中铁工程设计咨询集团有限公司 北京 100055；武汉生物工程学院 武汉 430014
摘要：桩板结构是一种新型的地基处理方法，结构形式较为复杂。本文结合实际工程案例，从结构计算模型的建立、结构受力分析、结构配筋计算、结构扰度计算、结构裂缝计算、桩的承载力及沉降检算等7个方面对桩板结构的设计进行了介绍，希望能为以后同类型工点的设计提供参考和借鉴。
关键词：桩板结构；荷载组合；极限状态
The Application of Pile-Slab Structure in Railway Engineering
RAO Zeng1 WANG Yang2
（China Railway Engineering Consultant Group Co.,Ltd., Beijing 100055,China;Wuhan Institute of Bioengineering, Wuhan 430014,China）
Abstract：Pile-slab structure is a new type of foundation treatment method, which structural style is more complex. Combining with the actual engineering case, this paper introduces the design methods of pile-slab structure from 7 aspects: establishment of structural calculation model, structural stress analysis, structural reinforcement calculation, structural perturbation calculation, structural crack calculation, bearing capacity and settlement of pile checking, which hopes to provide reference for the design of the same type of Engineering.
Key words：Pile-Slab; Loading Combination; Limit States
1 引言
桩板结构是由钢筋混凝土桩与承载板组成的一种新型地基处理结构，适用于基础变形控制严格的深厚层软弱地基、湿陷性黄土地基、桥隧过渡段短路基及既有路基加固、岩溶及采空区的地基处理等[1]。其工作机理是通过承载板将其上部荷载传递到下部桩体，再通过桩体将荷载传递到桩间土及下卧硬层或桩底岩层中，从而达到控制路基稳定和沉降变形的目的。与常规的地基处理方法相比，桩板结构具有整体性能好、刚度大、沉降控制优良等特性,在我国各高速铁路项目的地基处理中相继被采用。
本文以某既有铁路改造工程地基处理设计为依托，使用SAP84软件对桩板结构进行有限元模拟分析，比较多工况下的受力情况，找出最不利组合工况，以此进行结构配筋，给出较为通用的设计依据和参考。
2 工程概况
2.1 场地概况
某既有铁路位于华北平原北端，地形起伏变化较小。沿线建筑物密集，既有市政公路桥梁于DK20+023附近上跨铁路，铁路线路中心距既有公路桥墩承台边缘仅不到3.0m。因城市发展需要，需对该既有铁路进行改造，设计标准由原来的120km/h国铁I级标准改为250km/h无砟轨道铁路标准。既有铁路下穿既有公路桥梁区段，第四系地层较厚，为减少铁路工程对既有公路桥梁的影响及控制路基沉降变形，通过区段设计采用桩板结构。
2.2 地层岩性
场地范围内各地层分布情况及主要物理力学指标详见图1、表1：
2.3水文地质条件
地下水位埋深8.5～10.1m，根据地下水水质分析结果，地下水对混凝土无侵蚀性。
3 设计选型
设计采用非埋式桩板结构，独立墩柱式。桩板结构以线路中心为基准对称布置。承载板直接与轨道结构连接，板体采用C40钢筋混凝土浇筑，每联长18.98m，宽9.0m，厚0.8m。桩采用C35钢筋混凝土钻孔灌注桩，直径1.2m，横向采用2排桩，纵向采用3排桩。横向间距与线间距保持一致（4.6m），纵向间距7.0m，桩与板直接采用刚性连接。板与板之间设横向伸缩缝，厚度2cm，伸缩缝内填充泡沫橡胶板。板底设0.2m厚C25混凝土找平层。
4 结构设计
桩板结构为空间结构，进行力学分析时，可将其分别按纵向、横向转化为平面结构计算模型[2]。由于在列车的动力荷载作用下，桩板结构承载板和地基土之间易出现脱离现象，因此在计算模型中不计地基土对承载板的支承作用。如图2、图3所示：
沉降计算式中的基础底面处的附加压应力应按灌注桩桩底平面处的附加应力考虑，计算沉降量为9.68mm，满足沉降控制要求。
6 结语
桩板结构形式比较复杂，完全按照结构的实际情况进行结构计算较为繁琐，不能形成一套行之有效的设计参考。本文借鉴了相关的行业标准及研究成果，结合实际工程案例，对桩板结构的设计模型进行了合理简化，采用SAP84结构设计软件，对承载板的多种工况进行了受力分析，得出结构最不利荷载组合下的内力分布。通过在承载力极限状态和正常使用状态下的计算，确定了承载板结构的配筋计算结果并验算其挠度及最大裂缝宽度，同时对桩基承载力及沉降进行验算，为今后该类型的铁路地基处理设计提供了相关参考。
参考文献
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作者简介
饶增（1980-），男，工程师，2010年毕业于北京交通大学，工学硕士。
论文作者:饶增1,汪洋2
论文发表刊物:《基层建设》2017年第8期
论文发表时间:2017/7/12
标签：结构论文; 地基论文; 荷载论文; 铁路论文; 路基论文; 承载力论文; 组合论文; 《基层建设》2017年第8期论文;