为满足软弱地基上新建路堤的沉降与稳定性要求,必须事先对软土予以处理。桩承式加筋路堤因具有使路堤工后沉降小且均匀、稳定性高且施工速度快等优点,在工程中得到了广泛应用。通常,为便于施工和降低造价,桩承式加筋路堤的桩帽之间是没有设置连梁的。但工程实践发现,如果路堤填土较高、地基软土层较厚、软基中桩帽间无连梁约束,则可能导致边桩水平侧移和弯矩过大、路堤边坡失稳甚至边桩折断。此外,桩承式路堤在自重和车辆荷载作用下,其受力及变形具有复杂的三维特性,但目前的设计方法大多简化为二维问题,并且不考虑路堤、软基、加筋体、支承桩等各部分的相互作用。有鉴于此,研究有、无连梁条件下桩承式路堤的三维受力及变形特性,无疑具有重要的工程应用价值。本文以三维桩承式加筋路堤为对象,将路堤填土、加筋体、软土地基、支承桩、桩帽间连梁等看作一个共同作用整体,建立了相应的有限元分析模型;然后利用该模型,比较分析了有、无连梁时路堤的三维受力及变形特性,探讨了影响其受力和变形的主要因素。本文的主要成果及结论如下:1.在桩帽间不设置连梁、仅设置横向连梁和设置纵、横双向连梁条件下,建立了考虑路面车辆荷载、路堤填土、加筋体、软土地基、支承桩、桩帽间连梁等因素相互作用的有限元分析模型和方法。2.基于上述模型,分析了有、无连梁条件下桩承式加筋路堤的三维受力和变形特性。(1)路堤沉降呈现中间大、两边小的变化规律。此外,在路堤的坡脚区域出现了较大的侧向位移和地面隆起。过大的侧向变形不但可能导致路堤边坡失稳,而且会使边桩承受较大的弯矩和剪力。因此,对于高填方路堤应对坡脚处地基进行加固处理。(2)桩间条带区域是加筋体的主要受力区域,且加筋体的最大变形和最大拉力发生在桩帽边缘处。(3)桩身轴力从路堤中心向边缘逐渐减小、剪力和弯矩逐渐增大,边桩的剪力和弯矩达到最大值而可能发生弯曲破坏和剪切破坏;此外,桩身侧向位移从路堤中心向路堤边缘逐渐增大。在桩帽无连梁的情况下,桩身侧向位移最大值均发生在桩顶。(4)加筋体的模量变化对路堤和支承桩的变形及受力影响较小,但路堤高度和桩间距影响显著。其中,随着桩间距的减小,其中路堤的沉降和侧向变形、加筋体的拉力均明显减小,桩体的荷载分担比增大;当路堤高度较小而不能成拱时,路堤沉降不均,但当高度较大而能成拱时,土拱效应可有效减小路堤和桩间软土层的沉降。此外,桩体荷载分担比随路堤高度的增大而增大。3.与无连梁式相比,桩帽间设置连梁能够显著改善桩承式加筋路堤的变形和整体稳定性:(1)路面和底部的沉降、差异沉降以及路堤边坡的侧向位移大幅减小,有效限制了路堤的变形。(2)加筋体的拉力大幅减小、整体受力更加均匀、变形更加协调。(3)桩端剪力和桩身弯矩均大幅减小,同时从路堤中心向两侧的单桩轴力逐渐转移,在中心处桩承受的竖向荷载减小的同时,充分发挥了边缘桩的竖向承载能力。(4)可有效增大桩体荷载分担比。(5)设置双向连梁后,上述效果更加显著。4.对深厚软基上的高填方路堤,应尽量采用桩帽间设置连梁的桩承式加筋方案。