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摘要
以某深厚软土区海堤填筑下穿含匝道高速公路桥的复杂工程为研究案例,通过精细化3维有限差分数值模拟,分析采用工程加固措施后,大面积填筑对既有端承型桥梁桩基的影响程度及机理。研究表明:1)通过CAD+CAE动态设计优化,选定了钻孔灌注桩+框架梁+高压旋喷的加固方案,框架结构具有较好的整体刚度和协同受力特性,高压旋喷在上部软土层形成硬壳,可减小固结变形量。2)附加荷载在框架梁中充分形成压力拱,可显著降低对桥梁横向的挤压,有效控制两侧匝道下桩基的附加水平位移,在沿桥向将大面积堆载转化为灌注桩和框架梁内力,避免桩基产生过大附加弯矩;经计算,工后桩顶水平位移最大值4.38 mm,基桩最大压应力增量小于0.9 MPa,均能较好地满足控制要求。3)钻孔灌注桩+框架梁整体结构的有效性还体现在其可对桥桩产生类似套管的隔离保护,配合分层对称填筑工艺,可降低桥桩–桩周土相对变形,对控制基桩轴力增量作用显著。综上可知:精细化数值模拟可有效克服相关行业规范在评价复杂桩–土相互作用时的局限性,为研究工程方案的适用性及效果评价提供必要的技术支撑。
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单位中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司; 长江科学院水利部岩土力学与工程重点实验室; 中建三局集团有限公司
