T型桥梁施工荷载对高铁路基影响的现场试验分析及处治效果评价

摘要

本文主要研究成都第二绕城高速新建跨线桥主体结构T型桥梁施工荷载对其所跨越的成灌线产生的影响，采用现场测试方法分析了隔离桩措施的防治效果。论文首先通过收集整理已有研究成果，详细介绍了桩基础对周边土体及邻近构筑物影响的研究现状，汇总了有关单桩、群桩基础的沉降理论研究成果。依托成都第二绕城高速公路跨成灌高速铁路跨线桥工程，通过在该工点布置多种沉降观测仪器对地基沉降变形进行现场监测，并对现场测试数据进行整理分析。结合现场监测结果、理论分析及数值模拟等，进一步研究了T型钢构施工荷载对成灌高铁路基的附加影响，并验证了隔离桩处治方案减小已运营高速铁路路基沉降、侧向位移的防治效果。
　　通过现场监测、理论分析及数值模拟，本文得到如下几点结论:
　　(1)路基面的沉降随着施工荷载的增加而增大，施工完成后路基面沉降逐渐趋于稳定，路基结构的变形可近似描述为37＃、40＃两主墩产生变形的叠加;由A-A、B-B断面的路基实时沉降监测结果表明，施工期和竣工后转体桥桩基荷载对铁路路基的附加沉降和差异沉降均处于可控范围之内，已有路基结构处于安全状态，保障了成灌高铁的正常运营。
　　(2)在转体桥施工期内桩周不同深度地层的沉降随时间的延长不断增大，桥梁合拢阶段，竖向荷载不再增加，不同深度地层的沉降值收敛，基本保持稳定;桩端平面以上土层所产生的沉降比上桩端以下土层所产生的沉降小，二者的比值约为1∶1.5。实测结果表明，采用隔离桩处置措施有效的降低了桩基础荷载对邻近路基结构产生的变形影响，具有明显的加固隔离效果，确保了已运营铁路路基的安全稳定。
　　(3)群桩荷载引起桩周土体的水平位移沿深度方向大致呈S型，曲线具有两个明显的拐点，并出现了一个侧向位移为0的中性点，在地基土层上部，侧向位移具有往群桩方向拖拽的趋势，土层下部侧向位移表现出向外挤压的趋势。监测结果表明，隔离桩对群桩荷载引起的土体侧向变形具有一定的约束作用。
　　(4)桩周土体在群桩荷载下产生沉降槽，其中承台边缘处沉降最大，沉降量为22mm，与群桩基础距离越远，地基沉降越小，在距离群桩基础20m以内沉降降幅较陡，20m以外沉降降幅渐渐趋缓;到距离群桩基础50m（三倍于承台直径）左右时，沉降量仅为1mm，可忽略不计，因此，该距离值可视为群桩基础的影响区域，监测结果也验证了Randolph理论的合理性。
　　(5)数值计算得到的高速铁路路基沉降、左右坡脚的侧向变形规律与现场测试结果吻合较好，与比未设置隔离桩数值计算结果比较表明，采用隔离桩处治措施具有显著的防治效果，在今后类似的工程中，可借鉴此类处治措施。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景

1．2 国内外针对桩基影响研究现状

1．2．1 桩基础对邻近既有建筑物的影响研究现状

1．2．2 桩基础沉降理论研究现状

1．2．3 处治技术的研究现状

1．3 研究内容及研究方法

1．3．1 研究内容

1．3．2 研究方法

第2章 现场工况及现场试验简介

2．1 现场地质概况

2．1．1 跨线桥桥区地质概况

2．1．2 土层与桥墩结构物理力学参数

2．1．3 桥基荷载

2．2 现场工程概况

2．2．1 跨线桥工程概况

2．2．2 跨线桥施工流程

2．2．3 试验断面资料

2．3 现场监测仪器埋设状况

第3章 群桩基础对高铁路基附加影响现场试验研究

3．1 概述

3．2 现场试验方案

3．3 现场测试结果分析

3．3．1 A-A测试断面结果分析

3．3．2 B-B测试断面结果分析

3．3．3 桩周土体沉降结果分析

3．4 本章小结

第4章 隔离桩处置效果评价

4．1 现场防治效果数值模拟法

4．1．1 数值模拟评价假定

4．1．2 数值模拟评价流程

4．1．3 数值模拟评价模型

4．1．4 数值分析模型参数

4．2 数值模拟评价建模说明

4．2．1 无隔离桩防治措施下模型建立

4．2．2 隔离桩防治措施下模型建立

4．3 隔离桩处治效果分析

4．4 本章小结

第5章 结论与展望

5．1 主要研究结论

5．2 存在的问题与展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及参加的科研情况