長板-短樁復(fù)合地基加固機(jī)理與工程應(yīng)用研究.pdf

1、在深厚軟基上修建高等級(jí)鐵路是世界性難題，沿海地區(qū)多條在建及待建的客運(yùn)專線與高速鐵路的軟土層厚度超過復(fù)合地基處理方法質(zhì)量可控制的深度范圍內(nèi)。為此，提出長板.短樁復(fù)合地基新方法，并依托國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“高速鐵路無碴軌道樁-筏復(fù)合地基固結(jié)特性與沉降控制機(jī)理研究(51078358)”以及鐵路科技研究開發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目“客運(yùn)專線復(fù)合加固深層軟土技術(shù)研究(2008G005-C)”，以甬臺(tái)溫客運(yùn)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(yàn)、工藝性試樁試驗(yàn)、現(xiàn)場試驗(yàn)依次遞進(jìn)的試驗(yàn)研究手段，結(jié)合理論分析與數(shù)值模擬方法，對(duì)長板-短樁復(fù)合地基的加固機(jī)理與工程應(yīng)用進(jìn)行了深入系統(tǒng)研究。主要?jiǎng)?chuàng)新成果如下：
　　 1.基于相似理論，開展了長板-短樁復(fù)合地基大型室內(nèi)模型試驗(yàn)研究，全面獲取了復(fù)合地基的變形規(guī)律與力學(xué)性狀；結(jié)合數(shù)值分析成果，為試驗(yàn)段地基處理方案設(shè)計(jì)擬定了合理的樁長及樁間距，有效指導(dǎo)了長板-短樁復(fù)合地基工程實(shí)踐。
　　 2.實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)表明試驗(yàn)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(nèi)。這說明采用長板.短樁復(fù)合地基處理大面積深厚軟土技術(shù)上是可行的，為沿海地區(qū)鐵路客運(yùn)專線地基處理提供了一種新方法。
　　 3.綜合分析模型試驗(yàn)及現(xiàn)場測(cè)試成果，明確了長板-短樁復(fù)合地基加固機(jī)理：攪拌樁在減小地基總沉降量的同時(shí)，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(jié)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(yàn)首次系統(tǒng)測(cè)試

4、了長板-短樁復(fù)合地基樁土界面荷載傳遞規(guī)律。測(cè)試結(jié)果表明樁側(cè)摩阻力分布形狀基本呈三段直線，樁頂區(qū)域承受負(fù)摩擦力，中性點(diǎn)約位于L/10處；樁底處樁身軸力很小，即長板.短樁復(fù)合地基中的樁可視為純摩擦樁。
　　 5.首次完整測(cè)試了填筑期間長板-短樁復(fù)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(jī)理。測(cè)試結(jié)果表明在柔性荷載作用下，長板-短樁復(fù)合地基樁頂區(qū)域存在負(fù)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(fù)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(jì)算復(fù)合地基下臥層附加應(yīng)力，建立了長板-短樁復(fù)合地基復(fù)合層沉降解析計(jì)算方法；提出了長板-短樁復(fù)合地基復(fù)合層固結(jié)度解析計(jì)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(duì)長板短樁復(fù)合地基開展了數(shù)值分析研究，系統(tǒng)驗(yàn)證了本文的試驗(yàn)成果與理論分析成果，全面對(duì)比塑料排水板地基、攪拌樁復(fù)合地基與長板