高速鐵路樁-網(wǎng)復(fù)合地基性狀及設(shè)計(jì)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(shù)難題。樁一網(wǎng)復(fù)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(shù)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(yīng)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(jìn)行了由一家設(shè)計(jì)院、兩個(gè)工程局和三所高校共同參與的軟土地基路橋設(shè)計(jì)參數(shù)特大型試驗(yàn)。本文以此高速鐵路軟土路堤昆山試驗(yàn)段為工程背景，對(duì)地基沉降、孔隙水壓力、樁土應(yīng)力比以及土工格柵應(yīng)力、應(yīng)變等項(xiàng)目進(jìn)行

2、系統(tǒng)測(cè)試、分析與總結(jié)，并在現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上利用數(shù)值計(jì)算方法對(duì)樁一網(wǎng)復(fù)合地基的承載機(jī)理，穩(wěn)定性及沉降規(guī)律進(jìn)行研究，獲取如下主要結(jié)論： (1)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試確定樁-網(wǎng)復(fù)合地基現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試項(xiàng)目、測(cè)試元器件的埋設(shè)方案、現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集方案及測(cè)試頻率；總結(jié)出一套針對(duì)高速鐵路樁一網(wǎng)復(fù)合地基試驗(yàn)路堤的元器件埋設(shè)、測(cè)試方法及數(shù)據(jù)整理的方法并獲得豐富、可信的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)資料，可供類似工程項(xiàng)目參考。 (2)測(cè)試分析成果基于地表沉降、分層沉降、剖面沉降和側(cè)向變

3、形的觀測(cè)數(shù)據(jù)得到樁-網(wǎng)復(fù)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(fù)合地基中地基土的固結(jié)特性；通過(guò)基底應(yīng)力、樁-土應(yīng)力比和加筋墊層中土工格柵應(yīng)力應(yīng)變的觀測(cè)數(shù)據(jù)得到樁．網(wǎng)復(fù)合地基的承載機(jī)理和荷載傳遞機(jī)理。 (3)性狀分析針對(duì)樁-網(wǎng)復(fù)合地基中采用的不同樁型，提出了各自適合的平面應(yīng)變等效方法；對(duì)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(jìn)行等效計(jì)算；對(duì)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(jì)算參數(shù)。通過(guò)模型效驗(yàn)，驗(yàn)證計(jì)算模型及參數(shù)正確。得到了樁-網(wǎng)復(fù)合地基加筋墊層中筋材拉力、界面剪應(yīng)力和界面相對(duì)位移的變化及參數(shù)影響規(guī)律。 利用有限元強(qiáng)度折減法可以有效地解決樁一網(wǎng)復(fù)合地基穩(wěn)定性分析問(wèn)題，得到樁-網(wǎng)復(fù)合地基整個(gè)填筑過(guò)程安全系數(shù)變化規(guī)律、樁-網(wǎng)復(fù)合地基破壞機(jī)理及各組成部分對(duì)穩(wěn)定性的影響規(guī)律，確定樁-網(wǎng)復(fù)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(guò)數(shù)值計(jì)算，對(duì)樁-網(wǎng)復(fù)合地基沉降規(guī)律進(jìn)行研究，得到樁一網(wǎng)復(fù)合地基中地基土參數(shù)、樁長(zhǎng)、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(duì)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(fù)合地基中提高樁長(zhǎng)、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(guò)參數(shù)臨界值后再增加各參數(shù)量值，對(duì)控制工后沉降的作用有限。 (4)設(shè)計(jì)方法基于實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)和加筋墊層及穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果