高速铁路路基工程设计说明书

1、一条高速铁路D2K580+259.43-D2K580+315段路基工程设计毕业设计（论文）作业本班级学生号发行日期：D2K580 +259.43-D2K580+315高铁段一、本文的目的和意义铁路工程的一个重要组成部分是路基工程设计。本次毕业设计是我国西部某高速铁路的路基工程设计，具有重要的现实意义。本次毕业设计旨在加深学生对本科阶段学习的相关专业课程的理解和理解，使学生能够收集和应用文献的能力得到锻炼，铁路路基工程设计能力得到锻炼。初步获得，为以后的工作打下坚实的基础。2.学生应该完成的任务(1)路基横体设计；（2）地基处理设计；(3)边坡加固设计；(4) 护坡设计（五）排水工程设计；（六）

2、绘制截面设计图、正面图和结构图；(7) 编制设计说明。3.论文各部分内容及对应时间分配：（共16周）(1) 熟悉和收集数据； （2周）（2）道路基体设计； （1周）（2）地基处理设计（CFG桩）； （2周）（3）边坡防护与支护结构设计； （2周）（4）排水工程设计； （1周）（5）截面设计图、正面图、结构设计图； （2周）（6）土方部署设计； （1周）（6）设计说明书的编制； （2周）(7) 外语翻译。 （1周）(8) 复习与答辩（2周）评论导师：年月日批准人：年月日概括路基工程作为铁路工程中的一项基础工程，在铁路建设中发挥着极其重要的作用，应受到设计者和建设者的高度重视。本论文是以新沪昆高铁

3、的工程为背景。沪昆铁路是东西跨度最长的铁路。沪昆线的建成，必将带动沿线经济发展，促进我国东西部交流，方便人民群众出行。沪昆铁路全线为电气化铁路，设计时速350公里。本次设计通过查阅大量相关文件，根据该段线路纵断面、线路平面图、代表性断面及地形条件和地质条件，主要开展以下几方面的工作。首先根据铁路路基工程规范设计路基体，并对路基填料及其压实标准作相应说明。由于水的存在会对路基的稳定性造成很大的危害，因此在本次设计中，对地表水的排放，针对地下水采取了相应的措施。其次，在截断断面较高的边坡高度进行边坡稳定性分析计算，在边坡稳定性不符合要求的断面按规定设置支护结构。在设计中，还应对路基边坡采取相应的防

4、护措施，保护边坡不受冲刷，同时美化环境。关键词高速铁路；路基支撑；基础处理；护坡目录TOC o 1-3 h u HYPERLINK l _Toc3742 第 1 章 引言 PAGEREF _Toc3742 1 HYPERLINK l _Toc21476 1.1 高速铁路路基工程概述 PAGEREF _Toc21476 1 HYPERLINK l _Toc32528 1.2 设计背景 PAGEREF _Toc32528 2 HYPERLINK l _Toc19205 1.3 地质构造 PAGEREF _Toc19205 2 HYPERLINK l _Toc875 1.4 设计任务及意义 PAGE

5、REF _Toc875 3 HYPERLINK l _Toc14172 2.1 路基横断面形式 PAGEREF _Toc14172 4 HYPERLINK l _Toc11850 2.2 道路基本结构 PAGEREF _Toc11850 5 HYPERLINK l _Toc21163 2.2.1 路基面 PAGEREF _Toc21163 5 HYPERLINK l _Toc17847 2.2.2 肩 PAGEREF _Toc17847 6 HYPERLINK l _Toc6392 2.2.3 基床 PAGEREF _Toc6392 6 HYPERLINK l _Toc29495 2.2.4

6、坡度 PAGEREF _Toc29495 8 HYPERLINK l _Toc7394 2 2 5 基数 PAGEREF _Toc7394 9 HYPERLINK l _Toc6487 第三章路基排水设计 PAGEREF _Toc6487 10 HYPERLINK l _Toc3978 3.1 水害和排水需求 PAGEREF _Toc3978 10 HYPERLINK l _Toc8814 3.2 地面排水 PAGEREF _Toc8814 10 HYPERLINK l _Toc31416 3.3 地下排水 PAGEREF _Toc31416 12第 4 章 地基处理设计 13 HYPERLI

7、NK l _Toc16663 4.1 基础处理概述 PAGEREF _Toc16663 13 HYPERLINK l _Toc14322 4.2 水泥粉煤灰砾石桩（CFG桩） PAGEREF _Toc14322 14 HYPERLINK l _Toc24554 4.2.1 CFG 桩概述 PAGEREF _Toc24554 14 HYPERLINK l _Toc17177 4.2.2 CFG桩的作用机理 PAGEREF _Toc17177 14 HYPERLINK l _Toc15622 4.2.3 CFG桩设计计算 PAGEREF _Toc15622 15 HYPERLINK l _Toc1

8、415 第 5 章边坡支护结构设计 PAGEREF _Toc1415 21 HYPERLINK l _Toc23799 5.1 支撑结构概述 PAGEREF _Toc23799 21 HYPERLINK l _Toc23744 5 2 支撑结构分类 PAGEREF _Toc23744 21 HYPERLINK l _Toc16451 5 2 1 重力挡土墙 PAGEREF _Toc16451 22 HYPERLINK l _Toc19860 5.2.2 防滑桩 PAGEREF _Toc19860 24 HYPERLINK l _Toc7369 第6章路基边坡防护设计 PAGEREF _Toc7

9、369 33 HYPERLINK l _Toc11679 6.1 护坡工程概述 PAGEREF _Toc11679 33 HYPERLINK l _Toc5095 6.1.1 植被保护 PAGEREF _Toc5095 33 HYPERLINK l _Toc6689 6.1.2 砌体保护 PAGEREF _Toc6689 33 HYPERLINK l _Toc4590 第7章路基土方分配 PAGEREF _Toc4590 35 HYPERLINK l _Toc10759 7.1 路基土方部署概述 PAGEREF _Toc10759 35 HYPERLINK l _Toc18032 7.2 间隔

10、路基土方部署 PAGEREF _Toc18032 35 HYPERLINK l _Toc22923 35段路基土石方配置原则 PAGEREF _Toc22923 HYPERLINK l _Toc25572 7.2.2 间隔土方分配原则与方法 PAGEREF _Toc25572 36 HYPERLINK l _Toc17357 结论 PAGEREF _Toc17357 39 HYPERLINK l _Toc2410 到 PAGEREF _Toc2410 40 HYPERLINK l _Toc8700 参考文献 PAGEREF _Toc8700 41第一章 简介1.1高速铁路路基工程概况路基作为一

11、种岩土结构，是铺设铁路轨道的基础。为保证列车安全平稳运行，路基应具有高强度、高刚度、良好的稳定性和耐久性、不易变形等优良特性。路基以松散土（石）料为主，或直接用土（石）作建筑材料（如路堤）；或直接铺在地上（如插条）。因此，路基的强度和稳定性与土壤的成因、成分、结构和结构，土壤的各种力学性质，以及路基所在地层的各种地质条件密切相关。路基是用天然土石建造的条形建筑，分布范围广，在各种地质、水文、气候等复杂的自然条件下，其强度和稳定性受地质条件和雨水的影响，雪、水流和温度等因素。路基工程数量非常多，需要大量的劳动力、工程建设材料、施工设备和建设资金。高速铁路运行速度快，技术标准高，对轨道变形要求严格

12、。路基是轨道的基础，控制路基变形已成为高速铁路路基工程的最大特点。因此，高速铁路对路基和路桥过渡的地基条件、填充材料、压实标准、刚度等提出了更高的要求。路基工程各种病害和变形的发生与地表水、地下水的润湿、冲刷等破坏作用密切相关。为保证路基的稳定性，提高路基的抗变形能力，必须采取合理的排水措施。 ，消除或减少地表水和地下水的危害，使路基处于干燥状态，从而保证行车安全。路基之上、基层及之下，为了完成各自的排水任务，需要与各种排水设备形成完整的排水系统。路基排水系统的布置应与桥涵、隧道、车站等排水设施紧密相连，并应有足够的排水能力。在铁路路基工程中，为了防止填土或土体变形不稳定，进而承受侧向土压力，

13、通常采用挡土墙或防滑桩等挡土结构进行加固。防滑桩在铁路路基工程中的综合运用路基工程通常是大面积暴露于自然的岩土结构。长期受各种自然因素的强烈影响，如侵蚀、阳光、风、霜、雨、雪等，都会改变路基岩体的物理性质。 ，加速岩体风化，进而影响路基的正常使用和列车的正常运行。因此，路基边坡的保护非常重要，通常采取的保护措施包括砌体保护和植被保护。1.2 设计背景该设计基于新的沪昆线。沪昆高铁是国家中长期铁路网规划中的“四纵四横”高速客运通道之一。 ，铁路全长2264公里。客运专线需要将路基作为一种岩土结构进行设计施工，对填筑材料、压实标准、变形控制等要求比现行铁路更高；同时，要夯实基础。床结构，尤其是底层

14、。路基表面是路基中直接承受列车荷载的部分，是路基最重要的部分。路基表层不仅为轨道提供了坚实的基础，还为其下方的土路基提供了保护。因此，路基面层必须具有足够的强度和刚度，以及足够的稳定性和耐久性。 .在高速运行的情况下，路基在反复荷载作用下的累积沉降会严重影响列车的运行速度和乘客的舒适度。因此，必须严格控制施工后的结算，以匹配结算率。不同的结构在强度、刚度、变形等方面存在很大差异，这会导致轨道下基础的刚度不均匀。基础刚度和沉降差的变化必然会破坏系统刚度的均匀性，增加对轨下基础的动力效应，影响行车的稳定性和安全性。由于客运专线列车运行速度的提高，对路基的平稳过渡提出了更高的要求。因此，应合理设置和

15、计算铁路路基横向和纵向刚度的均匀过渡，以确保列车安全和乘客安全。舒适。1.3 地质构造本设计为沪昆线新建段D2K580+259.43D2K580+315路基工程设计。该路段属低层侵蚀地貌，枝状沟谷较多，地势起伏小，地坡低，地表相对高程低。 720726m，路肩设计标高722.254723.357m。坡上基岩大部分裸露，上覆土层较厚，为红粘土。杂草和灌木生长在斜坡上。线路附近有零星村庄，线路附近有人行道。表 1-1 地层物性参数表设计指标岩土工程名称和编号密度 (g/cm 3 )凝聚力 c(千帕)摩擦角 ()压缩模量合并系数渗透系数基础摩擦系数基本承载力 0(千帕)斜率暂时的永恒的红粘土（膨胀土

16、）硬塑料1.853010/0.301501： 1.51： 1.75红粘土（膨胀土）硬塑料1.853010/0.301501： 1.51： 1.75白云石 (ol)W 32.3/45/0.453501:0.51:0.75W 22.5/65/0.608001:0.31:0.51.4 设计任务及意义本设计涵盖路基体设计、地基处理设计、边坡加固设计、边坡防护设计、路基排水设计、土方分配设计、施工组织及预算编制等路基工程相关内容。本次设计的目的是系统地强化学生路基工程专业知识，锻炼学生收集和运用文献，综合运用理论知识解决工程问题的能力。通过本次毕业设计，学生可以系统地模拟高铁路基工程设计，进一步提高对高

17、铁路基工程的理解，初步具备独立设计高铁路基工程的能力。第二章道路原始设计2.1 路基截面形式在铁路工程中，常见的路基断面形式有路堤、路堑、半路堤、半路堑、半路堤、半路堑和免填免挖形式。常见的路基断面形式如下图所示：(一) (二)(c) (d)(e) (f)图2-1 常见路基截面形式(a) 路堤段； (b) 切割部分； (c) 半路堤段； (d) 半截断面； (e) 不填不挖； (f) 半路堤半截断面2.2 道路基本结构路基面、路肩、路基、边坡、基层等部分通常构成道路基体。下面一一介绍道路基体的各个组成部分：图 2-2 地铁车身（路基）2.2.1 路基表面直接在其上部和路肩上的路基轨道的顶面简称

18、为路基面。本次设计中，该铁路为双线高速客运专线，从规定中可以看出，路基面宽设计为13.6米。铁路路基宽度设计规定见下表2-1：表2-1 间隔路基宽度规列车设计速度线路堤（米）切割（米）行距（米）350km/h无砟轨道新双线13.613.65.0新单行8.68.6注：一。高速双线基地综合走线槽设备通常设置在两侧肩部周围，包括通信、信号、电力走线槽，三者往往是一体的。 );轨道中心到悬链线柱基侧的距离通常设计为3m。湾。如对轨道的结构形式、悬链线柱的设置等有特殊要求，应根据具体实际情况计算确定。2.2.2 肩部在路基的顶面上，路肩通常是指路基表面的两侧。它是路肩的作用，防止道砟流失，保持路基排水等

19、，道路养护人员可以轻松行走支撑线标志等，铺设各种通讯，因此，道路路肩起着非常重要的作用，所以要使路肩保持一定的宽度才能实现上述功能，从而实现列车的正常运行和通讯等工作的正常运行。2.2.3 基床路基表面下受火车、水文气候影响的围护部分通常称为路基。应满足铺装层与路堤D154d85的要求。当不能满足这一要求时，通常在底面铺设基床土工膜层进行加固处理，以满足基床的正常使用要求。根据高速铁路设计规范（TB10621-2009），为保证正常承载和正常安全行驶，无砟轨道基床表面厚度通常设计为0.4米，道碴轨道表层厚度通常设计为0.7米。 ，由于本设计中的高速铁路为无砟轨道，基床表层设计为0.4m。级配碎

20、石表面填料填充和级配碎石压实标准应符合下表所示标准：表2-2 路基面层材料组成及其压实标准表填料厚度（米）压实标准评论基础系数 K 30 (MPa/m)动态变形模量 E vd (MPa)压实系数 K分级碎石0.40190550.97注：无砟轨道也可以使用K 30或E v2 两种标准。如果使用 E v2 ，标准将变为 E v2 120 MPa 和 E v2 /E v1 2.3。按规定，铁路路基床底层设计厚度为2.3m，则路基总厚度为2.7m；有砟轨道路基表面厚度为0.7m，路基底层厚度为2.3m，则有砟轨道基床总厚度为3.0m。由于本次设计采用沪昆高铁（无砟轨道），基床总设计厚度为2.7m。顶部

21、应设置4%的人字形排水坡度，底部填料应填A、B组填料，A、B组填料的材料成分和压实标准应符合下表所示标准：表2-3 路基材料成分及压实标准填料厚度（米）压实标准化学改良土壤沙质土和细砾石土碎土和粗土A、B组填料或改良土壤2.3基础系数 K 30 (MPa/m)130150动变形模量Evd(MPa)4040压实系数 K0.950.950.957d 饱和无侧限抗压强度（kPa）350笔记。在无砟轨道设计中，一般情况下也可采用K 30或E v2进行控制。如果使用E v2 ，控制标准变为E v2不小于80 MPa，E v2 /E v1不大于2.5。2.2.4 坡度坡度是指路基横断面两侧的边线，坡度与路

22、基顶面的交点称为顶肩。坡与地面的交点称为路堤中的坡脚；在堑堑中称为堑顶边缘，标高与路肩标高之差即为堑堑边坡高度。路堤的坡高是路肩标高与趾部标高之差。路基断面通常采用梯形断面，详细设置见表2-4：表2-4 路堤边坡坡度表填料类型坡高(男)坡度 坡度评论一般细粒土、易风化软块石头，改良土壤081:1.5超过8m时，应在8m处设置边坡平台，平台宽度为2m8121:1.75碎石土、卵石土、不易风化的软岩土、粗粒土（细砂、淤泥、粘砂除外）081:1.5超过8m时，应在8m处设置边坡平台，平台宽度为2m8151:1.75不易风化的硬岩土081:1.5超过8m时，应在8m处设置斜坡平台，宽度为2m路堤边坡高

23、度一般不超过10m，特殊路堤边坡高度不超过6m。如果超过，应考虑与桥梁进行技术经济比较。原则上，次生边坡通常设置在淹水路堤段的边坡上。路基边坡设计是路基断面设计的重要组成部分，包括路基边坡形状设计和坡度设计。通常通过结合特定的地质条件来检查和评估稳定性。在本次设计中，采用立正岩土软件进行边坡稳定性分析。路堤的坡率应根据填料的实际物理性质、坡高、轨道列车的荷载、基层的工程地质条件等确定。挖土边坡的形式和坡度应根据工程地质条件、水文地质性质、坡高、排水措施、施工方法，结合天然稳定边坡和人工边坡的勘察和力学分析综合确定。在这个设计中，大部分给定的横断面都是路堑和路基的形式。根据实际工程地质情况，设计

24、边坡坡比为1：1.5，并对其采取相应的护坡措施。2.2.5 基材路堤的基础是基础，即在路堤填方自然地基以下的土体中承受填方自重和轨道、列车荷载的部分。基础部分的稳定性对整个路基体的稳定性和钢轨运行部分的稳定性极为关键。因此，在设计路基体时，应妥善处理底座，以免影响正常行驶和运行。本设计D2K580+259.43D2K580+300断面，由于基础部分为红粘土，土层较厚，经验不能满足工后沉降要求，需进行地基处理。地基处理设计与计算详见第四章。第三章路基排水设计3.1 水害和排水需求路基工程各种病害和变形的发生与地表水和地下水的入渗、冲刷密切相关。地表水渗入路基土壤，会大大降低土壤的抗剪强度，成为地

25、下水补给的来源。 ;地下水的流动也是造成路基边坡和路基坡脚侵蚀的原因。在严寒地区，温度和水的变化通常会对路基造成冻害。可见，水会对路基的稳定性造成严重破坏。因此，为保证路基的稳定性，提高路基的抗变形能力，必须采取合理的排水措施，并对产生的地表水和地下水进行适当的处理，消除或减少地表水和地下水的危害，使路基处于干燥状态，防止路基侵蚀引起的路基病害。路基应有良好完善的排水系统。排水设备应设置合理，与桥梁、涵洞、隧道、车站等合理连接，必须有足够的通水能力。此外，在设计路基排水设备时，应与农田水利工程综合利用密切配合。以达到最佳的生态效果。一是对路基轨道面标高以上的水进行截流、截流、排水，不允许冲击道

26、床和路基；二是轨道面以下的水应尽快排放到路基坡脚以外。让它冲刷路基；第三，线附近不能收集与线平行的地表水。设计时应合理选择护坡措施，注意护坡排水工程的系统性和完整性。3.2 地面排水地面排水是指对路基有害的地表水。通过设置线间沟、集水井、边沟、排水沟等设备，截流排水至路基围护结构外，防止水流冲刷路基。轨道混凝土支撑层地基设置为水平面，支撑层边缘向两侧设置4%的侧向排水坡度，后方10cm处设置细石混凝土密封层。路基底面和路基以下路基的顶面两侧应设置4%的横向排水坡度。采取上述措施可以将地表水引出路基表面。路基以下两侧设置4%的排水坡度，目的是通过盲沟排出路基渗出的地表水。常见的地面排水设备主要有

27、排水沟、边沟、天沟、截水沟等。在本设计中，地面排水措施如下：（1）设计断面为刳刨断面，路基两侧应设置边沟排水。边沟与路基之间通常设置2m长的平台。边沟设计规格为：宽0.6m、深0.8m、壁厚0.2m。此外，为了去除路基表面的地表水，路基表面边缘应设计为4%的边坡，路基表面底部和路基层底部应设计为4% 横向坡度。地表水从路基表面排出，然后从边沟排出。图 3-1 地表排水设计在本设计中，由于该路段为堑堑路段，线路右侧有堑坡，采用天沟进行地表排水，从山坡流向线路的水由天沟排出并引到农田。天沟的横截面是梯形截面。在本设计中，天沟的位置设置在距切割顶部边缘 5m 处。天沟布局示意图如下：图3-2天沟布局

28、示意图3.3地下排水路基中地下水的存在会对路基的安全稳定造成严重的安全隐患。因此，在排水设计中，不仅要设计合理的地表排水设备，还要根据地下水含水层中的地下水深度进行合理的选择。地下水排放。在本设计中，地下排水主要采取以下措施：此段为刈割段，应加强刈床排水。当地下水对路基产生不利影响时，应设置纵向盲沟排水。盲沟一般采用透水土工布包裹冲沙、鸡蛋、砾石等；盲沟内宜安装200mm钢筋混凝土花管。盲沟设计位置如下图所示：图3-3 盲沟设计布置本段右侧采用挡土墙支撑结构，挡土墙反滤层采用土工合成材料排水管。第四章 地基处理设计4.1地基处理概述地基是直接放置地基的岩层。从地质力学的角度来看，地基是指由于建

29、筑物荷载引起的应力和应变而不能忽视的岩土层。任何建筑物的荷载最终都会转移到地基上。因为上部结构材料的强度很高，而基础土的强度很低，压缩性比较大，所以设置具有一定结构形式的基础可以解决这个问题。基础必须具有一定的强度、稳定性和低压缩性，才能满足上部荷载的要求。地基处理工程的设计与施工将直接关系到建筑物的安全。如果处理不当，往往会发生大型工程事故，整治困难重重。因此，对于地基处理工程，应严格保证工程质量。地基处理通常是指为提高支撑建筑物地基的承载能力或防渗能力而采取的工程技术措施，可分为基础工程措施和岩土加固措施。地基处理的目的是利用置换、压实、压实、排水、胶结、加固等工程方法对地基土进行加固，从

30、而改善地基土的工程性能。地基处理的目的主要包括：提高地基土的抗剪强度、降低地基土的压缩性、提高地基土的透水性、改善地基土的动力特性、改善地基的不良地基特性。特殊土，提高地基土的抗震能力。 ，减少土壤沉降和不均匀沉降。本次设计中，D2K580+259.43D2K580+300区间地基软弱土层较厚，初步提出地基处理设计。然后根据计算软件对沉降不能满足要求的断面进行CFG桩加固法。在地基处理设计中，需要使用软件计算基床中心的沉降。如果施工后沉降不能满足要求（大于15mm），则必须处理地基。下列计算表明，D2K580+265断面为代表断面：该部分勘测区属活动性低构造地貌，谷内呈树枝状生长，地势起伏，交

31、通便利.本段底层为：红粘土（膨胀土）、红粘土（膨胀土）、白云石（膨胀土），调查中路基处理技术区域采用CFG桩加固法，CFG桩直径50cm，采用三角形布置法，桩间距1.5m，加筋路基趾端宽度大于2米的，加粗桩桩顶设置头部，铺设0.6米厚的垫子。作用是使各种受力均匀，从而达到最佳的地基处理效果。4.2 水泥粉煤灰砾石桩（CFG桩）4.2.1 CFG桩概述水泥粉煤灰碎石桩又称CFG桩，是在碎石桩的基础上加入适量的石屑、粉煤灰和水泥，加水制成的具有一定粘结强度的桩。桩与周围地基土形成复合地基。与一般碎石桩复合地基相比，承载力更高，变形更小。 CFG桩由水泥、粉煤灰、石头、石屑和水的混合物浇筑而成，其含

32、量对桩的强度和可加工性有很大影响。水泥的加入量对桩的强度和变形影响较大。水泥添加量少时，桩的强度小，水泥添加量多时，可大大提高桩的强度。力量。粉煤灰是燃煤电厂排放的工业废物。 CFG桩的骨料是分级碎石。级配碎石的粒度通常为2050mm。加入石屑填补碎石的空隙，使级配好。石屑的粒径一般为2.510mm。接触比表面积更大，从而提高桩的抗剪强度。 CFG桩能更好地用于粘土、粉砂、粉质土、粉砂、砂土、杂填土和湿陷性黄土地基，以提高地基的承载能力，减少地基的变形。当主要目的是使用CFG桩时，经济性较差。4.2.2 CFG桩的作用机理CFG桩不同于普通的砾石桩。 CFG桩的桩身材料是具有一定粘结强度的混合

33、材料。在荷载作用下，CFG桩的压缩性明显小于周围土体的压缩性，因此从地基传递到复合地基的附加应力随着地基的变形逐渐集中在桩身上，应力集中现象，因此复合地基的桩土应力比明显大于砾石桩复合地基。 CFG桩根据其施工工艺可分为压实型和非挤压型两种。施工通常采用振动浸渍法，通过振动和挤压的作用将桩间土压实和压实。软弱地基采用碎石桩加固后，其承载力较天然地基可提高50%100%，增幅较大，替代率较大。主要原因是碎石桩由松散的材料组成，没有足够的粘结强度。只有依靠周围土的约束，才能更好地承受来自上部的荷载，而CFG桩具有一定的粘结强度，桩身在荷载作用下不会发生明显变形，荷载作用在桩上通过桩周摩擦力和桩端阻

34、力传递到深层基础，大大提高复合地基的承载能力。加固效果明显。此外，CFG桩复合地基变形小，沉降稳定。4.2.3 CFG桩设计计算CFG桩用于地基处理，提高地基承载力，减少地基变形。对于松散的砂土地基，施工时可考虑适当的土壤压实效果。为充分发挥承重桩、桩与桩间土的作用，分担荷载，合理调整桩土应力比，通常需要在其上设置一定厚度的砂垫层。 CFG 堆的顶部。砂垫的组成为了对砾石、沙子等进行分级，本设计中砂垫的厚度设计为0.6m。沉降计算需先计算CFG桩处理后复合地基的弹性模量，再通过土工软件计算铺设轨道前后的沉降差。小于 15 毫米）。下面以D2K580+265里程的断面为代表断面，说明CFG桩技术

35、地基处理的计算方法：图4-1 CFG桩加固示意图图4-2 地基处理计算示意图(1) 结算计算D2K580+265段路堤设计高度4.4m，路堤设计顶宽13.6m，路堤坡度1：1.5。工后结算基准期结束时间设定为166个月，负荷应用等级为2。表4-2 地基处理计算序列号开始时间（月）终止时间（月）填充高度（米）是否做稳定计算10.0006.0002.000是的210.00014.0002.400是的路堤土层含两层土，铺设轨道前无外荷载，即超载次数为0。地基只有一层土层，土层厚度为8.71m，土重23 kN/m3，饱和重30 kN/m3，地下水埋深1m。路堤土层物理性质如下表所示：表 4-2 路堤土

36、层物理性质层数层厚（米）重 (kN/ m 3 )内聚力(kPa)摩擦角（度）14.00020.00025.00025.00020.40020.00025.00025.000地基总沉降采用经验系数法计算，固结沉降计算主要采用压缩模量法。沉降计算不考虑超载，沉降修正系数取1.0。计算沉降时，地层需要分层，层厚取0.5 m，压缩层厚的应力比判断为15%。在计算基础压力时，计算的是多层土的实际重量，计算中不考虑地基沉降引起的路堤增加。如果计算时不考虑沉降的影响，路堤的计算高度为4.4m。路基施工完成后沉降计算结果及时间如下：铺装完成后地基沉降=0.009（m）铺装完成后基期剩余沉降=0.028（m）基

37、期结束时，基金会落户最终总地基沉降使用CFG桩，地基的最终总沉降由软件计算。(4-1)式中施工后沉降；- 加载后的沉降量；- 施加负载前的沉降量；本设计中地基固结度取0.9。.满足施工后结算要求。( 2 )稳定性计算本设计采用有效固结应力法作为稳定性计算方法，在稳定性计算中不考虑超载和地震力。条带法计算时土壤条带宽度为1m，计算结果如下图。表面：表 4-3 基础稳定性计算表滑动中心滑动半径滑动安全系数总滑动力总防滑性土部滑动力土壤的局部滑动阻力(-2., 20 )(米)35米3.594782.265(千牛)2811.261(千牛)782.265(千牛2811.261从表中的数据来看，稳定性检查

38、是满足的。基础承载力计算地基承载力校核公式为：(4-2)承载力的修正公式为：(4-3)基础承载力计算结果如下表所示：表4-4 基础承载力计算计算点（米）深度（米）Pz (千帕)聚碳酸酯(千帕)Pz+Pcz(千帕)法兹(千帕)0.000.000.00.00.080.00.008.7128.8254.3283.1334.32.000.0026.70.026.780.02.008.7141.3254.3295.6334.34.000.0053.30.053.380.04.008.7155.7254.3310.0334.36.000.0080.00.080.080.06.008.7169.6254.3

39、323.9334.36.600.0088.00.088.080.06.608.7174.4254.3328.7334.36.800.0088.00.088.080.06.808.7174.4254.3328.7334.38.800.00188.00.0188.080.08.808.7182.8254.3337.1334.310.800.0088.00.088.080.010.808.7185.7254.3340.0334.312.800.0088.00.088.080.012.808.7184.4254.3338.7334.314.800.0088.00.088.080.014.808.718

40、0.8254.3335.1334.316.800.0088.00.088.080.016.808.7175.5254.3329.8334.318.800.0088.00.088.080.018.808.7162.1254.3316.4334.320.800.0080.00.080.080.020.808.7159.0254.3313.3334.322.800.0053.30.053.380.022.808.7147.8254.3302.1334.324.800.0026.70.026.780.024.808.7136.1254.3290.4334.326.800.000.00.00.080.0

41、26.808.7125.5254.3279.8334.3表4-5下伏土层承载力校核计算计算点（米）深度（米）Pz (千帕)千帕 (千帕)Pz+Pcz (千帕)Rfaz (千帕)是否满意0.000.000.00.00.080.0满足0.008.7128.8254.3283.1334.3满足经过以上对CFG桩的稳定性、桩基承载力和地基沉降的一系列计算，可以得到下表所示的结果：表 4 基础稳定性检查表部分D2K580+259.43D2K580+265D2K580+270D2K580+280基础承载力满足满足满足满足稳定计算满足满足满足满足施工后沉降（m）0.0360.0300.0310.018总结算

42、量（米）0.0450.0430.0450.027第五章边坡支护结构设计结构概述挡土墙、防滑桩、预应力锚索等支撑和加强山坡填土或防止滑坡的支护锚固结构，统称为路基支护结构。保持稳定的位移和建筑物的施工和控制。在铁路路基工程中，挡土结构通常主要用于承受侧向土压力，应用于宽阔稳定的路基、路基工程的切割、滑坡加固、塌方和挡土泥石流等。在本设计中，当边坡高度小于3m，不设置支撑建筑结构，只需按规定刷一定坡度即可。本设计中边坡坡度设计为1:1.5，当坡高大于3米时，用于挡土结构的坡度。应使用该软件计算边坡稳定性分析。边坡稳定性分析计算结果如下表所示：表 5-1 边坡稳定性分析计算表代表部分D2K280+2

43、59.43D2K280+265D2K280+270D2K280+280D2K280+290D2K280+300D2K280+310D2K280+315稳定系数1.81.61.71.61.51.61.81.55 2 支撑结构的分类支撑结构的种类很多，分类标准也很多，可以根据材料支撑结构、设置位置、结构等条件进行划分。固定结构按结构类型可分为重力挡墙、悬臂挡墙、支臂挡墙、加筋土挡墙、土钉墙等结构、土工挡土结构、混凝土挡墙结构和复合材料信封结构。5 2 1 重力挡土墙路基挡土结构设计采用重力挡墙和抗滑桩。现将重力挡土墙描述如下：重力式挡土墙是靠自身墙体下围土式的厚壁压力稳定保持，具有形式简单、施工简

44、单等优良特点，因为在我们一些地区，石料来源广泛而丰富，所以在长期以来，重力挡土墙岩土工程在我国得到广泛应用。重力式挡土墙的设计计算一般采用库仑土压力理论，根据侧向土压力的影响，重力式挡土墙主要通过自重来保持墙体的稳定性。它建在墙体材料上，在少数情况下，它将用混凝土材料建造。重力挡土一般由碎石和碎石制成。根据重力挡墙的后墙形式，重力挡土墙可分为垂直、倾斜、俯视斜、稳、凸多边形线。土压斜背墙可以承受小而硬的压实回填墙，后面施工不便；俯瞰斜墙后墙，土能承受压力，墙体可后退几步填满墙体，增加与后墙的摩擦力；纵向墙背保留上述两个特征之间的墙；靠后的承重墙单元稳定后墙的重量，让重心移动墙，从而增加墙的稳定

45、性；凸折线后墙俯瞰 倾斜部分设置为较低的坡度，以减小墙部分的横截面尺寸。本设计中，部分D2K580 259.43D2K580+300整套正确的偏重力挡土墙，背面设计为竖向形式，墙体坡度为1：0.2，墙体高度为45m的形式斜坡，坡底墙体设置为0.05：1，以增加墙体的抗倾覆能力。现以D2K580+265处的挡土墙为例，计算说明如下：图5-1 挡土墙尺寸及结构墙体尺寸如下表所示：表 5-2 重力挡土墙尺寸墙高（米）墙顶宽度（米）墙坡坡度墙坡坡度5.01.01:0.21:0.0墙体物理参数如下表所示：表 5-3 斜线长度折线序列号水平投影长度（米）垂直投影长度（米）转换土柱数12.0000.0000

46、22.4841.6560(1) 滑动稳定性检查底座摩擦系数0.3，底座倾角2.862度，增强防滑稳定性。底座设有斜面。防滑稳定性计算结果如下：Wn = 174.582(kN) En = 1.271(kN) Wt = 8.729(kN) Et = 9.203(kN)滑动力= 0.474(kN)防滑力= 52.756(kN)Kc = 111.378 1.300 满足滑动检查基础土层水平方向：滑移力=9.255(kN) 抗滑力=88.730(kN)基础土层水平方向：滑动校核计算满足：Kc2 = 9.588 1.300(2) 抗倾覆稳定性检查墙体重力力臂 Zw =1.224(m)Ey 的力臂 Zx =

47、 2.000(m)Ex 的力臂为 Zy = 0.312(m)倾覆力矩 = 2.884(kN m) 抗倾覆力矩 = 215.519(kN m)符合要求，抗倾覆稳定(3)基础应力校核和偏心距校核作用在基础底部的总垂直力 = 175.853(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=212.635(kN m)底宽 B = 2.002 (m) 偏心率 e = -0.208 (m)距离 Zn = 1.209(m)基础压应力：脚趾=33.109 脚跟=142.524(kPa)最大应力与最小应力之比 = 142.524 / 33.109 = 4.305偏心距校核计算符合要求：e=-0.208 0.250*2.002 =

48、 0.501(m)墙趾处基础承载力验算满足： 压应力=33.109 180.000(kPa)墙跟处的基础承载力验算满足： 压应力=142.524 195.000 (kPa)平均承载力校核满足： 压应力=87.817 150.000(kPa)( 4 )检查墙底部分的强度在检查截面上方，墙截面面积 = 7.500(m2) 重量 = 172.500 (kN)墙体重力 Zw = 1.222 (m) 相对于校核段外边的力臂Ey 的力臂 Zx = 2.000 (m) 相对于检查部分的外边缘Ex 的力臂是 Zy = 0.312 (m) 相对于检查部分外的边缘正常应力检查：作用在校核截面上的总竖向力 = 17

49、3.310(kN) 作用在墙趾下点的总弯矩 = 209.569(kN m)相对于校核段外缘，合力臂 Zn = 1.209(m)截面宽度 B = 2.000 (m) 偏心率 e1 = -0.209 (m)截面偏心距校核计算满足： e1= -0.209 0.300*2.000 = 0.600(m)截面压应力：面坡=32.266 背坡=141.043(kPa)压应力校核满足：计算值 = 141.043 2100.000(kPa)切向应力检查：剪应力校核满足：计算值 = -30.035 110.000(kPa)5.2.2 防滑桩本段D2K580+300D2K580+315，考虑到边坡高度大，滑动推力也

50、大，考虑在本段设计抗滑桩。防滑桩截面图如下：图 5-3 防滑桩布置抗滑桩在滑坡推力的作用下会产生一定的变形，这取决于桩的性质和周围土体性质的变形：首先，桩的位置发生偏移，但桩身仍保持在原来的形状，而变形主要是由于周围区域的损失。土体的变形就是所谓的刚性桩。另一种情况是桩的中心轴和桩的位置同时发生变化，即土桩和桩围绕同一轴线发生变形。我们称之为弹性桩。试验研究表明，当抗滑桩预埋至临界值深度时，认为桩的刚度为无穷大，桩侧阻力的弹性极限承载力取决于桩的尺寸和土壤。判断标准刚性或柔性桩通常以此临界值作为半截面的依据。临界值的规定通常有以下几种方式：若按K法计算，当l 2 1.0时，抗滑桩为刚性桩；l

51、2 1.0，抗滑桩为弹性桩。若按m法计算，当al 2 2.5时，抗滑桩为刚性桩；al 2 2.5，防滑桩为弹性桩。式中，l 2, , al 2为桩的变形系数，计算如下：(5-1)式中，桩的变形系数（m -1 ）；K地基系数（KPa/m；E桩身混凝土弹性模量（KPa）；I桩截面惯性矩（m 4 ）；Bp计算的桩宽（m）。(2) 刚性桩的计算如果将滑动面以上的力视为外力，则从外荷载中减去桩体前方的阻力，从桩体中取出滑动面以下的部分。剪力和弯矩。并且可以得到平衡，进一步计算桩的受力。在本设计中，桩的D2K580+300D2K580+315段设置在排的右侧。按规定，间距设置为6.0米，桩间采用挡土墙处理

52、方式。计算说明如下：图5-4 防滑桩结构尺寸图桩身尺寸如下表所示：表5-4 防滑桩尺寸桩总长（米）嵌入深度（米）桩宽（米）桩高（米）桩距（米）11.06.01.52.06.0表5-5 固定端埋地土层物理性质土层序号土层厚度（米）严重 (kN/m3)摩擦角（度）土壤摩擦阻力（kPa）K(MN/m3)被动土压力调整系数10.49023.00045.00120.0010.0001.00025.51025.00065.00120.0010.0001.000表5-5抗滑桩体物理参数桩混凝土强度等级C30纵筋合力点与外蒙皮的距离35（毫米）桩纵筋水平HRB400桩的箍筋水平HRB335桩箍之间的间距204

53、(毫米)挡土墙回填土间摩擦角35.0（度）挡土墙后部与墙后填充物之间的摩擦角17.5（度）墙后填充物的体积密度23.0(kN/m3)横向坡角以上填料之间的土壤摩擦阻力120.00(千帕)横向坡角以下填料之间的土壤摩擦阻力120.00(千帕)表5-6 斜线长度折线序列号水平投影长度（米）垂直投影长度（米）12.0000.00028.1605.440图5-7 抗滑桩推力计算参数名称推力分布型桩后残余滑动力水平分量桩后残余滑动阻力水平分量参数值长方形500.000（千牛/米）0.000（千牛/米）(1)桩体力计算由于桩底为岩石，故采用K法计算。下表为桩身力的计算结果：表5-8 桩身力计算点数距顶部的

54、距离（米）弯矩 kN-m)剪切力 (kN)位移（毫米）土壤反作用力 (kPa)1-0.0000.0000.000-33.43-0.00020.22718.595-163.636-32.47-0.00030.45574.380-327.273-31.51-0.00040.682167.355-490.909-30.55-0.00050.909297.521-654.546-29.60-0.00061.136464.876-818.182-28.64-0.00071.364669.422-981.182-27.68-0.00081.591911.157-1145.455-26.73-0.00091

55、.8181190.083-1309.091-25.77-0.000102.0451506.198-1472.727-24.82-0.000112.2731859.504-1636.364-23.87-0.000122.5002250.000-1800.000-22.93-0.000132.7272677.686-1963.636-21.99-0.000142.9553142.569-2127.273-21.05-0.000153.1823644.628-2290.909-20.12-0.000163.4094183.855-2454.546-19.19-0.000173.636。4760.33

56、1-2618.182-18.27-0.000183.8645373.968-2781.818-17.36-0.000194.0916024.793-2945.455-16.46-0.000204.3186712.811-3109.091-15.57-0.000214.5457438.017-3272.728-14.69-0.000224.7738200.414-3436.364-13.83-0.000235.0009000.001-3600.000-12.98-64.154245.2229791.990-3530.180-12.16-121.587255.44410568.970-3464.8

57、59-11.36-113.569265.66711331.927-3403.944-10.57-105.724275.88912081.833-3347.335-9.87-98.066286.11112819.632-3294.926-9.06-90.607296.33313546.245-3246.402-8.34-83.359306.55614262.565-3202.243-7.63-76.334316.77814969.463-3161.721-6.95-69.544327.00015667.775-3124.904-6.30-62.999337.22216358.311-3091.6

58、50-5.67-56.713347.44417041.844-3061.814-5.07-50.969357.66717719.115-3035.243-4.50-44.960367.88918390.840-3011.777-3.95-39.515378.11119057.682-2991.253-3.44-34.373388.33319720.283-2973.498-2.95-29.545398.55620379.238-2958.335-2.50-25.041408.77821035.100-2945.581-2.09-20.873419.00021688.385-2935.046-1

59、.71-17.051429.22222339.556-2926.536-1.36-13.586439.44422989.068-2919.849-1.05-10.489449.66723637.277-2914.777-0.78-7.770459.88924284.545-2911.108-0.54-5.4404610.11124931.000-2908.622-0.35-3.5104710.33325577.244-2907.094-0.20-1.9924810.55626223.143-2906.293-0.09-0.8924910.77826868.932-2905.983-0.02-0

60、.2255011.00013757.346-1452.960-0.00-0.000桩身的配筋如下表所示：表5-9 桩身加固表序列号距顶部的距离（米）侧纵筋（ mm2）背侧纵肋（ mm2）马镫( mm2)1-0.00018002500030020.22718002500030030.45518002500030040.68218002500030050.90918002500030061.13618002500030071.36418002500030081.59118002500030091.818180025000300102.045180025000300112.2731800250003