高速鐵路載體樁復(fù)合地基承載及沉降特性研究.pdf

1、本論文以鐵道部重大課題“京滬高速鐵路深厚軟土、松軟土地段復(fù)合地基關(guān)鍵技術(shù)試驗(yàn)研究——載體樁復(fù)合地基沉降特性和計(jì)算方法研究”(編號(hào)2008G32-A)為依托，以京滬高速鐵路廊坊試驗(yàn)段現(xiàn)場試驗(yàn)為基礎(chǔ)，進(jìn)行了旨在滿足高速鐵路沉降標(biāo)準(zhǔn)的載體樁樁筏結(jié)構(gòu)復(fù)合地基的理論研究。
　　1.通過對(duì)現(xiàn)場施工的研究，對(duì)高速鐵路載體樁復(fù)合地基施工過程中的跳打工藝、錘擊跟管工藝等施工工藝需要注意的要點(diǎn)進(jìn)行了總結(jié)，并根據(jù)本試驗(yàn)段現(xiàn)場施工情況提出了高速鐵路中載體

2、樁的相關(guān)施工參數(shù)。
　　2.通過試驗(yàn)現(xiàn)場與管樁及CFG樁對(duì)比的重型動(dòng)力觸探試驗(yàn)的檢測結(jié)果分析得出，載體樁復(fù)合地基對(duì)擴(kuò)大頭深度區(qū)域擠密效果顯著，同時(shí)對(duì)擴(kuò)大頭頂面以上1.5m范圍的土體也有明顯的擠密，而管樁與CFG樁無明顯擠密效果。
　　3.通過與管樁及CFG樁對(duì)比的現(xiàn)場沉降變形及壓力監(jiān)測試驗(yàn)得出，各樁型對(duì)工后沉降的控制均能滿足京滬高速鐵路的要求;相對(duì)管樁與CFG樁而言，載體樁復(fù)合地基沉降量大且沉降穩(wěn)定所需時(shí)間長，管樁、CFG樁

3、的最大沉降為載體樁最大沉降的23％和52％左右;樁帽對(duì)本試驗(yàn)段樁筏結(jié)構(gòu)載體樁復(fù)合地基的控沉效果不明顯。
　　4.針對(duì)目前高速鐵路樁筏結(jié)構(gòu)中筏板計(jì)算理論不完善，仍采用簡化計(jì)算方法，缺少精確解析解，基于Hamilton體系，應(yīng)用位移疊加原理，對(duì)樁筏基礎(chǔ)中的筏板進(jìn)行了解析解的求解。首先求解得到集中荷載與均布荷載作用下Winkler彈性地基上四邊滑支矩形板的解析解，再由這兩個(gè)基本解結(jié)合樁頂撓度為零的基本假設(shè)，得到樁頂集中力的大小，代入集中

4、荷載情況下的解析解中，與均布荷載情況下的解析解進(jìn)行疊加，即得樁筏基礎(chǔ)筏板的解析解，并通過現(xiàn)場試驗(yàn)實(shí)測數(shù)據(jù)驗(yàn)證了理論解析解的合理性，最后對(duì)解析解中的相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行了敏感性分析，為實(shí)際工程設(shè)計(jì)提供參考。
　　5.針對(duì)高速鐵路中載體樁復(fù)合地基的結(jié)構(gòu)特征及受力特性，將樁體視為傳力桿，將擴(kuò)大頭部分視為無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)，對(duì)其加固區(qū)壓縮變形進(jìn)行了分析，并修正了《載體樁設(shè)計(jì)規(guī)程》中的沉降計(jì)算方法，構(gòu)建了一套適用于高速鐵路載體樁復(fù)合地基下臥層沉降計(jì)算

5、的模式:通過等代實(shí)體法計(jì)算作用在下臥層上的荷載，采用Mindlin解計(jì)算下臥層中的附加應(yīng)力，對(duì)下臥層中土體的模量按深度修正后，計(jì)算每層土的壓縮變形量，通過應(yīng)變控制法確定下臥層中需要計(jì)算的壓縮層厚度，最后基于單向壓縮分層總和法，疊加下臥層計(jì)算厚度范圍內(nèi)每層土的壓縮變形量，即得下臥層的壓縮變形量。
　　6.結(jié)合現(xiàn)場試驗(yàn)的實(shí)測數(shù)據(jù)，采用Plaxis3D Foundation有限元軟件對(duì)高速鐵路中載體樁樁筏結(jié)構(gòu)復(fù)合地基進(jìn)行更深入的研究。結(jié)