软土地基桥梁桩基础沉降测试及预测研究

摘要

高速铁路要求轨道结构具有持久稳定的平顺性,对线下工程的工后沉降提出了严格要求。桥梁占线路的比重大,且几乎均为桩基础,因此控制桥梁桩基工后沉降,尤其是深厚软土地区桥梁桩基础工后沉降成为高速铁路设计和施工的关键性技术之一。
　　 本文以铁道部重点科研课题“京沪高速铁路深厚软土地段桥梁基础沉降监测及试验”为依托,针对桥梁桩基础长期沉降变形观测方法、工后沉降预估等问题,采用现场试验和理论分析并重的研究方法,进行了深入地研究。主要工作和成果如下:
　　 (1)编制了桥梁桩基沉降变形观测方案。通过研究和实践提出了桥梁桩基工程变形沉降观测的具体实施技术,包括基本要求,测点布置方法、基点复测和水准路线图、桥墩基础观测系统整体布置方法。现场试验研究表明沉降变形观测方法行之有效。
　　 (2)提出了沉降计联合应变计观测桥梁桩基础压缩层变形的方法,理论计算与现场实测对比分析得出,该方法行之有效,可为测试桥梁桩基桩底压缩层变形提供一种可靠的技术方法。
　　 (3)推导了多级荷载作用下多层弹性地基的有效应力、沉降变形计算公式。改进了“三维复合分析法”,使其能模拟高速铁路桥梁桩基实际的加载情况,并编制了相应计算程序,提高了计算的效率。
　　 (4)应用常用预测模型对京沪高速铁路典型试验工点桥梁桩基础的工后沉降进行了预测,预测模型拟合精度较高,预测的工后沉降值能满足规范限值的要求。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 研究目的与意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 地基压缩层厚度确定研究现状

1.2.2 桩基沉降现场试验研究现状

1.2.3 弹性地基固结理论研究现状

1.2.4 桩基长期沉降计算方法研究现状

1.2.5 桩基沉降预测研究现状

1.3 研究方法及主要研究内容

第二章 京沪高铁桥梁桩基础变形沉降试验与分析

2.1 工程概况

2.1.1 试验工点概况

2.1.2 工程地质概况

2.2 桥梁桩基沉降变形测试方法

2.2.1 桥梁桩基础沉降测试目的和意义

2.2.2 现场桩基沉降试验方法

2.3 试验结果分析

2.3.1 沉降计试验结果分析

2.3.2 精密水准试验结果分析

2.3.3 桩身压缩试验结果分析

2.3.4 两种桩底压缩试验方法结果分析对比

2.3.5 两种桩身压缩试验方法结果分析对比

2.4 本章小结

第三章 桥梁桩底压缩层厚度确定

3.1 引言

3.2 地基压缩层深度的主要影响因素

3.3 压缩层深度计算方法

3.4 各计算方法比较

3.5 桥梁桩基础压缩底层实测位置确定

3.6 压缩层厚度实例计算

3.7 本章小结

第四章 桥梁桩基长期沉降计算

4.1 京沪高速铁路桥梁桩基受荷特点

4.2 多层弹性地基的一维固结分析

4.2.1 数学模型

4.2.2 一维固结方程

4.3 多级阶梯加载的q(t)函数的Laplace变换

4.4 压缩变形求解

4.5 桩基长期沉降计算

4.5.1 桥梁群桩沉降三维分析方法

4.5.2 承台和桩体压缩变形的计算方法

4.5.3 桩底土层压缩变形的计算方法

4.5.4 “群桩沉降三维分析法”计算程序

4.6 工程计算实例

4.7 本章小结

第五章 高速铁路桥梁桩基沉降预测分析

5.1 概述

5.2 典型预测模型比较

5.3 工程实例

5.3.1 桩基沉降拟合预测

5.3.2 拟合预测效果分析

5.5 本章小结

第六章 结论与展望

6.1 结论

6.2 有待进一步研究的问题

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间论文发表及参与科研情况