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1、第二篇 武广客运专线路基工点设计第 6 章 设计任务及现场工程概况6.1 设计任务及要求该设计为武广高速铁路软弱土路基的处理，采用粉喷桩地基加固处理方案，设计者应根据所给资料，结合实际情况，按规定要求完成如下设计任务：（1）粉喷桩的长度计算；（2）粉喷桩的布置形式选择； （3）路基的稳定性分析； （4）路基的沉降分析与计算； （5）路基的平面图及横断面图。6.2 现场工程概况6.2.1 地形地貌本段属低山丘陵地貌，地形起伏不大。本工程段位于丘陵小盆地内河流阶地，地形平坦。地表全被土层所覆盖，植被发育，多被开垦为果圆、旱地和稻田，物产丰富，适宜人群居住，人口密度大。清远县道经过，交通方便。6.2
2、.2 地层岩性测段范围出露地层有第四系全新统冲洪积层（Q 4al+pl） 、上更新统冲积层（Q 3al） ，下伏地层为泥盆系 (D2l) 砂岩夹砂质页岩、灰岩及大理岩，岩性分述如下：松软土（Q 4al+pl）黄褐色，软塑，含少量花岗岩质砾石，主要分布于该段路基起点附近右侧沟槽内，厚 03m。属级普通土粉质黏土（Q 4al+pl）硬塑，黄褐色，其中微含有约 10%的砾石，次圆状，呈不均匀分布，主要分布于该段起点附近。厚 814m。属级普通土。软土（淤泥质黏土） （Q 3al）流塑，灰色、灰褐色，其中含有少量粉砂和腐植物。属级普通土。DK2099+721 处钻孔揭露埋深 17.620.2m 处。松
3、软土（Q 3al）灰褐色、灰绿色，软塑，含少量砾石，含部分腐植物。属级普通土。DK2099+721 处钻孔揭露埋深 1317.6m 处。粉质黏土（Q 3al）黄色、褐黄色，硬塑，其中微含约 10%的砾石，粒径 1020mm，次圆状；局部夹有少量的卵石，次圆状。厚 225m，分布于地表或卵石土之下，属级普通土。局部具弱膨胀性。黏土（Q 3al）灰色、红褐色、灰白色，硬塑，局部夹砾石、卵石，直径 2100mm，含量约 10%。厚 25m，分布于地表、粉质黏土或卵石土之下，属级普通土。局部具弱膨胀性。卵石土（Q 3al）黄色、灰紫色，中密为主，局部密实，潮湿饱和，卵石成份以长石、石英砂岩为主，粒径
4、3050mm，次圆到次棱角状，充填物以砂粒及粉质黏土为主，局部相变为粉质黏土。厚 215m，分布于地表或黏土之上，属级硬土。碎石土（Q 3al）黄色、灰黄色，密实，潮湿饱和，局部夹卵石、块石，粒径 515cm，次棱角状，含量约 20%。厚 215m，分布于粉质黏土或卵石土之下，属级普通土。细砂（Q 3al）中密，潮湿，灰白色、灰黄色，砂粒均匀。厚 03m，粉质黏土之下，属级松土。透镜状分布于 DK2099+721 附近。溶洞充填物（Q ca）为粉质黏土，灰褐色、深褐色，多为软塑状，其中夹杂少量的碎石、角砾，属级普通土。砂岩(D 2l)全风化砂岩：灰黄色、红褐色、灰白色，风化剧烈，原岩层理已基本
5、破坏，岩芯呈硬土状，干钻易钻进。属级硬土。强风化砂岩：红褐色、灰白色、黄色，风化强烈，基本可见原岩结构，岩芯呈碎土状，手可折断。属级硬土级软石。页岩(D 2l)全风化页岩：灰白色、红褐色、灰色，风化剧烈，原岩完全风化成泥土状，微见原岩层理，岩芯呈软土状，干钻易钻进。属级硬土。强风化页岩：黄色、红色、灰色、灰黄色，风化强烈，原岩结构基本可见，岩芯呈硬土状，手可折断。属级硬土。DK2100+000DK2101+700 钻孔见到卵石土、粉质黏土、碎石土层序、下伏砂岩及页岩互层。灰岩(D 2l) 强风化灰岩：灰色、青灰色，风化强烈，岩芯呈碎块状，隐晶质细粒结构，基本可见原岩结构，岩块手可折断，干钻钻进
6、困难。弱风化灰岩：灰白色，粗粒状结构，中厚层状构造，矿物成份主要为方解石，节理面见少量绿泥石，岩芯呈长柱状，岩质坚硬新鲜。DK2099+721DK2100+000 钻孔见到灰岩。6.2.3 地质构造测段位于第四系上更新统冲积层卵石土（Q 3al）地层之上。分布较广，厚度515m。构造较为简单。其中 DK2099+987 处钻孔于 41.444.7m 处见一溶洞：其中有少量流塑状的稀泥。测段北端 DK2099+650 左右为燕山侵入旋回第三期( 52)花岗岩与泥盆系 (D2l) 砂岩夹砂质页岩、灰岩及大理岩接触带。接触带宽 2030m，灰岩变质明显，大理岩化，显晶结构，厚层状构造。6.2.4 不
7、良地质现象及特殊岩土段内不良地质为岩溶，特殊岩土为膨胀土及软土、松软土。岩溶：DK2099+987 处钻孔于 41.444.7m 处见一溶洞：其中有少量流塑状的粉质黏土。膨胀土：本段路基部分钻孔揭示第四系上更新统冲积层（Q 3al）黏土、粉质黏土厚度约 215m，埋深 1525m，局部地段自由膨胀率为 3656%，局部具弱膨胀性。膨胀土在干湿交替条件下，易引起边坡失稳、基础变形等，但具弱膨胀性的土层多位于卵石土层及地下水位之下，且该段多为填方段，因此膨胀土对工程的影响较小。软土：分布于 DK2099+710DK2099+735 段，流塑，含少量粉砂及腐植质，层厚 02.5m，埋深 17.620
8、.2m，位于覆盖层与灰岩的接触带附近，该软土层具孔隙比大，含水量高，高压缩性等特点。松软土：分布于 DK2099+700DK2099+760 段，软塑，含少量砾石，含部分腐植物，层厚 04.6m，埋深 1317.6m，该松软土层具孔隙比大，高压缩性等特点。第 7 章 路基设计7.1 路基面的形状和宽度7.1.1 路基面的形状路基面的形状根据土质情况分有路拱和无路拱两种。路拱的作用是迅速排除道床下的积水，以保持路基面的干燥。（1）非渗水土和用封闭层处理的路基面应做成路拱。单线路基的路拱形状为梯形，上宽 2.1m，高 0.15 m.底宽等于路基面宽度，曲线加宽时，路拱的上宽不变。一次修建双线路基的
9、路拱形状为三角形，高 0.2 m，底宽等于路基面宽度，曲线加宽时，仍保持三角形。（2）渗水土或岩石的路基面均做成平面，其路肩应高于非渗水土路基的路肩。（3）渗水土，岩石路基与非渗水土路基连接时，路基面应由非渗水土路基的路肩高程向渗水土路肩施工高程顺坡，其长度应不小于 10 m.7.1.2 路基面宽度（1）确定路基面宽度的依据新建铁路的区间路基面宽度，应根据远期发展的铁路等级、正线数目、轨道类型、道床标准形式及尺寸计算确定。路基面宽度等于道床坡脚间所占用的路基宽度，再加上两侧的路肩宽度。（2）曲线地段路基面宽度按表 7-1 值进行加宽，曲线加宽应在缓和曲线内渐变完成。区间双线直线地段路基面宽度见
10、表 7-2，表 7-1 曲线地段路基面加宽值线路等级 曲线半径 m 路基面外侧加宽值 m200km/h 35006000 0.36000 0.21400011000 0.311000 以下7000 以上 0.4350km/h70005500 0.5表 7-2 区间双线直线地段路基面宽度200km/h 350km/h 有碴轨道 350km/h 无碴轨道线别路基面宽路基面宽线间距路肩宽路基面宽线间距路肩宽路基面宽线间距路肩宽路堤（m） 12.7 5.0 1.0 13.6 5.0 1.4 13.6 5.0 1.5路堑（m）12.7(12.9)5.0 1.0 13.6 5.0 1.4 13.6 5.0
11、 1.5道床厚（m）0.30(0.35) 0.35 /200km/h 地段考虑预留填料及地基工后沉降加宽，每侧 0.3m。350km/h 地段路基面不考虑预留填料及地基工后沉降加宽。（3）有碴轨道路基面形状为三角形，由路基面中心向两侧设 4%的横向排水坡，路基面加宽时，路基面仍保持三角形形状。无碴轨道路基面形状为梯形，混凝土底座范围以下为平面，边缘以外设向两侧的 4%的横向排水坡。曲线加宽时，路基面仍保持梯形。7.2 路堤设计7.2.1 路堤填料设计原则上应采用 A、B 组及 C 组中的块石、碎石、砾石类填料，当路堤填筑硬质岩石及不易风化的软质岩的碎、块石时，应采用级配较好的材料，不应倾填，分
12、层压实，填料的最大粒径在基床底层时不应大于 15cm，在基床以下不得大于30cm；路堤填料的压实标准详见表 7-3 中的规定。无碴轨道路堤填料宜优先考虑 A、B 组填料或改良土，填高超过 8m 地段不宜采用改良土。其压实标准见“路堤填料及压实标准”表（括弧内数值为无碴轨道路基标准） 。表 7-3 路堤填料及压实标准线路等级填料 压实标准 细粒土 粗粒土 碎石类地基系数K30(MPa/m)90 110 130压实系数 K 0.90 / /200km/h孔隙率 n / 31% 31%地基系数K30(MPa/m)90（100）110（120）130（140）压实系数 K0.90（0.93）/ /35
13、0km/hA、B 和 C 组填料（不含细粒土、粉砂、软块石土）或改良土孔隙率 n /31%（28%）31%（28%）7.2.2 改良设计根据既有的研究成果，第四系全新统冲积层粉质黏土、黏土，改良方法根据其塑性指数确定，当塑性指数小于 11 时，采用掺入 5%的水泥进行改良；当塑性指数大于 11 时，采用掺入 5%的石灰进行改良，具体掺入比可根据现场试验确定，用作基床底层填筑须采用场拌法施工。对易风化软岩的强弱风化物，暂按掺中粗砂或碎石土进行物理改良，用于基床以下部分填筑时，采用路拌法施工。对硬质岩岩块、弃碴，强风化硬质岩及构造影响成碎块石土状的填料，虽属 A、B 组填料，可用作基床以下路堤填料
14、直接填筑，但作为基床底层填料必须满足级配要求，否则应进行级配改良。7.2.3 路堤边坡坡度确定一般地基条件良好，边坡不浸水地段，路堤边坡坡度依据其填料按表 7-4采用。以砂类土、细粒土及风化软岩填筑的路堤，宜在两侧边坡 23m 范围内铺设双向土工格栅，每层竖向间距结合碾压层厚度确定，宜为 0.50.6m。表 7-4 路堤边坡坡度表边坡控制高度（m）填料种类边坡高度（m）边坡坡度备注200km/h 350km/h08.0 1:1.5细粒土及易风化软块石 ( 改良土)8.015.01:1.75边坡高度超过12.0m 时于 8.0m 处设 2.0m 宽边坡平台。15 10(8)012.0 1:1.5
15、碎石土、卵石土、粗粒土（细沙、粉砂、黏砂除外）及不易风化的软块石12.020.01:1.75边坡高超过 15.0m时，于 12.0m 处设边坡 2.0m 宽平台。20 12(10)08.0 1:1.3硬块石8.0 1:1.5超过 15.0m 于15.0m 处设边坡2.0m 宽平台。20 15(12)7.2.4 路堤护道无支挡加固地段的路堤坡脚应设置高不小于 0.5m，宽不小于 1.0m 的天然护道，或设高 1.5m、厚 0.5m、埋深 0.8m 的 M7.5 水泥砂浆砌片石脚墙，外接排水沟。7.2.5 路堤基床产生基床病害的诸因素中，基床土的性质为内因，水与动荷载是外因。要预防基床变形和病害的产生，除改善排水条件和路基土的压实密度外，主要应保证基床土的质量。(1) 路堤基床表层的填料按下列要求选用：1）应优先选用 A 组填料，其次 B 组填料，但颗粒粒径不得大于 150mm；2)当选用 B 组填料的砂粘土时，在年平均降水量大于 500mm 地区，其塑性质数不得大于 12；3）如不得不使用 C 组填料的细粘土含量大于 30%的漂石土、碎石土、砾石土和细粒土中的粉土、粉粘土时，在年降水量大于 500mm 地区，其塑性指数不得大于 12，液限含量不得大于 32%；4)对
