基于性能的桩承式路堤设计方法

1　基于性能的桩承式路堤设计方法

对于软基上的公路路堤工程而言，除了需要保证路堤填筑过程中的稳定性外，还需要控制路堤沉降在一定范围内，并避免路堤顶面出现明显的不均匀沉降。因此桩承式路堤的设计应该保证路堤的稳定性，运营期间路堤顶面不出现明显的差异沉降，且路堤工后沉降应控制在一定范围内。桩承式路堤设计应该达到两方面的性能要求：①稳定性要求；②沉降变形要求。对于不同等级的公路路堤，稳定性均要达到要求，路堤顶面也不应出现明显的差异沉降，但工后沉降可以根据道路的等级有不同的要求。

对于桩承式路堤，由于桩抗压刚度大于桩间土抗压刚度，在路堤荷载作用下，桩间土沉降大于桩沉降，路堤中会出现土拱效应；而大部分路堤荷载由桩承担，桩间土仅承担小部分路堤荷载。但是当桩承担的荷载大于其极限承载力时，桩的沉降就会急剧增大，桩承担的荷载就会转移到桩间土上，当桩间土承担的荷载大于其承载力时，地基就可能发生失稳滑移。因此，对于桩承式路堤而言，要保证路堤的稳定性就要确保在路堤施工过程及后续地基土固结过程中桩承担的荷载不超过其承载力。

当路堤高度小于等沉面高度时，路堤顶面会出现较大的差异沉降，而当路堤高度大于等沉面高度时，路堤顶面不会出现差异沉降。等沉面高度与桩帽净间距相关，因此在路堤高度一定时，选用适宜的桩间距及桩帽大小，使得等沉面高度小于路堤高度，就可以避免路堤顶面出现差异沉降。

对于桩承式路堤而言，路堤沉降取决于桩端以下土层的沉降，因此调整桩长就可以实现对路堤总沉降及工后沉降的控制。

从上面的分析可以看出，进行桩承式路堤设计时，通过调整桩长、桩间距及桩帽大小，使其在适宜的范围内就可以使路堤达到相应的性能要求。桩长、桩间距及桩帽大小是关系到桩承式路堤性能的三个重要参数，桩承式路堤的设计过程也就是确定这三个参数的过程。