城市轨道交通结构设计与施工之路基工程

城市轨道交通结构设计与施工StructuralDesignandConstructionofUrbanRailTransit主讲：周顺华教授同济大学交通运输工程学院第九章路基工程目录第一节路基结构第二节路基本体工程第三节路基排水及防护工程第四节路基支挡工程第五节软土地基路基沉降控制第一节路基结构路堤断面路堑断面半路堤断面半路堑断面半路堤半路堑断面不填不挖路基断面一、路基横断面形式和组成路基横断面形式图9-1路基横断面形式路基本体组成部分示意图路堤路堑2、路基横断面基本构造（1）、路基本体图9-2图9-3区间线路路拱的形状路肩高程应保证路基不致被洪水淹没，

也不致在地下水最高水位时因毛细水上升至路基面而产生冻胀或翻浆冒泥等病害。路基面的形状与路基面以下土质的渗水性有关。路拱形状为三角形，如图9-3所示；站场路基应有良好的排水设施，在线路较少时，可以设计成单面坡、双面坡、锯齿形，如图9-4所示。二、路基横断面各构成部分设计原则路基面宽度应根据正线数目、

配线情况、线间距、轨道结构、

路基面形状、

曲线加宽“路肩宽度等计算确定。路基边坡设计是路基横断面设计的主要内容。

它包括边坡形状的设计和边坡坡度的确定。图9-4站场路基面的双面坡路拱路堑边坡受气候、

地质等因素的影响很大对于特殊情况下的路基，应做个别设计路堤标准设计横断面图9-6路堤标准横断面（两侧取有土坑）图9-7路堤标准横断面（变坡形式）图9-8路堤标准横断面（地面横坡大）碎石类路堑标准断面图不易风化的岩石路堑标准横断面设有侧沟平台的路堑标准横断面常见的粘性土路堑标准横断面路堑标准设计断面图9-9路堑标准横断面第二节路基本体工程一、路基的荷载（作用在路基面上的应力：静荷载、动荷载）路基荷载计算时,常把静荷载和动荷载一并简化作为静荷载处理,即通常的换算土柱法。换算土柱的高度为：二、路基基床基床是指路路基面以下下受列车动动荷载振动动作用和水水文气候影影响较大的的这一部分分路基。分分为基床表层和基床底层需满足：强度要求刚度要求防渗要求在可能发生生冻害的地地区，基床床还应有防防冻等特殊殊要求地铁设计规规范规定基基床厚度不不小于1.5米，其中表表层厚度不不小于0.4米，底层厚厚度不小于于1.1米三、路基填填料及压实实分类按土石的颗颗粒组成、、颗粒形状等等分为：细粒土、粗粒土、巨巨粒土按土的渗水水性分为：：渗水土、非非渗水土按土在压实实后的工程程性质分为为：A组(优质填料））C组（一般填填料）D组（差质填填料）B组（良好填填料）E组（劣质填填料）路基土的压压实度（细粒土））压实系数数：（砂土或砾砾石类土））相对密度度emax———无粘性土处处在最松状状态下的空空隙比emin———无粘性土处处在最密状状态下的空空隙比e——无粘性土处处在天然状状态下的空空隙比地基系数K30P0.125——荷载板沉降降为0.125cm所对应的荷荷载板单位位压力基床填料及及压实度路堤基床表表层应优先先选用A、B组填料基床底层填填料可选用用A、B、C组填料路基基床各各层的压实实度表9-4基床土的压压实度基床以下部部分填料及及压实度填料可选用用A、B、C组填料路堤浸水部部位的填料料应选用渗水水土填料，，当渗水土填填在非渗水水土上时，，非渗水土层层顶面应向向两侧设4%的横坡基床以下部部分填料的的压实度图9-5基床以下部部分填料的的压实度第三节路路基排水及及防护工程程一、路基排排水工程路基地面排排水路基地面排排水设计包包括沿线排排水系统设设计和地面面排水设施施设计路基排水设设施包括：：排水沟、侧沟、天沟沟、跌水、急流槽及缓缓流井等路基地下排排水路基地下排排水设施主主要类型有有深排水沟沟、排水槽、渗渗沟、渗水水隧洞、渗井、渗管和平孔孔排水等。。具体结构构和布置情情况可参考考有关设计计手册。图9-10堑顶有弃土土堆时天沟沟布置示意意图二、路基防防护工程路基坡面防防护植物防护不宜采用植植物防护的的边坡对于炭质页页岩和泥岩岩等易风化化的岩质边边坡，可采用抹面面、喷浆、、勾缝及灌灌浆等方法法防护砌石护坡浆砌片石植植草窗护坡坡第四节路路基支挡工工程一、概述路基支挡建建筑物是指为使路路基本体及及路基周围围土体稳定定而修建的的建筑物最常见的是是挡土墙挡土墙重力式挡土土墙轻型挡土墙墙（指一般利利用挡土墙墙的自重和和地基反力力来支挡土土体的挡土土墙）仰斜墙背式挡土墙俯斜墙背式挡土墙衡重式挡土墙折线墙背式挡土墙挡土墙分类类图9-11重力式挡土土墙按作用原理理分按所在位置置不同分类类路堑墙路堤墙

路肩墙图9-11挡土墙在路路基横断面面上的位置置示意图二、重力式式挡土墙简简介常用的重力力式挡土墙墙，一般由由墙身、基础、排水水设施与伸伸缩缝等部部分构成墙身在地形陡陡峻的山山区，胸坡坡度度采用1:0.05~1:0.2；平缓地地段，采采用1:0.2~1:0.3或1:0.4重力式挡挡土墙的的仰斜墙墙背坡度度一般采采用1:0.25，不宜缓于于1:0.35，俯斜墙墙背坡度度一般为为1:0.25~1:0.4,衡重式挡挡土墙上上墙背一一般取1:0.25~1:0.4,下墙背一一般为1:0.25.上下墙高高之比,多采用2:3基础倾斜基底底台阶基础础扩大基础础沉降缝与与伸缩缝缝图9-13挡土墙基基础形式式排水设施施地面排水水主要是防防止地表表水渗入入墙背填填料或地地基，因此可设设置地面面排水沟沟以截留留地表水水。夯实回填填土顶面面和地表表松土，，以减少少雨水和和地表水水下渗，，必要时时应加设设铺砌，，采取封封闭处理理。为防防止地表表水渗入入地基，，可夯实实墙前回回填土及及加固边边沟等。。墙身排水水主要是为为了迅速速排除墙墙后积水水三、轻型型挡土墙墙加筋土挡挡土墙墙面板（（阻挡填填料挤出出、坍塌塌，传递递土压力力以及便便于拉筋筋布设，，并使拉拉筋、填填料和墙墙面板三三者构成成整体拉筋（需需有足够够的抗拉拉强度，，拉伸变变形和蠕蠕变量小小，与填填料之间间能产生生足够的的摩擦力力，有较好的的柔性和和韧性，，抗老化化、造价价低廉，，与墙面板板连接牢牢固可靠靠。填料图9-15加筋土挡挡土墙示示意图锚杆挡土土墙锚杆挡土土墙由钢钢筋混凝凝土墙面面系和锚锚杆组成成，锚杆杆插入并并锚固在在稳定的的岩层或或土层中中，作用用于墙面面系的土土压力由由锚杆埋埋入地层层的抗拔拔力来平平衡。这种挡土墙多用用于岩质、半岩岩质深路堑及陡陡坡路堤地段锚定板挡土墙锚定板挡土墙由由墙面系、拉杆杆、锚定板组成成。它通过锚定定板前填土的被被动抗力来平衡衡拉杆拉力。因因此，锚定板是是依靠土体来保保持自身稳定的的支挡结构。图9-16锚杆挡土墙示意意图图9-17锚定板挡土墙示示意图桩板式挡土墙桩板式挡土墙由由钢筋混凝土抗抗滑桩和挡板组组成。桩锚固于于较深土层中土土压力通过挡土土板传给桩并由由桩前土体的弹弹性抗力来平衡衡悬臂式和扶壁式式挡土墙钢筋混凝土悬臂臂式挡土墙由立立壁、趾板及踵踵板组成。这种结构能较好好地发挥钢筋混混凝土的强度性性能。悬臂式扶壁式当墙高大于6m时,可采用钢筋混凝凝土扶壁式挡土土墙第五节软体地地基路基沉降控控制一、软土的工程程特性二、软土地基的的路基沉降控制制对有砟轨道路基基而言，一般其其工后沉降不应应大于30cm对无砟轨道路基基而言，一般其其工后沉降不应应大于2cm软土地基上的路路基，控制路基基的工后沉降主主要是控制地基基的工后沉降三、软土地基处处理方法地基处理的目的的是为了提高地地基承载力，减减少地基沉降对天然地基土体体进行土质改良良形成复合地基分类换填法排水固结法强夯法原位压实法水泥土复合地基基低强度桩复合地地基树根桩复合地基基振冲挤密碎石桩桩复合地基排水固结法塑料排水板真空法水泥搅拌桩复合合地基影响搅拌桩复合合地基沉降特性性的主要因素有有面积置换率、、桩长和桩体强强度。桩网复合地基、、桩筏复合地基、、桩板结构桩网结构是由桩桩（钻孔桩、预预制桩、预应力力管桩等刚性桩桩，可带桩帽））网（土工格栅栅等）以及桩间间土构成的复合合系统桩（桩帽）顶面与软软土地基基顶面少少量的沉沉降差，，促使路路堤填料料中形成成土拱效效应，加加上网变变形的提提拉作用用，可将将路堤大大部分荷荷载转移移到桩（（桩帽）上上，从而而减小了了桩间土土上部的的压力。。桩网复合合地基桩筏复合合地基,利用在桩桩上铺设设垫层和和筏板使上部荷荷载通过过筏板传传递到桩桩和桩间间土,与桩网复复合地基基相比,地基