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桩通过极软弱土层相关专题推荐发布时间： 16:14:20
资源格式：DOCX
内容详情：
gallowablevalue.Ifitislessthantheengineeringallowablevalue,thendesignends.Oradjustpileslength,themodulus,pilesspacingandpilesdiameterandsoon.Repeatthecyclefromstep1tostep4untiltheresultissatisfied.4.3CasetestingTakingtheengineeringsectionatDK29+000asanexample,thepostconsolidationwascalculatedtocheckthenewmethodpresentedinthispaper.(1)Thecalculatedprimaryconsolidationsettlementsofthereinforcedandunderlyingfieldare2.32cmand7.76cmrespectively.(2)Thecalculatedtotalunfinishedprimaryconsolidationsettlementsofthereinforcedandunderlyingfieldare0.73cm2.89cmrespectively.Sothetotalconsolidationsettlementis6.46cmwhentheconstructionwasfinished.Itismorethanthefieldtestvalue(about6.0cm),butthedeviationislessthan10%.(3)TheMerchanreinforcedfieldare0.43and5.32×10-9s-1respectively.AndtheMerchantflowing2.16×10-8s-1respectively.Supposethattheconstructiontimeis260daysandoverhaulperiodis15years,thenthetotalsecondlysettlementofthereinforcedandunderlyingfieldfrompost-constructiontooverhaulare0.81c...
&&&&&&&&湿陷性黄土地区重载铁路CFG桩复合地基设计毕业设计工作日志Ⅰ.............................错误！未定义书签。&&&&&&&&工作日志Ⅱ.............................错误！未定义书签。&&&&&&&&毕业设计任务书.........................错误！未定义书签。&&&&&&&&开题报告..............................错误！未定义书签。&&&&&&&&中文摘要..............................错误！未定义书签。&&&&&&&&Abstract..............................错误！未定义书签。&&&&&&&&第1章绪论..........................................5&&&&&&&&1.1研究背景.............................................51.2研究现状.............................................51.3研究内容及方案.......................................5第2章工程概况及结构选型.............................62.1工程概况及工程地质资料...............................62.&&&&&&&&1.1工程概况................................................62.1.2工程地质资料............................................72.2结构选型.............................................8第3章标准路堤段面拟定尺寸与荷载计算...................93.1横截面尺寸拟定与施工措施.............................93.&&&&&&&&1.1选定尺寸................................................93.1.2施工措施................................................103.1.3路基沉降变形验算........................................113.2荷载计算............................................11第4章CFG桩参数选定及计算...........................144.1桩长................................................144.2桩径................................................144.3桩间距..............................................144.3.1天然地基承载力特征值....................................144.3.2单桩承载力..............................................144.3.3复合地基承载力特征值....................................154.3.4计算桩间距..............................................154.4褥垫层..............................................164.4.1桩和桩间土竖向荷载分担比................................164.4.2褥垫层设置..............................................174.5桩身强度及桩体材料..................................184.6桩的布置............................................18第5章复合地基沉降及承载力验算.......................205.1沉降验算............................................205.2关于竖向承载力的验算................................235.2.1负摩阻力验算............................................235.2.2桩侧负摩阻力及其引起的下拉荷载..........................23第6章CFG桩复合地基的优化...........................256.1短桩设计参数的选取与计算............................256.&&&&&&&&1.1短桩的单桩承载力..........................................256.1.2边坡处的荷载效应标准组合值..............................256.1.3短桩复合地基承载力特征值................................266.2沉降验算............................................26第7章钢筋混凝土构件设计............................287.1混凝土板的设计......................................287.2桩帽设计............................................297.2.1桩帽参数................................................297.2.2桩帽的抗弯﹑抗冲切和抗剪强度验算........................29第8章CFG桩复合地基的施工...........................328.1施工设备............................................328.2施工程序.............................................328.2.1施工准备.................................................328.2.2施工前的工艺试验.........................................338.2.3CFG桩施工...............................................338.2.4施工顺序选择............................................348.2.5施工监测................................................348.3施工中的有关注意事项................................348.3.1混合料坍落度的控制......................................348.3.2拔管速率的控制..........................................358.3.3保护桩长设置.............................................358.3.4开槽及桩头处理...........................................358.3.5褥垫层铺设...............................................368.4施工中常见的问题及处理措施..........................378.4.1施工扰动土的强度降低..................................378.4.2缩颈和断桩..............................................378.4.3桩体强度不均匀..........................................378.4.4桩顶上升量较大..........................................378.4.5土料混合................................................388.5施工组织方案........................................388.5.1总体施工方案............................................388.5.2总体施工顺序............................................388.5.3施工组织措施............................................388.5.4施工阶段组织措施........................................398.5.5竣工验收阶段组织措施....................................40第9章CFG桩效果检验................................419.1桩间土的检测........................................419.2CFG桩的检测........................................419.3复合地基检测........................................419.4施工验收............................................41第10章工程概预算..................................4310.1配合比设计.........................................4310.2相关费用...........................................CFG桩身材料............................................褥垫层费用..............................................设备费用.................................................土工格栅................................................工人工资................................................附加费用................................................45第11章结论与展望..................................471&&&&&&&&1.1桩长对地基承载力和沉降变形的影响...................4711.2桩间距（单排桩）对地基承载力和沉降变形的影响.......4711.3CFG桩复合地基应用前景展望.........................48参考文献............................................49致谢..............................错误！未定义书签。&&&&&&&&附录一外文翻译原文..................................51附录二翻译........................................75北京交通大学毕业设计（论文）第1章绪论&&&&&&&&1.1研究背景内蒙西部矿产资源丰富，急需用重载铁路将其向南方省份输出，但线路途经湿陷性黄土，对路基沉降的控制产生了更高的要求。&&&&&&&&湿陷性黄土地区的天然地基承载力不足以承担重载铁路货物运输。&&&&&&&&桥梁能够有效地控制沉降，但其建设成本远远高于路基，所以仍然考虑使用路基结构。&&&&&&&&图1-1常规路基结构与桥梁结构CFG桩复合地基处理方法原本用于建筑地基处理，能够有效地提高地基承载力，因此，CFG桩复合地基可以作为湿陷性黄土地区重载铁路控制沉降的一种方法。&&&&&&&&1.2研究现状铁路首次引进CFG桩复合地基技术是在2002年的上海安亭试验工点，武-广客运专线、京-沪高速铁路都应用过CFG桩技术。&&&&&&&&时至今日，CFG桩应用于铁路已有十几年的时间，期间取得了一系列研究、应用成果。&&&&&&&&但是，关于CFG桩复合地基的计算方法的研究仍在不断继续，尤其是关于桩、土荷载分担和桩、土相互作用等问题仍是前沿热点研究。&&&&&&&&1.3研究内容及方案1）CFG桩复合地基的设计原则和方法，明确铁路CFG桩复合地基与建筑地基设计的差异；2）掌握如何选取桩长、桩径、桩间距及如何布桩；3）掌握CFG桩复合地基的沉降变形和承载力验算；4）重点考虑复合地基的沉降。&&&&&&&&北京交通大学毕业设计（论文）根据勘察报告，确定桩间土承载力根据勘察报告，确定桩端持力土层初步确定桩长，计算单桩承载力根据施工工艺，确定桩径计算不同桩间距时的复合地基承载力根据复合地基承载力要求确定桩间距桩间距是否合理计算复合地基变形变形是否满足要求桩身强度等级设计褥垫层根据基础平面图和上述参数布桩调整桩长调整桩长调整桩间距调整桩间距NYNY图1-2CFG桩复合地基设计流程图第2章工程概况及结构选型2.1工程概况及工程地质资料2.&&&&&&&&1.1工程概况工程神华准池铁路ZCZQ-6标路基工程：DK95+185～DK112+242段，主要工程施工包括地基处理、路基填筑、路基开挖及爆破、边坡加固及防北京交通大学毕业设计（论文）护、路基附属、过渡段填筑及相关接口工程施工。&&&&&&&&新建大准至朔黄铁路联络线北起大准铁路外西沟站，向东沿浑河河谷至杀虎口，再向东南沿沧河河谷经右玉、高家堡后，折向西南方向绕避平鲁地区煤矿采空区，于平鲁县城西侧上跨朔准线，在忻州市神池县接入朔黄铁路神池南站。&&&&&&&&新建线路全长179.862km，高家堡至董半川支线10.4km。&&&&&&&&图2-1新建大准至朔黄铁路联络线路基ZCZQ-6标平面布置图ZCZQ-6标段位于山西省朔州市平鲁区境内，正线起讫里程为DK95+185～DK112+242，线路长度为17.057km。&&&&&&&&其中路基19段，总计长度为9523.79m(基中路堤长度为1871.61m,路堑长度为7652.18m)。&&&&&&&&主要包括湿陷性黄土路基、路堑坡面防护、路堤支挡防护、路堑坡面防护、高路堤、膨胀土路堑、深路堑、陡坡路堤等类型路基工点。&&&&&&&&路堤最大填土高度23.85m,位于DK99+770.0～DK99+898.0段路基；路堑最大挖深深度33.3m,位于DK108+535～DK109+110段路基。&&&&&&&&2.1.2工程地质资料工点起讫里程DK98+321.56～DK98+620.0，长298.44m，线路以挖方通过，路堑最大挖深6.63m，工点位于黄土塬缓坡地带，地形较为平坦，地表多辟为荒地，地面高程一般在55.7m之间。&&&&&&&&工点前接大庄大桥。&&&&&&&&工点范围内地层为第四系上更新统风，洪积层砂质黄土，黏质黄土第四系中更新统风，洪积层黏质黄土：砂质黄土：浅黄色，坚硬，土质较均匀，颗粒组成以粉为主，具孔隙，土体较紧密，岩芯呈散块状，层厚8.425.6m，Ⅱ级普通土σ0=150kPa。&&&&&&&&黏质黄土：褐黄色，坚硬，土质不均匀，颗粒组成以黏粒为主，含铁锰质氧化物及钙质结核，含姜石，岩芯呈短柱状，Ⅱ级普通土，σ0=150kPa。&&&&&&&&北京交通大学毕业设计（论文）黏质黄土：棕褐色，坚硬，土质均匀，颗粒组成以黏粒为主，土体紧密，岩芯呈短柱状，Ⅲ级硬土，σ0=180kPa。&&&&&&&&工点内第四系上更新统砂质黄土具有湿陷性，湿陷系数0.027～0.058，自重湿陷系数0.015～0.033，失陷土层厚度为8.0m，本场地属于Ⅱ级（中等）自重湿陷性场地。&&&&&&&&本工点土壤最大冻结深度1.25m，本次勘测期间勘测深度内未见地下水。&&&&&&&&表3-1各土层压缩模量及端侧阻力标准值层号土的名称及状态压缩模量E（MPa）侧阻力（MPa）端阻力（MPa）重度γ（kN/m3）①砂质黄土（33eolplQ?）15.②黏质黄土（33eolplQ?）16.③黏质黄土（32eolplQ?）14.表3-2横断面地质剖面描述（DK98+330）层号底层高度（m）层厚（m）岩土描述承载力（kPa）①-1&&&&&&&&1.181&&&&&&&&1.18浅黄色，坚硬，土质较均匀，颗粒组成以粉为主，具孔隙，土体较紧密105②-20.589.4褐黄色，坚硬，土质不均匀，颗粒组成以黏粒为主130③-26.886.3棕黄色，坚硬，土质均匀，颗粒组成以黏粒为主，土体紧密1352.2结构选型自2002年铁路路基领域引进CFG桩以来，已经取得了一系列研究成果，并在工程中具备了比较丰富的经验。&&&&&&&&在湿陷性黄土特殊地质条件下修建重载铁路路基，设计中采用CFG桩对地基进行处理，桩长及间距需要考虑设计标准进行复合地基设计，还要考虑地基湿陷性特点控制路基工后沉降。&&&&&&&&CFG桩复合地基中桩的布桩方式考虑铁路路基的不均匀沉降可以选择北京交通大学毕业设计（论文）不等桩径、不等桩长或者不等桩距的布桩方式。&&&&&&&&本设计采用等桩径等桩距不等桩长的布桩方式，示意图如图2-2。&&&&&&&&图2-2CFG桩布桩方式示意图桩长应选择承载力较高的土层，同时要考虑建筑物对承载力和变形的要求、土质条件和设备能力等因素。&&&&&&&&根据施工工艺确定桩径，一般为400～600mm。&&&&&&&&本设计采用450mm桩径。&&&&&&&&根据《复合地基技术规范》，桩间距要超过4倍桩径，具体大小取决于设计要求的复合地基承载力及变形，土性和施工机具。&&&&&&&&因此，桩间距的设置需根据计算得出的不同桩间距复合地基承载力以判断是否合理。&&&&&&&&第3章标准路堤段面拟定尺寸与荷载计算3.1横截面尺寸拟定与施工措施3.&&&&&&&&1.1选定尺寸根据中华人民共和国行业标准《铁路路基设计规范》（TB1）规定，设计时速为160km/h的特重型Ⅰ级铁路土质路基面宽度为北京交通大学毕业设计（论文）12.3m，双线间线宽为4.2m，路肩宽度为1.0m。&&&&&&&&D=4200mmA/2=2100mmX=3011mme=1000mmD=15720mm图3-1土质路堤标准横断面示意图由于此路段属于高路堤地段，路肩高度为8m，路堤边坡为1:1.5。&&&&&&&&因此路基地面宽度为39.72m，地基处理宽度应向两边各延伸&&&&&&&&1.14m。&&&&&&&&地基处理宽度为42m。&&&&&&&&3.1.2施工措施该路基基床表层换填0.5m厚的A组土+0.1m中粗砂垫层，并于中粗砂中间铺设一层两布一膜复合土工膜（600g/m2），DK98+340~DK98+620段路堑基床挖除换填0.5m厚改良土；本段路堑边坡坡率1:0.75~1:1.00，路堤边坡坡率1:1.5和1:1.75；DK98+321.56~DK98+340段路堤两侧路肩设C25混凝土预制块路肩；该路堤边坡采用种灌木，撒草籽防护；DK98+400~DK98+540段左侧，DK98+380~DK98+550段右侧路堑边坡采用M7.5水泥砂浆砌片石护墙防护，护墙顶宽0.4m，胸坡1:1，背坡1:0.95；护墙路肩以上部分每隔2~3上下左右交错设置Φ100mm泄水孔，泄水孔采用PVC管，PVC管进水端采用透水土工布（400g/m2）包裹，管后设置0.5×0.5m砂砾石窝状反滤层，厚0.3m，最下层泄水孔下设置0.3×0.3m的夯填粘土防渗层；护墙沿线方向每隔10~20m设置伸缩缝一道，缝宽0.02m，缝内全断面填塞沥青麻筋；DK98+310~DK98+340段右侧路堤坡脚外2.0m设置M7.5浆砌片石梯形排水沟，沟底采用0.4m厚二八灰土封闭；DK98+340~DK98+620段两侧设M7.5浆砌片石矩形侧沟。&&&&&&&&DK98+340~DK98+568段沟底宽0.6m，深0.8m，厚0.3m；DK98+568~DK98+620段沟底宽0.8m，深0.8m，厚0.4m。&&&&&&&&侧沟外设2.0m宽M7.5浆砌片石平台，厚0.4m；北京交通大学毕业设计（论文）DK98+340~DK98+620段右侧堑顶外5m设置天沟，天沟采用0.4×0.6m，（宽×高）的梯形截面，采用M7.5浆砌片石砌筑，厚0.3m，天沟底采用0.4m厚二八灰土封闭；DK98+340~DK98+620段右侧侧沟平台上设置净尺寸为0.35×0.3m（宽×高）的通信信号电缆槽；DK98+321.56处设置桥路过渡段，DK98+568.0两侧设置涵路过渡段。&&&&&&&&3.1.3路基沉降变形验算填土的平均重度取319/kNm，且通过预压，基床表层和底层的变形模量为60MPa，基床以下路堤变形模量45MPa。&&&&&&&&路堤的沉降变形采用分层总和法，列车荷载换算土柱，pk=3.4×18.9=64.26MPa。&&&&&&&&表3-1路基沉降变形计算表/izm/xb/zbi?iz?1iizz????/siEMPa/iSmmiS?0.60.50.00.0..61.2..81.5..22.8.576经验系数s?取0.2，可得最终沉降量S为：410.28.siiSSmm???????满足要求。&&&&&&&&3.2荷载计算对于铁路路基来说，作用在路基面上的荷载可以分为静荷载和动荷载两部分。&&&&&&&&静荷载由道床、轨枕、轨道及其他附属设备自重产生；动荷载主要由列车通过时轮载产生，与列车速度、轴重、轨道状况等许多因素有关。&&&&&&&&根据《建筑结构荷载规范》，将路堤荷载全部作为静荷载计算，将轨道静载和列车竖向荷载作为活荷载。&&&&&&&&普通铁路路基设计时，采用换算土柱法。&&&&&&&&首先根据规范计算风荷载效应标准值wkS：0wkzszSw????北京交通大学毕业设计（论文）式中wkS—风荷载效应标准值，2/mkN；0w—基本风压，2/mkN；s?—风荷载体形系数；z?—风压高度变化系数；?—z高度处的风振系数。&&&&&&&&风荷载效应标准值：20.33.122.01.01.872/mwkSkN?????根据规范，荷载效应标准组合值kp由下式计算：kGGkQQQkwwwkpSSSS?????????式中GkS—永久荷载效应标准值，2/mkN；QkS—活荷载效应标准值，2/mkN；wkS—风荷载效应标准值，2/mkN；G?—永久荷载分项系数；Q?—活荷载分项系数；w?—风荷载分项系数；Q?—活荷载组合值系数；w?—风荷载组合值系数。&&&&&&&&荷载效应标准组合值：21..473.021.40.61.87285.44/kpkNm?????????285.44kPa图3-2地基承受荷载图示北京交通大学毕业设计（论文）北京交通大学毕业设计（论文）第4章CFG桩参数选定及计算4.1桩长砂质黄土①层具有自重湿陷性，而②层的黏质黄土可塑、中密、低压缩性，且改土层承载力为130kPa，压缩模量为16.3MPa，可以作为持力层。&&&&&&&&初步确定桩端落在②层，桩长15m。&&&&&&&&4.2桩径桩径主要取决于施工时所采用的施工设备，由于场地土属于湿陷性黄土，自身的强度较低，宜采用振动沉桩施工工艺，拟定桩径为450mm。&&&&&&&&4.3桩间距在确定了桩长和桩径之后，还需三个参数才能推出桩间距：天然地基承载力特征值akf，单桩承载力aR，复合地基承载力特征值spkf。&&&&&&&&4.3.1天然地基承载力特征值akf路基底面落在砂质土层①,所以该层的天然地基承载力特征值为2105/akfkNm?。&&&&&&&&4.3.2单桩承载力aRCFG桩所深入的两个土层的侧摩阻力分别为：①砂质黄土：32kPa；②黏质黄土：35kPa。&&&&&&&&桩端落在黏质黄土②，端阻力特征值取1400kPa。&&&&&&&&单桩承载力可按下式计算：1napsiippiRuqlqA????式中pu—桩横截面周长；siq，pq—桩周第i层土的侧摩阻力与桩端阻力特征值，kPa；单桩承载力：221.43(1&&&&&&&&1.)3.140..46/aRkNm?????????北京交通大学毕业设计（论文）但是还需要考虑负摩阻力的影响，取中性点在一半桩长处，以下为地表两层的负摩阻力标准值：2127.88/nsqkNm?，2279.61/nsqkNm?考虑负摩阻力的单桩承载力：21.413(1&&&&&&&&1../aRkNm??????????4.3.3复合地基承载力特征值考虑深度修正，复合地基承载力特征值可以有下面两式求出：(0.5)aspkmffd????式中m?—基础底面以上土的加权平均重度，地下水位以下取浮重度。&&&&&&&&由于该地段没有勘测到地下水，且该路基结构中并没有类似于建筑的刚性基础，仅有的混凝土板厚度约为0.5m，所以等式右侧只需考虑第一项。&&&&&&&&kapf?综合上面两式可以得到2285.44/spkkfpkNm??表4-1三个参数统计天然地基承载力特征值akf单桩承载力aR复合地基承载力特征值spkf105kPa806.72kN387.26kPa4.3.4计算桩间距由下面的公式可以估算的复合地基桩间距：&&&&&&&&（1）aspkakpRfmmfA?????????经过变形可以得到：spkakaakpffmRfA???????????置换率m的值：285.440.7()050.159mm??????桩间距S的值:0.59pASmm???北京交通大学毕业设计（论文）根据《复合地基技术规范》中的规定：表4-2桩的最小中心距和最大布桩平面系数土的类别一般情况排数超过2排，桩数超过9根的群桩情况最小中心距最大布桩平面系数（％）最小中心距最大布桩平面系数（％）穿越深厚软土3.5d4.54.0d4其他土层3.0d6.53.5d5注：&&&&&&&&1、d——桩管外径。&&&&&&&&2、采用非挤土工艺成桩，桩中心距不宜小于3d。&&&&&&&&拟定桩间距为2.0m，通过以上两公式可以重新求得：20.pAmS???；980.95(10..26/0.159spkfkNm???????4.4褥垫层CFG桩中的褥垫层是CFG桩复合地基的一个重要部分，其为在桩顶和钢筋混凝土垫层之间由粒状材料组成的散体材料垫层。&&&&&&&&当基础和桩之间设置一定厚度的褥垫层后，复合地基中桩和桩间土的分担作用就会趋于稳定。&&&&&&&&当基础承受荷载时，桩和桩间土都要发生沉降变形，由于桩的模量远比土的变形模量大，因而桩比土的变形小，由于基础下面设置了一定厚度（H＞0）的褥垫层，桩可以向上刺入，伴随这一变化过程，垫层材料不断调整补充到桩间土上，以保证基础始终把一部分荷载传递到桩间土上，从而保证在任意荷载作用下桩和桩间土始终参与工作。&&&&&&&&4.4.1桩和桩间土竖向荷载分担比假设在路基纵向取每两延米进行计算，路堤底面宽度39.72m，所以复合地基与路基底面的接触面积为79.44m2，荷载效应标准值为285.44kN/m2，换算成集中荷载285..35PkN???。&&&&&&&&以2m的间距正方形布桩，需要20根桩，则每根桩所承担的荷载值为；133.7720PkN??，超出单桩承载力，但实际情况是桩土共同承担全部荷载。&&&&&&&&北京交通大学毕业设计（论文）鉴于CFG桩复合地基计算桩土应力比的现成公式，根据以往的研究资料：桩承担的荷载占总荷载的百分比一般在40%～75%之间，考虑到湿陷性黄土地区，桩承担的荷载会更多一些，假定桩承担的百分比为55%～75%。&&&&&&&&上述计算已经证明桩的强度必定满足要求，所以只需验算桩间土。&&&&&&&&1.桩承担的荷载占总荷载的55%桩间土承担的荷载0.0203.91ssPPkN??????地基表层土面积279..26spAAAm??????桩间土应力33.80/76.26sssPkNmA????2.桩承担的荷载占总荷载的75%桩间土承担的荷载0.668.84ssPPkN??????地基表层土面积279..26spAAAm??????桩间土应力.33/76.26sssPkNmA????通过可见通过适当地调整褥垫层的厚度，还是可以将桩间土承担的荷载控制在适当的范围。&&&&&&&&表4-3桩承担荷载占总荷载百分比（试验）垫层厚度(cm)荷载P（kPa）21030备注桩长2.25m桩径16cm荷载板1.05×1.65m53938上表给出了不同荷载水平﹑不同褥垫层厚度，荷载分担比p?的变化情况。&&&&&&&&可见增加褥垫层厚度可以使桩土应力比减小，减小褥垫层厚度可以使应力比增大，褥垫层厚度越大，桩土所承担荷载趋向于均匀。&&&&&&&&4.4.2褥垫层设置材料使用最大粒径不超过30mm的碎石垫层；铺设范围以路基地面为基础向两侧延伸&&&&&&&&1.14m，垫层宽度为42m；垫层厚度为300mm。&&&&&&&&北京交通大学毕业设计（论文）4.5桩身强度及桩体材料桩顶应力.41/0.159appRkNmA????；桩体试块抗压强度平均值应满足333.2829.84cupfMPa?????；部分地区惯用混凝土强度等级来表征桩体强度，CFG桩桩体强度等级为C15。&&&&&&&&下面通过控制坍落度为3cm时，混合料28d强度为15MPa的配比：1.用水量W参照混凝土控制坍落度3cm时，单方用水量W=189kg2.水泥用量C选用42.5bcRMPa?的普通水泥，由下式计算单方水泥用量：280.366(0.071)bcCRRW??变形可得到：)(0.071)..5bcRCWkgR????????3.单方粉煤灰用量F根据下式计算粉煤灰用量：/0./WCFC??变形推倒可得到：(0.187)(0.187)207.10..791WCFkgC??????4.单方石屑用量G1和碎石用量G2混合料密度一般按照2.2kg/m3，则单方混合料中碎石和石屑总量为:07.GGkg??????则石屑用量:112()467.3GGGkg????碎石用量:01.7Gkg???按上述配比试配，并按坍落度为3cm调整用水量。&&&&&&&&4.6桩的布置桩都布置在基础范围内，桩的数量按下式确定：ppmAnA?北京交通大学毕业设计（论文）式中面积置换率m=0.0396；基础面积Ap=42×2=84m2；桩横断面面积Ap=0.159m2；桩的数量0.9pn???。&&&&&&&&北京交通大学毕业设计（论文）第5章复合地基沉降及承载力验算5.1沉降验算在变形计算时，由下式确定基底平均附加压力p0：00ppd???p为为荷载按永久组合（不计地震）传到基地的平均压力：'GGkQQQkwwwkpSSSS?????????计算可得'.61./pSkNm??????因为已知条件中并没有给出固结试验的e-p曲线，压缩模量可以近似地按照表3-1中的数值。&&&&&&&&在计算模量提高系数时，复合地基承载力应取试验值，在这里近似取三个计算值，如表5-1所示：表5-1加固区模量提高系数1?2?3?3.8本设计采用复合模量法计算沉降量，计算时复合土层的分层与天然地基相同，而复合土层的模量为天然地基模量乘以模量提高系数，如图5-1，加固区和下卧层土体应力采用各向同性均质直线变形体理论。&&&&&&&&基础基础褥垫层桩①②④⑤③①②④⑤③E1E2E3E4E5E1E2E3E4E5图5-1各土层复合模量示意图复合地基最终沉降量的计算公式：()()nniiiisiiiiiinsisippSzazazazaEE?????????????????????北京交通大学毕业设计（论文）式中1n—加固区土层的分层数；2n—沉降加算深度范围内土层总得分层数；0p—对应于荷载效应准永久组合时的基础底面处的附加应力；siE—基础底面第i层土的压缩模量；iz，1iz?—基础底面至第i层土，第i-1层土的之间的距离；i?，1i??—基础底面计算点至第i层土，第i-1层土底面范围内平均附加应力系数；s?—变形计算深度范围内压缩模量的当量值。&&&&&&&&表5-2土层计算参数统计参数土层siE（MPa）iz（m）i?①15.71&&&&&&&&1.180..580..880.2438s?应按照下式计算：isisiAEAE???式中iA—第i层土附加应力系数盐涂层厚度的积分值。&&&&&&&&1&&&&&&&&1.31&&&&&&&&1.182.787Adx??????20.58221&&&&&&&&1.180.Adx??????26..Adx??????则.615.20.108SsssAAAEMPaAAAEEE?????????表5-3变形计算经验系数s?()SEMPa2.54.07.015.020.0s?&&&&&&&&1.11.00.70.40.2再根据线性插值可得s?=0.38。&&&&&&&&综合以上所有的参数可得：北京交通大学毕业设计（论文）()()0.380.02.109.82nniiiisiiiiiinsisippSzazazazaEEmm?????????????????????????????????天然地面标高基底标高平均附加应力系数曲线图5-2复合地基沉降计算分层示意图复合地基变形计算深度应大于复合土层的厚度，并符合下式：2''10.025nniiSS???式中'iS—在计算深度范围内，第i层土的计算变形值；'nS—在计算深度向上取厚度为z的土层计算变形值，z见图5-2并按表5-5确定。&&&&&&&&表5-4各层土沉降量'1S'2S'3S0.0m??37.55310m??表5-5z值()bm2?24b??48b??8b?z（m）0.30.60.81.0路基地面宽度必然大于8m，所以z取1.0m。&&&&&&&&2''.025(0..10nniiSS??????????????除了满足上述要求外，还应控制总沉降量20mm?，均满足。&&&&&&&&北京交通大学毕业设计（论文）5.2关于竖向承载力的验算根据《建筑桩基技术规范》，需要进行软弱下卧层验算，负摩阻力计算，抗拔桩基承载力验算。&&&&&&&&由于桩端持力层不存在承载力低于桩端持力层承载力1/3的软弱下卧层，桩不受拔力，所以只需进行负摩阻力计算。&&&&&&&&5.2.1负摩阻力验算本设计按端承桩考虑，验算桩基承载力时应该满足下式：kaNR?nkgaNQR??注：基桩的竖向承载力特征值aR只记中性点以下部分侧阻和端阻值。&&&&&&&&其中0.5.38kpkNApkN?????1164.46aRkN?1&&&&&&&&1.9.ngQkN?????显然满足两式。&&&&&&&&5.2.2桩侧负摩阻力及其引起的下拉荷载1.中性点以上单桩桩周第i层土负摩阻力标准值可按下式计算：'nsiniiq???式中'i?—由土的自重引起的桩周第i层土的平均竖向有效应力；ni?—桩周第i层土的负摩阻系数；nsiq—第i层土的桩侧负摩阻力标准值。&&&&&&&&表5-6负摩阻系数n?土类饱和软土黏性土﹑粉土砂土自重湿陷性黄土n?0.15～0.250.25～0.400.35～0.500.20～0.35这里取0.25n??。&&&&&&&&由''iyi???可知，经下式求得'yi?：1'112iyimmiimzz????????式中i?，m?—分别为第i计算土层和其上第m土层的重度，地下水位以下取浮重度；北京交通大学毕业设计（论文）iz，mz—第i层土，第m层土厚度。&&&&&&&&计算可得：'.yzkPa???????'8.99.420.yzzkPa???????????'.732yzzzkPa????????表5-7桩侧摩阻力标准值1nsq2nsq3nsq27.88kPa79.61kPa119.68kPa2.中性点的深度nl应按照桩周土层沉降与桩沉降相等的条件确定，也可以参照表5-7：表5-7中性点深度持力层性质粘性土﹑粉土中密以上砂砾石﹑卵石基岩中性点深度比0/nll0.5～0.60.7～0.80.91.0注：1.nl，0l分别为自桩顶算起的中性点深度和桩周软弱土层下限深度；2.桩穿过自重湿陷性黄土时，nl可按列表增大10%。&&&&&&&&所以nl=00.510lm??。&&&&&&&&北京交通大学毕业设计（论文）第6章CFG桩复合地基的优化从所设计的路堤横断面图可知，路堤边坡以下的地基所受的荷载远小于中间处的，所以沿横向等长布桩既不经济也不合理。&&&&&&&&6.1短桩设计参数的选取与计算为了施工方便，短桩的设计参数除桩长外，其余全部与长桩相同。&&&&&&&&表6-1短桩设计参数桩长桩径桩间距桩体材料10m450mm2.0mC156.&&&&&&&&1.1短桩的单桩承载力1aR计算方法与长桩相同：11.413(aRkN??????但是还需要考虑负摩阻力的影响，取中性点在一半桩长处，以下为地表两层的负摩阻力标准值：127.88nsqkPa?'1.413()0..99aRkN????????6.1.2边坡处的荷载效应标准组合值1kp1kGGkQQQkwwwkpSSSS?????????本设计不考虑地震影响，其中：20.58.018.975.6/GkSkNm????；273./QkSkNm????。&&&&&&&&所以：121.275.61.01.451.631.40.61.87164.57/kpkNm?????????北京交通大学毕业设计（论文）285.44kPa164.57kPa图6-1地基承受荷载示意图6.1.3短桩复合地基承载力特征值1spkf2455.99&&&&&&&&（1）0..9209.92/aspkakpRfmmfAkNm????????????????表6-2短桩复合地基参数天然地基承载力特征值akf单桩承载力aR复合地基承载力特征值spkf105kPa455.99kN164.57kPa6.2沉降验算将复合地基按桩长的不同分为两个部分，分别计算沉降，长桩部分前面计算已完成，下面是短桩部分：·复合地基最终沉降量的计算公式：()()nniiiisiiiiiinsisippSzazazazaEE?????????????????????表6-3短桩加固区模量提高系数1?2?3?1.9综合以上所有的参数，将其带入到上式中可得：??710&&&&&&&&1.103.Smm??????????????北京交通大学毕业设计（论文）所以短桩地基是符合要求的。&&&&&&&&北京交通大学毕业设计（论文）第7章钢筋混凝土构件设计7.1混凝土板的设计由于本段属于重载高路堤铁路，荷载较大，需在褥垫层上部设置钢筋混凝土板，在沿线取2m长度的截条，然后按弹性地基梁的方法用计算机软件计算内力。&&&&&&&&为了安全储备，CFG桩对板提供铰支，板上的路堤和列车荷载视为梁上的均布荷载，其值为3286.44/kNm，采用40C混凝土。&&&&&&&&得到最大正弯矩122.75kNm?，最大负弯矩194.95kNm?板的配筋计算：已知40C混凝土的219.1/cfkNmm?；受拉钢筋采用三级钢筋400HRB，其2400/yfkNmm?；构造钢筋采用一级钢筋300HPB，其2300/yfkNmm?；混凝土保护层厚度50samm?，shhamm?????，11.0??，10.8??；截面抵抗矩系数00.00450scMfbh?????????；相对受压区高度Sa?????＜0.550，满足要求；上部钢筋面积6'240..5(112)ssyMAmmfh?????????选用4根14mm和4根16mm直径的钢筋'21419sAmm?。&&&&&&&&配筋率000.182%0.450.450.214%50tcfhfh???????????＜不满足最小配筋率；由于板受到的正负弯矩的值都很大，所以下部还需配筋：00.00450scMfbh?????????；Sa?????＜0.550，满足要求；下部钢筋面积(112)ssyMAmmfh?????????；北京交通大学毕业设计（论文）选用5根10mm和5根12mm的钢筋，2958sAmm?；再次验算配筋率：.%0.450.450.214%50tcfhfh????????????＞所以纵筋满足了最小配筋率的要求。&&&&&&&&按照构造要求，还需要在板的底部和顶部配构造钢筋12@200?，其配筋率：min0.175%0.240.240.137%tyff???????????＞，也满足要求。&&&&&&&&12@@14@图7-1混凝土板配筋图7.2桩帽设计7.2.1桩帽参数CFG桩属于刚性桩，所以在桩顶和垫层之间还需设置桩帽。&&&&&&&&拟定桩帽厚度400mm，直径900mm，桩顶进入桩帽长度为50mm。&&&&&&&&7.2.2桩帽的抗弯﹑抗冲切和抗剪强度验算1.抗弯配筋及验算桩帽抗弯的控制截面为桩边缘处的截面，最不利工况为上部荷载完全由桩承担且桩帽底部与土体完全脱开。&&&&&&&&弯矩值可按下式计算：20.125()Mplla???式中p—应于荷载效应基本组合时，桩帽顶部均布压力值，此时按照桩土荷载分担比75%计算；北京交通大学毕业设计（论文）75%75%285.44214.08KppkPa?????l—桩帽边长，这里取桩帽的等效边长；a—桩的边长，这里取桩的等效边长；?—修正系数，4la?时取2.7，2la?时取3.8，即3.8??；所以20.0.797(0..88MkNm????????显然，桩帽顶部必须配置钢筋，根据混凝土结构设计原理计算配筋如下：混凝土为20C，其29.6/cfNmm?，2&&&&&&&&1.10/tfNmm?；钢筋采用300HPB一级钢筋，其屈服强度2300/yfNmm?，混凝土保护层厚度40samm?，则有效高度Shhamm?????，11.0??，10.8??截面抵抗矩系数00.7.4360scMfbh?????????相对受压区高度Sa?????＜0.550，满足要求上部钢筋面积：6'0.51..5(112)ssyMAmmfh??????????；选用610mm?，'2471sAmm?配筋率：.141%0.450.450.139%tcfhfh??????????＜采用双向正交配筋。&&&&&&&&图7-2桩帽构造图北京交通大学毕业设计（论文）10@164图7-3桩帽配筋图2.抗剪验算斜截面受剪承载力公式：st000.7(2)Vfahh??式中：st&&&&&&&&1.1(398.720.36)0.(2)kNkNVfahh??????????所以剪切验算亦满足要求。&&&&&&&&3.抗冲切验算验算桩帽受冲切验算下按式计算：1mt00.7Ffuh?式中tf—混凝土轴心抗拉强度设计值；mu—具状边缘02h处冲切临界截面的周长；0h—桩帽冲切破坏锥体的有效高度；所以可得：mt0l1.00.400.0.kNkNFfuh?????????故冲切验算满足要求。&&&&&&&&北京交通大学毕业设计（论文）第8章CFG桩复合地基的施工大量的工程实践证明，CFG桩复合地基，就承载力而言不会有太大的问题，可能出现的问题就是CFG桩的施工。&&&&&&&&所以在进行设计时要了解施工可能出现的问题，以及如何防止这些问题的发生与施工时采用什么样的设备和施工工艺。&&&&&&&&8.1施工设备就目前国内情况，振动沉管灌注成桩用得比较多，这主要是由于震动打桩机的施工效率比较高，造价相对较低。&&&&&&&&在湿陷性黄土适合用这种施工方法，且此地区对振动噪音限制不严格。&&&&&&&&施工机械：浙江瑞安建筑机械厂和兰州建筑通用机械总厂生产的振动沉桩机。&&&&&&&&8.2施工程序本设计用振动沉桩机成桩8.2.1施工准备1.施工前应具备的资料和条件：&&&&&&&&（1）场地的工程地质资料；（2）CFG桩布桩图，图应注明桩位编号，以及设计说明和使用说明；（3）建筑场地临近的高压电缆、电话线、地下管线、地下建筑物及障碍物等调查资料；（4）建筑物场地的水准控制点和建筑物位置控制坐标等资料；2.施工技术措施内容：&&&&&&&&（1）确定施工机具和配套设备(2）材料供应计划，表明材料的规格、技术要求和数量；(3）试成空不少于两个，以复核地质资料及其设备、工艺是否适宜，核定选用的技术参数；(4）按施工平面图放好桩位；(5）确定施打顺序；(6）复核测量基线、水准点及桩位、CFG桩的轴线定位点，检查施工场地所设的水准点是否会受施工影响；(7）振动沉桩机沉管表面有明显的进尺标记，并以m为单位。&&&&&&&&北京交通大学毕业设计（论文）8.2.2施工前的工艺试验施工前的工艺试验主要是为了考察设计的施打顺序和桩距能否保证桩身质量。&&&&&&&&工艺试验也可结合工程桩施工进行，需要做如下两种观测：1.新打桩对未结硬的已打桩的影响在已经新打的桩顶表面埋设标杆，在施打新桩时测量已打桩桩顶的上升量，以估算桩径缩小的数值，待已打桩结硬后开挖检查其桩身质量并量测桩径。&&&&&&&&2.新打桩对已经结硬的已打桩的影响在已打桩尚未结硬时，将标杆埋置在桩顶部的混合料中，待桩体结硬后，观测打新桩时已打桩桩顶的位移情况。&&&&&&&&对挤密效果好的土，比如饱和松散的粉土，打桩振动会引起会引起地表的下沉，桩顶一般不会上升，断桩可能性小，当发现桩顶土向上的位移过大时，桩可能发生断开。&&&&&&&&若向上的位移不超过1cm，短桩的可能性很小。&&&&&&&&8.2.3CFG桩施工1.桩机进入现场，根据设计桩长、沉管入土深度确定机架高度和沉管长度，并进行设备组装。&&&&&&&&2.桩机就位，调整沉管与地面垂直，确保垂直度偏差不大于1%。&&&&&&&&3.启动马达沉管到预定标高，停机。&&&&&&&&4.沉管过程中作好记录，每沉1米纪录电流表电流一次，并对土层变化予以说明。&&&&&&&&5.停机后，立即向管内投料，直到混合料与进料口齐平。&&&&&&&&混合料按设计配比经搅拌机加水拌和，拌和时间不得少于1min，如粉煤灰用量较多，搅拌时间还应该适当放长。&&&&&&&&加水量按坍落度3～5cm控制，成桩后浮浆厚度以不超过20cm为宜。&&&&&&&&6.气动马达，留振5～10s开始拔管，拔管速率一般为1.2～1.5m/min（拔管速度为线速度,不是平均速度），如遇淤泥或淤泥质土，拔管速率还可放慢。&&&&&&&&拔管过程中不允许反插。&&&&&&&&如上料不足，须在拔管过程中空中投料，以保证成桩后桩顶标高达到设计要求。&&&&&&&&成桩后桩顶标高应考虑计入保护桩长。&&&&&&&&7.沉桩拔出地面，确认成桩符合设计要求后，用粒状材料或湿粘性土封顶，然后移机进行下一根桩的施工。&&&&&&&&8.施工过程中，抽样做混合料试块，一般一个台班做一组（3块）,试块尺寸为15cm×15cm×cm，并测定28d抗压强度。&&&&&&&&9.施工过程中，应随时做好施工记录。&&&&&&&&10.在成桩过程中，随时观察地面上升和桩顶上升。&&&&&&&&北京交通大学毕业设计（论文）8.2.4施工顺序选择在设计桩的施打顺序是，主要考虑新打桩对已打桩的影响。&&&&&&&&施打顺序大体可以分为两种类型，一是连续施打；二是间隔跳打，可以隔一根桩也可以隔多根桩如图8-1。&&&&&&&&本设计采用隔桩跳打。&&&&&&&&图8-1施打顺序示意图8.2.5施工监测信息施工能及时发现施工过程中的问题，可以使施工管理人员有根据地把握施工工艺的决策，对保证施工质量是至关重要的。&&&&&&&&施工过程中，特别是施工初期应做如下的一些观测：1.施工场地标高观测施工前要测量场地标高，注意测点应有足够的数量和代表性。&&&&&&&&打桩过程中随时测量地面发生隆起，因此断桩常常和地面隆起相联系。&&&&&&&&2.桩顶标高的观测施工过程中注意已打桩标高的变化，特别要注意观测桩距最小部位的桩。&&&&&&&&3.对桩顶上升量较大的桩（＞1cm）或怀疑发生质量事故的桩开挖查看，或采取逐桩静压的办法加以处理。&&&&&&&&8.3施工中的有关注意事项8.3.1混合料坍落度的控制大量工程实践证明，混合料坍落度过大，桩顶浮浆过多，桩体强度也北京交通大学毕业设计（论文）会降低。&&&&&&&&坍落度控制在3～5cm，和易性很好，当拔管速率为1.2～1.5m/min时，一般桩顶浮浆可控制在10cm左右，成桩质量容易控制。&&&&&&&&8.3.2拔管速率的控制实验表明，拔管速率太快，将会造成桩径偏小或缩颈断桩1.2m/min～1.5m/min是适宜的。&&&&&&&&应该指出，这里说的拔管速率不是平均速度，除启动后留振5～10s之外，拔管过程中不再留振，也不得反插。&&&&&&&&8.3.3保护桩长设置所谓保护桩长是指成桩时预先设定加长的一段桩长，基础施工时将其踢掉。&&&&&&&&保护桩长是基于以下几个因素而设置的：1.成桩时桩顶不可能正好与设计标高完全一致，一般要高出桩顶设计标高一段长度；2.桩顶一段由于混凝土自重压力较小或由于浮浆影响，靠桩顶一段桩体强度较差；3.已打桩尚未结硬时，施打新桩可能导致已打桩受振动挤压，混合料上涌使桩径缩小。&&&&&&&&如果已打桩混合料表面低于地表较多，则桩径被挤小的可能性更大，增大混合料表面的高度即增加了自重压力，可使抵抗周围土挤压的能力提高，特别是基础埋深很大时，空孔太长，桩径很难保证。&&&&&&&&综上所述，保护桩长必须设置，并建议遵照如下原则：1.设计桩顶离地表的距离不大时，（不大于1.5m），保护桩长可取50～70cm，上部再用土封顶。&&&&&&&&2.桩顶标高离地表的距离较大时，可设置70～100cm的保护桩长，上部再用粒状材料封顶直到接近地表。&&&&&&&&8.3.4开槽及桩头处理CFG桩施工完毕，待桩体达到一定强度（一般3～7d），可进行开槽。&&&&&&&&对基槽开挖，如果设计桩顶标高距地表不深（一般不大于1.5m），已考虑采用人工开挖，不仅可防止对桩体和桩间土产生不利影响，而且也比较经济。&&&&&&&&如果基坑较深，开挖面积大，采用人工开挖效率太低，可采用机械和人工联合开挖，但必须遵循如下原则:1.不可对设计桩顶以下桩体产生损害；2.对中高灵敏性土，应尽量避免扰动桩间土。&&&&&&&&对于这两点，关键在于要留足够的人工开挖厚度。&&&&&&&&北京交通大学毕业设计（论文）采用机械、人工联合开挖，人工开挖厚度留置多少，与桩体强度与土质条件等有关，建议不同的场地条件应现场试验确定。&&&&&&&&但人工开挖留置厚度一般不宜小于70cm。&&&&&&&&基槽开挖至设计标高后，多余的桩头需要剔除，剔除桩头时宜采取如下措施：1.找出桩顶标高位置；2.用钢钎等工具沿桩周向桩心逐次剔除多余的桩头直到设计桩顶标高，并把桩顶找平；3.不可用重锤或重物横向击打桩体；4.桩头剔至设计标高处，桩顶表面不可出现斜平面。&&&&&&&&如果在基槽和剔除桩头时造成桩体断至桩顶设计标高以下，必须采取补救措施。&&&&&&&&假如断裂面距桩顶标高标高不深，可用C20豆石混凝土接桩至设计桩顶标高，方法如图8-2所示，注意在接桩头过程中保护好桩间土。&&&&&&&&8.3.5褥垫层铺设褥垫层所用材料多为级配碎石，限制最大粒径一般不超过3cm，或粗砂、中砂等。&&&&&&&&褥垫层厚度一般为10～30cm。&&&&&&&&桩头处理后，桩间土和桩头处在同一平面，褥垫层虚铺厚度应按下式控制：/Hh??式中H—褥垫层虚铺厚度；h—设计褥垫层厚度；?—夯填度，一般取0.87～0.9。&&&&&&&&虚铺厚多采用静力压实。&&&&&&&&图8-2接桩头示意图北京交通大学毕业设计（论文）8.4施工中常见的问题及处理措施8.4.1施工扰动土的强度降低振动沉桩施工工艺与土的性质具有密切关系。&&&&&&&&就挤密性而言，可将地基土分为三大类：其一为挤密性好的土，如松散填土、粉土、砂土等；其二为可挤密性土，如塑形指数不大的松散的粉质粘土和非饱和粘性土；其三为不可挤密土，如塑性指数高的饱和软粘土和淤泥质土。&&&&&&&&需要着重指出的是土的密实度对土的挤密性影响很大。&&&&&&&&众所周知，密实的砂土、粉土会振松；松散的砂土、粉土会剂密。&&&&&&&&因此，讨论土的挤密性时，一定要考虑加固前土的密实度。&&&&&&&&对密实砂层和遇硬土层的情况，不宜用振动沉桩法成桩，改用其它成桩方法。&&&&&&&&8.4.2缩颈和断桩在饱和软土中成桩，桩机的振动力较小，当采用连打作业时，新打桩对已打桩的作用表现为挤压，即，使得已打桩被挤扁成椭圆形或不规则形，严重的产生缩颈和断桩。&&&&&&&&为避免此类现象的发生，无论是在饱和软土中成桩还是在上部有较硬的土层或中间夹有硬土层的地基中成桩，均需根据施工中的注意事项选择合适的成桩顺序，并根据土层情况选用较为适宜的施工工艺和设备。&&&&&&&&8.4.3桩体强度不均匀桩机卷扬系统提升沉管线速度太快时，若采用控制平均速度为1.5m/min，一般采用提升一段距离，停下留振一段时间，非留振时，速度太快可能导致缩颈断桩。&&&&&&&&拔管太慢或留振时间过长，使得桩的端部桩体水泥含量较少，桩顶浮浆过多，而且混合料也容易产生离析，造成桩身强度不均匀。&&&&&&&&施工过程中，要严格控制拔管速率在1.2～1.5m/min，并始终保持速度均匀一致，并很好地控制预留时间。&&&&&&&&8.4.4桩顶上升量较大对重要工程或施工监测发现桩顶上升量较大，并且桩的数量较多，可以逐个桩快速静压以消除可能出现的断桩对复合地基承载力造成的不良影响，这一技术称为逐桩静压。&&&&&&&&北京交通大学毕业设计（论文）静压桩机就是打桩的沉桩机，在沉管机桩架上配适量的压重，配重的大小可以按施于桩的压力不小于1.2倍桩的设计荷载为准，当桩身达到一定强度后即可进行逐桩静压，每个桩的静压时间一般为3min。&&&&&&&&此外，静压荷重也不一定都要1.2倍桩承载力，要视具体情况而定。&&&&&&&&8.4.5土料混合当采用活瓣桩靴成桩时，可能出现的问题是桩靴开口打开的宽度不够，混合料下落不允分，造成桩端与土接触不密实或桩端一段桩径较小。&&&&&&&&若采用反插方法，由于桩管垂直度很难保证，反插容易使土与桩体材料混合，导致桩身掺土等缺陷。&&&&&&&&8.5施工组织方案8.5.1总体施工方案本段路基全长4171.59m，共计8个区间路基，2个路隧过渡段。&&&&&&&&主要为挖方。&&&&&&&&项目部下设一个路基架子队：分设路基一班和路基二班负责本段路基施工。&&&&&&&&路基工点的施工计划安排根据总体工期要求综合考虑。&&&&&&&&开工后，优先安排桥台、涵洞基础和地基加固工程的施工，为路基本体填筑创造条件和争取时间。&&&&&&&&路基采用反铲开挖，自卸车运输至弃渣场。&&&&&&&&填筑料按照土石方调配表，综合考虑路基开挖出土和隧道弃渣，合理规划使用。&&&&&&&&对于深路堑，应尽早开工，并做好开挖和板桩墙施工协调工作，同时做好高路堑边坡防护工作。&&&&&&&&桥头和涵洞处基础处理应尽早开工，确保不对桥梁基础产生影响，确保填筑工作顺利进行。&&&&&&&&8.5.2总体施工顺序路基施工顺序：施工准备→清表和地基处理→路堑开挖、路基填筑（基床以下路基和基床底层填筑→基床表层填筑）→路基附属相关工程及预铺碴带。&&&&&&&&8.5.3施工组织措施1.施工准备阶段组织措施&&&&&&&&（1）施工调查北京交通大学毕业设计（论文）组织施工调查，进一步获取有关原始数据的第一手数据，为工程施工迅速展开，进行数据搜集。&&&&&&&&（2）技术准备1）施工前的图纸会审2）编制实施性施工组织设计3）搞好施工技术交底4）做好岗前培训（3）试验室规划，材料检测（4）施工资源筹集1）人员准备2）物资准备3）机械设备准备8.5.4施工阶段组织措施&&&&&&&&（1）根据工期计划，合理安排劳、材、机的投入。&&&&&&&&（2）积极推广应用新技术、新工艺、新材料、新设备并建立一套完整、系统、科学的现代工程建设管理制度。&&&&&&&&（3）做好施工过程的技术交底，明确施工项目的工艺、特点、注意事项等。&&&&&&&&（4）为保证混凝土质量，必须加强施工过程控制，按工艺要求严格组织施工，保证混凝土工程质量。&&&&&&&&（5）变换工种或参加采用新工艺、新工法、新设备及技术难度较大的工序的工人必须经过技术培训，并经考试合格者才准上岗。&&&&&&&&（6）建立健全安全、质量管理机构和体系，按期组织相关的技术、安全、质检、试验等人员组成现场值班小组到现场检查、监督安全质量计划的落实。&&&&&&&&积极开展创优竞赛活动。&&&&&&&&（7）执行质量责任制，各施工工点责任到人并作好施工记录，对每道工序均有质量检查的内容和方法。&&&&&&&&质检人员随时跟班监督，杜绝质量事故的发生。&&&&&&&&（8）在工程范围内，加强对突发事件的预防工作，根据现场实际情况，制定针对性预防措施，当事件发生时，能够及时防止事故的发生或将损失减小到最小程度；加强对管理人员及工人关于突发事件的了解，选择有代表性的事件，对全体员工进行教育，增强职工对突发事件的辨别及处理能力；对可能存在突发事件的分项工程施工中，注意做好班前交底。&&&&&&&&（9）加强试验检测手段，在混凝土施工中，严格按配合比施工，材料抽样检验符合规范、设计要求。&&&&&&&&（10）严格执行隐蔽工程检查制度。&&&&&&&&任何隐蔽工程在须在监理工程师检查验收合格签认后，方可进行下道工序的施工。&&&&&&&&北京交通大学毕业设计（论文）（11）加强施工技术管理，全面认真审阅合同要求、技术规范、设计文件、业主和当地行政主管部门有关部门文件、法规，确保施工主体部署，制定施工方案、工艺细则、工艺和工程质量控制计划；选定机具、设备、仪表、仪器，对现场进行监控，严格按设计及相关规范和《验标》施工。&&&&&&&&（12）加强组织纪律、文明施工、爱护设备、杜绝野蛮施工，注意环境保护，抓好“双文明建设”。&&&&&&&&（13）加强材料、设备采购制度。&&&&&&&&8.5.5竣工验收阶段组织措施&&&&&&&&（1）成立竣工验收领导小组，由项目经理任组长，总工程师、项目副经理任副组长，各部门负责人、分项目部的相关人员组成。&&&&&&&&（2）项目经理部制定施工数据编写记录责任制，并派专人从事工程施工过程中的数据的收集、管理工作。&&&&&&&&为本项目交工验收提供详尽、真实的数据记录。&&&&&&&&（3）参加工程施工质量验收的人员具备规定的资格。&&&&&&&&（4）工程施工质量的验收均在自行检查评定合格的基础上进行。&&&&&&&&（5）工程施工质量符合设计文件的要求以及相关专业验收标准。&&&&&&&&（6）严格按要求进行竣工试验，所用的试块、试件以及有关材料，按监理要求取样。&&&&&&&&（7）按照建设单位要求及相关规定，及时与后续施工单位办理交接手续。&&&&&&&&（8）竣工资料的编写严格按照建设单位和铁道部相关要求来编制。&&&&&&&&（9）搞好场地清理，清除剩余材料、垃圾和各种临时设施，做好施工弃碴的处理工作，保持整个现场及工程的整洁，平整临时征用的施工用地，做好复耕工作，满足合同及当地政府的要求。&&&&&&&&北京交通大学毕业设计（论文）第9章CFG桩效果检验施工结束，一般28d后做桩、土以及复合地基检测。&&&&&&&&对砂性较大的土可以缩短恢复期，不一定等28d。&&&&&&&&9.1桩间土的检测施工过程中，振动对桩间土产生的影响视视土性不同而异，对结构性土强度一般要降低，但随时间增长会有所恢复；对挤密效果好的土强度会增加。&&&&&&&&对桩间土的变化可通过如下方法进行检验：1.施工后可取土做室内试验，考察土的物理力学指标变化。&&&&&&&&2.也可做现场静力触探和标准贯入试验，与地基处理前进行比较。&&&&&&&&3.必要时做桩间土静载试验，确定桩间土承载力。&&&&&&&&9.2CFG桩的检测通常用单桩静载试验来测定桩的承载力，也可以判断是否发生断桩等缺陷。&&&&&&&&静载试验要求达到桩的极限承载力。&&&&&&&&对CFG桩的成桩质量也可采用可靠的动力检测方法判断桩身的完整性。&&&&&&&&9.3复合地基检测复合地基检测可采用单桩复合地基承载力试验和多桩复合地基承载力试验。&&&&&&&&对于重要工程试验所用荷载尺寸尽量与基础宽度接近。&&&&&&&&具体试验方法按《建筑地基处理技术规范》（JG79-91）执行，若用沉降比确定复合地基承载力时，s/b取0.01对应的荷载为CFG桩复合地基承载力标准值。&&&&&&&&9.4施工验收CFG桩复合地基验收时应提交下列材料：1.桩位测量放线图（包括桩位编号）；2.材料检验及混合料试块实验报告书；3.竣工平面图；4.CFG桩施工原始记录；5.设计变更通知书、事故处理记录；6.复合地基静载试验检测报告；北京交通大学毕业设计（论文）7.施工技术措施；桩施工允许差应满足下列要求：1.桩长允许差≤10cm。&&&&&&&&2.桩径允许差≤2cm。&&&&&&&&3.垂直度允许差≤1%。&&&&&&&&4.桩位允许偏差：满堂布桩的基础≤12d；条形基础：垂直轴线方向≤14d，对于单排布桩不得大于6cm；顺轴线方向≤13d，但对单排布桩不得大于14d。&&&&&&&&北京交通大学毕业设计（论文）第10章工程概预算10.1配合比设计CFG桩于素混凝土的不同在于桩体配比更经济。&&&&&&&&在有条件的地方应尽量利用工业废料作为拌合料。&&&&&&&&不同的地域，石屑粒径的大小、颗粒的形状及含粉量不同，粉煤灰的质量也容易因外界因素的不同而性能各异，所以很难给出一个统一的、精度很高的配比。&&&&&&&&下面通过控制坍落度为3cm时，混合料28d强度为15MPa的配比：1.用水量W参照混凝土控制坍落度3cm时，单方用水量W=189kg2.水泥用量C选用42.5bcRMPa?的普通水泥，由下式计算单方水泥用量：280.366(0.071)bcCRRW??变形可得到：)(0.071)..5bcRCWkgR????????3.单方粉煤灰用量F根据下式计算粉煤灰用量：/0./WCFC??变形推倒可得到：(0.187)(0.187)207.10..791WCFkgC??????4.单方石屑用量G1和碎石用量G2混合料密度一般按照2.2kg/m3，则单方混合料中碎石和石屑总量为:07.GGkg??????则石屑用量:112()467.3GGGkg????碎石用量:01.7Gkg???按上述配比试配，并按坍落度为3cm调整用水量。&&&&&&&&北京交通大学毕业设计（论文）表10-1单方各混合料用量混合料用量水W水泥C粉煤灰F石屑G1和碎石G2用量（kg）7.01.7表10-2每吨用料价格混合料价格水W水泥C粉煤灰F石屑G1和碎石G2价格（元）10.2相关费用10.2.1CFG桩身材料线路路堤段按1871.61m进行计算，共布CFG桩9360根。&&&&&&&&水泥价格约为350元/吨，粉煤灰价格约为35元/吨，石屑价格约为410元/吨，碎石价格约为50元/吨。&&&&&&&&单排CFG桩含10根10m长的桩和10根15m长的桩：(150.)39.7VVVm?????????整条线路的用料量：.738112VVm?????1.水泥用量：Wt???水泥费（包含运输费）：.wQ????元2.粉煤灰用量：/2Ft???粉煤灰费（含运输）：/FQ???元3.石屑用量：.3/7Gm???石屑费（含运输）：8GQ????元4.碎石用量：.7/???碎石费（含运输）:GQ????元故总的桩身材料费用为Q?元北京交通大学毕业设计（论文）10.2.2褥垫层费用级配碎石约为40元/m3褥垫层费用RQ????元考虑20%的运费，所以费用为元10.2.3设备费用投入5台振动打桩机同时施工，其中每台约为300000元，其配套设备每台50000元，加上其他设备计为250000元，故可得出设备费用：30×5＋5×5＋25＝200万10.2.4.土工格栅土工格栅价格：每平米5.1元土工格栅费用为（包括运输费）42×5;5.1×1.2=.2.5工人工资每台打桩机12个工人，工人工资计为10元/时，每天工作10小时。&&&&&&&&1：前期准备、测量放样、场地平整；预计为10天，人员30人，工资为：30×10×10×10＝30000元2：桩施工；工期预计为2.5个月，5台班，每班12人。&&&&&&&&工资计为：12×5×10×10×75＝：褥垫层施工；预计工期5天，人员30人，工资为：30×10×10×5＝15000元4：后期清理；预计为5天，人员20人，工资为：20×10×10×5＝10000元故可得出工人总的工资约为：.2.6附加费用包括用电在内的一些其他费用，计为1000000元因而，可以得出总的费用为：元北京交通大学毕业设计（论文）表10-3各项费用统计CFG桩身材料褥垫层设备土工格栅工人附加FWG1G2用量809tm35台人金额（万）00北京交通大学毕业设计（论文）第11章结论与展望1&&&&&&&&1.1桩长对地基承载力和沉降变形的影响根据计算结果分析，桩长对内力变形有明显影响。&&&&&&&&本文的设计步骤为先拟定桩长和桩径，估算出桩间距的取值范围，进而求出复合地基承载力特征值，最后通过沉降来检验参数取值是否合理。&&&&&&&&桩径取决于施工机械，所以桩长决定沉降能否达到标准。&&&&&&&&本路段CFG桩属于摩擦桩，桩长的增加，能增大桩侧摩阻力的影响，对提高地基承载力、控制地基沉降由一定的效果。&&&&&&&&本文桩长在路基高度、桩径和桩间距不变的情况下由15m降至10m，使得上部荷载不变，复合地基承载力由387.26kPa降209.92kPa，沉降值增加25.3%。&&&&&&&&11.2桩间距（单排桩）对地基承载力和沉降变形的影响根据计算结果分析，桩间距对内力变形有较大影响。&&&&&&&&增加单排布桩数、减小桩间距，对提高复合地基承载力、控制地基沉降有积极的作用。&&&&&&&&本文在路基高度、桩长和桩径不变的前提下，单排布桩数由10根增至18根，复合地基承载力即由220.31kPa增值387.26kPa，沉降较少22.6%。&&&&&&&&表11-1不同桩参数下的承载力和沉降1300dmm?2450dmm?3600dmm?11.0sm?21.5sm?12.0sm?22.5sm?12.5sm?13.0sm?spkf(kPa)110lm?287...lm?301...3267.45s(mm)110lm?10.22.113.lm?6.336.459.6.61由上表易知300m桩径的复合地基的承载力最高且沉降最小，但实际工程中没有这种口径的施工机械；600mm桩径的复合地基承载力也较高，但用料过多，不经济。&&&&&&&&所以选择桩径应适中，桩距在4～5d之间，且采用长短桩布桩是比较合理的选择。&&&&&&&&北京交通大学毕业设计（论文）11.3CFG桩复合地基应用前景展望根据上述分析，从技术上考虑，CFG桩复合地基在湿陷性黄土地区重载铁路高路基地段适用；从经济上考虑，与桥梁相比，建设费用低，则是合理的。&&&&&&&&具体经济上的比选，应将全路段的情况综合考虑，并用工程造价的方法进行详细的比较。&&&&&&&&参考文献[1]闫明礼，张东刚编著.CFG桩复合地基技术及工程实践（第二版）.北京：中国水利水电出版社，2006.[2]牛志荣等编著。&&&&&&&&复合地基处理及工程实例.北京：中国建材工业出版社，]董必昌，郑俊杰.CFG桩复合地基沉降方法研究.岩石力学与工艺学报.）.[4]佟建兴，胡志坚，闫明礼，王明山.CFG桩复合地基承载力确定.土木工程学报.).[5]黄生根.CFG桩复合地基现场试验及有限元模拟分析.岩石力学.）.[6]李铭，訾改林.CFG桩在湿陷性黄土地基中的应用.土工基础.）.[7]赵兴寨.CFG桩在湿陷性黄土路集中的施工工艺.价值工程.）.[8]闫韩生，曹森虎，韩茂蔚。&&&&&&&&CFG桩在处理湿陷性黄土地基中的应用研究.西安建筑科技大学学报（自然科学版）。&&&&&&&&）.[9]曾俊铖，张继文，童小东，涂永明.高速铁路CFG桩复合地基应力特性试验研究.铁道学报.）.[10]李文新，张文朋，高项忠.湿陷性黄土CFG桩试验总结。&&&&&&&&山西建筑.).[11]付雄.客运专线铁路黄土高路堤地基处理的试验研究.铁道勘察.）.[12]刘建中.浅谈湿陷性黄土地区路基基底处理.甘肃科技纵横.).[13]王长丹，王炳龙，王旭，周顺华.高速铁路湿陷性黄土桩筏复合地基沉降控制效应.同济大学学报（自然科学版）.).[14]毛宇飞.重载铁路湿陷性黄土段路基沉降控制技术研究.中国水电建设集团铁路建设有限公司科研课题可行性研究报告.3.6.[15]苗蕾，齐向春.国外铁路货物运输发展特点及启示.中国铁路.2009（8）.[16]尹成裴，徐方.朔黄重载铁路路基加固效果分析与评价.神华科技.).[17]李杰.我国铁路重载运输发展研究.铁道运输经济.2011,33&&&&&&&&（1）.[18]王立军，张千里，赵洪勇，李宾林.重载铁路路基病害及对策.铁道建筑.2005,7.附录一外文翻译原文ImprovementofCFGPileCorrosionResistanceCapabilityintheApplicationofWu-GuangPassengerTransportSpecialRailwayKunlinMa1,2,YoujunXie1,GuangchengLong1andFeiFeng11SchoolofCivilEngineeringandArchitecture，CentralSouthUniversity,Changsha410075,China；Email:mark-2HunanIndustryPolytechnic,Changsha410208,ChinaAbstractWithChineseeconomyspeedupsincelate1990s,itwasrequiredthatlargenumbersofconstructionofcivilengineeringprojects,andpassengertransportspecialrailwaywastheresultsofeconomicdevelopment.CFG(cementflyashgravel)isoneofgroundworkreinforcedmethodswidelyusedincivilengineering.AndCFGwasalsoappliedintheconstructionofWu-Guangpassengertransportspecialrailway.However,accordingtofieldinvestigation,itwasfoundthatgroundwaterinHaudutoShaoguaninGunagdongprovincecontaininglotsofsulphate,whichcanresultincorrosiondamageofundergroundCFGpile.Therefore,inordertoimproveservicelifeofCFGpile,itisnecessarytoincreasethecapabilityofCFGcorrosionresistance.Inthispaper,influenceofcompositivematerialssuchaswatertobinderrate(w/b),flyashtocementrate(F/C)andquantityofcementonmasschangeofCFGinsulfatesodiumsolution,permeabilitycoefficientandcompressivestrengthofCFGwerestudied.Resultsshowthatwiththeincreaseofw/c,massofCFGincreasequicklyfirstandthenkeepsteadily.TheincreaseofF/CandcementiousadditioninCFGcandecreasesthemassincreaserateofCFGeffectively.Theincreaseofw/candcementiousadditionincreasepermeabilitycoefficientofCFG.AndthereexitsanoptimalF/C(1.0–1.2)inCFG,makingpermeabilitycoefficientofCFGdecreasetotheleastat28dayages.WhenCFGisimmergedinwaterandsulfatesolutionrespectively,thecompressivestrengthofCFGimmergedinsulfatesolutionishigherthanthatimmergedinwaterat28dayages.Withw/c,F/Candcementiousadditionincreasing,thecompressivestrengthofCFGdecreases.ThereareacicularettringitecrystalsinCFGafterimmergedinsulfatesolution.Keywords:CFGpile；corrosion；permeabilitycoefficient；compressivestrength；passengertransportspecialrailwayIntroductionCementflyashgravel(CFG)pileisakindofgroundworkreinforcedmethodswidelyusedincivilengineering,composedbycement,flyash,gravel,stonechip,sandandwater.AccordingtoadjustthecementcontentandothercompositionsofCFGpile,thecompressivestrengthofCFGpileisintherangeofC5–C25.AndtherearegreatdifferencesbetweenCFGpileandblankconcretebecauseofthecompositivematerials.ThecompositivematerialsofCFGpilecontainslotsofindustrialscrapsuchasflyash,whichreplacesmuchcementinCFGpile,thereforetheincreaseoflaterstrengthofCFGisobvious(Zhao,2004).ThecharacteristicsofCFGpileareasfollows:&&&&&&&&（1）CFGpilecantakefullofthecarryingcapabilitybetweenpileandsoil.(2)TheelasticitymoduleandthecarryingcapabilitycharacteristicsofCFGpilepossessthecharacteristicsofrigidpile,whichcanplaynotableroleinthereplacementofcompoundgroundwork.(3)Itiseasytoconstructandthenshortenthetimeofconstruction.(4)TherearenotsteelbarinCFGpile,andcomparedtocementcontentinnormalpileusedingroundworkthecementcontentinCFGpileisonly50%–80%,soCFGpilepossesseslowcost.(5)ComparedtothecostofnormalpileusedingroundworkthecostofCFGpiledecrease40%–60%.(6)CFGpileconsumeslotsofindustrialscraps,showingfavorableimpactonsociety.Therefore,becauseofmanyadvantagesofCFGpile,itwaswidelyusedincivilengineeringprojects,includingtheconstructionofWu-Guangpassengertransportspecialrailway.Wu-GuangpassengertransportspecialrailwayisanimportanttrafficlineinChina,andithasbeenopentotrafficinDec.12,2009.ButintheconstructionprocessofWu-Guangpassengertransportspecialrailway,itwasfoundthatthegroundwaterinHuadutoShaoguaninGunagdongprovincecontaininglotsofsulphate,whichcanresultincorrosiondamageofundergroundCFGpile.Accordingtorelativeresearches(Neville,2004；Santhanam,2001),whencement-basedmaterialimmerginginsulfatesolution,threekindsofcorrosionproductswillappear-gypsum,thaumasiteandettringite,whichcancausethecapabilitydecreaseofcement-basedmaterial.Consequently,toimprovethecapabilityofcorrosionresistancesofCFGpile,inthispaperthechangecharacteristicsofmassinsulfatesodiumsolutions,permeability,strengthandmicrostructureofCFGpileundersulfateattackwerestudieddetailed.ExperimentalTestingSpecimen.ThecementusedwasGradeof42.5ordinaryPortlandcementaccordingtotheChinesestandard.Thesandusedintheexperimenthadafinenessmodulusof2.88andapparentdensityof2.67g/cm3.Thecoarseaggregateusedintheexperimentwascrushedlimestonewithsizeof5mm–25mmandapparentdensityof2.64g/cm3,andcrushedindexof7.8%.GradedIIflyashwithadensityof2.41g/cm3andspecificsurfaceareaabout460m2/kgwasused.Allwaterusedinthisexperimentwasdeminerializedwater.ChemicalcompositionsofcementandflyasharegiveninTable1.MixtureproportionanddetailsofCFGisshowninTable2.Table1.Chemicalcompositionsofcementandflyash.Table2.MixtureproportionofCFG.ExperimentalProcedures.Thetestofmasschange,permeabilitycoefficientandstrengthaccordingtoChinesestandardGB/T.TheworkabilityofCFGpilewastestedaccordingtoChinesestandardGB/T2.SEMwasintroducedinordertotestmicrostructureofCFGattackedbysulfatesolution.ResultsanddiscussionMassChange.Whencement-basedmaterialsareattackedbysulfatesolution,themasswillincrease,resultingincorrosiondamageofcement-basedmaterial.Figure1(a)–1(c)showtheinfluenceofcompositivematerialsonmasschangeofCFGpileimmergedindifferentsulfatesolution.AscanbeenseenfromFigure1(a),withtheincreaseofimmergingtime,themassofCFGwithw/c0.45,0.6and0.7increasesquicklyfirstandthenkeepssteadygradually.Andwiththeincreaseofw/c,massincreaserateofCFGincrease.PorosityofCFGincreaseswiththeincreaseofw/c,thusbigw/ccanresultinmoresulfatesolutioningressintoCFG.Therefore,corrosionproductsareontherise,resultingintheincreaseofmass.(a)w/c(b)F/C(c)CementiousFigure1.InfluenceofcompositivematerialsonmasschangeofCFGattackedbysulfate.TherearefivedifferentF/ConthemassincreasingratioofCFGimmergingin5%sulfatesolution,ascanbeseenfromFigure2(b),withtheincreaseofimmergingtime,themassofCFGincreasesquicklyfirstandthendecreasesgradually.Butafter120d,themassofCFGbegintoincrease.TheincreaseofF/CcandecreasethemassincreaseratioofCFG,whichmeansthatadditionofFAcanimprovethecapabilityofresistancesulfateattack.Figure1(c)showstheresultsofcementiousadditiononmasschangeofmass.AscanbeseenfromFigure1(c),indifferentcementiousadditionsthemasschangecharacteristicsofCFGarethesame.Namely,massofCFGincreasequicklyfirstandthendecreasegradually.Andtheincreaseofcementiousadditioncandecreasethemassincreaserate.IncreasingcementiousadditioncanimprovethecompactionofCFG,sothecapabilityofresistancesulfatesolutionattackincreases.Permeability.Permeabilitycoefficientisaveryimportantparameterforporousmaterials.Inthispaper,influenceofcompositivematerialsonpermeabilitycoefficientofCFGisstudied,andFigure2(a)–2(c)arethetestedresults.AscanbeenseenfromFigure2(a),withtheincreaseofw/c,permeabilitycoefficientofCFGincrease,whichmeansthatthecapabilityofresistancesulfatesolutionofCFGdecreaseswithw/cincreasing.AscanbeseenfromFigure2(b),thatthereexistsanoptimalF/C(1.0–1.2)inCFGcanmakepermeabilitycoefficientofCFGdecreasetotheleast.Figure2(c)isthetestedresultsofinfluenceofcementiousadditiononpermeabilitycoefficientofCFG.AscanbeseenfromFigure2(c),thepermeabilitycoefficientofCFGincreasesappreciablywiththeincreaseofcementiousaddition.ThephaseofaggregatecutsoffthepermeablechannelsinCFG,butinthesamevolumetheincreaseofcementiousmeanstodecreaseaggregate,andthepermeablechannelsinCFGincrease,sopermeabilitycoefficientofCFGincreases.Figure2.InfluenceofcompositivematerialsonpermeabilitycoefficientofCFGattackedbysulfate.Figure3.InfluenceofcompositivematerialsandcuringconditionsonstrengthofCFGattackedbysulfateStrength.Strengthlossisamainresultresultingfromsulfatesolutionattack,anddifferentcuringconditionscanalsoinfluencethestrengthofCFG.Figure3(a)～(b)showtheresultsofcompressivestrengthofCFGundersulfatesolutionattack.AscanbeseenfromFigure3(a),withw/cincreasingcompressivestrengthofCFGdecreaseslinearly.AscanbeenseenfromFigure3(b),withF/CincreasingcompressivestrengthofCFGdecreasesslowly.AscanbeseenfromFigure3(c),withcementiousincreasingcompressivestrengthofCFGdecreasesslowly.AndthestrengthofCFGin5%Na2SO4solutioncuringishigherthanthatinwaterat28dayages.ThiscanbeexplainedbythattheactiveflyashisactivatedbysulfatewhenCFGwasimmergedat28dayages.Microstructure.Figure4(a)and4(b)arethemicrostructureofCFGimmerginginwaterand5%sulfatesolution.AscanbeseenfromFigure4(a),lotofflyashparticlesexistinCFGandsomeflyashbegintotakehydration.ButascanbeseenfromFigure4(b),afterCFGhasbeenimmergedinsulfatesolutionfor120d,someacicularcrystalscanbefound.Andaccordingtotheshapeofthesecrystalsandsulfateattackenvironment,itissuggestionthattheseacicularcrystalsareettringite(Hobbs2000；Brown2002).(a)PhotosofSEMofCFGimmerginginwaterat120d(B-3)(b)PhotosofSEMofCFGimmerginginsulfatesolutionat120d(B-3)Figure4.MicrostructureofCFGindifferentconditions.ConclusionsWiththeincreaseofw/c,massofCFGincreasequicklyfirstandthenkeepsteadilyinsulfatesodiumsolution.TheincreaseofF/CandcementiousadditioninCFGcandecreasethemassincreaserateofCFGeffectively.Theincreaseofw/candcementiousadditionincreasepermeabilitycoefficientofCFG.AndthereexitsanoptimalF/C(1.0–1.2)inCFG,whichmakespermeabilitycoefficientofCFGdecreasetotheleastat28dayages.WhenCFGisimmergedinwaterandsulfatesolutionrespectively,thecompressivestrengthofCFGimmergedinsulfatesolutionishigherthanthatimmergedinwaterat28dayages.Withtheincreaseofw/c,F/Candcementiousaddition,thecompressivestrengthofCFGdecrease.TherearecorrosionproductsacicularettringitecrystalsinCFGafterimmergedinsulfatesolution.ReferencesBrown,P.,andHooton,R．D.(2002).“Ettringiteandthaumasiteformationinlaboratoryconcretespreparedusingsulfate-resistingcements.”CementandConcreteComposites,361–370.Hobbs,D.W.,andTaylor,M.G.(2000).“Natureofthethaumasitesulfateattackmechanisminfieldconcrete.”CementandConcreteResearch,529–533.Neville,A．(2004).“Theconfusedworldofsulfateattackonconcrete.”CementandConcreteResearch,.Santhanam,M.,Cohen.D.,andOlek,J.(2001).“Sulfateattackresearch-whithernow？”CementandConcreteResearch,845–851.Zhao,W.L.,andShi,R.(2004).“DesignofmixProportionwithdifferentstrengthgradesincompositefoundationwithCFGpiles.”Architecturetechnology,196–200.ApplicationofCFGpilesforSoftFoundationTreatmentintheWuhan-GuangzhouRailwayPassengerSpecialLineYan-LiangSHANG1andQiangLI2andTeng-FengYANG31SchoolofCivilEngineering,ShijiazhuangRailwayInstitute,Shijiazhuang,HebeiProvince,China；Postcode050043；PH(1；FAX(6；email:2SchoolofCivilEngineering,ShijiazhuangRailwayInstitute,Shijiazhuang,HebeiProvince,China；Postcode050043；PH(5；email:3SchoolofCivilEngineering,ShijiazhuangRailwayInstitute,Shijiazhuang,HebeiProvince,China；Postcode050043；PH(8；FAX(6；email:ABSTRACTBecauseofsimpleconstruction,shortduration,andlessinvestment,CFGpilecompositefoundationisappliedwidelyinreinforcingsoftsoilroadbedofhighspeedrailwayconstructionofChinaatpresent.TheconstructiontechniqueandqualitycontrolmethodofCFGpilewiththelengthofmorethan28maredescribedindetailthroughtheexampleofatypicalsectionoftheWuhan-Guangzhourailwaypassengerspecialline.Basedontheon-siteporewaterpressuremonitoring,themechanismandinfluencefactorsoftheenvironmentproblemsinlongspiralCFGpileconstructionisknownandthesolutionmethodsareeffective.Anewdesigncalculationmethodofcontrollingpost-constructionsettlementofCFGpilecompositefoundationissuggested.ThefieldtestresultsshowsthattheCFGpileofthisengineeringcanmeettherequirementsofroadbedcapacityand5cm/spostconstructionsettlementinsoftsoilzoneofrailwaypassengerspecialline.1.INTRODUCTIONTheWuhan-GuangzhouRailwayPassengerSpecialLineiscurrentlythehigh-speedrailwaywiththelongestrange,themostadvancedtechnologystandardandthemostfundinginChina.Itisspecialinsupperstiffness,supperflatandbeingfreeofmaintenanceandzerodeform,sothestrictrestrictionsforsedimentationoftheroadbedafterconstructionmustbesatisfied.Whentheraillineisconstructedonbadsoilsuchassoftsoil,mellowsoil,earthquakeliquefiablesoil,andotherspecialsoil,thecorrespondingmeasuresmustbeadopted.CFGpilesistheabbreviationforCementFly-ashGravelpiles,whichisakindofsupercoherentstrengthpilemadeupofcement,fly-ashgravelandwater.Itcombineswithsoilamongpilesandcushiontoconstitutethecompositefoundation.Becauseofthemeritsofhigh-speedconstruction,shortworking-day,easycontrolofconstructionquality,andlowconstructioncost,itisoneofthemostcommonmethodsoffoundationtreatmentinChina.Atpresent,itismostlyappliedinthereinforcedconstructionofsupper-highrisebuildingfoundations.TheWuhan-GuangzhouRailwayPassengerSpecialLinebetweenShaoguanandHuaduisrunsfromnorthtosouth.Thelengthofroadbedinthissectionis39.391km,orupto24.74%ofthetotallengthoftheWuhan-Guangzhourailwayline.Inthisdistrictthesurfaceconsistsofloosedebrisquaternarysuchaslithologicclay,muckyclay,powdersoilandclay.Plentyofgroundwaterisburiedunderthegroundwithin25m.Thefoundationbearingcapacityofclayandmuckyclayislowandthecompressibilityisgoodbasedontheanalysisofthebearingcapacityofvarioussoillayers.Howeverpowderysoilandsiltclayfoundationhavetheoppositecharacteristics.Therefore,theminimumdepthoffoundationtreatmentmustbe28mtoensurethebearingcapacityoffoundationandthestabilityoftheupperstructure.ThisisthefirsttimeCFGpileswithanaveragedepthof28mwereusedinChina,anunprecedentedeventinthenation'shistoryofrailwayconstruction.HowevertherearenostandardsandspecificationsforreferencetodeepandlongpilesinthefieldofChineserailwayconstruction.Thispaperpresentstheconstructionmethodandparametersselection.TheenvironmentalproblemscausedbyCFGpileconstructionarediscussed,andsettlementmethodsareproposed.Also,thetheoryofcalculationforgroundsilldeformofCFGpilescompositegroundsillisimprovedandanewcalculationtheoryissetforth.2THECONSTRUCTIONTECHNOLOGYANDQUALITYCONTROLOFTHECFGPILEBasedonthefieldpunchingtestandthefieldperfusionmixturetest,consideringthemechanicalpropertyofvariousequipments,suitabilityofgeologicconditions,theinfluencetoadjacentpilesandthequalityofpiles,etc,themethodlongspiralpumppressureCFGpilewasultimatelychosenforconstruction.2.1Constructionparametersselection&&&&&&&&（1）Pilediameter:400mms/pilediameterisabetterchoiceforthisprojectbecausetheconstructionsiteisclosetourbanareas.Theconstructionmethodispumpingmixtureintopilesthroughalongspiraldrillingtube.(2)Pilespacing:Consideringtherelativelyconservativepropertiesofrailwaydesign,thespacingof150cmisselectedandarrayshapeisplumblossomreferencingtobuildingfoundationtreatmentcode(Yan,2001)(seeFigure1).Figure1.LayoutofCFGpiles.(3)Pilelength:Therearefourkindsofpilelengthtobeappliedindifferentzonesonbasisofthespecificationcalculationformula.Theyare28.5minAzone,35.0minBzone,33.5~35.5minCzoneand30.0minDzonerespectively.(4)Cushionlayer:thecushionlayerthicknessis15mmandthediameterofgravelisbetween20~50cminthisproject.Two-directiongeogridsarelaidinpadlayerforconstitutingaCFGpilecompositestructuresinordertoimprovetheantislidingstabilityofroadbed,homogenizethefoundationpressure,reducehorizontaldisplacementoffoundationsoilandthemaximumsettlementneartheroadbedaxis(seeFigure2).Figure2.TheCFGpiletopcompositefoundationarrangementplan.2.2ThequalitycontrolofCFGpile2.2.1Perfusionmaterialqualitycontrolbeforeformingpile&&&&&&&&（1）Mixingtime:Mixingwithin60~120s,mostwithin90s,canmeetthepumpingrequirementsbythestatisticofmorethan300dishofmixing.(2)Effectivetimeofmixture:Researchontherelationshipbetweenmixtureslumpandtimewasconductedtomeetthedesignrequirementofhigh-speedrailwayandthefeasibilityofmixturepumping.Itisfoundthemixtureslumpisabout10mminthefirsthourandabout35mminthefirsttwohours.Sotheconcreteinmixingtankermustbepumpedwithin2hoursafteritwasstirredinordertoguaranteetheslumpinthescopeofpumping.Ifthetimeexceeds2hours,slumptestisneededandslumpmustbeadjusted(Zhu,.2Qualitycontrolofcfgpilesconstruction&&&&&&&&（1）Drillingspeedandliftingtubespeed:Thedrillingspeedmustbeveryslowinthefirst2mscopeandtocheckandadjustthedeviationofdrillingholeareneededatthesametime.Thebestdrillingspeedandtheliftingtubespeedareabout2.5~3.0m/minandabout2.2~3.0m/minrespectively(MinistryofRailways(TZ212-).Ifusingthismethod,itcanpreventthepilefromdiameterreduction,attachingclayandbreakingeffectively.(2)Fillingcoefficientofalllayers:Theaveragefillingcoefficientforalllayersareobtainedbasedon