京沪高速铁路群桩基础沉降变形特性研究

摘要

京沪高速铁路是我国南北客运的主干线，也是我国第一条具有世界先进水平的高速铁路。京沪高速铁路正线全长1318km，在沿线经过的软土、湖区等地质情况复杂的地区，群桩基础是主要的基础形式。为更好的控制群桩基础沉降，需进一步深入研究桩-土的共同作用机理。
　　本文以京沪高速铁路群桩基础为研究对象，采用理论分析和数值计算结合的方法对多种情况下的桩-土共同作用问题展开了讨论，主要研究内容和结论包括以下几个方面:
　　(1)考虑群桩外围剪应力的扩散作用，忽略桩间土压缩变形对沉降的影响，并假设群桩基础底面与桩端齐平，仅考虑地下水的竖向渗流，采用与等代墩法近似的方法推导出了桩端下卧层压缩变形的解析解。分析表明，该方法退化到下卧层顶面完全透水时的解与已有文献的计算结果基本吻合。
　　(2)采用伯格流变模型和比奥固结理论，建立了土体固结-流变模型，利用FLAC3D软件模拟了流变固结耦合作用下群桩基础受力、变形的时间效应。结果表明:考虑土体的蠕变效应会使土体沉降计算结果增大，尤其是对于桩端下卧层;考虑蠕变效应能更好的反映群桩基础的沉降规律，预测值更为准确。
　　(3)利用FLAC3D软件对筑坝围堰堆载条件下桩基础的受力、变形特点进行分析，得到了土体沉降、桩基沉降、桩身轴力以摩阻力随时间及深度的变化规律。
　　(4)对采用不同施工顺序的相邻群桩基础进行了仿真模拟，计算结果表明:邻近群桩基础同时施工可以更好的控制沉降。