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铁路工程原位测试规范范文1
关键词：铁路涵洞；地基承载力；安全系数
1概述
尼日利亚现代化铁路阿布贾至卡杜纳段是采用中国规范实施的海外铁路工程，对中国铁路技术标准的推广意义重大。由于业主聘请的欧洲顾问公司对中国规范不熟悉，在实施过程中关于技术问题产生了很多分歧。关于涵洞地基承载力问题主要有以下两个方面：
（1）中国规范中地基基本承载力相对于极限承载力的安全系数；
（2）涵洞地基承载力要求为固定的150kpa之依据。
2中国规范地基承载力设计方法
通过对比中国建筑、公路及铁路各行业的地基设计规范，发现地基承载力设计的理念基本相同，均是基于某一特定深度及宽度的基础地基容许承载力。该地基容许承载力被称为地基基本承载力，在铁路和公路行业规范中以宽度小于等于2m，埋深小于等于3m的地基容许承载力作为基本值。实际使用时对基本承载力做深度宽度修正，得到相应基础的容许承载力。此种方法并非中国规范独有，德国DIN规范及日本国铁的规范都有使用此种设计理念，并且中国规范制定过程中也参考了其他国家的经验。
地基基本承载力的获取有很多种方式，最为准确的是平板荷载试验。然而针对一般铁路工程来说，不采用平板载荷试验来确定承载力，因其成本极大且耗时较长，一般采用室内试验、其他原位测试等易于操作的试验手段来确定。例如，可以通过原位测试数据，如SPT击数、LDPT击数等，依据相应的公式或表格获取；也可以通过室内试验数据，如密实程度、孔隙比e、天然含水率ω、液限ωL等，从规范中的表格查取。
土体是非连续介质，其性质的影响因素很多。因此不能通过单一方式给出基本承载力。地质工程师在实际操作中往往是结合自身经验，采用多种方式相互验证。一般在勘察设计阶段给出的基本承载力值，开工前仍需通过现场试验来验证。
3中国规范中地基基本承载力的安全系数
首先要说明的是，由于中国规范采取了上述设计理念，因此规范没有明确指出何种土质采用了何种安全系数。另一方面也是因为地基承载力存在地区差异性，人为限定安全系数取值也有不合理之处。毋庸置疑的是，中国规范基本承载力取值存在可靠的安全度，这可以从一些规范条文中看出。
《铁路工程地质原位测试规程》（TB10018-2003）有通过平板荷载试验取得地基基本承载力的相关规定。从中可以看出，地基基本承载力取值的安全系数一般大于2。另外，对于高压缩性土体，P-S曲线往往无明显拐点，因此按照一定的相对沉降量对应的荷载值为基本承载力。采用双曲线拟合法获得基本承载力时的安全系数F为2～3。
《铁路工程地质勘察规范》（TB10012-2001）附录D给出了通过室内试验参数获取基本承载力及极限承载力的参考表格。可以看出，岩石地基极限承载力与基本承载力为2.5～3倍关系；碎石类土地基的极限承载力与基本承载力关系一般为2～3倍，松散的角砾土为1.7倍关系；砂类土地基的极限承载力与基本承载力关系一般为2倍关系；粉土地基的极限承载力与基本承载力约为1.86倍的关系；Q4冲、洪积黏性土地基的极限承载力与基本承载力关系一般为1.86倍；残积黏性土地基的极限承载力与基本承载力一般为2倍关系；软土地基的极限承载力与基本承载力的关系约为1.8倍关系。
《铁路工程地质原位测试规程》（TB10018-2003）给出了通过动力触探试验获取基本承载力及极限承载力的参考表格。可以看出黏性土地基极限承载力与基本承载力为1.8～1.86倍关系；砂类土地基极限承载力与基本承载力为2倍关系；碎石类土地基极限承载力与基本承载力关系为2.3左右。
地基承载力影响因素较多，具有一定的地区差异性。中国规范积累了几十年的铁路建设经验，在应用过程中不断完善修订。并且地域广泛，对各种地形地貌及自然条件下的地基土特性均有经验可依。
4整体式基础涵洞地基承载力要求为150kpa之依据
4.1阿卡铁路涵洞基底压应力计算
对于涵洞基底压应力，应根据不同涵顶填土高度计算。在中国通行的标准图集中，都包含了不同涵洞基底压应力的计算。计算涵洞基底压应力应包括涵洞填土重、列车活载及涵身自重。根据阿卡铁路涵洞参考图及个别设计图计算的基底压应力如下表：
通过与咨询计算结果对比发现，基地压应力计算结果双方差异不大，这是因为计算方法略有差别。一般来说，涵洞基底压应力接近于基底标高处路基填土压力。大量的工程实践及规范证实，对一般路基工程，I级铁路地基基本承载力只要达到150kPa，并且满足沉降设计要求即可，对于软基段落才进行检算及特殊设计。例如，《铁路路基设计规范》（TB 10001-2005）第7.1.5条：“地基表层为软弱土层，当其静力触探比贯入阻力Ps值：I级铁路小于1.2MPa，II级铁路小于1.0MPa时；或天然地基基本承载力σ0：I级铁路小于0.15MPa，II级铁路小于0.12MPa时，应根据软弱土层的性质、厚度、含水率、地表积水深度等，采取排水疏干、挖除换填、抛石挤淤或填砂砾石等地基加固措施。”
4.2从地基破坏原理说明基础埋深、侧填土荷载对地基承载力的影响
太沙基提出地基整体破坏模式（如图1），在荷载作用下，基础两侧一定范围内土体逐渐达到塑性，形成贯通破裂面并向上挤出。太沙基依据极限平衡状态推导出地基极限承载力计算公式，该公式在很多标准中均有引用。并且，太沙基理论考虑了基础宽度及地面超载对承载力的影响。
铁路作为沿长度方向的带状工程，涵洞两侧路基填土压力防止土体挤出破坏，因此对地基破坏起
到稳定作用。其容许承载力还需考虑涵洞侧填土的影响。
依据《铁路桥涵地基与基础设计规范》（TB10002.5-2005）第4.1.3条，考虑基础宽度、深度修正，计算得出阿卡铁路具代表性涵洞的地基容许承载力（见表2），容许承载力计算公式为：
显然，对于涵顶填土小于3m的涵洞，其基本承载力不做修正，即可满足要求。涵顶填土5m的涵洞，基底压应力为200kpa左右，对基本承载力按要求进行修正后也容易满足要求。以下主要对涵顶填土大于5m的涵洞地基土承载力进行修正计算。通过计算可知，路基填土越高，涵洞基底压应力越大，但是，填土荷载对地基土的稳定作用也会越大，容许承载力也越高。中国规范所提150kpa承载力要求，是指未经修正的基本承载力。该要求满足地基受力及沉降要求，且经济合理。
4.3涵洞地基承载力过高的不利影响
地基承载力并非一成不变的，按照中国规范要求，允许涵洞不超过10cm的沉降。那么地基将在荷载作用下固结，承载力有所提高。
更重要的是，由于涵洞的存在会使涵洞与两侧路基沉降有所差别。两侧路基沉降量大于涵洞处沉降（如图2），涵洞两侧路基的沉降，对涵洞产生向下的拖拽力。造成涵顶土压力集中和路基拉裂破坏，
且随着填土高度增加而更加严重。特别是当涵洞地基承载力过高时，涵洞与路基差异沉降越大，该现象越严重。另外，对涵洞过高的承载力要求将造成不必要的浪费。因此，中国规范合理考虑了路基-涵洞-地基协同受力，及填土对地基承载力的稳定作用，提出一般情况下涵洞工程地基基本承载力达到150kpa的要求即可。
5 结语
本文采用地基承载力修正公式考虑涵侧填土对承载力的影响，虽阐明了地基承载力的相关问题的机理，仅仅局限在定型分析的基础之上。将来还应做更多的数值分析，以补充完善。
参考文献：
[1] 铁道第四勘察设计院. 《铁路工程地质原位测试规程》（TB10018-2003）[S].北京：中国铁道出版社，2003
[2] 铁道第一勘察设计院. 《铁路工程地质勘察规范》（TB10012-2007）[S].北京：中国铁道出版社，2007
[3] 铁道第一勘察设计院. 《铁路路基设计规范》（TB 10001-2005）[S].北京：中国铁道出版社，2005
[4] 铁道第三勘察设计院. 《铁路桥涵地基与基础设计规范》（TB10002.5-2005）[S].北京：中国铁道出版社，2005
铁路工程原位测试规范范文2
[关键词]静力触探 工程勘察 划分土层 基本承载力 压缩模量
[中图分类号] P624 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2013）-11-127-2
0引言
当前主要靠钻探取样及室内土工实验划分土层。但是像铁路、公路等长大干线工程，通过钻孔取样来详细了解沿线地层的变化情况，十分费时费力，经济上也欠合理。静力触探曲线能够获得地层的连续数据，快速准确，不需取样，不受取样扰动等人为因素的影响，避免钻探记录的主观性，为辨认土层界限、划分土层提供了一个快捷、高效、且经济的方法。
1应用静力触探划分土层
划分土层最好选用双桥，土层分层的详细程度应以满足工程需要为度，对主要受力层应详细划分，对工程有影响的软弱下卧层应单独分出。根据锥尖阻力qc和侧摩阻力fs的值，计算出摩阻比，有这些数据便可定名土层。该工程各类土层静力触探测得的曲线如图1所示。
该项测试资料可获得两条曲线，即qc-h和fs-h关系曲线。从图1可以看到不同的土层，首先曲线形状变化不同，素填土曲线变化无规律，有突变；淤泥质土曲线很平缓，近于直线无突变；黏性土较均匀，曲线变化幅度较小；粉土线形很不平稳，呈平缓的锯齿状；粉砂呈尖锐锯齿状。从双桥探头曲线图上可以看到，黏性土的fs曲线在qc曲线的右侧；粉土fs的曲线在qc曲线的外侧，局部有交叉；粉砂fs的曲线和qc曲线交叉较多。
2应用静力触探确定土的基本承载力
我国幅员辽阔、地质条件多种多样。不可能有统一的承载力经验公式，只有通过一个地区的对比实验结果提出适合本地区的经验公式。《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）提出可由载荷试验或其他原位测试、公式计算并结合工程实践经验等方法综合确定。本文利用标准贯入试验、静力触探、室内土工试验三者对比，确定地基基本承载力，并推荐了适合本地区的静力触探经验公式。
2.1室内土工试验确定承载力
对于室内试验结果，利用孔隙比、含水量和液性指数，通过查表取得基本承载力值，如表1所示。
2.2静力触探确定承载力
对于静力触探试验结果，利用Ps值（Ps=1.1qc），通过查《铁路工程原位测试规程》（TB10018-2003）取得地基承载力值，如表2所示。
2.3标准贯入试验确定承载力
对于标准贯入试验，利用建筑规范查表法得地基承载力值，各层平均值如表3所示。
三者实验结果对比：除砂土外，静力触探提供设计所需的承载力，与试验数据和标准贯入试验提供的承载力差别不大。在该地区对黏性土基本承载力用
对粉土基本承载力用σo=0.89Ps0.63+14.4，确定天然地基基本承载力接近实际承载力，偏于安全，值得推荐使用。
3应用静力触探确定土的压缩模量Es
确定压缩模量，常用室内固结试验。室内固结试验测得的压缩模量是土体在完全侧限条件下竖向应力增量Δp与相应的应变增量Δε的比值。静力触探直接测得原位土体的数据，避免了取样、试验等中间环节。既缩短了勘察周期，又减少了中间环节造成的误差。《铁路工程原位测试规程》（TB10018-2003）给出了地基土压缩模量经验公式。该工程与室内实验压缩模量Es值进行对比，结果如表4所示。
受取样方法、试验方法的影响，Es值与天然土层Es值有些差距，但是从以上统计结果来看，粉土和液性指数IL0.5试验数据差别稍大。在该地区对淤泥质土压缩模量用Es=4.2ps0.68，对软塑状的黏性土压缩模量用Es=3.99ps+0.5，对粉土压缩模量用Es=1.34ps+3.45，确定的Es值接近原位土Es值，值得推荐使用。
4结语
（1）利用静力触探划分土层准确、高效、低成本、缩短勘察周期，宜与钻探相配合，不能盲目减少钻探孔。
（2）在现今勘察市场，用扰动土样代替原状土样的现象比较普遍。若钻探质量和记录质量再得不到保证，静力触探的优点就更显得重要。
（3）静力触探指标应用时地区经验性很强，与地基承载力、变形参数是统计关系，不是理论关系，需要依靠大量数据的积累。
（4）静力触探指标应用时受地层影响较大，应用时应结合钻探及室内试验综合分析。
参考文献
[1]马振超.静力触探试验在工程勘察中的应用[J].民营科技，2009，04：177.
[2]焦德智，周涛，洪岳.静力触探在密实厚砾砂层中的应用[J].中国新技术新产品，2009，12：155.
[3]彭天祥.静力触探技术在黄土地区工程勘察中的应用[J].杨凌职业技术学院学报，2009，04：64-69.
铁路工程原位测试规范范文3
摘要:
粉土和砂土液化是地震和工程震动引起的显著的地质灾害之一，且往往危害巨大。本文首先介绍了液化现象的发生机理及相关抗震规范的变化历史，依据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)、《公路工程抗震规范》(JTGB02-2013)与《铁路工程抗震设计规范》(GB50111-2006)(2009版)中关于粉土和砂土液化的判别步骤，对其进行分析总结，指出三种规范中对液化判别的区别与联系。继而通过具体工程实例进行了液化计算的对比分析与标准贯入锤击数临界值公式的研究探讨，指出公路规范的液化判别经验公式与实际情况相差较大，铁路规范无法定量估计粉土和砂土液化的危害程度以及这三个规范均存在低估砂土中黏粒含量作用等问题。最后针对上述问题提出了合理性建议，旨在使工程实际中粉土和砂土的液化判别计算更具科学合理性。
关键词:
粉土和砂土液化;规范对比;标准贯入试验;实例分析
0引言
粉土和砂土液化是地震和工程震动引起的显著的地质灾害之一。随着工程的不断建设，砂土液化的关注度日益提高，尤其是在砂土地基上的高层建筑、高速公路等工程在发生地震灾害时，这些工程常会有地基下陷、开裂、不均匀沉降等问题。因此，如何迅速、准确地判断砂土液化显得尤为重要。国内有关学者结合1975年海城地震、1976年唐山地震［1］、2008年汶川地震等资料对砂土液化进行了广泛深入的研究［2］。目前规范对砂性土液化判别和计算最实用的方法是标准贯入试验法［3］，但不同规范间仍有差异，导致实际工程中存在方法选取的问题和判别结果安全性的差异，进而对工程治理措施的选取产生不合理、不经济的现象。本文将结合实际工程，针对《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)、《公路工程抗震规范》(JTGB02-2013)和《铁路工程抗震设计规范》(GB50111-2006)(2009版)中粉土和砂土液化的判别和计算进行对比分析。通过总结这三个规范中关于砂土液化判别的区别，探讨各自的可靠性及其存在的问题，从而帮助工程技术人员能够根据实际工况更加迅速、全面、准确地判定粉土与砂土液化问题，以便采取经济、合理且有针对性的工程治理措施。
1粉土和砂土液化机理
液化被定义为任何物质转化为液体的行为或过程［4］。饱和(粉)砂土是由砂和水组成的复合体系，在地震或工程振动作用下，饱和砂土的液化取决于砂和水的特性。容易液化的土通常是一种没有或有很少粘性的散体，散体主要靠颗粒间的摩擦力维持本身的稳定和承受外力，这种摩擦力主要取决于粒间的法向压力，对砂土的骨架来说，粒间压力是个起稳定作用的因素，而粒间剪力则相反［5］。饱和砂土受到外力作用时，砂和水共同承担和传递外力，按有效应力原理，它的抗剪强度表达式为:τf=σ'tanφ'=(σ－u)tanφ'(1)式中:σ为由外力引起的总应力;σ'为有效应力;u为超静孔隙水应力;φ'为有效内摩擦角。在地基破坏之前，一般饱和砂层在外力作用下，不存在超孔隙水压力，水只承担自身压力即静水压力，砂结构是稳定的，全部外力均由砂骨架承担［6］。砂土的液化机理参见图1。在震动作用下，如图1(a)所示，砂粒产生滑移，稳定砂结构变得疏松。此时排水不畅，砂层体积不变，则把一部分原来由砂骨架承担的力转移给孔隙水;随即如图1(b)砂粒处于悬浮状态，此时，超孔隙水压力承担全部外部荷载(u=σ)，砂土的有效应力为零(σ'=0)，这时饱和砂土的抗剪强度丧失，产生液化，伴有喷砂冒水现象发生;当震动结束后，超孔隙水压力慢慢消散，砂颗粒又重新排列组成土骨架承担上部荷载，如图1(c)所示震动后的砂土更加密实，但是砂土液化产生的沉降位移严重影响建筑物的安全使用。
2不同规范粉土和砂土液化判别的差异
作者从抗震规范液化判别的历史发展开始研究，并详细查阅《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)与《公路工程抗震规范》(JTGB02-2013)发现，其针对粉土和砂土的液化判别均采用“液化初判—液化细判—液化分级”的判别模式。《铁路工程抗震设计规范》(GB50111-2006)(2009版)基本也遵循这个思路，但缺少液化等级划分这一步骤。因此笔者先分析3本规范的历史演变规律，再从这三个方面对其进行总结。为方便叙述，以上3本规范下文分别简称建筑规范、公路规范和铁路规范。
2.1抗震规范的液化判别历史变化脉络
笔者研究这3本规范的历次版本发现，《建筑抗震设计规范》(TJ11-78、GBJ11-89、GB5001-2001、GB5001-2008、GB5001-2010)对粉土和砂土液化判别从89版确定为“液化初判—液化细判—液化分级”的判别模式，且沿用至今，之后的每次修订均结合地震资料和工程实践在此基础上进行补充完善。2001版则指出，本规范的液化判别不包含黄土，是由于对黄土和砾石液化研究资料还不充分［7］。说明了土层的地质年代为第四纪晚更新世及以前时可判为不液化，适用于抗震设防烈度为7、8度的建筑。为了满足工程需求，对液化深度的判别扩大至地下20m，并补充了深度15～20m的线性液化判别公式;2008版是因发生了“5.12汶川地震”，进行了局部应急修订，通过灾区现场考察和专题研究证明该规范能达到抗震设防目标，并对灾区设防烈度进行了调整;2010版则主要对液化判别公式进行了改进和完善，考虑到砂土液化影响因素众多且具有显著的不确定性，采用概率方法进行液化判别仍是一种合理的选择。依据国内外对砂土液化判别概率方法的研究发展并考虑规范的延续性修订，选用了对数曲线形式来表示液化临界锤击数随深度的变化，比2001版的折线形式更为合理［8］。《公路工程抗震规范》(JTJ004-89、JTGB02-2013)修订次数不多，而且对粉土和砂土的液化判别2013版完全采用了建筑规范(GB5001-2001)的条文。《铁路工程抗震设计规范》(1987版、GB50111-2006、GB50111-2009)，其对粉土和砂土液化判别也和建筑规范的判别依据类似，但液化判别公式完全不一样，并且至今29年完全没有改进和变化，也缺少对液化危害程度进行分类的环节。由此可见，建筑规范更像是一部抗震的统领性规范，它修订的次数最多也最及时，并能反映我国抗震科研的新成果和工程实践的经验，并吸取一些国外的先进经验，相较其他两个规范更加细致全面。
2.2液化初判
作者分析研究建筑规范、公路规范、铁路规范，发现这3个规范均采用了对场地进行液化初判的方法，且初判的依据均是考虑地质年代、黏粒含量、地下水位及上覆非液化土层厚度等因素。笔者结合工程实例，针对粉土和砂土的液化初判总结其判别流程一致，详见图2。粉土和砂土液化往往具有区域性，采取液化初判的措施可以帮助工程师们先排除一部分非液化区域，减少工程量，产生经济效益。
2.3液化细判
通过液化初判判定为可能发生液化的土层，以上规范均采取了进一步判别的措施。通过标准贯入试验，分别采用标准贯入锤击数的计算公式计算出标贯锤击数临界值，若实测标贯锤击数比标贯临界值小则认为液化，反之不液化。笔者依据建筑规范、公路规范、铁路规范结合工程实例对液化细判步骤进行总结，流程如图3所示，其中的Ncr为建筑规范中标准贯入锤击数临界值。公路规范和铁路规范的液化细判与图3相同，只是将图3中Ncr计算式替换为各自规范给出的标贯锤击数临界值计算公式。公路规范判别地下15m深度时，标准贯入锤击数临界值可按式(2)计算:Ncr=［0.9+0.1(ds－dw)］3/ρ槡c(2)当采用桩基或基础埋深大于5m时，还应判别地下15～20m深度的液化情况，标准贯入锤击数临界值可按式(3)计算:Ncr=N0(2.4－0.1dw)3/ρ槡c(3)铁路规范液化判别标准贯入锤击数临界值可按式(4)计算:Ncr=N0α1α2α3α4(4)以上公式中，Ncr为液化判别标准贯入锤击数临界值;N0为液化判别标准贯入锤击数基准值，地震加速度为0.2g时，建筑规范采用12，公路规范和铁路规范均取10;ds为饱和土标准贯入点深度(m);dw为地下水位埋深(m);ρc为黏粒含量百分率，当小于3或为砂土时，应采用3。图3中的β为调整系数，设计地震分组为第一组取0.8，第二组取0.95，第三组取1.05［9］。公式(4)中，地下水位修正系数α1=1－0.065(dw－2);标准贯入点深度修正系数α2=0.52+0.175ds－0.005d2s;上覆非液化土层厚度修正系数α3=1－0.05(du－2)(其中du为非液化土层厚度)，对于深基础取1;黏粒含量百分比修正系数α4=1－0.17ρ槡c。依据现行公路规范对本工程实例的基础进行液化计算时深度截止于15m，用判别15m深度的公式计算标准贯入锤击数临界值，应注意以下几点:(1)规范规定:当采用桩基或埋深大于5m的深基础时，尚应判别15～20m范围内土的液化性。因此不能忽略了此基础埋深只有3m的前提，盲目而简单地采用判别20m深度的公式计算Ncr;(2)采用判别15m深度的公式计算12#钻孔(6、7点位)，6#钻孔(5点位)，10#钻孔(4、5点位)时虽位于15～20m，但ds不能按实际标贯深度取值深度，应取ds=15m;(3)根据以上3个规范液化初判条件可知，当设防烈度为Ⅷ度时，黏粒含量大于13%则可直接判为不液化土。因此不能无视这个初判条件而利用标贯锤击数临界值计算判别是否液化，否则会造成将原本不液化土层误判为液化，导致不必要的治理。
2.4液化等级划分
建筑规范和公路规范均在液化细判之后对判定为液化的粉土和砂土采取了液化指数公式(5)判定该粉土和砂土液化的等级。IlE=∑ni=1［1－NiNcri］diWi(5)式中:IlE为液化指数;n为在判别深度范围内每一个钻孔标准贯入试验点的总数;Ni、Ncri分别为i点标贯锤击数的实测值和临界值，当实测值大于临界值时应取临界值，当只需要判别15m范围以内的液化时，15m以下的实测值可按临界值采用;di为i点所代表的土层厚度(m)，可采用与该标准贯入试验点相邻的上、下两标准贯入试验点深度差的一半，但上界不高于地下水位深度，下界不深于液化深度;Wi为i土层单位土层厚度的层位影响权函数值(m－1)，建筑规范中当该层中点深度不大于5m时应采用10，等于20m时应采用零值，5～20m时按线性内插法取值。公路规范中若判别深度为15m，当该层中点深度不大于5m时应采用10，等于15m时应采用零值，5～15m时按线性内插法取值，若判别深度为20m，当该层中点深度不大于5m时应采用10，等于20m时应采用零值，5～20m时按线性内插法取值［10］。而铁路规范则没有规定进行液化等级划分。地基液化等级划分标准分别见表1和表2。
3工程概况
某拟建构筑物，场地地形平坦，勘察深度范围内，测得场地潜水稳定水位在地面以下3m，场地地貌单元属于汾河冲洪积单元。根据野外勘探及室内试验资料综合分析，在勘探深度范围内，场地地基岩土主要由第四系全新统近期人工堆积层(Q2ml4)及第四系全新统冲洪积层(Qal+pl4)构成，自上而下分为8层，即:①层杂填土(Q2ml4)，②-1层粉质粘土(Qal+pl4)，②-2层粉土(Qal+pl4)，③层粉土(Qal+pl4)，④层粉土(Qal+pl4)，⑤层中砂(Qal+pl4)，⑥层粉土(Qal+pl4)，⑦层细中砂(Qal+pl4)，⑧层粉土(Qal+pl4)［11］。依据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)附录A，该市抗震设防烈度为Ⅷ度，设计基本地震加速度值为0.2g，设计地震分组为第一组。据静力触探初判，场地20m范围内饱和粉土具有液化的可能，因此进一步从场地勘察孔中选取4个孔(6#、8#、10#、12#)进行液化计算统计。通过原位测试和室内试验分析各土层分布特征及物理力学指标，显示②-1层为持力层，设计基础埋深大于3m，黏粒含量ρc、标准贯入点深度ds及每一土层的厚度di、地下水位dw、标贯实测锤击数N见表3。
4粉土和砂土液化判别的计算分析与讨论
经过对建筑规范、公路规范和铁路规范中粉土和砂土的液化判别对比发现:建筑规范和公路规范均采用了三步法判别粉土和砂土的液化性，即液化初判—液化细判—液化分级，而铁路规范则没有进行液化等级划分这一步。这3个规范最大的区别是液化判别公式不同和液化等级划分因判别深度不同有所差异，其他方面基本相同。上述实例的液化计算结果见表4，从表4中可知，建筑规范判定6#和12#为中等液化，8#和10#为轻微液化，按不利组合综合判定，此地基粉土和砂土液化等级可按中等液化考虑，因此不能采用天然地基，需进行抗液化处理;对比建筑规范和公路规范计算出的标贯锤击数临界值，虽有差异，但是每个土层的液化判别结果基本一致，6#、10#、12#3个孔的液化等级判别结果也一致，但是8#孔产生了不一样的结果，相同条件下公路规范判定为中等液化而建筑规范则判定为轻微液化。对轻微液化两者的判别差距不大，但中等液化指数两者的差距较大，这可能对液化程度的判定产生分歧，从而对采取相应的治理措施产生困扰;铁路规范计算结果与其他两个规范对每层土的液化判别差别较大，从四个钻孔的判别结果看，基本都只会在浅层发生液化，随着土层埋深增加而不液化。铁路规范只能判断粉土和砂土是否液化，无法确定液化程度，主要是因为铁路规范不能反映液化土层厚度、埋深、标贯锤击数实测值和临界值对液化程度的影响。这不利于铁路工程采取相应合理的治理措施，因为铁路工程具有狭长的特点，决定了它不可能对所有的液化地基均采取一样的抗液化处理措施。从表4中笔者发现，倘若在比较标贯锤击数实测值与临界值时，忽略了初判时“黏粒含量大于13%即判为不液化土层”这一条件，直接与计算出的标贯锤击数临界值相比较大小来判定该土层是否液化，判别结果见表5。由表5可知，针对黏粒含量大于13%的土层，初判与细判的判别结果产生了矛盾，尤其是8#钻孔，这三个规范的细判结果与相应初判结果全然相反，这显然与它们的初判条件相违背，未做到判别结论前后统一。这应证了这三个规范给出的标贯锤击数的临界值计算公式不适用于在初判时已经判定为不液化的土层。可见“初判”与“细判”是两个层次问题，初判判为不液化的土层则不需要再进行液化细判。《公路工程抗震规范》(JTGB02-2013)液化判别实质上是采用了《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)中的液化判别公式，因此它解决了《公路工程抗震设计规范》(JTJ044-89)中未考虑震级的影响、对标贯击数修正不合理、过高的估计黏粒含量对临界标贯值的影响及无法判断液化程度等问题［12］。由表4可以看出，标贯锤击数临界值与土层深度呈递增关系，选取12#钻孔在保证地下水位dw=3m、黏粒含量ρc=3%、标贯基准值N0=10不变的条件下，通过这三个规范给出的公式来比较土层深度和标贯锤击数临界值的关系，见图4。由图4可知，三个规范计算的标贯锤击数临界值均随土层深度的增加而增加，但增加幅度不同，这会影响三个规范对同一土层的液化判别结果。公路规范中标贯锤击数临界值是随着砂土的埋深增加呈线性增大的，且在土层埋深大于10m之后标贯锤击数临界值与建筑规范和铁路规范的临界值相比增速快，偏于保守。公路规范线性增大的趋势显然与实际情况不符，因为从砂土液化理论机理来说，上覆土层越厚，则代表自重应力产生的法向应力越大，如果砂土液化的话则需要更大孔隙水压力来承担上覆土层的重量。这也是规范液化初判中规定当上覆非液化土层满足一定厚度关系时可直接判定为不液化的原因;建筑规范对此进行了一些修正［13］，由线性关系变为对数曲线形式，处在其他两规范中间的位置，既简便又与其他方法接近;铁路规范计算的锤击数临界值最小，则显得比较冒进，安全系数偏低。笔者认为，标贯锤击数临界值的计算公式有一定的局限性，在表达与砂土埋深关系上是有矛盾的。如果只就工程运用来说并不影响对液化判别的结果，因为标贯实测值也是随埋深增大而增大的。从表4可以看出，粉土和砂土的黏粒含量对标贯锤击数临界值的影响较大。选取12#钻孔点位1在保证土层深度ds=6.7m、地下水位dw=3m、标贯基准值N0=10不变的条件下，通过这三个规范给出的公式来比较土层黏粒含量和标贯锤击数临界值的关系，详见图5。由图5发现，这三个规范计算的标贯锤击数临界值均随着粉土和砂土中的黏粒含量百分比增大而减小，即液化的可能性在减小。当黏粒含量相差10%时，对标贯锤击数的影响约有10锤的差距，可见黏粒含量对抗液化是有利的，相关文献已验证［14］。而这三个规范中对黏粒ρc的取值规定“当ρc小于3或为砂土时，采用3”，笔者认为这是不够全面的，它忽略了砂土中黏土的影响，也与规范中规定的“在设防烈度为7度、8度和9度时，粉土黏粒含量百分率不小于10、13和16时判为不液化土”的精神相违背。因为粉土和砂土的液化机理是相同的，不能在液化判别时，粉土考虑黏粒含量影响而砂土不考虑。在沿海冲击平原地区粉土和砂土很难明确地区分，由于沉积环境的原因砂土中也多沉积有泥质成分，黏粒含量一般均大于3%［15］，也有工程师发现标贯击数最大临界值可以只与粉土和砂土的粘粒含量有关，并可直接判定是否液化［16］。如果只是按规范取值，则往往会将原本“不液化”的砂土误判为“液化”，最终造成工程治理的浪费。从图5还可知，如果考虑砂土中黏粒含量，建筑规范和铁路规范认为相同黏粒含量能发挥的抗液化能力比公路规范中要强，有1～2锤的差距。公路规范应该是考虑到路基要承受不定的汽车动荷载作用，对黏粒含量的作用考虑得偏保守。
5结论
通过对《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)、《公路工程抗震规范》(JTGB02-2013)和《铁路工程抗震设计规范》(GB50111-2006)(2009版)中粉土和砂土液化判别的对比分析，笔者总结如下结论。
(1)建筑规范和公路规范不仅能够判断粉土和砂土是否液化，还能根据液化指数计算对液化的危害程度做定量的估计，而铁路规范则无法判定液化程度，这点已不适应工程依据液化轻微、中等、严重采取相应治理措施的要求。
(2)“液化初判”与“液化细判”是两个层次的问题，当初判为不液化土时则应注意是不需要再进行液化细判的。否则易导致矛盾结论，需引起工程技术人员的注意。
(3)标贯锤击数临界值计算公式采用概率公式是合理的选择，纵观相关抗震规范的修订历史发现，建筑规范、公路规范的液化判别式随着地震资料与工程实践的丰富在不断的修改完善，采用对数曲线形式比折线形式更合理。而铁路规范的液化判别公式29年未曾修改调整过，这与我国高速铁路建设快速发展的实际不符。
(4)现行规范中对于砂土的黏粒含量ρc取值偏于保守，往往会造成本应该判定为“不液化”的砂土误判为“液化”的砂土。特别是沿海地区，常见含粘性土类的砂土，从而造成工程处理上的浪费。因此建议采用土工试验中ρc的实测值进行液化计算。
(5)现行公路规范沿用了《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)中的地基液化判别条文，使公路规范和建筑规范对液化土的判别基本趋于一致，这种趋势既能满足工程要求又利于技术人员运用。体现了建筑规范的统领性，建议铁路规范对液化程度给出定量估计，利于选取治理措施。
(6)尽管这些规范在液化判别中有不合理之处，但对实际工程液化判别的影响不大，并仍需要学者和工程人员继续深入研究粉土和砂土液化的影响因素，明确粉土和砂土液化经验公式的概念及物理意义，判别结果要符合液化理论和实际的地震液化调查资料。
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铁路工程原位测试规范范文4
关键词：地基；承载力；检测
中图分类号： TU47文献标识码：A 文章编号：
随着公路客货运输量的增大,对公路地基的要求也越来越高，公路地基主要存在着两个问题,即变形与强度破坏。公路地基承受着路堤及上部车辆荷载的作用将会产生压缩变形,主要是指地基的竖向变形(也称地基沉降)以及由此连带产生的地基横向变形。变形的大小主要取决于两个方面,一个是基底压力,它与建(构)筑物荷载大小、基础底面面积、基础埋深及基础形状有关;另一方面取决于土的压缩性质。从工程意义上来说,地基沉降有均匀沉降和不均匀沉降两类。均匀沉降对公路工程的上部结构危害较小,但沉降量过大也会导致路面标高降低而影响正常使用。不均匀沉降将会造成路堤开裂!路面不平,从而影响公路的正常和安全使用。
1地基承载力的影响因素
1.2土的物理力学性质
土的天然含水量ω,密度ρ及土的比重Gs是评价土的工程性质的最基本性能指标。土的含水量反映土的干湿程度,含水率越大,土越湿越软,地基土承载力越低。土的密度反映了土体内部结构的密实程度,通常较为密实的土密度较大,承载力较高,所以常对地基土进行压实,使土的密度增加,强度提高,降低压缩性及渗透性,使土的工程性质得到改善。
土的抗剪强度是土的重要力学性质指标之一。土体的破坏,其本质是剪切破坏。例如边坡太陡、在雨季或受到震动后,容易产生滑动破坏,滑动面显然属剪切破坏面,这种情况比较常见,具有直观性;又如地基破坏,直观上是受压,但本质上也是剪切破坏,在地基中形成两个大体对称的滑动破坏面，地基土层的承载力是强度问题,因此,它受到土的内摩擦角Φ和粘聚力C的影响。
1.2地下水
地下水对地基承载力的影响主要有两个方面:一是水位下的土,由于失去由毛细管应力或弱结合水形成的表面粘聚力,使承载力下降"同时含水量的变化也会影响土的内摩擦角大小;二是地下水的存在,使土的有效重度减小从而降低了土的承载力(结构软化)。第一种情况对地基承载力的影响程度目前还难以确定,一般忽略这种因素,即假定水位上下土的各强度指标相同。在实际工程中,这些强度指标是由天然状态下土样直接试验得到的,上述影响己反映在试验参数中,所以地下水对地基承载力的影响主要集中在第二种情况。
由此可见,在结构设计过程中,对于地基承载力的确定不仅要考虑当前的水位情况,还要考虑到建筑(构筑)物在使用过程中,地下水位受季节(如汛期)!抽取童控制!或水库的补给等导致地下水位回升后对地基承载力的不利影响。
2 检测方法
在建筑物或构筑物的地基设计施工中,地基承载力是一个十分重要的参数,因此对地基承载力进行检测也是一项重要的工作。
地基承载力的确定一般有以下三种方式:根据现场荷载试验、通过原状土的物理力学指标检测、现场触探试验。
2.1 现场荷载试验
这种方式的检测直观, 能够更好地符合工程实际情况,并且有很高的 精度。但是其检测较麻烦 ,耗费的资源比较大，故一般仅用在地质较复杂或特殊、重要的基础检测中。
2.2通过原状土的物理力学指标检测
根据《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTJO24一85)的规定,桥涵地基的容许承载力可根据地质勘测、原位测试、野外荷载试验以及邻近旧桥涵调查对比,由经验和理论公式计算综合分析确定。当缺乏上述资料时可按规范推荐的方法确定,对于地质和结构复杂的桥涵地基应根据现场荷载试验确定容许承载力。
我国《地基基础规范》、《湿陷性黄土地区建筑规范》(GBJ25一90)等规范,在地基土承载力理论分析的基础上,总结我国丰富的工程实践经验,给出了各种常见土的地基承载力与物理力学指标的关系表,如碎石土承载力与密实度的关系,粉土承载力与孔隙比e、含水量ω的关系,粘性土承载力与孔隙比e、液性指数IL的关系,素填土承载力与压缩模量Eso0.1-0.2的关系等.
2.3 现场触探试验
如: 标准贯入试验、动力触探、静力触探等。本方法的检测较简单、易于掌握、检测方便、数据直观、可现场判定等, 是目前工程施工中较常用的试验检测方法,但需注意不同触探方法的适用范围和采用的规范标准。目前现场触探试验无现行交通行业标准,故应采用铁道部行业标准《铁路工程地质原位测试规程》TB10041-2003(J261-2003),重型动力触探还可采用国标《建筑地基基础设计规范》GB/50007-2002。
标准贯入试验的适用范围: 一般粘性土、粉土和砂类土;动力触探的适用范围:粘性土、砂类土和碎石类土;静力触探的适用范围:软土、粘性土、粉土、砂类土和含少量碎石的土层。
目前工程施工中较常用的现场触探试验方法一般选用动力触探法,因《铁路工程地质原位测试规程》的检测方法较全面、系统,操作规程详细、计算明确, 建议在公路工程中采用铁道部行业标准。现以施工中最为常用的动力触探法为例, 简述检测方法和检测要点 。
动力触探可分为轻型、重型、特重型。轻型动力触探的适用范围为一般粘性土;重型和特重型动力触探的适用范围为砂类土和碎石类土。动力触探设备类型和规格应符合表2。
检测要点:
(1)检测时应根据地基类型、设计承载力要求选择符合规范要求的动力触探仪器类型,轻型动力触探仪的检测范围为粘性土、100～220KPa;重型动力触探仪的检测范围为砂类土和碎石类土、120～1000KPa;
(2)检测时,应始终保持重锤沿导杆铅直下落,锤击频率应控制在14～30 击 /min;
(3)轻型动力触探检测时当贯入30cm的击数超过90 击或贯入15cm 超过 45 击时,可停止作业。重型动力触探实测击数大于 50 击 /10cm 时,宜改用特重型,当重型动力触探实测击数小于 50 击 /10cm 时,不得采用特重型动力触探;
(4)重型动力触探的探杆长度大于2m 时,应进行杆长击数修正,修正后的击数 N63.5＝ aN63.5(修正系数а值见规范 TB10041-2003),特重型动力触探的实测击数应先按N63.5 ＝ 3N120-0.5 公式换算成重型动力触探的实测击数后,再按上式进行修正;
(5)各类动力触探的锤座距检测面的高度不宜超过 1.5m;
(6)轻型动力触探的检测深度不得大于等于 4 m , 重型动力触探的检测深度不得大于20m。
3不同构造物的地基检测方法也不同
对于构造物基底为砂类土或碎石土的,可按其分类和密实度确定砂土按其粒径大小和所占比例可分为砾砂、粗砂、中砂、细砂和粉砂,砂土的密实度按相对密度或采用标准贯入法确定 ,相对密度可按最大孔隙比和最小孔隙比计算,不同矿物成分、不同级配和不同粒度成分的砂土,最大孔隙比和最小孔隙比都是不同的,因此相对密度能更全面地反映砂土的密实度,但由于测定最大孔隙比和最小孔隙比的试验方法缺少完善的标准,试验结果出入较大,因此实际工程中直接测试相对密度并不普遍,而是通过标准贯入试验确定,即采用质量为63.5 kg的穿心锤,以76 cm的落距,将一定规格的标准贯入器先打入土中15 cm,然后记录锤击数,将标准贯入器打入土中30 cm,用此30 cm的锤击数作为标准贯入试验的指标N,此方法方便经济不仅用于砂土,也可用于粘性土。
碎石土可根据颗粒级配和密实度确定地基承载力,碎石土根据颗粒级配和颗粒形状可分为漂石、块石、卵石、碎石、圆砾、角砾,粒径大于200 mm的颗粒超过全重50 %者为漂石和块石,粒径大于20 mm的颗粒超过50 %者为卵石和碎石,粒径大于2 mm颗粒超过50 %者为圆砾和角砾,再根据颗粒形状划分。
若基底为细粒土时,可采用轻型触探仪,此方法适用于细粒土、粘性土,尤其是软土地基的检测,其特点是轻便快捷、简单易学。它主要由锥头、触探杆、穿心锤组成,触探杆用直径25 mm的金属杆,每根长1 m~1.5 m,穿心锤重10 kg,落距50 cm锤自由下落。当基底挖至设计标高后,用轻型触探仪在其表面测出30 cm内的锤击数N10,然后根据公式计算出地基承载力。
4 结语
地基承载力检测试验是工程施工中常见的试验检测活动之一,是隐蔽工程验收的重要组成部分,准确判定结构的地基承载力是工程质量的要求,故作为检测数据的提供者,试验检测人员应根据施工现场的实际地质情况和设计的技术要求等,选用合适的检测方法进行检测,资料按规范进行处理,以得准确的检测结论,供设计、施工部门参考,为工程质量提供试验检测保障。
参考文献：
铁路工程原位测试规范范文5
【关键词】岩土工程；勘察；问题；措施
一、前言
岩土工程是一项整体性的工程地质调查，调查和试验是利用各种手段和方法，对施工现场的调查，以确定地质条件下的自然地质环境各种建筑物和建筑施工的影响分析，岩土工程勘察提供地质勘探结果和岩土工程参数的设计，建设，是建设工程的重要环节。对安全的基础设计相关的岩土参数，和经济上的可行性。环节严格按照有关规范执行，同时结合地区经验，才能保证勘察结果的准确性。
二、岩土工程勘察概述
（一）岩土工程勘察的定义
岩土工程勘察是一个编制文件的勘探活动，主要是根据施工要求，在施工现场进行了分析，评价，确定其地质，和周围的环境特征的岩土工程条件。
（二）岩土工程勘察的相关分析
根据不同对象的调查分为铁路工程勘测，港口工程，桥梁工程，公路工程，工业建筑工程，民用建筑工程测量工程测量、水利水电工程、水利水电工程是指水电站和水利建设的勘察。由于铁路工程，港口工程，桥梁工程，公路工程测量的高度重视，且需要的投资成本高，所以这些工程的所有国家分别制定各自的开发标准，技术标准和法规，且这些工程测量称为工程地质勘察，所以说主要用于建造医院，学校，住宅建筑，工业建筑，地基处理，基坑，边坡，路堤工程勘察，或架空线应用于岩土工程勘察。
三、岩土工程勘察中存在的问题
（一）勘察依据准备阶段不足
设计意图明确，才能有的放矢地合理布置工作量，解决工程设计和施工中的岩土工程问题。《岩土工程勘察规范》（GB50021 -2001）明确规定详勘时应“搜集附有坐标和地形的建筑总平面图，建筑物的性质、规模、荷载、结构特点，基础型式、埋置深度、地基允许变形等资料”。但不少勘察报告前期资料收集不全，拟建工程的结构形式、规划地坪标高、勘探点坐标等情况不清，设计单位的勘察技术要求缺乏。对涉及公众利益方面的安全、环境环节不够重视，忽视对工程场地原有地形地貌、不良地质作用及地质灾害调查。
（二）勘探工作量及测试取样分布欠缺
实际操作中不按规范要求布设计勘察点的情况十分普遍，甚至于在建筑物周边、角点没有勘察点，孔距超规范、孔深不合要求。GB50021-2001对不同建、构筑物的勘察间距、勘探点的数量、位置及深度布置都有明确规定。如桩基勘察达不到GB50021 -2001第4.9.2和4.9.4的规定；对需要进行建筑场地和液化判别的勘探孔孔深达不到深度要求；测试、取样孔小于勘探孔的1/3；测试取样达不到强制性条文规定。一些勘察企业在承担业务时，不按《原状土取样技术标准》（JGJ89-92）进行，只求满足取样或测试6件（次）的低层次要求。根本不考虑测试、取样的代表性和均匀性。对软弱下卧层不进行取样分析，甚至于为表面上满足不少于6件（组）的要求而将应当分层的层位加以合并，这样的勘察结果的合理性自然值得推敲，对设计的影响显而易见的。
（三）勘察测试手段、方法不当
对勘探装备、勘探手段、取土器规格、取样方法的适宜性和合理性缺乏了解。如对静力触探装备不定期标定、贯入速率控制不严，甚至单纯采用静力触探来取代全部勘察工作；圆锥动力触探试验不连续、不提供综合修正结果；没有清除孔底废土就进行标准贯入试验，原位测试结果与现场鉴别及土工试验成果相悖的情况时有出现。岩层中钻进时，无岩芯取率、无法了解其钻探效果等。
（四）土工试验及岩土参数选择
土是自然历史的产物，是由固、液、气组成的三相松散性材料，土质变化错综复杂。土工试验是岩土工程勘察的重要内容。GB50007-2002实施以后，土地试验的重要性被推向了新的高度。由于岩土的不均匀性和各向异性，试验仪器和操作方法的差异性及试验人员自身的素质问题，测试结果失真难以避免。故加强土工试验问题和试验成果的综合分析必不可少，这样才可能避免相关指标间的矛盾，更好地了解岩土的差异性，客观的评价地基土的强度变形特性。对试验成果根本不进行分析评价，仅仅作为附表附在勘察报告后，甚至勘察报告提供的有关参数与试验成果南辕北辙。常见的问题有：一是：在提供岩土性状参数时一概以平均值以蔽之；二是：原位测试结果与土工试验成果确定的岩土性状、状态强度相悖的现象时有出现而不究基原因；三是：参数统计时对相关联参数如c与Φ、Es 与a1-2样本数往往不一致。四是：根据岩土参数确定的地基土强度往往与推荐的结果不符；五是：提出地基承载力指标时不了解容许承载力和极限承载力的内涵。
（五）岩土分类、描述不详细
勘察报告中岩土分类、描述与相关分析测试结果不一致的现象比较突出。文献⑴在第3.2、3.3款中增加了岩石完整性分类和对粘性土，粉土的光泽反应、摇震反应、干强度和韧性描述，弥补了其它鉴别方法的不足⑸。规范岩土描述，《土的分类标准》（GBJ145-90）⑸和国外通用技术标准⑹均有介绍。但作为勘察第一手资料，已严重影响到勘察成果的质量，甚至导致错误性结论。
（六）岩土工程分析评价不全面和深入
地下水的埋藏条件是地基基础设计和基坑设计施工十分重要的依据，地下水位的升降变化对基础影响极大。规范要求“查明地下水的埋藏条件，提供地下水位及其变化幅度”，“判定水和土的腐蚀性”，并对地下水的勘察要求、水文地质参数的测定、地下水作用的评价作了详细规定。在施工图审查中，勘察单位对地下水的类型分析含糊，对多层地下水没有严格不分层观测地下水位，往往以混合水位替代，水样的分析数量不足，水质分析报告中不注明地下水的类型、腐蚀性评价不考虑环境类型和地层渗透性影响；对近年地下水的变化幅度，历史最高水位、最低水位更是避而不谈。对需要施工降水或隔渗工程不进行水文试验。
四、岩土工程存在问题的解决措施
（一）加大对勘察队伍的管理
有效监管为确保岩土工程勘查工作富有成果、有效，要加强对项目的勘察纲要与合同的日常审查与监管。在实际的岩土工程勘查中，如有必要，聘请祥光监理部门负责监督，避免出现不规范作业、编制虚假记录、不按相关规定布孔等行为现象的发生。同时，加强对勘察报告的审查工作，工作重点可放在对施工场地的稳定性评价、施工建议、勘察结论等。
（二）加强技术人员的专业化发展
我国的岩土工程勘察正需要大量理论与经验兼有的人才，进一步提高岩土工程勘察工作的成效。因此，加强勘查技术人员的专业技能的培训，减少勘察活动中的违规行为，提高勘察成果的科学性，为工程建设打下坚实基础。对地区勘察给予足够的重视。我国地域广阔，地质复杂，加强对现场的勘查工作显然不够。同时应做好周边环境条件的调查了解，为后续工作提供充足依据。
五、结束语
岩土工程勘察对经济的发展和人民生活水平的提高至关重要，以及建筑施工方案的选择也是如此，加强对相关人员的素质要求，制定好相应的法律法规，对做好岩土工程勘察工作意义重大，对我国的岩土工程勘察事业也有积极促进作用。
参考文献：
铁路工程原位测试规范范文6
关键字：铁路；软土地基；地基处理；方法；选择
软土地基的处理质量直接影响到地基承载力，也是保证铁路建成后安全、高效运营的关键，特别是时速300km以上高速铁路，采用无砟轨道，对铁路的工后沉降要求越来越高，所以选择合理的软基处理方案及方法快速实施，具有重大的实际意义。近年来，我国通过对国内外先进软土地基处理方法深入研究，掌握了一套符合自己的方法，各种处理技术在铁路工程中的运用也越来越广泛，铁路地基质量得到了可靠的保障，国际竞争能力不断加强。
一、软土地基的认识
软土是指土壤强度、湿度、粘度达不到设计要求，广泛分布在我国沿海内陆中，因其成因、结构和形态上的差异，可分为不同种类的软土，典型的有：淤泥、泥炭、淤泥质土等，但不论是什么软土，他们都有显著的物理力学特征:天然含水量高、孔隙比大、渗透系数小、压缩性高、强度低、承载力低。我国颁布的《岩土工程勘察规范》指出：天然孔隙比大于1.0，且天然含水量大于液限的细粒土应判定为软土。
在软土上修筑铁路路基，不仅要掌控好填料的最佳含水量，保证规定的压实度和密实度，同时要做好地基加固措施。软基的沉降规律主要有：地基填筑时，填土具有临界高度，超过临界高度时，沉降速率会明显增大，且沉降深度、沉降速率与固结速率有密切关系。
二、软土地基处理
软土地基处理须遵循“根据工程土壤特性，以天然地基为主，避免和防护为辅，选用适当的处理措施”的原则，达到提高土壤抗振强度，控制地基的沉降度，降低土壤渗漏性或渗流的水力梯度，改良土壤动力性能，减少地基压缩性性，加大地基承载力等目的，从而提高地基的稳固性和安全性。
铁路工后沉降大或者沉降速率快都将直接影响铁路的安全运营，因此，在进行铁路地基处理前必须做好充分的准备，做好试验工程，对软土地基土性测试数据采用数理统计方法进行整理与分析，做出正确的评价与预测，提出有效的地基处理措施。
（一）对地质深入勘测分析，搜集相关的资料，进行调绘、钻探、原位测试及物探等综合勘测手段,充分掌握所涉及路段的地形、地质、水文、气候、径流条件等自然环境条件和地基排水条件；
（二）明确松软土层的成因、类型、分布范围及其在路线通过地带分布的具体情况，确定软土层在纵向、横向的分布厚度、层次、各层土的土质及物理力学性质，提供每个路段各层软土指标；
（三）按照不同成因类型来划分确定软土的统计单元体，通过单元体的每一指标测试值做出各路段工程平面图，纵剖面图，基横断面图，钻孔柱状图，统计表和散点曲线图等。根据图表进行评价、取舍测试指标，通过综合分析、评价和鉴别与正常成因类型的软土不符的指标，进行分析和舍弃离散极大的指标。
三、软土地基处理方法的合理选择
软土地基的处理按处理的原理与效果来划分，常见的方法有排水固结法、添掺外加剂、改变外荷的应用分布、土体加筋、复合地基等，在铁路地基处理中，应当根据不同情况选择不同的方案。
（一）排水固结法：是指利用排水固结原理，在软土地基内设置竖向排水体，铺设水平排水垫层，在上覆荷载（固结压力）作用下，排除土体内孔隙水、提高土体强度，以达到提高地基承载力减少工后沉降目的的一种加固地基方法。
排水固结法由加压系统和排水系统两个部分组成：
加压系统（上覆荷载）：等载预压、超载预压、真空预压、堆载与真空联合预压。
排水系统：砂井、袋装砂井、塑料排水板、砂垫层。
排水固结法，工程造价低，但需要较长的工期，往往需要与超载预压等联合使用，以及软粘土的蠕变特性等，对沉降控制极为严格的无碴轨道路基不宜采用该技术。
（二）添掺外加剂：又称化学加固法，适用于砂性土及高填土等,指在软土中通过添加固化剂（水泥、石灰、粉煤灰等）使之发生物理化学反应，如阳离子交换、胶凝、碳化结块等作用，改善土的物理力学性质，从而达到增加刚度、提高强度、防止变形的目的。
该方法处理工期较短，效果较好，但成本高且存在环境污染，常见的有电化学注浆、深层搅拌法、强夯法。
（三）改变外荷的应用分布：适用于软土深度在15米以内且地基处于高填方地段的软土地基和地区性特殊土,特别是地下水位以上回填量大的工程，用垫层将地基土体上的不均匀外荷载转变为均匀应力分布,分散地基单位面积所承受的压迫，从而提高整体地基承受的力度大小，提高稳定性和坚韧度。常用的方法有：填垫层法、砂砾垫层、抛石挤淤、置换拌入法。
（四）土体加筋：适用于对于沉降量、交通量不大的路堤，采用土工布覆盖摊铺，稳定了地基，并且在侧面对地基形成了约束，防止地基发生横向位移，不仅有利于排水还大大增加了地基的稳定性。
（五）复合地基法：复合地基是指天然地基中部分土体得到增强或被置换，或在天然地基中设置加筋材料，加固区是由原土体和增强体两部分组成的人工地基。
根据复合地基荷载传递机理将复合地基分成竖向增强体复合地基和水平向增强复合地基两类，又把竖向增强体复合地基分成散体材料桩复合地基、柔性桩复合地基和刚性桩复合地基三种。
散体材料复合地基:碎石桩复合地基、砂桩复合地基等。
柔性桩复合地基：深层搅拌桩复合地基、旋喷桩复合地基等。
刚性桩复合地基:CFG复合地基、管桩复合地基、钢筋混凝土复合地基等。刚（柔)性桩复合地基由桩和碎石加筋褥垫层组成。褥垫层起到调整、均化竖向应力作用。使得桩、褥垫层、桩间同作用从而提高复合地基承载力。
复合地基因强度高、沉降小、稳定快、地基承载力的可补性等特点被逐渐应用于高速铁路地基加固中，特别是刚柔性桩复合地基，在国外及国内的高速铁路中均得到了广泛的运用，像日本的新干线、中国的武广、郑西、京沪高铁地基加固中均采用了该种方法。
软土地基的处理不仅要充分考虑软土本身的特性，还需进行施工成本进行预算,在处理时应当以排水加固方案为主，当地基土性指标、工期确定后，通过进一步的处理,将使得地基稳定性得到很好的解决,以控制软土地基，保证其变形度，但不同软土地基加固方案仍存在着一定的不足，不同软土地基沉降随时间、荷载的变化规律各异，应当综合各种指标充分比选各处理方案的工后沉降、沉降速率的控制效果及经济性的综合指标。结合铁路等级对工程工后沉降的要求，选择合理的、经济的、安全的地基加固方法。
