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孔庆林¹  ,  闫   婷² ,  李昕洋²  ,  王金昌³  ,  张永犇²

( 1 .  浙江交工国际工程有限公司 ，杭州 311399 ;  2.  沈阳建筑大学 交通与测绘工程学院 ，沈阳 110168 ;

3 .  浙江大学 交通工程研究所 ，杭州 310027)

摘   要 ：为有效增强桥头地基承载力并减少沉降 ，确保桥头处在路面荷载作用下能够增加其从建造到运营的全寿命周期 ，并兼顾经济性。该研究依托杭州绕城高速公路互通改建工程 ，设计桩帽间加入连梁结构的长短桩复合地基对桥头地基进行加固 ，运用 PLAXIS 建立桥头路段的断面模型 ，结合工程需求和蚁群优化算法 ，构建了相应的数学理论模型进行优化方案设计 ，最终确定了最优的布桩方案。研究结果表明： 通过分析不同布桩方式下的沉降情况以及边桩的弯矩情况 ，最终选定长短相间的布桩方式。同时 ，结合各方案在施工期内及施工后沉降 、侧向位移和桩土应力比的结果 ，综合考虑承载力 、沉降及工程造价等因素进行优化设计 ，最终确定了两种合适的布桩方案。研究结果可为相关应用提供参考。

关键词：长短桩复合地基 ；桥头沉降 ；软基加固 ；布桩优化 ；PLAXIS 有限元

中图分类号：TU471 . 8            文献标志码：A            文章编号： 1005- 8249  (2026)  02- 0099- 09

DOI:10. 19860/j.cnki.issn1005 - 8249.2026.02.016

 

Optimization Design of Pile Layout Scheme for Bridge Approach Foundation

Based on Long - Short Piles

KONG Qinglin1  ,  YAN Ting2 ,  LI Xinyang2 ,  WANG Jinchang3  ,  ZHANG Yongben2

( 1 . ZCCC  International Engineering Co . ,  Ltd . ,  Hangzhou 311399 ,  China;  2. School  of Transportation

and Geomatics Engineering ShenYang Jianzhu University ,  Shenyang 110168 ,  China;  3 . Institute  of

Transportation Engineering ,  Zhejiang University ,  Hangzhou 310027 ,  China)

Abstract :  To effectively enhance the load - bearing capacity of the  bridgehead foundation  and reduce settlement ,  ensuring the bridgehead can  sustain  the  entire  lifecycle  from  construction  to  operation  under  road  load  while  also  considering  cost  - effectiveness .   This  paper ,   based  on  the  reconstruction  project  of  the  Liuxia Interchange on the  Hangzhou  Ring Expressway , designs a composite  foundation  with  long  and  short  piles  reinforced by connecting beams between pile caps to  strengthen the bridgehead  foundation.    Using   PLAXIS ,   a   cross  -   sectional   model   of  the   bridgehead   section   is   established .    Combining engineering  requirements   with   the   ant   colony  optimization   algorithm ,   a   corresponding   mathematical   theoretical   model   is constructed for  the  optimization  scheme  design ,   ultimately  determining  the  optimal  pile  arrangement  scheme .    The  research results  indicate  that ,   by   analyzing  the  settlement  conditions  and  the  bending  moment  of  side   piles   under  different  pile arrangements ,  a staggered  arrangement  of  long  and   short  piles   was  finally   selected .    Additionally ,   taking  into   account  the performance  of   each   scheme  in  terms  of  settlement ,   lateral   displacement ,    and   pile  -  soil   stress   ratio   during   and   after construction ,   a  comprehensive   optimization   design   was   conducted  considering   load  -   bearing   capacity ,    settlement ,    and construction costs ,   ultimately determining two suitable pile arrangement schemes .   Research findings  can provide references for related applications .

Key words :  composite foundation of long and  short  piles;  bridge  approach  settlement;   soft  ground  improvement;   pile  layout optimization;  PLAXIS finite element analysis

项目来源：浙江省交通运输研发项目  (202303) 。

作者简介：孔庆林  (1980—) ,  男 ，本科 ，高级工程师 ，研究方向：水利水电工程。

收稿日期：2024 - 1 1 - 25