樁板結(jié)構(gòu)地基處理概述

1、樁板結(jié)構(gòu)地基處理概述及設(shè)計計算道路與鐵道工程目錄目錄 無碴軌道樁板結(jié)構(gòu)路基提出的無碴軌道樁板結(jié)構(gòu)路基提出的背景背景 樁樁板板結(jié)構(gòu)路基的板結(jié)構(gòu)路基的板-樁結(jié)構(gòu)力學(xué)特點樁結(jié)構(gòu)力學(xué)特點 樁板樁板結(jié)構(gòu)的技術(shù)經(jīng)濟優(yōu)勢結(jié)構(gòu)的技術(shù)經(jīng)濟優(yōu)勢 樁板結(jié)構(gòu)路基的適用樁板結(jié)構(gòu)路基的適用場合場合 樁板結(jié)構(gòu)路基存在的問題樁板結(jié)構(gòu)路基存在的問題 無砟無砟軌道樁板結(jié)構(gòu)路基設(shè)計理論軌道樁板結(jié)構(gòu)路基設(shè)計理論無碴軌道樁板結(jié)構(gòu)路基提出的背景傳統(tǒng)的路基結(jié)構(gòu)：高路堤：總總沉降及工后沉降量沉降及工后沉降量較大、差異較大、差異沉降難以沉降難以控制控制低路堤：動力動力對地基的影響顯著對地基的影響顯著,導(dǎo)致工導(dǎo)致工后沉降后沉降難難以控制以控制以

2、橋代路：橫向穩(wěn)定性方面較差,尤其在曲線段上，造價很高高速鐵路無碴軌道樁板結(jié)構(gòu)路基優(yōu)點：強度強度高、剛度大、穩(wěn)定高、剛度大、穩(wěn)定性和耐久性性和耐久性好好組成：鋼筋混凝土樁鋼筋混凝土樁基、路基基、路基本體本體、鋼筋混凝土承載板鋼筋混凝土承載板承載板直接與軌道結(jié)構(gòu)連接,樁、板固結(jié)與土路基共同組成一個承載結(jié)構(gòu)體系特點：綜合板式無碴軌道或軌枕埋入式無碴軌道無碴軌道結(jié)構(gòu)與樁基礎(chǔ)的各自結(jié)構(gòu)與樁基礎(chǔ)的各自特點特點,充分利用樁-土、板-土之間的共同作用來滿足無碴軌道的強度與沉降變形要求。圖1 遂渝線樁板結(jié)構(gòu)路基試驗段國內(nèi)首次！國內(nèi)首次！樁板結(jié)構(gòu)路基的板-樁結(jié)構(gòu)力學(xué)特點圖2 樁板結(jié)構(gòu)路基剖面圖樁與板之間固結(jié)能分擔(dān)

3、板身的彎矩,削弱在樁頂處板身的負(fù)削弱在樁頂處板身的負(fù)彎矩峰值彎矩峰值,減弱板厚,節(jié)省昂貴的支座費用,施工也更簡易。只有在板與板連接的邊跨處,由于溫度應(yīng)力的原因,才在板端樁頂處設(shè)置承臺結(jié)構(gòu),板與承臺之間通過設(shè)置傳力桿采用鉸結(jié)方式連接。在固結(jié)的情況下,樁-板之間通過鋼筋相互嵌面,整體剛結(jié)的,因而結(jié)構(gòu)在結(jié)構(gòu)在縱、橫向都有如剛構(gòu)縱、橫向都有如剛構(gòu)。結(jié)構(gòu)的強度在很大程度上視板一樁連接的剛度而異。在邊跨處約束放松,做成鉸結(jié),則除邊跨外樁頂處將承擔(dān)較大的負(fù)彎矩。由于承載板較寬,較一般寬度窄小的條形板梁有大得多的承載能力,原因如下（1）泊松比影響承載板受荷時兩個方向正交受彎。在一個方向受彎時,板的上緣受壓縮,

4、將產(chǎn)生側(cè)向膨脹,這個側(cè)向膨脹將抵消和緩解垂直方向受彎時上緣的壓縮,反之亦然。同樣,板的下緣受拉伸,將產(chǎn)生側(cè)向收縮,這個側(cè)向收縮將抵消和緩解垂直方向受彎時下緣的拉伸,反之亦然。（2）拱殼作用樁與板剛性固結(jié),能承受橫推力和彎矩,荷載通過板厚傳達(dá)到樁上經(jīng)過一個拱殼形的傳力路線,使板式結(jié)構(gòu)起到拱殼的作用。（3）混凝土內(nèi)的有效拉力一般計算時混凝土的拉力是不考慮的,實際在混凝土未開裂前其抗拉能力仍然起著相當(dāng)大的作用。前三個作用皆能使鋼筋應(yīng)力減小,從而提高了結(jié)構(gòu)的承載能力,但另一方面也使混凝土的壓應(yīng)力有所增大。在設(shè)計時宜按鋼筋應(yīng)力控制,使混凝土壓應(yīng)力略有富余。（4）板體橫向剛度大即使在集中荷載作用下板體也能

5、全寬參與受力。（5）樁與板剛結(jié)在縱橫方向皆可由于樁頂負(fù)彎矩而減少跨中正彎矩另外,承載板采用較高標(biāo)號混凝土較高標(biāo)號混凝土是較經(jīng)濟合理的。樁板結(jié)構(gòu)的技術(shù)經(jīng)濟優(yōu)勢整體性強、穩(wěn)定性好樁板結(jié)構(gòu)適應(yīng)性強施工方便，加工制作簡易節(jié)約造價對填料要求低便于控制工后沉降樁板結(jié)構(gòu)路基的適用場合樁板結(jié)構(gòu)路基具有良好的技術(shù)和經(jīng)濟優(yōu)越性,是宜于推廣的新型無碴軌道路基結(jié)構(gòu)形式1.已建路堤的補強加固2.舊線改造工程3.工程地質(zhì)條件復(fù)雜的路塹地段4.既有線有碴改無碴軌道工程5.兩橋隧之間短路基6.道岔區(qū)路基樁板結(jié)構(gòu)路基存在的問題1.初期投資和綜合效益問題初期投資較大，但在相同縱向長度范圍內(nèi),樁板結(jié)構(gòu)路基造價僅為橋梁結(jié)構(gòu)造價的一半

6、。2.實測資料的缺乏3.噪音問題無碴軌道剛度較大,彈性較差,增加了輪軌的振動及輻射噪聲。無碴軌道的混凝土構(gòu)件形成了較強的聲反射剛性表面,加強了噪聲的混響作用和噪聲向兩側(cè)的輻射,使噪聲強度增大。4.軌道彈性問題剛度較大,彈性較差，樁板結(jié)構(gòu)路基的彈性主要由扣件及軌下橡膠墊板提供,橡膠墊板可以增加軌道的整體彈性,減少輪軌作用向板下的傳遞,起到隔振的作用5.修理與修復(fù)問題樁板結(jié)構(gòu)作為剛性結(jié)構(gòu),在后期運營階段僅允許少量的改善,如調(diào)整軌道幾何形態(tài),一般只能靠扣件來實現(xiàn),當(dāng)發(fā)生較大變化時,調(diào)整十分困難,特別是鋼筋混凝土承載板,達(dá)到承載強度極限時將產(chǎn)生斷裂,軌道幾何尺寸將發(fā)生急劇惡化無砟軌道樁板結(jié)構(gòu)路基設(shè)計理

7、論1.樁板結(jié)構(gòu)路基設(shè)計荷載樁板結(jié)構(gòu)路基的設(shè)計,必須考慮在施工和設(shè)計使用期限內(nèi)永久荷載、變化荷載和偶然荷載的作用,根據(jù)臨界狀態(tài)和驗算事項進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮奢d組合。設(shè)計時一般考慮荷載有固定恒載軌道豎向列車荷載軌道橫向荷載軌道縱向荷載離心力沖擊力風(fēng)荷載雪荷載地震影響。承載板設(shè)計承載板設(shè)計流程如下確定豎向列車荷載活載圖式,根據(jù)設(shè)計時速確定結(jié)構(gòu)的荷載組合系數(shù)根據(jù)地質(zhì)條件及線路縱向布置圖,擬定樁基礎(chǔ)的橫向樁間距和縱向樁間距初步擬定承載板的材料剛度、板寬、板厚及板長按剛構(gòu)連續(xù)板計算模型,在給定活載圖式下,按影響線法找出最不利荷載位置進(jìn)行布載,計算截面彎矩、剪力包絡(luò)圖按板梁理論進(jìn)行配筋設(shè)計驗算在組合荷載下承載板的翹

8、曲變形及強度是否滿足設(shè)計要求根據(jù)樁基反力,確定樁長,驗算單樁承載力及其沉降是否滿足設(shè)計要求。改變縱向樁間距,對承載板進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計,選擇最終方案。下部樁基礎(chǔ)設(shè)計選擇合理的樁徑、樁長、樁距是樁板結(jié)構(gòu)設(shè)計的又一關(guān)鍵環(huán)節(jié),按沉降控制設(shè)計思想,在允許的沉降變形范圍內(nèi),以充分調(diào)動樁間土、樁底土的承載能力為目的,使樁土共同作用,在此前提下來布樁,驗算單樁及路基整體承載力是否滿足要求,反算在擬定的布樁方案下樁板結(jié)構(gòu)路基的沉降量是否在允許的范圍內(nèi)。從而大幅度降低建設(shè)成本,實現(xiàn)較高的技術(shù)經(jīng)濟效益。1.樁長樁長的確定主要取決于需要加固土層的厚度,一般都穿透最薄弱土層,落在相對好的土層上,視建筑物的設(shè)計要求和工程地質(zhì)條件而定,應(yīng)滿足強度和變形要求。2.樁徑樁