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【摘 要】桩板结构作为新的结构形式，其无论在国内还是国外都存在着一定的应用基础，然而其理论研究远远落后于工程实践。其为数不多的理论研究大部分是为了验证工程设计的准确性。本文主要对桩板结构、施工原理、施工应用和质量保证，以及桩板结构存在的问题做出分析及探讨。
【关键词】桩板结构；高速铁路；施工；应用
1.前言
中国高速铁路的地理环境复杂、线路长、建设规模大、缺少优等填料。从前的路基结构在使用低路堤结构时因地基受动力影响而使工后沉降极难控制；而若使用高路，则会因为差异沉降、工后沉降量及总沉降量过大而难以控制[1]。当前对软土路基工后沉降的处理手段主要为两种，一种是处理软土，另一种则是以桥代路。目前，桥梁结构的制造成本较高，我国高铁急需某种施工工艺便捷可靠、投资低，同时刚度强、具备良好耐久力及稳定性的环保型路基结构。
2.桩板结构
桩板结构是由路基本体、钢筋混凝土桩基以及钢筋混凝土承载板组成，其作为一种新型的路基结构形式而被客运专线应用。桩板结构的承载板与轨道结构进行直接的连接，承载结构体系由路基与板、桩固结一同组成，其利用板-土间、桩-土间的共同作用，充分满足无砟轨道在变形和强度上的要求。
作为跟随铁路建设而出现的新型轨下基础结构形式，桩板结构最为鲜明的特点便是拥有能与路基土体互相作用的钢筋混凝土板，且该板下的路基土体对其起到支承作用，而在全长范围内，路基土体则对桩起到侧向约束作用，板在设计中属于最为重要的构件。依据当前国内外工程应用中的实际状况，桩板结构主要有下面三种形式：（1）当桩板结构由托梁、路基土体、钢筋混凝土板、桩等四个部分构成时，首先通过托梁与桩基横向进行连接，其上再与板进行相连，板将受到轨道结构的直接作用；桩板位于板中时为固结，而位于板端时则为搭接；（2）当桩板结构由路基土体、桩、钢筋混凝土等三个部分构成时，将桩顶置于路基土体中，进行施工前需以碎石在桩顶铺上一层具有一定厚度的垫层，而后放置钢筋混凝土板，将余下路堤填料进行填筑，最后对轨道结构进行施工；（3）当桩板结构由路基土体、桩、钢筋混凝土板等三个部分构成时，桩与位于路基表面的板固结，板将受到轨道结构的直接作用。[2]
3.施工工艺
3.1工艺原理
在高铁无砟轨道新的结构形式当中，桩板结构路基就属于其中一种。桩板结构路基整合了桩结构与双块式轨枕埋入式无砟轨道结构或板式无砟轨道不同的特征，其由上部钢筋混凝土承载板与下部钢筋混凝土桩基构成，轨道结构直接与承载板连接，运用桩-板-土三者的共同作用，充分满足无砟轨道在沉降变形与强度上的要求。[3]
3.2施工应用
（1）实验证明，路基动力影响范围得到加深是因为桩板结构的桩基的缘故，其使路基土体的部分受力状态得到完善，动力对桩底持力层的影响偏大。该桩板结构各个托梁下都有一对桩基，且非群桩结构，而是分别位于左右线路的中心，因此每根桩都起着极为重要作用。
（2）对表层下50厘米的土样进行抽取，而后做含水量试验，尽量将含水量保持在±2%以内，如超过范围可采用洒水或晾晒等方式实现，之后才可冲击碾压。采用静态压实能每米25千牛顿的冲击碾压锤、行驶速度每小时13千米作为现场试验参数。由外至内转圈冲击碾压第八遍之后，开启推土机进行平整，而后使用25吨压路机再进行静压、振动等各一次，检测结果显示大部分范围土体的Ev2大于等于45 MPa、压实系数大于等于0.97。
（3）桩板结构托梁和公路桥梁的盖梁内外结构方面极为相似，因而只需注意连接承台板与预埋托梁的预埋筋便可。
（4）在对桩身桩基进行彻底的检测之后，对托梁下的混凝土垫层进行浇筑。对垫层顶面位置进行调整时应保持桩头嵌进托梁内达10厘米以上。在清理完污染桩头的混凝土及其它杂物后才可对托梁钢筋进行绑扎。
（5）在承台板之间的边跨处有纵向连接，且承台板布筋极密，因而确保混凝土保护层任务及控制承台板间间距是极为重要的事项，此外应注意对于主筋间使用闪光对焊进行连接。
（6）对放样路堑的边桩与中桩进行测量，在位于开挖断面纵向及横向的位置做好临时的排水坡，同时开挖横向分台阶。基于无法对施工骨架护坡进行跟进，应在机械刷坡时边坡预留30厘米左右厚度的保护土层，而开挖深度范围则需限制在承台板底部标高的50厘米左右。
3.3质量保证
要保证质量，需做好以下几点：（1）模板以及支架在材料结构与材料在质量上必须达到施工工艺设计的标准；（2）在浇筑前，应先将模型中的杂物及积水清理干净才可进行混凝土浇筑。安装模板必须确保其结实牢靠，无缝隙，不漏浆。务必将模板与混凝土的直接接触面进行清理，而后再刷上隔离剂；（3）在进行钢筋原材料的加工、连接及安装时必须遵守相关标准及规章制度，而在检验混凝土配合比、原材料以及施工时也必须按照相关标准和规章制度来执行。[4]
4.桩板结构存在的问题
桩板结构作为新的结构形式，其无论应用于国内还是国外的工程上都属初级阶段，其理论研究远远落后于工程实践，结构形式虽多种多样，但在工程应用中尚属探索阶段，故而应用领域十分单一，缺乏相应的设计规范。在目前有限的理论研究中，绝大部分是数值分析及数量不多的试验，主要为证实该工程设计是否正确。
板的设计是否合理是桩板结构最为关键的一点。目前，具体工程在进行设计时并未将路基土体对桩的侧向制约作用及对板的支承作用考虑进去，比如我国的武广高铁或是遂渝铁路都是如此设计的，这种设计方式可能产生两个后果：（1）其计算方式过于保守，导致工程造价偏高；（2）过于保守的设计将增强结构刚性，继而提高热应力影响，严重时可变为安全隐患。[5]
5.总结
当前，我国高铁正在迅猛发展，大规模铁路新线的修建，尤其是客运专线及高速铁路的修建都给了桩板结构广大的应用空间。高速铁路土质路基沉降难以控制、轨道结构临界速度要求、工程成本过高等问题都能通过应用桩板结构得到解决。除此之外，桩板结构作为轨下基础结构的新形式，将使我国铁路轨下基础结构形式技术得到完善，其必将于日后我国铁路跨越式发展战略的建设当中发挥出其余结构形式不可比拟的作用。
参考文献
[1]荆志东，郭永春，邱恩喜，郑立宁.新型桩板结构对高速铁路软基沉降控制作用离心试验[J].岩土力学，2010，5（08）：89.
[2]李保俊，马坤全，张欣欣.高速铁路无砟轨道桩板结构路基动力特性研究[J]. 石家庄铁道大学学报（自然科学版），2011，3（01）：50-70.
[3]王峰.高速铁路桩板结构应用现状及研究方向[J].铁道标准设计，2011，8（06）：34-78.
[4]梁光荣.桩板结构技术于高速铁路施工中的应用[J].山西建筑，2010，6（06）：100.
[5]馬坤全，王志平.高速铁路桩板结构承载板伸缩温度力研究[J].石家庄铁道大学学报（自然科学版），2012，6（06）：235-260.
【关键词】桩板结构；高速铁路；施工；应用
1.前言
中国高速铁路的地理环境复杂、线路长、建设规模大、缺少优等填料。从前的路基结构在使用低路堤结构时因地基受动力影响而使工后沉降极难控制；而若使用高路，则会因为差异沉降、工后沉降量及总沉降量过大而难以控制[1]。当前对软土路基工后沉降的处理手段主要为两种，一种是处理软土，另一种则是以桥代路。目前，桥梁结构的制造成本较高，我国高铁急需某种施工工艺便捷可靠、投资低，同时刚度强、具备良好耐久力及稳定性的环保型路基结构。
2.桩板结构
桩板结构是由路基本体、钢筋混凝土桩基以及钢筋混凝土承载板组成，其作为一种新型的路基结构形式而被客运专线应用。桩板结构的承载板与轨道结构进行直接的连接，承载结构体系由路基与板、桩固结一同组成，其利用板-土间、桩-土间的共同作用，充分满足无砟轨道在变形和强度上的要求。
作为跟随铁路建设而出现的新型轨下基础结构形式，桩板结构最为鲜明的特点便是拥有能与路基土体互相作用的钢筋混凝土板，且该板下的路基土体对其起到支承作用，而在全长范围内，路基土体则对桩起到侧向约束作用，板在设计中属于最为重要的构件。依据当前国内外工程应用中的实际状况，桩板结构主要有下面三种形式：（1）当桩板结构由托梁、路基土体、钢筋混凝土板、桩等四个部分构成时，首先通过托梁与桩基横向进行连接，其上再与板进行相连，板将受到轨道结构的直接作用；桩板位于板中时为固结，而位于板端时则为搭接；（2）当桩板结构由路基土体、桩、钢筋混凝土等三个部分构成时，将桩顶置于路基土体中，进行施工前需以碎石在桩顶铺上一层具有一定厚度的垫层，而后放置钢筋混凝土板，将余下路堤填料进行填筑，最后对轨道结构进行施工；（3）当桩板结构由路基土体、桩、钢筋混凝土板等三个部分构成时，桩与位于路基表面的板固结，板将受到轨道结构的直接作用。[2]
3.施工工艺
3.1工艺原理
在高铁无砟轨道新的结构形式当中，桩板结构路基就属于其中一种。桩板结构路基整合了桩结构与双块式轨枕埋入式无砟轨道结构或板式无砟轨道不同的特征，其由上部钢筋混凝土承载板与下部钢筋混凝土桩基构成，轨道结构直接与承载板连接，运用桩-板-土三者的共同作用，充分满足无砟轨道在沉降变形与强度上的要求。[3]
3.2施工应用
（1）实验证明，路基动力影响范围得到加深是因为桩板结构的桩基的缘故，其使路基土体的部分受力状态得到完善，动力对桩底持力层的影响偏大。该桩板结构各个托梁下都有一对桩基，且非群桩结构，而是分别位于左右线路的中心，因此每根桩都起着极为重要作用。
（2）对表层下50厘米的土样进行抽取，而后做含水量试验，尽量将含水量保持在±2%以内，如超过范围可采用洒水或晾晒等方式实现，之后才可冲击碾压。采用静态压实能每米25千牛顿的冲击碾压锤、行驶速度每小时13千米作为现场试验参数。由外至内转圈冲击碾压第八遍之后，开启推土机进行平整，而后使用25吨压路机再进行静压、振动等各一次，检测结果显示大部分范围土体的Ev2大于等于45 MPa、压实系数大于等于0.97。
（3）桩板结构托梁和公路桥梁的盖梁内外结构方面极为相似，因而只需注意连接承台板与预埋托梁的预埋筋便可。
（4）在对桩身桩基进行彻底的检测之后，对托梁下的混凝土垫层进行浇筑。对垫层顶面位置进行调整时应保持桩头嵌进托梁内达10厘米以上。在清理完污染桩头的混凝土及其它杂物后才可对托梁钢筋进行绑扎。
（5）在承台板之间的边跨处有纵向连接，且承台板布筋极密，因而确保混凝土保护层任务及控制承台板间间距是极为重要的事项，此外应注意对于主筋间使用闪光对焊进行连接。
（6）对放样路堑的边桩与中桩进行测量，在位于开挖断面纵向及横向的位置做好临时的排水坡，同时开挖横向分台阶。基于无法对施工骨架护坡进行跟进，应在机械刷坡时边坡预留30厘米左右厚度的保护土层，而开挖深度范围则需限制在承台板底部标高的50厘米左右。
3.3质量保证
要保证质量，需做好以下几点：（1）模板以及支架在材料结构与材料在质量上必须达到施工工艺设计的标准；（2）在浇筑前，应先将模型中的杂物及积水清理干净才可进行混凝土浇筑。安装模板必须确保其结实牢靠，无缝隙，不漏浆。务必将模板与混凝土的直接接触面进行清理，而后再刷上隔离剂；（3）在进行钢筋原材料的加工、连接及安装时必须遵守相关标准及规章制度，而在检验混凝土配合比、原材料以及施工时也必须按照相关标准和规章制度来执行。[4]
4.桩板结构存在的问题
桩板结构作为新的结构形式，其无论应用于国内还是国外的工程上都属初级阶段，其理论研究远远落后于工程实践，结构形式虽多种多样，但在工程应用中尚属探索阶段，故而应用领域十分单一，缺乏相应的设计规范。在目前有限的理论研究中，绝大部分是数值分析及数量不多的试验，主要为证实该工程设计是否正确。
板的设计是否合理是桩板结构最为关键的一点。目前，具体工程在进行设计时并未将路基土体对桩的侧向制约作用及对板的支承作用考虑进去，比如我国的武广高铁或是遂渝铁路都是如此设计的，这种设计方式可能产生两个后果：（1）其计算方式过于保守，导致工程造价偏高；（2）过于保守的设计将增强结构刚性，继而提高热应力影响，严重时可变为安全隐患。[5]
5.总结
当前，我国高铁正在迅猛发展，大规模铁路新线的修建，尤其是客运专线及高速铁路的修建都给了桩板结构广大的应用空间。高速铁路土质路基沉降难以控制、轨道结构临界速度要求、工程成本过高等问题都能通过应用桩板结构得到解决。除此之外，桩板结构作为轨下基础结构的新形式，将使我国铁路轨下基础结构形式技术得到完善，其必将于日后我国铁路跨越式发展战略的建设当中发挥出其余结构形式不可比拟的作用。
参考文献
[1]荆志东，郭永春，邱恩喜，郑立宁.新型桩板结构对高速铁路软基沉降控制作用离心试验[J].岩土力学，2010，5（08）：89.
[2]李保俊，马坤全，张欣欣.高速铁路无砟轨道桩板结构路基动力特性研究[J]. 石家庄铁道大学学报（自然科学版），2011，3（01）：50-70.
[3]王峰.高速铁路桩板结构应用现状及研究方向[J].铁道标准设计，2011，8（06）：34-78.
[4]梁光荣.桩板结构技术于高速铁路施工中的应用[J].山西建筑，2010，6（06）：100.
[5]馬坤全，王志平.高速铁路桩板结构承载板伸缩温度力研究[J].石家庄铁道大学学报（自然科学版），2012，6（06）：235-260.