本技术介绍了一种创新的变间距刚性桩复合地基,旨在增强路堤的稳定性。该技术将路堤边坡的坡脚至坡肩的距离定义为L,并将刚性桩的布置区域划分为内侧大间距桩区和外侧小间距桩区。小间距桩采用较小间距且具有一定延性的刚性桩,不设桩帽;大间距桩则采用较大间距的刚性桩,并配备桩帽。该技术有效解决了传统刚性桩复合地基在外侧桩体易发生脆性断裂,导致路堤失稳和承载力下降的问题,同时在控制沉降和不均匀沉降的同时,显著降低了成本。施工简便,沉降控制效果佳,大幅提升了路堤的稳定性和安全性,具有广泛的适用性和经济效益。
背景技术
近年来,随着我国高速铁路等建设的快速发展,对于路堤的建设速度以及沉降控制等提出了更高的要求。在我国沿海地区,上层土大都为饱和软粘土,土体的抗剪程度较低,排水能力较差,因而路堤容易发生失稳破坏。为适应快速建设及沉降控制的要求,刚性桩复合地基得到了越来越广泛的应用,刚性桩包含CFG桩、素混凝土桩、钢筋混凝土桩、PCC桩等多种桩型,其具有粘结强度高,承载力强,沉降控制效果好,施工速度快等优点,工程应用十分广泛,但是其造价较高,且材料性质与传统竖向增强体差异很大,在工程中出现了多起由刚性桩弯曲破坏引发路堤失稳的工程事故,如何在工程中合理利用刚性桩加固路堤,提高路堤稳定性的同时有效控制成本,成为了一个亟待解决的问题。
在路堤填筑及使用过程中,随着路堤的不断增高以及路堤上部的荷载不断增大,各桩的受力也显著增加,然而不同位置桩体的受力存在较大差异,内侧桩以承受竖向轴力为主,可以有效控制路堤沉降,外侧桩承受轴力相对较小,但受到土体水平荷载较大,因此其承受较大弯矩,在较大弯矩及较小轴力的共同作用下,外侧桩首先接近其极限抗拉强度,而此时内侧桩的承载力并没有得到充分利用,如果外侧桩因抗拉强度达到极限抗拉强度发生脆性的弯曲破坏,当其破坏后,由于应力释放,桩体内力迅速减小,对土体的约束作用迅速减弱,土体运动并与相邻内侧桩相互作用,导致内侧桩受力增大进而发生脆性的弯曲破坏,如此往复,各桩自外向内发生依次连续的弯曲破坏,最终导致路堤失稳,造成巨大人员、财产损失。与此同时,桩间距对桩体水平受力具有显著影响,然而现有的复合地基设计方法中大都依据变形及承载力验算结果,采用等间距布桩,即便少数非等间距布桩工程,也均出于控制沉降的考量,采用内侧桩体间距小,外侧桩体间距大的复合地基形式,从桩体弯矩角度出发,以提高路堤稳定性为目的的非等间距路堤设计方法尚不存在。
综上所述,如何在建设复合地基时,使外侧及内侧桩体发挥各自作用,在控制成本的基础上提高路堤抵抗连续破坏的能力、控制路堤沉降及不均匀沉降成为了一个亟待解决的问题。
实现思路