長板-短樁復合地基加固機理與工程應用研究.pdf

1、在深厚軟基上修建高等級鐵路是世界性難題，沿海地區(qū)多條在建及待建的客運專線與高速鐵路的軟土層厚度超過復合地基處理方法質量可控制的深度范圍內。為此，提出長板.短樁復合地基新方法，并依托國家自然科學基金項目“高速鐵路無碴軌道樁-筏復合地基固結特性與沉降控制機理研究(51078358)”以及鐵路科技研究開發(fā)計劃項目“客運專線復合加固深層軟土技術研究(2008G005-C)”，以甬臺溫客運專線溫州南站大面積深厚軟土層處理加固工程為工程背景，采用了

2、模型試驗、工藝性試樁試驗、現(xiàn)場試驗依次遞進的試驗研究手段，結合理論分析與數(shù)值模擬方法，對長板-短樁復合地基的加固機理與工程應用進行了深入系統(tǒng)研究。主要創(chuàng)新成果如下：
　　 1.基于相似理論，開展了長板-短樁復合地基大型室內模型試驗研究，全面獲取了復合地基的變形規(guī)律與力學性狀；結合數(shù)值分析成果，為試驗段地基處理方案設計擬定了合理的樁長及樁間距，有效指導了長板-短樁復合地基工程實踐。
　　 2.實測數(shù)據(jù)表明試驗段路基一直處于

3、穩(wěn)定狀態(tài)，工后沉降在規(guī)范容許值范圍內。這說明采用長板.短樁復合地基處理大面積深厚軟土技術上是可行的，為沿海地區(qū)鐵路客運專線地基處理提供了一種新方法。
　　 3.綜合分析模型試驗及現(xiàn)場測試成果，明確了長板-短樁復合地基加固機理：攪拌樁在減小地基總沉降量的同時，有效的提高了地基穩(wěn)定性，從而確保施工期的填筑速率；塑料排水板顯著提高了地基土固結排水速率與沉降速率，從而可縮短工期或減小工后沉降。
　　 4.通過模型試驗首次系統(tǒng)測試

4、了長板-短樁復合地基樁土界面荷載傳遞規(guī)律。測試結果表明樁側摩阻力分布形狀基本呈三段直線，樁頂區(qū)域承受負摩擦力，中性點約位于L/10處；樁底處樁身軸力很小，即長板.短樁復合地基中的樁可視為純摩擦樁。
　　 5.首次完整測試了填筑期間長板-短樁復合地基樁土沉降差、樁頂及樁底剌入量的發(fā)展規(guī)律，獲取了樁-土-褥墊層承載變形機理。測試結果表明在柔性荷載作用下，長板-短樁復合地基樁頂區(qū)域存在負摩擦力，加固區(qū)沉降以樁底刺入為主。
　　

5、 6.基于長板-短樁復合地基荷載傳遞規(guī)律與變形性狀，采用Boussinesq-Mindlin聯(lián)合求解法計算復合地基下臥層附加應力，建立了長板-短樁復合地基復合層沉降解析計算方法；提出了長板-短樁復合地基復合層固結度解析計算方法。
　　 7.采用大型有限差分軟件FLAC3D，基于流固耦合理論，考慮樁土相互作用，對長板短樁復合地基開展了數(shù)值分析研究，系統(tǒng)驗證了本文的試驗成果與理論分析成果，全面對比塑料排水板地基、攪拌樁復合地基與長板