高速路基CFG桩处理及施工技术-建筑类毕业论文.doc

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XXXXXXX学院

毕业设计

题目

姓名

学号

专业班级

分院

指导教师

20XX年XX月XX日

摘要

世界铁路产业自其产生到上世纪五十年代，一直处于大发展之中。

随后，由于受到航空业和高速公路的挑战，铁路发展速度逐渐减缓。

至1964年世界第一条高速铁路----日本东海道新干线建成并投入运营，一起速度快，运能大，节省资源，确保其安全准时，污染少等综合优势博得世人青睐，极大地提高了世界各国发展高速铁路的兴趣，从而使铁路产业出现了一个兴旺时期。

高速铁路的出现对传统铁路的设计、施工和养护维修提出了新的挑战，在许多方面深化和改变了传统的设计观念或思想。

高速铁路路基作为高速运营的列车轨道基础，就线路结构领域看，目前已经突破了传统的轨道/道床/土路基这种结构形式，既有碴轨道也有无碴轨道在有碴轨道中，从轨道至基床这个过渡层范围内，除了道碴/土这种两层系统外还有多层系统。

各种不同的结构形式所企图达到的首要目的是为高速线路提供高平顺性和稳定的轨下基础。

对其的讨论研究是为了更好的为高速铁路的发展奠定基础。

目前正是我国高速铁路蓬勃发展的时期，环渤海地区、长江三角洲地区、珠江三角洲地区将建成城际客运系统，同时既有线提速达到2万km，形成我国铁路快速客运网，为广大旅客提供更加安全、快捷、舒适的服务。

中国铁路客运面貌将为之一新，高速化快速化势不可挡。

关键词：

高速铁路；路基施工；CFG桩；施工工艺

-I-

目录

摘要 I

引言 1

1绪论 2

1.1路基总体施工方案 2

2地基加固处理 3

2.1该段线路具体地质情况 3

2.2地基处理施工方案 3

2.2.1CFG桩相关介绍 3

2.2.2CFG桩施工方案 4

2.3CFG桩施工工艺 6

2.3.1施工现场准备 6

2.3.2桩基施打顺序 6

2.3.3工艺流程 7

2.3.4桩帽、钢筋混凝土板施工 9

2.3.5褥垫层施工 10

2.3.6施工注意事项 10

3路基本体施工方案 11

3.1路基填料施工方案 11

3.1.1路基填筑施工工艺流程图 11

3.1.2工艺要点 11

3.2路基基床施工方案 12

3.2.1路基基床底层施工工艺及方法 12

3.2.2堆载预压法 14

3.2.3路基基床表层施工 15

3.4路基防护及排水工程施工方案 18

3.4.1拱形骨架护坡 18

3.4.2土工合成材料铺设 19

3.4.3路基排水工程 19

结论 20

致谢 21

参考文献 22

-III-

XXXXX技术学院毕业设计（论文）

引言

高速铁路路基是经开挖或填筑而形成的直接支撑轨道、满足轨道铺设和运营条件而修建的土工结构物，是铁道工程的重要组成部分。

它承受着轨道及机车车辆的静荷载和动荷载，并将和在向地基深处传递扩散，因此路基应具有足够的强度和稳定性，应能抵抗自然因素的破坏而不致产生有害变形。

从纵断面上，路基必须保证线路需要的高程；在平面上，路基遇桥梁、隧道连接组成完整贯通的线路。

路基工程包括路基本体工程、路基防护工程、路基排水工程、路基支挡和加固工程，以及由于修筑路基可能引起的改河、改沟等配套工程。

如何保证在路基施工的质量将成为路基施工的一大挑战。

在特殊路段纯在大量不良地质情况，例如荷塘水池、地下水富集、或地质不稳定等，我们要做的就是保证路基在以后长期运营中不发生病害。

能够为列车提供较稳固的基础。

在长期的实践中，较多的软基处理采用CFG桩施工，对路基进行加固。

能够达到合格的施工要求，满足叫严格的恭候沉降。

1绪论

1.1路基总体施工方案

路基主要施工内容有：

基底加固处理、路基填筑、路堤坡面防护等。

地基加固处理主要有强夯加固和CFG桩加固两种形式。

由于该段粉质黏土、粉土分布广泛分布，工程性质相对较差，如处理不当将会造成路基病害，施工中地基处理施工是该标段路基工程的重点，保证路基填筑质量，控制工后沉降，是工程的难点。

所以应选用施工经验丰富的地基处理专业施工队，施工前按照设计的处理方案，先进行工艺性试验，待工艺试验检验满足设计和质量要求后，进行大面积施工。

土石方就近调运，路基按“三阶段、四区段、八流程”填筑施工。

填筑前，先选一段路基作为试验段，进行填筑压实试验，确定满足压实要求的各项工艺参数，再推广到大面积施工。

级配碎石的生产采用厂拌法集中拌和，严格按照配合比，控制成料的含水量与颗粒级配。

填筑前先进行填筑压实工艺试验，确定工艺参数，再进行大面积施工。

过渡段与相邻路基按相同高度一体同层施工。

为满足路基对沉降控制的要求，路基填筑到基床表层底面，基床表层填筑前填筑预压土，预压土高度3.0m，预压土卸载时间不少于6个月。

工后沉降控制标准高。

为满足无砟轨道工后沉降控制技术要求，路基工程须严格控制地基和路堤的工后沉降，分析评估沉降稳定满足设计要求后方可铺设无砟轨道。

由于该标段粉质黏土、粉土分布广泛分布，工程性质相对较差，如处理不当将会造成路基病害，施工中地基处理施工是该标段路基工程的重点，保证路基填筑质量，控制工后沉降，是工程的难点。

2地基加固处理

2.1该段线路具体地质情况

该段位于山前冲洪积平原，地势平坦开阔。

良乡至石家庄属于太行山东麓山前冲洪积平原，地势由西向东倾，南北向呈以漕河为最低点，向两侧逐步增高趋势，地面高程一般在10.1m～60.0m之间。

沿线表覆第四系地层，其成因类型可分为人工堆积层、冲洪积层、风积层、坡洪积层；地层分布情况为：

粉质粘土，黄褐色，硬塑，加少量粉土，厚0-4米：

中砂，褐黄色，中密，稍湿，含少量砾石，厚2-6米；粗砂，褐黄色，中密，潮湿，局部含少量细圆砾跟砾石，厚2-10米；粉质黏土，褐黄色，硬塑，厚1-4米；以下为中砂，褐黄色，密实，潮湿。

地下水埋深14.5-16.7米，变幅2-3米，对混凝土不具侵蚀性。

由于粉质黏土、粉土分布广泛分布，工程性质相对较差。

全部路基均需要进行地基加固，路基基底采用CFG桩处理，路基基床底层填筑完成，基床表层填筑前填筑3.0m高的预压土进行路基沉降观测，直到经过沉降观测数据评估满足工后沉降要求后，才能卸载土方。

2.2地基处理施工方案

在该段线路中由于其特殊地质状况，在地基处理的施工方法中宜选用强夯地基处理施工，但考虑到强夯特有的施工特点——噪声大，影响周边村民的日常生活，故改为复合地基——CFG桩地基处理施工方案。

2.2.1CFG桩相关介绍

（1）什么是CFG桩

CFG桩即水泥粉煤灰碎石桩，是在碎石桩基础上加进一些石屑、粉煤灰和少量水泥，加水拌和制成的一种具有一定粘结强度的桩。

其施工工艺与普通沉管碎石桩基本相同。

（2）相关工程材料

粉煤灰是燃煤发电厂排出的一种工业废料。

它是磨至一定细度的粉煤灰在煤粉炉中燃烧（1100～1500。

C）后，由收尖器惧的细灰（简称干灰）。

其主要化学成分有SiO2、Al2O3和MgO等，其中粉煤灰的活性决定于各种粒度Al2O3和SiO2、的含量，CaO对粉煤灰的活性也极为有利。

粉煤灰的粒度组成是影响粉煤灰质量的主要指标，一般粉煤灰越细，球形颗粒越多，因而水化及接触界面增加，容易发挥粉煤灰的活性。

碎石为不溶于地下水或不受侵蚀影响的硬骨料，一般采用砾石、碎石等，其粒径为20～50mm，密度为2.7t•m3，松散密度为1.39t•m3，含水率0.96%，含泥量不得大于5％。

石屑掺入一定数量的石屑是填充碎石的孔隙，使其级配良好。

石屑宜选用与同一种碎石原料进行加工，掺入的数量应由试验确定，不能随意添加。

其各项参数如下：

粒径2.5～10mm，密度2.7t•m3，松散密度1.47t•m3，含水率1.05%，含泥量不得大于5％。

水泥一般采用425号普通硅酸盐水泥，质量优良，新鲜无结块。

（3）相关机具设备

主要机具振动打桩机是振动沉管法施工的主要机具。

目前国产型号有DZ60KS/DZ30/DZ20/DZ60／DZ120等，对于地质情况较复杂的地基，功率大的打桩机比功率小的效果好，在一般的砂粘性土地基DZ90能满足孔径小于80cmCFG桩的施工。

吊机的起吊能力应不小于10t，可用起落架代替吊机。

电气控制设备是施工机械的心脏，控制电流操作台要有250A以上容量的电流表3块，500V电压表3块。

加料可用架子车或小翻斗车完成，按一次不超过0.5立方计算需要运输工具的数量。

（4）施工准备施工前，应作好以下准备工作：

①认真核对施工现场地质情况，防止施工时沉管振动破坏；

②按设计要地求布置桩位，绘出布桩平面图，标出打桩顺序和注明桩位编号，具体施工注意事项应详加说明；

③对现场及邻近的地下管线、地上建筑物等应事前进行清理；

④搞好现场测量工作，水准控制点及平面控制点应按测规要求引至现场，以控制桩的调程及位置；

⑤完成施工现场“三通一平”工作，保证沉管机械进场。

（5）施工方法CFG桩施工前，一般须进行试验，以便确定成桩有关技术参数，待参数确定后再行组织施工。

2.2.2CFG桩施工方案

CFG桩一般采用桩网结构，桩顶设碎石垫层厚0.5m，垫层内夹铺两层双向100Kn/m土工格栅；桥头过渡段采用桩板结构，桩顶设0.2m厚的碎石垫层，碎石垫层顶部设0.1m厚C20素混凝土垫层，混凝土垫层顶部设0.5m厚C30钢筋混凝土板。

CFG桩桩端持力层为低压缩性土时，桩顶设C25钢筋混凝土扩大桩头，尺寸为1.0×1.0×0.3m。

布置型式见下表

2-1各区段CFG桩布置图

序号

位置

布置型式

1

正线区间非桥头过渡段

无砟轨道混凝土底座应力扩散角以内正方形布置，间距1.5m，以外纵向间距按1.5m布置，横向间距按1.8m布置，横向最外一排桩位于边坡护坡基础内缘，最外两排桩间距可适当放大，但不得大于2.0m。

2

桥头过渡段

无砟轨道混凝土底座应力扩散角以内正方形布置，间距1.5m，以外纵向间距按1.5m布置，横向间距按1.6～1.8m布置，横向最外一排桩位于边坡护坡基础内缘，最外两排桩桩间距可适当放大，但不得大于2.0m；采用桩板结构，桩顶设0.2m厚的碎石垫层，碎石垫层顶部设0.1m厚C20素混凝土垫层，混凝土垫层顶部设0.5m厚C30钢筋混凝土板。

3

正线区间桥头过渡段桩端持力层为低压缩性土

无砟轨道混凝土底座应力扩散角以内CFG桩形式不变，桩间距可由1.5m调整为1.6m，并加C25钢筋混凝土扩大桩头，尺寸为1.0×1.0×0.3m。

无砟轨道混凝土底座应力扩散角以外桩布置形式不变纵向间距可由1.5m调整为1.6m，横向间距按1.8m布置，过渡段范围桩布置形式不变，采用桩帽地段，全断面CFG桩均加桩帽，以利施工。

CFG桩根据现场地质条件，采用长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩方法施工。

施工前按设计要求先由试验室进行配合比试验，确定混合料配比，并选择CFG桩施工机械，进行现场工艺试验，确定处理施工参数。

场地清理后，按施工平面图放好桩位，长螺旋钻机施工可逐行逐点施打，场区施工完毕，至规定的龄期进行检验。

CFG桩施工的主要机具设备有长螺旋钻机、混凝土泵、混凝土拌和站、推土机等。

⑴配合比设计要求

①混凝土的强度等级采用C20普通混凝土，坍落度控制在160～200mm。

②水泥采用42.5级普通硅酸盐水泥；碎石粗骨料满足级配要求，松散堆积密度大于1500Kg/m3；砂采用中粗砂，含泥量小于5％；石屑率在0.25～0.33之间；粉媒灰细度不大于45％。

2.3