桩网式加筋路堤试验研究

周顺和等人的试验很有意思（2007）。模型试验在3m×5m×3m试坑中进行。桩为钢制型桩，圆形承台直径0.21m，桩间距在两向各为2.08m和1.2m。加筋层的土工合成材料采用土工格栅和高强土工布，分别采用单向铺设和双向铺设（各成90°），同时也有不加筋的试验，以作对比。所用的土工材料的性能如表11.12所示（周顺和，2007）。

表11.12　加筋层土工材料特性

在试验中，加筋层上回填残积土1.0m作为路堤荷重。然后将加筋层下的地基土全部挖空，以模拟土体下沉的作用，并测定土工积物下沉及土中应力变化（图11.42）。

在挖空过程中，土工材料向下变形造成上方土体屈服破坏，在上部“静止区”和下部“松动区”之间形成了过渡区，即“土拱区”，且“土拱区”随开挖进行而向上发展。“松动区”与“土拱区”的垂直土应力显著下降，表明土的荷重逐渐向桩承台传递。开挖过程中，土工格栅支撑了松动土体，因此，“土拱区”可以继续增大直至路堤表面，而土体仍然维持稳定。

图11.42　桩网式土工合成材料加筋路堤的应力分布

如果加强土工材料加筋层，且有足够厚的回填路堤厚度，则其稳定性还可提高。

路堤表面沉降的大小依赖于加筋材料刚度的大小，因为该刚度控制了变形。另一个模型试验中未铺设加筋层，当挖除地基土后，路堤就倒塌了。由此表明，使用土工材料加筋，有助于施工加荷时形成稳定的土体。(https://www.xing528.com)

对新加坡一个高速公路的桩承路堤（断面如图11.43所示，施工如图11.44所示）进行了原型研究。该桩网路堤采用两层土工积物，以90°交叉铺设，层间夹薄层砂隔开，土工积物的抗拉强度两个方向各为150kN/m（21%应变）和134kN/m（29%应变）。支承桩为225mm×225mm混凝土桩，间距2.5m，桩承台为1m×1m，它占总面积的16%。观测表明，沉降值与计算值基本相符，土拱较稳定，桩的承载力也接近预测值。

图11.43　桩承式加筋路堤横断面图（周顺和，2007）

图11.44　桩承式加筋路堤施工图（周顺和，2007）

国内进行桩网堤模型试验的成果也时有发表，国内在上海、江苏、浙江、安徽等地的高速公路中采用桩网式路堤，测得的荷载分担比，对圆形桩承板在65.7%～79.1%，对方形板则在58.9%～76.1%。

关于桩、土荷载承载比，陈福全等人对此进行了研究，并进而考虑筋材的影响和桩间土的承载作用，推导了桩土应力比公式，并将此式用于路堤的设计。研究表明，桩土应力比的影响因素，除与土的特

性（内摩擦角、压缩模量等）和桩的特性（桩帽宽、桩间距、桩的刚度等）之外，还与筋材的抗拉刚度和布置的层数有关（陈福全，李阿池，2007）。