而经系梁式桩网结构加固后，随着路基的逐层填筑，其安全系数逐渐增大，当填筑至第5层后，安全系数较高且相对保持稳定。此过程中，最小安全系数为Fs＝1.644，显然满足Fs≥1.45的规范要求，系梁式桩网结构加固对提高斜坡软弱地基路堤安全性方面效果显著。相比无处治措施，经系梁式桩网结构加固处治后，其路基顶面的最大沉降、差异沉降分别减小约88.7%、90.3%，系梁式桩网结构可显著削减斜坡软弱地基路堤的沉降及差异沉降。......
2023-10-03
应用新型结构性路堤技术改善斜坡软弱地基路堤
【摘要】：为满足斜坡软弱地基路堤特殊的地质条件、严格的变形要求，近年来，结构性路堤通过在路基岩土体内部设置结构性骨架，主要通过组成路基骨架的构件形成路基强度。该方法已在斜坡软弱地基路堤中获得成功应用，代表性的结构性路堤主要包括桩网结构、桩板结构等。尽管对于桩板结构，我国已进行了一定的研究，但对于斜坡软土地段采用桩板结构性路堤的研究目前仍较少。
为满足斜坡软弱地基路堤特殊的地质条件、严格的变形要求，近年来，结构性路堤通过在路基岩土体内部设置结构性骨架，主要通过组成路基骨架的构件形成路基强度。该方法已在斜坡软弱地基路堤中获得成功应用，代表性的结构性路堤主要包括桩网结构、桩板结构等。与水平软弱地基重点考虑竖向控沉为主不同，因地面横坡的存在，桩网结构、桩板结构应用于斜坡软弱地基路堤，可能在竖向控沉的同时，还需考虑侧向变形的抑制。
6.3.4.1 桩网结构
桩网结构由钢筋混凝土稀疏桩群和桩顶加筋褥垫层组成，在填土逐渐增加的缓慢加载作用下，由于桩顶加筋褥垫层的网兜效应，钢筋混凝土稀疏桩群相互牵制，形成复合桩群，使桩体主要受到竖向力作用；同时，由于地基土体得到竖向增强体——“桩”（钢筋混凝土稀疏桩）的加强形成复合地基加固区，桩顶得到水平向增强体——“网”（加筋褥垫层）的加强形成复合地基加固区，从而使网-桩-土三者协同作用，构成一个整体共同承担上部荷载的人工地基。路堤重量及荷载主要由桩承担，地基土体相对承担得少，因而地基土体竖向变形较小，横向变形也较小，桩网结构实际起到限制地基土体侧向变形的作用[5]。渝怀铁路部分工点采用桩网复合地基，桩网复合地基加固斜坡软弱地基的应用如图6-12所示。
图6-12 桩网复合地基
黄明星（2011）[17]通过数值计算，初步论证了桩网结构处治斜坡软弱地基路堤的有效性。为有效地增加桩网结构的整体横向刚度，成渝客运专线简阳南站工程采用了带系梁的桩网结构，即在桩顶增加系梁，使各排桩之间很好地形成了整体框架结构，提高了桩网结构的横向稳定性（吴沛沛[18]，2012），如图6-13所示。
图6-13 带系梁的桩网结构典型处治断面[18]
6.3.4.2 桩板结构
桩板式结构性路基是指柔性路基结构内置入钢筋混凝土桩板结构，突破传统意义上岩土性路基的范畴，从而形成以刚性桩板结构为主要受载骨架，周围柔性土体提供侧向约束的桩板式结构性路基。在我国，遂渝线无砟轨道综合试验段（我国第一条无砟轨道综合试验段）首次采用桩板结构。
桩板结构路基具有整体性强、稳定性好、变形累积缓慢、轨道变形小、坚固耐用等优点，有利于高速行车，可大大减少养护维修工作量、降低作业强度和改善作业条件，在我国高速铁路施工中应用较广，武广线首次尝试了将桩板结构路基应用于高边坡陡坡地段[19]。尽管对于桩板结构，我国已进行了一定的研究，但对于斜坡软土地段采用桩板结构性路堤的研究目前仍较少。桩板结构加固斜坡软弱地基路堤的应用如图6-14所示。高霞等（2013）[20]建立了斜坡桩板结构路基静、动力分析模型，分别研究在列车静、动荷载作用下，桩间距和桩长对桩板结构地基、路堤以及边坡土体垂横向位移的影响，认为应设置合理的桩间距、采用不等桩长结构优化桩板结构在斜坡地段的应用；魏永幸等（2011）[21]则建议在多年冻土地区可借鉴斜坡路堤的结构形式，如图6-15所示；梁多伟（2013）[22]探讨了斜坡软弱层厚度、地基横坡坡率、路堤填土高度3个参数对斜坡软弱地基非埋式桩板结构路堤稳定性的影响；白皓等（2013）[23]针对岩质陡坡，提出了椅型桩板结构路基设计计算方法，如图6-16所示。
图6-14 桩板结构在斜坡软弱地基上的应用示意
图6-15 桩板结构在斜坡冻土地基上的应用示意[21]
图6-16 椅型桩板结构路基[23]
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2023-10-03
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