砂土地层钉形变径桩变截面处端阻计算方法研究

变径桩具有承载力高、施工速度快以及经济性强等特点，被广泛运用于铁路桥梁基础中。然而，现有桩基承载力计算方法主要针对等直径桩基，未能考虑变径截面带来的影响。由于桩基变径截面的存在，其竖向承载机制区别于普通的等直径单桩。采用有限元分析方法，分析竖向荷载作用下，砂土地基中钉形变径桩在变截面处的承载模式。计算结果表明：变截面以下有限范围内的土体存在刚性核，与变截面共同承担上部荷载；与普通等直径桩相比，变截面桩的桩身轴力在变截面处出现明显的突变现象；依据球孔扩张理论，引入变截面处承载力的计算公式，结合传统的桩基端阻与侧阻计算原理，推导了变径桩的竖向承载力计算公式。与现有规范对比表明，提出的公式可较好地计算砂土地基中变径桩的竖向承载力。     

碎石桩复合地基若干问题的理论分析

本文在考虑桩 -土相互作用的基础上 ,根据桩 -土侧向变形协调及竖向变形相等的条件 ,应用弹性理论导出了线弹性状态下桩体及桩周土的应力 -应变关系 ,得出了桩体材料屈服时桩 -土应力比的计算式。利用摩尔 -库仑屈服准则导出了桩周土处于极限平衡状态时 ,桩体和桩周土竖向变形的表达式 ,并导出了碎石桩极限承载力计算式。讨论了桩 -土应力比、竖向应变与置换率及桩周土变形模量的关系。同时指出 :用碎石桩加固软土地基其加固效果比较明显。但用碎石桩来加固土的变形模量大于 8MPa的地基 ,加固效果不很明显 ,且是十分有限的。并建议对于碎石桩加固的软土地基应该按控制沉降量设计法来代替传统的控制承载力设计法来进行设计计算。为验证本文方法的正确性 ,通过工程实例 ,将本文计算结果与实验结果进行了对比 ,对比表明 :本文方法有较高的精度     

端承桩水平振动响应能量变分分析方法

考虑竖向荷载对桩基水平承载力的影响,采用能量法对地基土中端承桩的水平振动问题进行理论研究。根据分析动力学建立在水平动荷载作用下桩土系统的拉格朗日方程,通过复变函数和广义变分原理分别建立桩基和土体控制方程,采用分离变量法推导出土体位移表达式,结合桩土耦合振动条件和迭代程序得到桩基位移、内力和桩顶水平动力复阻抗解析表达式。通过算例分析,研究竖向荷载对桩顶动力复阻抗的影响以及桩周土剪切模量和桩长对桩身位移分布规律的影响。研究结果表明:动力复阻抗随竖向荷载增大而逐渐降低,桩身水平位移和转角随桩周土剪切模量增加而注浆降低;桩长达到有效桩长时,桩土系统有效耦合振动长度不发生变化。     

竖向荷载作用下复杂群桩的变形及荷载分布

以厦深(厦门—深圳)客运专线韩江特大桥潮安县段桩基选型工程为研究背景,通过有限元软件ABAQUS进行数值仿真模拟,分析低承台超长桩在非均质土条件下承受竖向荷载时竖直桩基的荷载-沉降(Q-S)曲线、基桩荷载分担、桩体侧向受荷、承台偏移、基桩竖向变形等工作性状。结果表明:超长群桩的Q-S曲线呈缓变特征,未出现显著的转折点和陡降;在承台顶逐级施加荷载作用下在同一深度范围内桩身轴力中桩、边桩、角桩依次增大;角桩和边桩的竖向变形相似,中桩差别较大;桩身的压缩变形随桩体深度依次递减;中桩侧摩阻力与周围基桩相比较小,变化更加缓慢。     

大厚度湿陷性黄土场地铁路桥梁灌注桩负摩阻力计算方法

当铁路桥梁桩基穿越大厚度湿陷性黄土场地时，桩基负摩阻力和中性点深度的合理取值与计算，是目前需要解决的工程难题。针对现行规范的不足，在分析总结湿陷性黄土场地桩基浸水试验结果的基础上，采用抛物线拟合负摩阻力达到稳定状态时的分布，并对中性点深度比、负摩阻力最大值出现深度、负摩阻力最大值与平均值等参数进行分析与探讨；根据负摩阻力的力学机理与分布模式，考虑湿陷性土层厚度对动摩擦系数的影响，提出负摩阻力计算方法。结果表明：浸水前桩顶承受一定竖向荷载时，湿陷性黄土层下限深度采用室内试验计算值，确定的中性点深度比与现行规范推荐值较为一致；负摩阻力最大值出现深度基本为中性点深度的0.5倍，负摩阻力最大值为其平均值的1.5倍；采用该方法计算的负摩阻力平均值与《湿陷性黄土地区建筑灌注桩基技术规程》推荐值较为一致，可作为大厚度湿陷性黄土场地灌注桩单桩竖向承载力计算时的特征值，研究结果可为湿陷黄土地区的桩基工程设计提供参考。     

锚桩反力梁慢速维持荷载法桩基静载试验研究

桩基静载试验采用接近于通过竖向抗压桩的实际工作的试验方法,比较准确地反映单桩的受力状况和变形特征,确定单桩竖向抗压承载力,对工程桩的承载力进行抽样检验和评价。结合京沪高速铁路基桩静载荷试验,详细阐述了锚桩反力梁慢速维持荷载法桩基静载试验工艺。     

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。     

路堤荷载下复合地基变形及荷载传递规律研究

基于文献[1]推荐的竖向变形模式及文献[2]推荐的径向变形模式,利用弹性理论及桩 土位移协调条件建立了桩及桩周土的控制微分方程,并由此推出了路堤荷载作用下复合地基加固区内桩及桩周土压缩量计算的解析算式,同时得出了桩、桩周土中竖向应力及桩侧剪应力计算的解析算式。为验证本文方法的可行性,通过算例将本文方法所得结果与有限元结果进行了对比,同时也与模型实验结果进行了比较。算例及模型实验结果均表明,本文方法对分析路堤荷载作用下复合地基的荷载传递规律及加固区的变形具有足够的精度,且该法计算工作量小,便于工程应用。     

流沙夹层钻孔灌注桩钢护筒起拔时间数值分析

钻孔灌注桩于流沙夹层施工，流沙夹层应力会对成桩质量造成影响，工程中需依靠钢护筒护桩以确保桩基质量。为保证桩基整体质量钢护筒通常不被拔出，基于桩基受力状态适时起拔钢护筒以提升经济效益的相关文献极少。为确保起拔钢护筒后桩基稳定性，利用有限元软件ABAQUS建立桩土模型，模拟混凝土在达到初凝时间6 h前其强度随时间变化规律，研究在流沙夹层应力下钻孔灌注桩桩身位移及桩顶竖向承载性能。结果表明：在流沙夹层钻孔灌注桩施工过程中，桩身最大位移出现在流沙夹层范围内，证明流沙夹层地质会影响钻孔灌注桩成桩质量；在桩身混凝土灌注3 h后起拔钢护筒，桩径收缩值(缩颈值)小于规范允许限值，竖向承载力达到极限承载力的20%。基于此，在流沙夹层钻孔灌注桩施工过程中，可在灌注混凝土3 h后起拔钢护筒以提高施工效率与经济效益，但此时桩身无法立刻承受过大竖向荷载。     

自平衡法静载试验在北部湾海域超长大直径桩基中的应用

本文以北海市西村港跨海大桥项目为依托,针对超长大直径桩基竖向抗压极限承载力检测,选取自平衡法静载试验方法作为研究对象,探讨该方法在北部湾海域桩基工程应用的可行性。通过对测试系统、荷载箱埋设位置等关键参数选取,以及加载过程中荷载与向上、向下位移对应关系,绘制荷载-位移(Q-s)曲线、位移-时间对数(s-lgt)曲线,并进行曲线特征分析。结果表明,本工程3根试桩单桩竖向抗压承载力特征值均满足设计要求。研究成果可为北部湾海域同类工程施工提供一定借鉴。     

柔性路堤荷载作用下的地基承载力研究

研究目的:从变形控制出发,以铁路工程为例,研究柔性路堤荷载作用下的地基承载力问题。研究结论:现行规范规定载荷试验中按沉降相对变形进行承载力特征值的取值偏于保守,往往导致地基承载力不能充分利用。为充分利用地基承载力,提出铁路路堤设计时,应根据不同的地基允许沉降标准进行地基承载力特征值的取值,可以在满足变形要求前提下,在规范基础上将承载力特征值取值适当扩大,以达到强度和变形的和谐统一。文中的结论可以为类似铁路工程提供参考。     

考虑双重挤土效应的补桩承载力计算方法研究

研究目的：为满足实际工程中补桩设计的需要，需考虑已就位群桩的挤土效应和补桩自身的挤土效应对补桩承载力的双重影响。 研究方法和结果：先考虑群桩挤土效应，在引入“桩土面积比”这一概念的前提下，采用等效圆截面单桩模拟群桩，基于孔隙比协调的原则，运用圆柱形孔扩张理论、弹性理论、比奥固结理论，求出等效半径，进而得出等效半径处土体变化后的应力场和强度指标；并以这一应力场和强度指标作为补桩施工时土体的初始值，考虑补桩自身挤土效应，运用圆柱形孔扩张理论、弹性理论，以土力学原理为基础，推导出饱和砂土中考虑双重挤土效应的补桩承载力计算公式；本文同时推导出了群桩挤土效应对补桩承载力的影响是否明显的临界状态。 研究结论：计算结果与实测数据，比较接近，表明该计算方法具有实用价值。     

旋喷桩加固客运专线路基挡土墙地基设计应用

研究目的：针对客运专线对挡土墙稳定性和变形要求高的特点,探讨研究挡土墙基底为深厚软弱土层时采用旋喷桩加固的设计计算方法,并提出相应的施工技术要求。研究方法：根据客运专线挡土墙的特点和地基条件,采用复合地基计算理论进行基本参数的计算,并根据计算结果采用压应力扩散理论和实体基础理论对旋喷桩布置和加固深度进行验证。研究结果：基于重力式挡土墙及湿陷性新黄土的特点,在复合地基设计结果基础上,比较实体基础和压应力扩散理论计算的加固深度,为提高客运专线路基挡土墙稳定的可靠度,设计采用实体基础计算理论确定加固深度。研究结论：在地基加固设计中应根据可靠度要求合理选择地基加固深度计算理论,在客运专线重力式挡土墙设计中如果需要大幅度提高承载力,采用实体基础计算理论进行设计可靠度较高。     

武广线高边坡陡坡地段桩板结构路基的设计理论探讨

研究目的:桩板结构路基是土质路基上无砟轨道的一种新型结构形式,本文结合武广线桩板结构路基的设计,初步探讨桩板结构路基的设计方法,希望能够为桩板结构路基的设计及应用提供参考。研究结果:桩板结构路基是高边坡陡坡地段地基加固的一种有效形式,通过计算,承载板挠度、桩基础承载力及其变形均满足了无砟轨道的控制指标要求,是桩板结构路基应用范围的一个新的突破。     

水泥土挤密桩在郑西客运专线新临潼车站的应用

研究目的:本次研究的主要目的是验证水泥土挤密桩在客运专线湿陷性黄土地区处理效果,为后续类似工程大面积应用提供主要的施工参数。研究结果:通过大量反复的工艺性试验充分证明水泥土挤密桩在处理湿陷性黄土方面达到了预期的效果,消除了黄土的湿陷性,提高了复合地基的承载力,同时总结出一套成熟的施工工艺。     

北京动车段转向架检修间维护结构及基础设计

研究目的：对砌体维护墙采用带形窗及抗风柱与屋架的连接在设计中应该考虑的问题提出看法,并提供范例,为垃圾填埋场基础设计采用载体桩提供示图,供今后同类建筑结构设计参考。研究方法：综合介绍北京动车段转向架检修间的设计,从而总结概括出此类建筑的若干设计要点。研究结果：在预制柱牛腿与现浇梁的接触面预埋型钢抗剪,使梁与牛腿在同一平面内浇为一体。载体桩可穿过垃圾填筑层,挤密土体,提高桩的承载力。研究结论：采用型钢抗剪是提高现浇与预制接触面抗剪能力的有效措施;抗风柱应将风荷载传到横向水平支撑节点处;复杂地质情况的基础设计应结合具体情况采用不同的基础形式降低工程造价。     

夯扩载体CFG桩复合地基工程研究及分析

研究目的:夯扩载体CFG桩复合地基应用日益广泛,但其理论研究还较少。本文结合某夯扩载体CFG桩复合地基工程实践,通过现场监测数据及FLAC计算软件,研究不同荷载、单桩承载力、褥垫层厚度、桩长、桩间距对地基承载力及变形的影响规律。研究结论:本文研究了该新型复合地基对各种参数的敏感性,并得知:夯扩载体CFG桩负摩阻力作用范围比普通CFG桩长,中性点降低,或无中性点。夯扩载体CFG桩桩体作用明显,褥垫层的厚度在普通CFG桩的基础上应该适当增大。     

软土地区基坑回弹对工程桩的影响分析研究

研究目的:软土地区深基坑中的工程桩,如在设计中没有充分考虑基坑卸载回弹引起的桩身拉力影响时可能会导致桩身断裂的严重事故。通过本文的研究,认真分析深基坑开挖对桩身内力、变形及极限承载力的影响,提出软土地区考虑基坑回弹影响的桩基的设计方法,确保工程安全。研究结论:本文采用MIDAS/GTS软件对虹桥综合交通枢纽工程的试桩及深基坑中的工程桩进行了有限元模拟分析,并与试桩结果及工程桩回弹监测结果进行了对比分析。提出了在分析基坑回弹对深基坑中桩基的影响时桩土摩擦界面参数的确定方法;提出了在软土地区的深基坑中桩设计时考虑基坑回弹影响的设计原则、方法与相关建议;探讨了基坑回弹对桩抗拔承载力的影响。     

搅拌桩联合塑料排水板地基加固现场试验研究

获得组合措施处理深厚层软土的作用机理、沉降、桩一土荷载分担等特性,为确定设计计算方法提供依据.研究结论:在搅拌桩复合地基中加入较长的塑料排水板后:(1)可以起到加快深厚软土层排水固结的作用,从而加快地基土沉降完成速度,减小工后沉降;(2)加快侧向位移的发展,且其发展与排水条件密切相关;(3)地基土强度提高较快,桩土应力比明显小于搅拌桩复合地基,表明其地基更有利于地基土承载作用的发挥.