桩承式加筋路堤的筋材设计方法讨论——马克菲尔韩飞.ppt

桩承式加筋路堤筋材设计方法的讨论 马克菲尔（长沙）新型支档科技开发有限公司 韩 飞 引 言 软土地基上筑堤（加固）的技术选择 地基加固，根据路基要求可以选择不同技术方案： 复合地基技术（水泥土桩、石灰桩、碎石桩、CFG桩等） PVD预压固结技术（堆载预压、真空预压） 其他地基处理组合技术（如长版短桩+堆载工法） 轻质填料路堤，如EPS路堤 分期施工技术：前期固结基本完成后再加载 传统桩承路堤 垫层加筋路堤 桩承加筋路堤 传统桩承路堤 Firm soil or bedrock 使用斜桩 软土地基 路堤填土 土工合成材料加筋 桩 典型桩承加筋路堤构成 桩帽 主要区别：引入加筋垫层，取消边缘斜桩 桩网复合地基着眼点是复合地基，不论采用何种桩型，强调桩-网-土的协调工作和共同分担上部荷载；桩间土承担荷载是复合地基的前提。 桩承式加筋路堤更侧重“桩承路堤”，多采用刚性桩，充分考虑填土路堤内的土拱效应，特别是在水平加筋膜效应下，由桩体分担绝大部分路堤荷载与附加荷载，在一般情况下不考虑桩间土的支撑作用。 桩承加筋堤vs.桩网复合地基 桩承式加筋路堤的设计方法 英国规范BS8006（2010） 德国规范EBGEO (2010) 北欧指南NORDIC (2004) 日本手册（2001） 复合地基技术规范（GB/T50783-2012） BS 8006（2010）极限状态 Pile group capacity Pile group extent Vertical load shedding Overall stability Lateral sliding 7 承载能力极限状态 正常使用极限状态 BS 8006（2010）极限状态 Reinforcement strain Foundation settlement 路堤荷载最终是由桩（桩间土）分担，桩基承担的是经过土拱效应加强的上部荷载(A)和经筋材薄膜效应（梁效应）传递过来的荷载(B)；而桩间土分担的是经过土拱效应和薄膜效应转移后剩余的上部荷载(C)。 桩承式加筋路堤设计基本思路 根据路堤填筑高度和设计基本条件，考虑土拱效应，确定桩间加筋上的作用荷载。 依据薄膜效应或者梁效应（Beam theory），确定土工合成材料受力，进行加筋垫层设计。 然后进行桩承式加筋路堤的稳定性分析，桩基（桩型、间距、长度）设计，路堤沉降验算。 各国规范对筋材长期设计抗拉强度的计算 英国BS8006： 德国EBGEO： 北欧NORDIC： 日本细则： 国家规范： 长期抗拉强度设计值： BS 8006 SANS 207 EBGEO FHWA ISO TR 20432 TD RB,k TLTDS TLTDS RFCR A1 RFCR RFCR fm21 A2 RFID RFID included in fm22 included in A4 RFW RFW included in fm22 included in A4 RFCH RFCH fm12 x fm12 fixed value = 1.3 FS FS RB,k = RB,K0 / (A1 x A2 x A3 x A4 x A5) TB = TCR = Tchar / RFCR TD = TCR / fm where fm = RFID x RFW x RFCH x FS = = fm21 x fm22 x fm12 x fm12 长期抗拉强度设计值： 传统方法--长期抗拉设计强度Td (e.g., TR ISO 20432): 第一步： 土工合成加筋材料的机械性能可以通过不同的试验方法测试； 根据土工合成加筋筋材破坏时的变形，其结果略有不同。 影响测试结果的其他因素： 测试温度； 固定加筋筋材的夹具类型； 速率（应变、应力） 拉伸强度, T 传统方法--长期抗拉设计强度Td (e.g., TR ISO 20432): 第二步： 施工损伤主要影响因素： 填料粒径 填料颗粒尖锐程度 压实机械 压实能量 压实厚度. 现场试验非常有必要 ! RFD: 环境因素折减系数 (一般为 1.1 – 2.0) 3. Tult/(RFID x RFD) 传统方法--长期抗拉设计强度Td (e.g., TR ISO 20432): 传统方法--长期抗拉设计强度Td (e.g., TR ISO 20432): 第三步： 主要影响因素： 紫外线 聚烯烃类的氧化反应 聚酯类的水解反应 微生物 土壤酸碱度PH值. 传统方法--长期抗拉设计强度Td (e.g., TR ISO 20432): 第四步： 蠕变折减系数主要影响因素： 聚合物类型 温度 一般土壤温度： 0°C t 30°C 最常用的是等时蠕变曲线。它可以提供了