新建银西铁路银川至吴忠客运专线是我国第一条在黄土地区修建的有砟轨道高速铁路,该线路路基所占比例较大,采用螺杆桩复合地基加固处理黄土地基。目前,在高层建筑物的地基处理工程中,螺杆桩已经取得许多成功应用的先例。但是,螺杆桩在铁路工程地基处理中的应用还很少,尤其是在西部黄土地区。针对在高速铁路建设中利用螺杆桩进行软弱地基处理的研究较少,缺乏地区应用经验等问题,需要对螺杆桩的施工工艺,承载特性,沉降控制效果以及螺杆桩复合地基的荷载传递规律、承载特性与沉降特性进行深入研究。(1)对银吴客专路基工程进行调查,发现工程沿线存在粉土、砂土等松软土地基,降水及地表水可能通过路基面、路基边坡或地表渗入地基土中造成土体软化,对于路基沉降控制十分不利,故采用螺杆桩复合地基对软弱地基进行加固处理。(2)对螺杆桩进行试桩试验得到其工艺参数,并总结了一套适合在黄土地区进行螺杆桩施工的工艺流程,通过低应变检测与对螺杆桩进行开挖检验其成桩质量,结果表明:螺杆桩在粉土及砂土层中成桩效果良好,与天然地基有效形成了复合地基。(3)静载荷试验结果表明:螺杆桩单桩及复合地基承载力均满足设计要求。通过对螺杆桩单桩极限承载力进行理论计算,进一步说明了螺杆桩具有较高的承载力,单桩复合地基承载力计算结果也与现场试验结果较为吻合,复合地基具有一定安全储备。(4)在路堤填筑阶段,复合地基沉降随路堤荷载的增大而增大;填筑完成后,复合地基沉降逐渐减缓并趋于稳定。填筑完成后,地基经过6个月的沉降变形,已基本达到稳定状态,沉降量满足规范控制要求,沉降得到了有效控制。(5)建立了螺杆桩复合地基数值模型,模拟分析所得地基最大沉降量为34.94mm,与现场沉降观测数据存在一定差异,但其基本趋势相同。在路堤荷载作用下,桩体承受了大部分荷载,桩顶处出现了应力集中现象。在地基同一深度,桩身轴力及侧阻力都随荷载的增大而增大;沿深度方向,桩身轴力从上到下逐渐减小,侧阻力先增大后减小。(6)模拟分析了褥垫层形式及路基填筑高度对沉降的影响情况,表明褥垫层对均化路堤荷载、减小不均匀沉降具有重要意义,土工格室对控制沉降及约束水平位移均能取得一定效果。在一定范围内,路堤填土越高,地基沉降量越大,路基稳定性随之降低。