高速铁路载体桩与CFG桩复合地基沉降特性对比试验研究

摘要

随着近年来高速铁路的迅猛发展，特别是无砟轨道在高速铁路中的广泛应用，对线下工程的沉降及变形要求越来越严格(工后沉降一般不大于15mm)。尤其是当高速铁路经过软土等不良地基时，如何控制线下工程的沉降及变形成为了一大难题。在过去高速铁路中大部分都是以桥代路来达到较好的控制沉降变形的目的。然近年来随着地基加固技术尤其是复合地基加固技术的发展，诸如CFG桩等复合地基加固技术被广泛应用于高速铁路地基加固。尽管如此，发展其他形式的复合地基加固技术仍旧具有十分重要的意义。
　　本文在前人研究的基础上，依托于京沪高速铁路复合地基关键技术载体桩、CFG桩现场试验，通过两种刚性桩复合地基压缩变形特性的对比试验和数值模拟，利用CFG桩较为成熟的理论及实践研究分析了载体桩复合地基的地基表面沉降、加固区桩间土的变形特性和下卧层的压缩特性。本文得出以下结论：
　　(1)现场试验结果表明：在路堤荷载作用下，载体桩、CFG桩复合地基沉降随荷载时间的变化规律一致。根据沉降速率的大小可分为快速发展阶段、发展阶段和基本稳定三个阶段；由于载体桩加固深度较浅，其地基总沉降量、压缩层厚度及沉降稳定所需要的时间均大于CFG桩复合地基；载体桩后期沉降发展稳定，可以满足高速铁路地基沉降要求。
　　(2)有限元分析及与现场实测结果对比表明：有限元计算与现场实测规律一致，复合地基最终沉降、主要压缩层厚度和荷载分担比与实测值比较接近；数值模拟采用的各结构的本构模型和材料参数基本能够反映现场实际情况，按深度修正的压缩模量基本符合现场土层压缩性；本文的数值计算模型可以用于进一步优化设计中。