軟土地基上堆載工程對既有高速鐵路橋梁樁基影響及其控制技術研究.pdf

1、隨著國民經濟的發(fā)展，中國高速鐵路建設進入一個快速發(fā)展階段。有些城市中早已有多條高速鐵路投入運營，但是由于城市發(fā)展的需要，難免會出現(xiàn)靠近既有高速鐵路設施的工程建設項目。沿海地區(qū)軟土層較厚，土體強度低，通常采用堆載預壓的方式對其進行處理。根據(jù)工程經驗，在軟土地基上進行堆載預壓時，土體會產生較大變形，其豎向沉降可以達到幾米，水平變形也相當大。當土體松軟時，較大的水平變形嚴重威脅到周圍既有高鐵樁基的正常使用，甚至會引起結構破壞。而高速鐵路的正常

2、運營對軌道平順度要求較高，如何控制軟土地基的大變形對高速鐵路的影響成為當務之急。本文以福建沿海某堆載工程為依托，分析其對臨近既有高速鐵路橋梁樁基影響規(guī)律及影響因素，并提出適用于軟土地基高鐵橋梁樁基變形控制方案。
　　(1)對大面積堆載下土體變形以及樁-土相互作用分析方法的研究現(xiàn)狀進行了系統(tǒng)分析總結。針對基于經驗或試驗數(shù)據(jù)方法所得結果一般與實際相符，只是需要前期大量工程數(shù)據(jù)或現(xiàn)場試驗;計算土體變形的理論分析法主要基于彈性理論，對于堆

3、載下土體大變形適用性差;有限元軟件結果顯示直觀，且便于研究各因素影響分析，但是對于模型的建立要求較高。
　　(2)本文以福建沿海某堆載工程為依托，對大面積堆載作用下深厚軟土的沉降變形及水平位移分布規(guī)律進行了分析，指出在大面積堆載作用下，土體豎向變形表現(xiàn)為馬鞍型，靠近堆載邊界處豎向沉降較大;土體水平變形表現(xiàn)為向遠離堆載的方向逐漸減小，在坡腳位置水平位移最大，并隨距堆載距離的增加，深層土體水平位移分布表現(xiàn)為由三角形分布向梯形分布轉變。

4、
　　(3)開展了堆載作用下高鐵橋梁樁基受力與變形規(guī)律的數(shù)值模擬分析，結果表明，在堆載作用下，樁頂水平位移最大，已達到22mm，超出了高速鐵路的限值要求。同時承臺向背離堆載側傾斜，橋面橫向坡度發(fā)生改變。在樁與承臺連接處存在較大的剪力與彎矩，其彎矩值在400kN.m左右，在連接處產生了較大應力。
　　(4)在土體水平位移模擬預測的基礎上，考慮樁端與樁底變形特征，進行樁身變形與內力的計算。運用基于土體變形預測的兩階段分析法，考慮

5、承臺對樁頂?shù)募s束作用，運用相應的有限差分法計算程序計算，對堆載作用下土體側移場中樁基變形與內力進行分析。數(shù)值模擬方法和兩階段分析法的對比結果表明，兩者有較小誤差，在合理范圍內。鑒于兩階段分析法只需了解樁端約束條件，差分法計算程序較易獲得，在實踐應用更為方便、有效。
　　(5)系統(tǒng)分析了堆載特征（堆載距離、荷載等級、堆載速率），軟土特性（土層厚度、土體泊松比、彈性模量）等因素對鄰近大面積堆載的樁基內力與變形的影響規(guī)律。結果證明，荷載

6、等級與樁基內力及變形呈現(xiàn)性關系，隨荷載增加，樁基的附加內力與變形逐漸增加。堆載距離與樁基的變形和內力變化呈對數(shù)關系，距離較近時，隨距離減小樁基內力和變形急劇增加;距離較遠時，隨距離增加樁基內力與變形變化較小;堆載速率對樁基的影響主要體現(xiàn)在堆載過程中，對最終結果影響較小。泊松比小于0.4時，樁基的變形與內力變化不明顯，泊松比在0.4～0.5之間時樁基內力與變形變化較大。軟土層厚度和彈性模量對樁基影響較大，其中軟土層厚度增加，樁基內力與變形