高速铁路桩—筏（网）复合地基荷载分担现场测试与分析

论文摘要

本文依托铁道部科技项目“京沪高速铁路沉降控制复合桩基加固软基研究（合同编号：2008G031-C-03）”课题和“沪宁城际铁路施工安全与沉降监测技术（合同编号：2009G008）”课题,基于京沪高速铁路、沪宁城际铁路镇江段软基加固的现场试验,对桩-筏（网）复合地基在高速铁路路基填筑、静置、预压卸载过程中的桩土荷载分担展开了研究,通过室内试验、理论分析结合现场试验数据对桩-筏（网）复合地基土压力分布、荷载分担、桩土应力比展开了一系列研究和探索,并给同类工程提供几点建议。本文主要工作及结论如下：（1）针对桩-筏（网）复合地基这种新型的高速铁路软基处理方式,在京沪高速铁路、沪宁城际铁路镇江段根据地质条件与设计方案合理选取六个断面进行现场试验,在桩顶处与桩间土上埋设大量土压力盒,在筏板内埋设钢筋计、应变计全面监测桩-筏（网）复合地基的桩顶土压力分布、荷载分担比、桩土应力比、筏板应力应变等。（2）通过对现场六个断面进行为期182天至400天不等的现场实测数据进行整理分析,得到高速铁路桩-筏（网）复合地基路基横断面的土压力发展分布规律、桩土荷载分担比发展规律、不同位置处的桩土应力比规律以及桩-筏复合地基筏板的应力应变性状。并对比桩-筏复合地基与桩-网复合地基、不同桩种桩-筏复合地基的荷载分担规律,总结了两者在用于高速铁路软基处理中的优缺点。（3）根据桩-筏（网）复合地基的水平向增强体-竖向增强体-桩间土的共同作用,分别选取两种计算模型对桩-网和桩-筏复合地基进行桩土应力比计算,通过修改垫层厚度、垫层模量、路基荷载等相关关键参数计算桩-筏（网）的桩土应力比变化发展规律,并与现场实测进行对比分析。（4）根据荷载分担的现场测试与分析,结合桩土应力比理论分析给高速铁路桩-筏（网）复合地基提出相关工程建议：①加强筏板边缘处和路基中心处桩的设计强度,减弱其它位置处桩的设计强度。②在软土质量差的地区优先采用碎石注浆桩等偏向于散体材料桩的桩-筏复合地基。③深厚层软土地基或具有深厚夹层的软土地基建议采用桩-筏复合地基。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 桩-筏（网）复合地基研究现状
• 1.2.1 桩-网复合地基
• 1.2.2 桩-筏复合地基
• 1.3 现有研究成果总结及存在问题
• 1.3.1 桩-网复合地基
• 1.3.2 桩-筏复合地基
• 1.4 桩-筏（网）荷载分担研究意义
• 1.5 本文研究内容及技术路线
• 1.5.1 研究内容
• 1.5.2 技术路线
• 第二章 现场试验研究方案
• 2.1 测试方案
• 2.1.1 测试目的
• 2.1.2 测试内容
• 2.1.3 测试方法
• 2.1.4 现场测试频次
• 2.2 现场试验概况
• 2.2.1 试验段概述
• 2.2.2 监测断面地基处理概况
• 2.2.3 监测断面填筑过程
• 2.3 测试元件工作原理及布设
• 2.3.1 土压力盒
• 2.3.2 钢筋计
• 2.3.3 混凝土应变计
• 2.4 现场测试注意事项
• 2.5 本章小结
• 第三章 现场试验测试结果及分析
• 3.1 现场测试概述
• 3.2 各断面测试结果及分析
• 3.2.1 沪宁DK70+020工点测试结果分析
• 3.2.2 沪宁DK80+835工点测试结果分析
• 3.2.3 沪宁DK80+935工点测试结果分析
• 3.2.4 沪宁DK91+560工点测试结果分析
• 3.2.5 京沪DK1073+551.3工点测试结果分析
• 3.2.6 京沪DK1073+706.5工点测试结果分析
• 3.3 桩-筏与桩-网复合地基现场测试结果对比分析
• 3.3.1 土压力分布
• 3.3.2 荷载分担比
• 3.3.3 桩土应力比
• 3.4 CFG桩与碎石注浆桩复合地基现场测试结果对比分析
• 3.4.1 土压力分布
• 3.4.2 荷载分担比
• 3.4.3 桩土应力比
• 3.5 工程建议
• 3.6 本章小结
• 第四章 桩土应力比计算与分析
• 4.1 引言
• 4.2 桩土应力比计算模型及方程求解
• 4.2.1 桩-网复合地基桩土应力比计算模型及方程求解
• 4.2.2 桩-筏复合地基桩土应力比计算模型及方程求解
• 4.3 现场实测断面算例及影响因素分析
• 4.3.1 沪宁城际铁路DK80+835断面
• 4.3.2 京沪高速铁路DK1073+551.3断面
• 4.4 本章小结
• 第五章 结论、工程建议及展望
• 5.1 本文主要结论
• 5.2 工程建议
• 5.3 有待进一步研究的问题
• 参考文献
• 致谢
• 在研期间发表的论文及科研情况