桩网复合地基沉降特性

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桩网复合地基是近年来发展起来的一种新型地基处理技术。

和传统的地基处理技术相比，它在减小总沉降和差异沉降、控制工后沉降、节约工程投资等多个方面具有优势，可以同时起到桩体、挤密、排水、加筋等作用，能保证桩土共同承担荷载，因此近年来在工程建设中得到了广泛应用和发展，尤其在软土地基处理方面卓有成效。

1　桩网复合地基的应用
国外早在1975年就开始了桩网复合地基的应用。

国内铁路软土地基处理方面的应用实例主要有京沪高速铁路沪-宁段、江苏-昆山段、凤阳段及徐州段地基处理，遂-渝无砟轨道地基处理，改建铁路沪汉蓉通道老河口东至安康段地基处理，秦沈客运专线某路桥过渡段地基处理，武广客运专线地基处理，郑西客运专线地基处理，温福铁路连江车站、樟林车站及鳌江车站地基处理，南昆线永丰营车站地基处理等。

另外，桩网复合地基在其他领域也有应用，如浙江杭甬高速等公路软土地基处理、江苏泰州处理软基上的码头、日本北海道石狩河堤岸改造、秦沈客运专线某路桥过渡段地基的加固处理、江苏南京大型油罐软基处理、料场地基处理等大面积堆载场地的地基处理、江西吉安某河岸挡墙软基处理等。

2　现场试验概况
为探索桩网复合地基的沉降特性，本文结合某客运专线车站范围内路基断面进行了现场试验研究。

该车站填方高度5～7.5m，但由于进站口某涵洞设计方案的变更，受涵洞施工进度影响，试验断面在现场监测结束时填土高度仅为2.571m，试验断面所在处站坪宽度约为110m。

2.1　工程地质概况
试验段地属三角洲平原地貌，地形平坦开阔，地层主要由冲积相（Q4al ）海陆交互相成因（Q4mc ）淤泥及淤泥质粉质黏土、第四系上更新统冲积层（Q3al ）的粉质黏土、粉土、中细砂、粗砂等组成。

地层分层如下：
（1）粉质黏土：褐黄色，硬塑，黏性一般，底部40cm，呈软塑状，层厚0.6～2m。

（2）淤泥：灰褐色，软塑，黏性好，可搓成细土条，层厚15.6～19.3m。

（3）黏土：灰黄色，硬塑，黏性一般，手捻有砂感，顶部50c m ，含中砂较多，层厚1.68～3.25m。

（4）粗砂：灰白色，饱和，中密，成分以长石、石英为主，含少量黏粒，层厚2.8～3.7m。

（5）黏土：灰黄色，下部灰褐色，硬塑，含少量有机质，层厚3.94～6.55m。

桩网复合地基沉降特性研究
马凤萍
（铁道第三勘察设计院集团有限公司，天津 300142）
摘要：
通过对现场试验采集的地基分层沉降数据的整理、分析，研究了路堤荷载下预应力管桩桩网复合地基的沉降特性，分析了地基不同深度处土层沉降随土体固结和路堤填筑高度的变化规律，同时得出了分层沉降在路基宽度范围内的分布规律。

关键词：
桩网复合地基；现场监测；分层沉降；差异沉降；软土地基中图分类号：
U238；U213.1+5 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2012）29-0088-032012年第29期（总第236期）NO.29.2012
（CumulativetyNO.236）
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（6）中砂：灰褐色、灰白色，饱和，中密，层厚1.65～4.35m。

（7）粗砂：灰褐色，饱和，密实，含黏粒，层厚0.78～1.05m。

2.2　试验段设计
试验段采用PC-A500（100）-a型预应力管桩加固，桩外径Ф500mm，壁厚0.1m，混凝土强度等级C60。

桩采用矩形布置，桩长32m，桩径0.5m，桩间距2.5m。

管桩桩顶设置1.6×1.6×0.35m（厚）的钢筋混凝土桩帽，桩帽采用C35混凝土现浇，桩帽顶设置0.6m厚碎石垫层，并于其中铺设两层双向土工格栅，双向土工格栅设计抗拉强度不小于80kN/m。

2.3　仪器埋设
试验断面共布置5根深层沉降管，编号分别为J1～J5。

沿沉降管深度方向每相距约2m设置一个沉降磁环。

用磁性分层沉降仪对离地面不同深度处土层内点的
沉降或隆起进行量测。

分层沉降管布置如图1所示：
图1 试验断面沉降管布置示意图
3　试验数据分析
3.1　各分层沉降随填土高度和时间的变化规律
沉降/m m
2.010 m 6.283 m 10.522m 14.303m 18.313m
22.248m 26.252m 30.303m 34.361m 38.339m 42.317m
填土高度/m
图2 J1中各深度处分层沉降随填土高度和
时间的变化曲线
沉降/m m
0.820 m
4.536 m 8.630 m 12.843m 16.844m 20.777m 24.776m 28.789m 32.808m 36.811m 42.679m
填土高度/m
图3 J5中各深度处分层沉降随填土高度和
时间的变化曲线
选取数据较典型的J1、J5沉降管中各沉降磁环的监测数据绘制分层沉降-时间-填土高度变化曲线，如图2和图3所示。

对图2和图3分析可知：
（1）地基各深度处分层沉降随着时间和填土高度的增长而增加，且增加速率和路堤填筑速率基本成正比。

（2）路堤填筑的间歇期，各深度处土层沉降的增长相比路堤填筑期明显减慢。

（3）同一沉降管中不同深度处分层沉降有着基本相同的变化趋势，地基浅层土的沉降量较大，深层土的较小，即深度和相应分层沉降成反比。

（4）进入恒载期，各分层沉降继续增长，但增幅较小，偶有较小幅度的回弹。

恒载预压一段时间后，各分层沉降最后基本趋于稳定。

3.2　各分层沉降随深度的变化规律
利用J1、J5沉降管中各监测数据绘制的沉降-深度变化曲线如图4和图5所示。

沉降/m m
深度/m
图4 J1中各深度处沉降随深度的变化
沉降/m m
深度/m
图5 J5中各深度处沉降随深度的变化
观察图4和图5中各曲线，可以得出以下规律：（1）地基浅层土沉降量最大，由浅至深沉降量依次递减。

说明土层深度越浅，受填土荷载的影响越大。

（2）随着时间的发展，沉降量逐渐增加。

该试验断面路堤于2010年4月27日填筑结束，从图中可以看出：路堤填筑期间，各时间测得的地基分层沉
降值差异较大，且时间越靠后沉降值越大；路堤填筑结束初期，地基各土层沉降量仍有少量增加；后期沉降曲线差异较小甚至基本重合，说明经过一段时间的恒载预压，沉降逐渐稳定。

（3）地表以下约25m范围内土层沉降量较大，因为该深度范围内存在天然含水量高、孔隙比高、压缩性高、压缩量大的松散淤泥层。

3.3　沉降等值线分析
选取J1～J3、J5沉降管第68天（填土中）、第125天（填土完成第20天）、第254天（填土完成5个月）的沉降监测数据绘制沉降等值线如图6、图7、图
8所示：
图6 第68天沉降等值线（单位：mm）
图7 第125天沉降等值线（单位：mm）
图8 第254天沉降等值线（单位：mm）
对沉降等值线分析可知，相同深度处等值线的注记值随着时间的推移而变大，即沉降随着路堤的填筑在增加。

图7、图8等值线上的注记值相差不大，说明填土完成后沉降增长减缓直至趋于稳定。

路基宽度范围内同一深度处沉降存在差异，这与试验断面范围内地层分布不均有关。

观察可知，这种差异沉降随着路堤的填筑在调整，第68天时，地基最大沉降约发生在路基中心左侧18～20m处；第125天时调整到路基中心左侧约12m处；到第254天，地基土最大沉降稳定在路基中心左侧约8m处。

4　结语
本文基于对现场实测分层沉降数据的研究，分析了桩网复合地基沉降随填土高度、时间、深度、距路基中心距离等因素的变化规律，主要得出以下结论：
（1）地基各深度处土层沉降量随着时间和填土高度的增长呈现出很明显的增加趋势，沉降速率和填土速率基本成正比。

（2）地基浅层土沉降量最大，由浅至深沉降量依次递减，软土层厚度范围内沉降量较大。

（3）进入恒载期，沉降值变化不大，恒载一段时间后基本趋于稳定。

（4）沿路基横断面宽度范围内，存在差异沉降。

（5）随着填土过程的发展，差异沉降存在一个调整的过程。

参考文献
[1] 饶为国．桩-网复合地基原理及实践[M]．北京：中国水
利水电出版社，2004．
[2] 马凤萍．潮 汕车站软土桩-网复合地基现场监测及地基
沉降预测[D]．西南交通大学，2011．
（责任编辑：周加转）
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