客运专线cfg桩复合地基沉降特性分析

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1、硕士学位论文第一章绪论1．1概述第一章绪论随着国民经济建设的迅猛发展，工程建设规模日益扩大、技术要求也越来越高。比如：楼房越建越高而要求的地基承载力越来越高，列车越行越快而要求的轨道越来越平顺，这就要求地基沉降控制的精度也越来越高。尤其，近年来，我国客运专线建设发展迅猛，这对铁路质量要求越来越高，不仅要满足地基承载力的要求，更重要的是要满足沉降变形的要求。一般情况下，把沉降变形作为建筑物或构建物的主要控制指标。因此，为了满足这些要求，通常需要对天然土层进行人工加固处理。复合地基作为主要的加固手段之一，以其良好的经济效益和社会效益，得到越来越广泛的应用。“复合地基【l】”

2、一词最早源于60年代日本，当初主要用于研究分析砂桩抵抗地基的滑动计算，提出了砂桩与桩周土共同作用的分析模型。70年代中期以来，随着我国地基工程技术的进步，诸如碎石桩法、深层搅拌桩法、石灰桩法、加筋法，CFG桩法等多种地基加固技术得到了开发和应用。依照复合材料的理论，复合地基是指天然地基在地基处理过程中部分土体得到增强，或被置换，或在天然地基中设置加筋材料。加固区是由基体(天然地基土体)和增强体两部分组成的人工地基【2】。加固区整体看是非均质和各向异性的，根据地基中增强体的方向又分为水平向增强体复合地基和竖向增强体复合地基。水平向增强体复合地基主要包括由各种加筋材料，如土

3、工聚合物、金属材料、土工格栅等形成的复合地基。竖向增强体复合地基习惯上称为桩体复合地基【31。复合地基技术在我国得到了广泛的应用和发展。据不完全统计，在地基处理中应用的桩型不下十几种，其中应用比较广泛的有：①振冲碎石桩复合地基；②干振碎石桩复合地基；③土桩复合地基；④灰土桩复合地基；⑤石灰桩复合地基；⑥深层搅拌水泥土桩复合地基；⑦粉喷水泥土桩复合地基；⑧夯实水泥土桩复合地基；⑨水泥粉煤灰碎石桩复合地基(即CFG桩复合地基)。显然，上述复合地基主要是由增强体材料性质和成桩工艺而定名的。例如，增强体材料为水泥土，则称为水泥土桩复合地基。而按施工工艺不同又分为深层搅拌桩(由水

4、泥浆与原土强制搅拌而成)复合地基、粉喷桩(由水泥粉与原土强制搅拌而成)复合地基、旋喷桩(由高压喷射注浆旋喷法形成的水泥土桩)复合地基和夯实水泥土桩(由在孔外将水泥粉和过筛的土均匀拌和并分层回填夯实而成)复合地基。．．又如，桩体材料为碎石的称为碎石桩复合地基，根据施工工艺的不同又可分为振冲碎石桩复合地基、干振碎石桩复合地基、振动沉管挤密碎石桩复合地基和强夯置换碎石桩复合地基。硕七学位论文第一章绪论许多学者基于试验研究和工程应用方面的考虑，按桩体材料的性质、施工工艺和桩在复合地基中的承载特性，对复合地基进行分类。(1)按成桩材料分类①散体土类桩复合地基。如砂(砂石)桩、碎石

5、桩等。②水泥土类桩复合地基。如水泥土搅拌桩、旋喷桩等。③混凝土类桩复合地基。如CFG桩、树根桩等。(2)按桩体刚度分类①柔性桩复合地基。散体土类桩属此类桩。②半刚度桩复合地基。如水泥土类桩。③刚性桩复合地基。如混凝土类桩。(3)按桩体材料形状、桩体置换作用分类①散体桩复合地基。如以砂桩、碎石桩为增强体的复合地基。②一般粘结强度桩复合地基。如以石灰桩、水泥土桩为增强体的复合地基。对一般粘结强度复合地基也可再细分为：低粘结强度桩复合地基。如石灰桩复合地基。，(i)中等粘结强度桩复合地基。如以旋喷桩、夯实水泥土桩为增强体的复合地基。(ii)高粘结强度桩复合地基。如CFG桩复合

6、地基。桩体粘结强度的变化，对复合地基的工作形状影响很大。按桩体材料粘结强度分类，有助于对复合地基个性的认识和共性的研究。(4)按基础刚度分类①具体足够刚度基础下的复合地基。②柔性基础下的复合地基。基础具有调整复合地基桩土荷载分担的作用，给定褥垫层厚度和给定荷载条件下，置换率相同时，基础刚度不同，则桩土应力比不同，即桩土荷载分担比例不同。基础刚度越小、桩土应力比越小，桩分担的荷载越少。工业与民用建筑工程通常基础都具有足够的刚度，在合理褥垫层厚度条件下，基础具有让桩多承担荷载的作用，复合地基桩土应力比大于l，复合地基承载力会较原土有较大提高。市政和公路建设工程中，为削除桥头

7、跳车现象，常采用CFG桩、水泥土桩复合地基，如果打桩后在桩顶和桩间土表面以上设置较厚的填土。当只有填土荷载而没有基础，或视为柔性基础与填土荷载相联系，由于没有足够的刚度的基础让桩多承担荷载，通常桩土应力比接近等于l，此时复合地基承载力就是桩间土承载力。显然，这样的设计是不合理的。合理的设计应在桩顶及桩间土表面设置一定厚度的褥垫层，在褥垫层上再设置具有足够刚度的垫层(或加筋刚性垫层)。这种具有足够刚度的垫层相当承台的基础，具有调整荷载向桩上转移的作用，以提高复合地基承载力和复合土层的复合模量，减少地基变形。(5)按桩体的强度与原土的相关性分