1、課程名稱：鐵路路基工程設計題目： 袋裝砂井加固軟土地基設計計算院 系： 土 木 工 程 系 專 業： 鐵 道 工 程 年 級： 2007 級 學 號： 20077123 姓 名： 李 小 鋒 指導教師： 孔 德 惠 西南交通大學峨眉校區 2010 年 06 月 課 程 設 計 任 務 書專 業 鐵道工程 姓 名 李小鋒 學 號 20077123 開題日期：2010 年5 月 10日 完成日期： 2010 年 6 月 20日題 目 袋裝砂井加固軟土地基設計計算 一、設計的目的 通過對袋裝砂井加固軟土地基的設計計算，首先達到掌握袋裝砂井加固軟土地基的設計計算過程，其次了解更多關于地基的知識與規范，

2、更好的掌握與專業知識密切相關的工程內容，將所學知識運用到實際問題中去。形成對實際工程的大致認識。 二、設計的內容及要求任務：1.計算路堤極限高度判斷是否需要采用加固措施 2.設計袋裝砂井地基方案 要求：1. 5個穩定系數計算表、1個沉降計算表、1個固結度計算表 2.路堤填土進度圖（或路堤填土進度、固結度、沉降與時間關系曲線），砂墊層加打袋裝砂井加固地基代表性橫斷面圖（1：200），砂墊層加打袋裝砂井加固地基代表性半平面圖（1：200），袋裝砂井平面布置圖（1：50）砂墊層坡腳大樣圖（1:50） 三、指導教師評語 四、成 績 指導教師 (簽章) 2010年 06 月 25 日目 錄一、設計依據2

3、二、極限高度計算2三、加固方案比選2四、采用袋裝砂井加固的設計計算21.驗算用袋裝砂井加固的可能性22.砂墊層的布置33.砂井長度的假設34.砂井直徑和間距的決定55.砂井底部以下部分固結度的計算66.砂井長度的決定6五、砂井地基沉降量計算71.地基頂面中點處應力計算72. 中軸線上地基中各點應力的計算83.垂直沉降計算84.側向變形引起的沉降量計算85.加荷完畢沉降量計算96.施工期內因基底沉降而增加的土方數量97.路基面每側預留寬度9六、固結度修正9附錄12路基填土進度圖.一、設計依據1.地基為飽和軟黏土，土質均勻，厚18米，底部為不透水巖層，地下水位與地面標高相同；2.土的物理力學性質指

4、標如下：土層參考指標填土，軟黏土地基天然強度： 軟黏土壓縮實驗資料壓力P（Kpa）050100200300400孔隙（e）1.3371.1521.0680.9690.9160.8663.線路資料 直線地段，單線路堤，路堤高8米，路基面寬7.5米，邊坡坡度1:m=1:1.75,線路等級按I級次重型標準，活載換算高度，寬。填土時間為6個月，8個月竣工，12個月通車。 施工速度按兩級加荷，第一級等速填土2個月，填土高為總高度的，停工2個月，第二級等速填土4個月竣工，再停工4個月后通車。二、極限高度計算：路堤高度，路堤和地基必須加固,方能保證安全使用。三、加固方案比選： 1.反壓護道：反壓護道是借在路

5、堤兩側填筑一定高度和一定寬度的護道的反壓作用，以防止地基破壞保證路基穩定。施工簡易，但占地面積大，用于非耕作區和土源豐富的地區。僅適用于路堤高度不大于極限高度的5/32倍的情況。 2.換土方案：以人工、機械或爆破方法將地基土挖出，換填強度較高的砂、礫、卵石等滲水土。此方案從根本上改善了地基的性質，效果甚佳。但僅適用于軟土層較薄，其上無覆蓋層的情況。 3.普通砂井：砂井不連續性或縮頸現象不可避免，所用設備相對比較笨重，不便于在很軟弱的地基上大面積施工，從排水要求分析，不需要普通砂井這樣大的斷面，其完全是砂井施工的需要，故砂井材料消耗大，造價相對比較高。 4.袋裝沙井：基本上解決了普通砂井所存在的

6、問題。綜合考慮各方案的適用范圍、優缺點等，本設計中路堤較高，軟土層較厚，用其他方法難以滿足路基的穩定要求。從而選取袋裝砂井加固地基。四、采用袋裝砂井加固的設計計算1.驗算用袋裝砂井砂井加固的可能性 根據路堤高度、施工期限和基底土壤的性質等，假設當路堤填至設計標高并立即通車時，地基土由于施打砂井后可能達到的固結度（假定）和假定砂井穿透整個軟土層，用圓弧法檢驗其穩定性，找到最危險圓弧之穩定系數。因此可以單獨使用砂井加固。具體計算見圖1-1及表1-1。圖 1-1（圓心）2.砂墊層的布置 在路堤底部的地基表面鋪設一層較薄的砂層，以使軟土頂面增加一個排水面，在逐級加荷作用下促使地基土排水固結，提高速度。

7、砂墊層厚度取0.5m，伸出路堤坡腳1m，如圖1-2所示。圖 1-23.砂井長度的假設 取圓心（2，16），試算三個半徑，分別取在右邊坡處、當量土柱的右邊緣點、線路中心處，且半徑取為0.5的倍數。具體計算見圖1-3、1-4、1-5及表1-2、1-3、1-4。圖 1-3（圓心）圖 1-4（圓心）圖 1-5（圓心） 由于最危險圓心周圍的幾個圓心之穩定系數最小者切過基底的最大深度均在8m以內，因此初步決定砂井長度為8m進行試算。4.砂井直徑和間距的決定取袋裝砂井直徑，填土期限為6個月，填土采用兩級加荷，固結時間為6個月。現求滿足時的砂井間距。假定砂井按照三角形排列，砂井間距取1.2m。由于地基排水條件

8、和附加應力分布屬于“0-2”型，則，與前面假設的80%接近，所以砂井間距可采用1.2m。 5.砂井底部以下部分固結度的計算按單面排水計算，且屬于“0-2”型 6.砂井長度的決定 分別將砂井部分的固結度和砂井以下部分的固結度代入通砂井以下的圓弧，求得最危險圓弧之穩定系數，滿足要求。因此決定砂井長度為8m。具體計算見圖1-6及表1-5。圖 1-6（圓心）五、砂井地基沉降量計算 計算依據：機車軸重路堤高度：，邊坡率，路基面寬壓縮曲線見圖1-7，計算草圖見1-8。 圖 1-7 圖 1-81.地基頂面中點處應力計算 2. 中軸線上地基中各點應力的計算中軸線上地基中各點（從地面算起）應力的計算見表。 中軸

9、線上地基中各點應力的計算 圖1-9 應力曲線（應力單位：）3.垂直沉降計算 計算見表1-7。砂井范圍內沉降量，。4.側向變形引起的沉降量計算 cm 取,則在鐵路路基使用年限內可忽略由蠕變引起的次固結沉降量。從而，總沉降量為：5.加荷完畢沉降量計算 砂井范圍 砂井以下 側向變形引起的沉降量 所以，6.施工期內因基底沉降而增加的土方數量 7.路基面每側預留寬度 六、固結度修正1.固結度計算表3-1 固結度計算表月份2砂井區0.0097619.651.3023.010.063230.0946.1846.20砂井以下0.0062519.371.0522.7214.424砂井區0.0195220.432.0023.810.126451.1362.7662.79砂井以下0.0124919.871.4923.2414.758砂井區0.0390421.973.4425.360.252876.1282.1782.21砂井以下0.0249820.862.3924.2515.3912砂井區0.0585623.484.9226.880.379288.3391.4791.52砂井以下0.0374821.853.