高速鐵路樁-網(wǎng)復合地基性狀及設計方法研究.pdf

1、在軟基上修建高速鐵(公)路需要解決工后沉降控制和提高施工速度兩大技術難題。樁一網(wǎng)復合地基的推出為解決穩(wěn)定性和工后沉降控制這兩大技術難題提供了新的途徑。目前該方法在工程上已經(jīng)有一定應用并取得較好的效果，但研究偏少。 為此鐵道部在京滬高速鐵路進行了由一家設計院、兩個工程局和三所高校共同參與的軟土地基路橋設計參數(shù)特大型試驗。本文以此高速鐵路軟土路堤昆山試驗段為工程背景，對地基沉降、孔隙水壓力、樁土應力比以及土工格柵應力、應變等項目進行

2、系統(tǒng)測試、分析與總結，并在現(xiàn)場試驗的基礎上利用數(shù)值計算方法對樁一網(wǎng)復合地基的承載機理，穩(wěn)定性及沉降規(guī)律進行研究，獲取如下主要結論： (1)現(xiàn)場測試確定樁-網(wǎng)復合地基現(xiàn)場測試項目、測試元器件的埋設方案、現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集方案及測試頻率；總結出一套針對高速鐵路樁一網(wǎng)復合地基試驗路堤的元器件埋設、測試方法及數(shù)據(jù)整理的方法并獲得豐富、可信的現(xiàn)場實測資料，可供類似工程項目參考。 (2)測試分析成果基于地表沉降、分層沉降、剖面沉降和側向變

3、形的觀測數(shù)據(jù)得到樁-網(wǎng)復合地基的沉降和變形規(guī)律；基于孔隙水壓力消散數(shù)據(jù)獲得樁-網(wǎng)復合地基中地基土的固結特性；通過基底應力、樁-土應力比和加筋墊層中土工格柵應力應變的觀測數(shù)據(jù)得到樁．網(wǎng)復合地基的承載機理和荷載傳遞機理。 (3)性狀分析針對樁-網(wǎng)復合地基中采用的不同樁型，提出了各自適合的平面應變等效方法；對于砂樁，樁體剛度采用面積等效方法，加固區(qū)地基土層水平向滲透系數(shù)必須進行等效計算；對于攪拌樁，樁體剛度采用剛度等效的方法。確定了數(shù)

4、值模擬中地基土、筋材、筋-土和樁-土界面所采用的數(shù)值模型及各模型所需計算參數(shù)。通過模型效驗，驗證計算模型及參數(shù)正確。得到了樁-網(wǎng)復合地基加筋墊層中筋材拉力、界面剪應力和界面相對位移的變化及參數(shù)影響規(guī)律。 利用有限元強度折減法可以有效地解決樁一網(wǎng)復合地基穩(wěn)定性分析問題，得到樁-網(wǎng)復合地基整個填筑過程安全系數(shù)變化規(guī)律、樁-網(wǎng)復合地基破壞機理及各組成部分對穩(wěn)定性的影響規(guī)律，確定樁-網(wǎng)復合地基可以有效的改善路堤穩(wěn)定性，提高填筑速率，縮短

5、工期。 通過數(shù)值計算，對樁-網(wǎng)復合地基沉降規(guī)律進行研究，得到樁一網(wǎng)復合地基中地基土參數(shù)、樁長、樁體模量、樁的置換率、墊層彈性模量和筋材剛度等參數(shù)對總沉降量、加固區(qū)壓縮量、下臥層沉降量及工后沉降的影響規(guī)律。確定樁一網(wǎng)復合地基中提高樁長、樁體模量及增加樁的置換率均可有效地減小和控制工后沉降，這些參數(shù)均存在臨界值，超過參數(shù)臨界值后再增加各參數(shù)量值，對控制工后沉降的作用有限。 (4)設計方法基于實測數(shù)據(jù)和加筋墊層及穩(wěn)定性計算結果