高速铁路深厚软土桥梁群桩基础沉降计算方法对比研究

摘要

地基沉降变形、特别是深长摩擦群桩基础的沉降变形一直是公认的尚未得到很好解决的传统问题。随着我国高速铁路建设的逐步展开，其线下桥梁群桩基础的工后沉降控制对高速铁路稳定、平顺运行的重要性日益凸显。因此，准确计算高速铁路深厚软土地基中桥梁深长群桩基础的沉降，就显得十分重要。
　　现行相关规范的沉降计算方法中，起关键作用的压缩模量、桩端压缩层计算深度、经验修正系数等参数的确定人为因素凸显，且各规范的计算值相差较大，并与实测值有较大差距，不利于实际工程沉降计算、控制与预测。据此，本文依托京沪高速铁路北段DK124、DK152和DK240工点的三个桥梁墩基，运用“单点沉降计和液位计联合测试法”，获得了群桩桩端压缩层厚度及沉降的现场实测值。依据现行相关规范中提出的10％“应力控制法”、20％“应力控制法”和“应变控制法”分别计算压缩层厚度，并与实测值进行对比，得出了现行《建筑桩基技术规范》中10％“应力控制法”控制压缩层厚度的沉降计算值与实测值较为接近。运用压缩模量随深度变化的修正公式，分别对三个工点的压缩模量修正效果进行了验证，在此基础上，应用现行五种沉降计算相关规范进行对比分析，验证了压缩模量随深度修正对沉降计算结果的优化效果，通过对比，得出了现行《铁路桥涵地基和基础设计规范》的最终沉降计算结果与实测值最为接近的结论。
　　此外，针对高速铁路桥梁群桩的沉降计算，本文在现行《铁路桥涵地基和基础设计规范》基础上，依据静力平衡和变形协调的原则，提出考虑土体荷载分担作用的修正计算模式，同时考虑桩侧摩阻力的扩散作用，按分层总和法计算桩端土体的最终压缩量，并运用试验工点的实测数据进行验证，证明了其适用性，为今后相似工程的计算提供了参考，值得进一步推广应用。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 单桩沉降的主要计算方法

1．2．2 群桩沉降的主要计算方法

1．3 研究主要内容及目标

1．3．1 研究主要内容

1．3．2 研究目标

第2章 群桩基础沉降理论研究

2．1 沉降计算机理

2．1．1 Boussinesq解计算附加应力

2．1．2 Mindlin解计算附加应力

2．2 国内现行规范计算方法

2．2．1 应变控制法相关规范

2．2．2 应力控制法相关规范

2．3 国外相关规范计算方法

2．3．1 美国AASHTO-LRFD Bridge Design Specifications

2．3．2 迈克尔·汤姆林森和约翰·伍德沃德方法

2．4 本章小结

第3章 试验工点沉降现场试验研究

3．1 试验工点现场概况

3．2 单点沉降计与液位沉降计联合监测原理

3．3 工点现场试验研究

3．3．1 各试验工点地质情况

3．3．2 桩基结构形式及荷载情况

3．3．3 试验元器件埋设情况

3．4 现场试验数据分析

3．4．1 压缩层厚度标准

3．4．2 DK124工点

3．4．3 DK152工点

3．4．4 DK240工点

3．5 本章小结

第4章 现行规范沉降计算对比研究

4．1 压缩模量随深度修正

4．2 各工点“应力控制法”压缩层厚度计算

4．2．1 DK124工点

4．2．2 DK152工点

4．2．3 DK240工点

4．3 各工点“应变控制法”压缩层厚度计算

4．3．1 DK124工点

4．3．2 DK152工点

4．3．3 DK240工点

4．4 各工点沉降计算结果

4．5 本章小结

第5章 承台-桩基-耦合模式

5．1 承台—桩基耦合模式

5．1．1 承台荷载分担

5．1．2 桩基荷载分担

5．1．3 承台下地基系数的确定

5．1．4 桩侧摩阻力扩散

5．2 各工点沉降计算过程

5．3 本章小结

结论与展望

结论

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工作