青藏铁路多年冻土地区桩基础设计研究

由于青藏铁路在设计中大量使用了以桥代路的方案,因此桩基础是青藏铁路冻土区桥梁应用最广泛的基础形式。结合青藏铁路多年冻土地区桩基础的设计与试验工程,研究冻土区桩基础的合理形式、冻土活动区冻胀力对桩基础的影响、成孔工艺对桩周局部融化和回冻的影响、冻土退化对桩基承载力的影响、冻土区桩基础耐久性设计及相应工程措施等。     

青藏铁路多年冻土地区桩基础设计研究

由于青藏铁路在设计中大量使用了以桥代路的方案,因此桩基础是青藏铁路冻土区桥梁应用最广泛的基础型式。本文围绕青藏铁路多年冻土地区桩基础的设计与试验工程,对桩基础的基于保护冻土的设计与工程措施给予比较全面的阐述。本文主要研究冻土区桩基础的合理型式、冻土活动区冻胀力对桩基础的影响及相应的工程措施、成孔工艺对桩周局部融化和回冻的影响分析、冻土退化对桩基承载力的影响及相应工程措施、冻土区桩基础耐久性设计及相应工程措施等问题。     

石灰桩对冻土地基预融效果模型试验研究

在高纬度冻土区修建基础工程,如何处理冻土地基使其满足承载力要求,是冻土工程施工技术的关键。为了研究石灰桩对冻土地基的预融和挤密效果,提出以破坏冻土为出发点的石灰桩放热预融方案。采用石灰桩预融冻土地基,通过群桩和单桩模型试验,测试桩周不同位置土的温度、含水率和密度的变化,确定石灰桩对冻土地基的预融和挤密影响半径。试验结果表明,所选用的桩体材料配合比,能够使桩间一定范围内冻土全部融化,提高桩间土的密度。     

多年冻土区钻孔灌注桩施工过程热力特性研究

钻孔灌注桩水化热会暖化冻土引起桩基承载力下降,以桩基水化热在时间与空间上的影响效应为研究目的,结合青藏公路G214沿线查拉坪旱桥桩基观测数据,分析水化热对地温场的扰动范围以及桩周土回冻时间,给出灌注桩18 d内的养护温度。结果表明:水化热对距桩1.95 m以外地温影响微弱;144 d后桩侧温度降至0℃以下,229 d后桩侧温度低于-0.5℃;2 a后桩侧基本回冻至天然地温,此时承载力已达到设计要求。桩基混凝土养护温度前5 d在10℃以上,5~12 d在5℃以上,12~15 d为2℃以上,15~18 d仍高于0℃。通过数值仿真给出混凝土入模温度及桩基施工时间对桩周温度场的影响,模拟结果显示,该区域的灌注桩施工可以在相应规范规定范围内提高混凝土入模温度;灌注桩施工可以在冷季进行,但要做好5 m以上深度桩基混凝土的温控措施。     

循环荷载下冻土桩基力学特性研究

通过给冻土单桩模型上端施加循环荷载,分析循环荷载幅值、频率及冻土温度的变化对桩身应变、桩身轴力、桩侧冻结应力以及桩土相对位移的影响规律,开展循环荷载作用下冻土桩基力学特性的研究。研究结果表明:桩身应变随着加载时间先增加后稳定,且低温环境和小荷载条件下更有利于桩身应变的稳定;桩身的应变随荷载幅值及频率的增加而变大,随温度的降低而减小;桩身轴力沿着桩深不断减小,是由于桩侧土体使桩从上部开始受力;低温环境下桩身轴力相对较小,这是冻土地区桩基稳定的有利条件;桩侧冻结应力首先从桩基的上端发挥作用,并逐渐向下传递,分别增大荷载幅值、频率及降低温度都会增强桩侧冻结应力;桩土相对位移受荷载幅值、频率及温度的影响明显,频率能够影响桩土的承载模式。     

考虑非对称冻结的塔杆基础模型实验研究

多年冻土区的地基土经常受冻胀的影响,但由于斜坡或边坡的存在,塔杆不仅存在拔起还同时存在侧向偏移现象,其病害机理倾向复杂化.为研究多年冻土区临坡塔杆桩基位移变化以及桩周路基土的温度规律,基于模型实验,研究路基在持续非对称冻结情况下塔杆桩基周围的温度场分布以及桩位移变化规律,并发明和试验一种非对称扩底锥形桩.研究结果表明:...     

地下水热效应桩基试验装置的研究和应用

为研究地下水对冻土地区桩基础的影响,针对现有冻土桩基试验设备的不足,对加载系统、位移采集系统等加以改进,并利用可调发热电阻作为热源,研制一套能够模拟地下水热效应的室内桩基模型试验装置,通过标定试验,确定装置模拟地下水热效应时的各项参数。利用该装置,开展不同地下水位置、有无地下水工况下的桩基承载力试验,对地下水热效应对单桩极限承载力的影响进行分析,其试验结果能够与理论模型计算较好的吻合,装置能够良好模拟地下水热效应。     

摩擦桩竖向承载力计算方法研究

研究目的：解决现行桩基竖向承载力计算方法与桩-土体系的竖向变形相互独立的问题。 研究方法：首先，通过分析桩-土体系的变形机理得出合适的荷载传递函数模型；其次，根据桩-土体系的变形协调原则对桩基础的竖向承载力进行分析研究。 研究结果：针对现行桩基竖向承载力计算方法的不足，提出了一种与桩-土体系竖向变形相协调的计算方法。 研究结论：以变形协调原则与荷载传递法为基础推导的桩基承载力计算方法，能够解决桩基竖向承载力与竖向位移计算各自独立这一矛盾，满足工程设计要求。     

厚层地下冰地段桥梁钻孔灌注桩基础试验研究综述

综合近 3 0年来国内工程冻土学界对多年冻土地区 ,尤其是青藏高原多年冻土区桥梁桩基研究的成果 ,评述冻土区桥梁灌注桩工作原理及承载力计算方法。结合现场桩基回冻过程地温场变化测试数据 ,对桩基承载力的影响因素、施工工艺提出建议。     

软土地基桥梁桩基础单桩竖向动静载试验研究

位于软土地区的铁路桥梁桩基础在高速列车运营过程中由于动荷载作用引起桩基工作性状变化,目前国内尚无原位试验资料。某试验段在试验现场进行了2种桩径共6根试验桩的单桩竖向动静载试验。结果表明,在桩端持力层较好的情况下,软土地基桥梁桩基础设计时可以忽略由于高速列车运营的反复荷载作用对桩基工后沉降和竖向承载力的影响。     

石灰桩融化岛状多年冻土的试验研究

针对岛状多年冻土区的新建工程和既有工程改扩建过程中面临的地基多年冻土稳定性问题,利用生石灰与水反应放热原理,采用预融技术对多年冻土地基进行处理,达到使冻土融化并固结沉降从而增强地基承载力的效果。在收集国内外工程中处理岛状多年冻土的主要方法和生石灰桩在处理地基的应用范围等相关资料的基础上,创新性开展石灰桩预融冻土地基室内模型试验研究,通过试验确定适用于融化高温岛状冻土且增强其地基承载力的石灰桩材料类型、材料配合比及施工工艺,并对其应用效果进行评价,形成在高温岛状冻土地区可以应用的一种新型成套石灰桩预融技术。     

铁路柔性基础下CFG桩复合地基承载力确定方法研究

针对铁路CFG桩复合地基上的铁路路堤为柔性基础的实际情况,运用数值分析和现场载荷试验,研究铁路柔性基础下CFG桩复合地基承载力的确定方法。数值分析和现场载荷试验均表明,柔性基础下CFG桩复合地基中桩及桩间土的沉降和受力规律与刚性基础差别较大,桩的荷载分担比差别也较大,故目前采用刚性基础的方法确定铁路柔性基础下的CFG桩复合地基承载力是不合适的,而柔性载荷试验可以更好地反映铁路柔性基础下CFG桩复合地基的实际受力情况。因此,建议采用柔性载荷试验确定铁路柔性基础下的CFG桩复合地基承载力。     

盖挖地铁车站试验桩单桩承载力试验分析

盖挖地铁车站设计桩顶往往低于自然地面较多,当受条件限制无法进行基坑开挖时,需在自然地面上进行单桩承载力试验。由于设计桩顶以上的无效土层会对试验桩产生较大的摩阻力,会导致试验数据不准确。研究盖挖地铁车站试验桩单桩承载力试验存在的无效土层摩阻力问题,提出结合消阻双护筒的试验桩制作方法,并对试验桩单桩承载力进行试验分析。试验结果表明:单桩承载力可满足设计要求,双护筒可较好地解决试验桩无效土层的桩侧摩阻力消除问题,保证试验数据准确可靠。     

渗水作用下膨胀土中单桩承载变形特性研究

目前膨胀土中桩基设计仍基于非膨胀土力学的设计原则。基于FLAC3D采用热-力耦合方法实现吸热膨胀来模拟膨胀土的吸湿膨胀,并重点阐述温度场模拟湿度场的关键参数取值方法。建立膨胀土中单桩三维实体模型,得出渗水作用下膨胀土中单桩的荷载变形特性、桩侧摩阻发挥特征,并分析了桩长、桩径、膨胀系数等对单桩承载特性的影响规律。研究结论:非扩底桩最小桩长宜大于2倍膨胀影响深度;细长桩比短粗桩更能有效降低膨胀土中桩顶的位移。该方法可获得渗水作用下任一时刻的桩身受力变形特性,为研究膨胀土中桩基受荷性能提供一种可行的变通手段。     

某港区后方交通联络线浅埋基岩复合地基沉降特性研究

以某码头交通联络线的CFG桩复合地基为工程背景,开展浅埋基岩复合地基的加固机理研究,采用ABAQUS软件分析CFG桩端距基岩距离、嵌岩深度和下伏岩性等不同工况对浅埋基岩复合地基的承载效果。结果表明,浅埋基岩的CFG桩复合地基的承载主要由桩体承担,但桩间土也能承担部分荷载;距基岩距离越小,桩顶处出现的沉降量越小,桩顶处桩土应力比越大;嵌岩深度越大,沉降量也越小,而桩顶处桩土应力比越大;下部基岩弹性模量越大,沉降量越小,桩顶处的桩土应力越大。