杆依靠于土体之间的界面粘结力或摩擦力，使锚杆沿全长与周围土体紧密连接成为一个整体，形成一个类似于重力式挡土墙的结构，抵抗墙后传来的土压力和其他载荷，达到加固边坡的目的1.喷锚支护体系作用机理 喷锚支护体系是靠锚杆、土体、钢筋网和混凝土面层共同工作来提高边坡岩土的结构强度和抗变形刚度，减少岩土体侧向变形，增强边坡的整体稳定性的一种支护体系。 锚杆的主要作用是约束和加固土体，它不仅能够弥补土体抗拉、抗剪的不足，而且锚杆在注浆施工过程中，水泥浆能够渗入到岩土体

22、内部的裂隙中，通过水泥浆对岩土体的补强作用，提高岩土体自身的结构强度。 挂钢筋网喷射混凝土面层能够将单个锚杆连接成一体，形成锚杆群，使锚杆与土体紧密的连接成为一个整体。同时，喷射混凝土能封闭坡面，避免坡面受到水流的冲刷。 喷锚支护能改善岩土体的性质，加强岩土体的内在强度和整体性，提高其自身的自承自稳能力，充分发挥岩土体的潜能。 锚索穿过滑动面靠稳定岩体来提供的拉力来加固非稳定岩体 土钉更多的是起到土钉挡土墙的作用锚杆的作用介于两者之间 8、如何理解岩土工程中变形控制是一门艺术 在岩土工程中，很重要的是控制变形，控制变形的目的是为了保证建筑结构的安全，满足人们生产生活的正常需求。岩土工程作为上部

23、结构的基础，不能产生超过设计许可变形。变形控制的精髓是让变形在可控的的范围内较大程度发挥岩土体自身的强度，在满足安全性的情况下，节约成本，节约资源。 变形控制要建立在符合相应的工程特点上的，变形控制要因地制宜，具体情况具体分析。例如复合地基要使桩体上有一定厚度的垫层，发挥上部地基的承载力。新奥法施工也是边检测边施工，发挥围岩自身的承载潜力。另外还应注意的是，在现行的地基设计中，地基与上部结构设计是分开的，但是应在地基设计时考虑上部结构形式，选用合适的地基，如果上部结构为超静定，则下部基础不应产生较大形变，以免上部结构产生大的应力。 9、浅谈含水量对地基力学特性的影响 内容总结（1）铁路地基处理总结 1、试验检测在软土地基处理效果评定中的基本原则及常用方法 基本原则： 对地基处理效果的检验，应在地基处理施工结束后，经过一定时间休止恢复再进行（2）竖向排水固结度 式中：uv竖向排水平均固结度， m正奇数 tv竖向固结时间因数（无因次） cv竖向固结系数， t固结时间，s