临近堆载对深厚软土桩基影响的现场试验研究

在浙江省宁波货运北站开展堆载对临近桩基内力与变形影响的1∶1原位现场试验,探讨深厚软土地区堆载高度、堆载与桩基距离等因素对桩身内力、位移、桩基和堆载间土体深层位移的影响规律。试验结果表明:临近堆载作用下,桩身向堆载的对侧偏移,最大值发生在桩顶处,且堆载对临近桩基的影响具有明显的时间效应;桩身弯矩在桩身上段26 m范围内较明显,其最大值大致位于软弱土层的底面;各工况下,桩身弯矩、桩身水平位移、桩与堆载之间土体的深层水平位移的分布规律基本相同,但其量值均随着堆载的临近与荷载强度的增加而增加。     

大面积单侧堆载对高速铁路桥梁墩台影响的数值分析

基于某高速铁路桥梁实际地质条件和现场堆载情况,运用ABAQUS有限元软件建立高速铁路桥梁墩台、基础及地基土相互作用有限元模型,分别假设地基土为弹性(大变形)和理想弹塑性,分析了桥梁墩台在大面积单侧堆载作用下的受力变形特性,包括墩顶中心变形、地基与桩基侧向变形沿深度变化、地基与桩基侧向应力沿深度变化等。研究结果表明:单侧大面积堆载是桥梁桩基产生水平位移的主要原因;地基黏土层取为理想弹塑性时计算的墩顶变形与地基土侧向应力明显大于取为弹性时计算值,且与现场实测值较为接近,说明地基土体发生了一定的塑性变形造成了桩基倾斜。计算结果为桥梁墩台倾斜的成因及处置措施提供了理论依据。     

铁路软土地基处理方法合理选择试验研究

基于某高速铁路深厚软土地基水泥搅拌桩、真空联合堆载预压及砂桩等载预压加固三种加固方法的现场试验,应用分层沉降仪、孔隙水压力计等进行了现场监测与分析,探讨了不同软土地基加固方案中地基沉降随时间、荷载的变化规律,同时估算了工后沉降。从工后沉降、沉降速率的控制效果及经济性三方面,综合比选了三种软土地基加固方案的优缺点,综合各种指标,水泥搅拌桩、真空预压联合堆载处理软土地基优势较明显,建议高速铁路地基处理中优先考虑。     

地面堆卸载作用对铁路桥墩沉降的影响分析

邻近堆卸载会对桥梁桩基造成不利影响,严重时将影响铁路的运行质量和安全,本文以一受邻近煤矿开采影响产生偏移的大桥为例予以分析。实测桥梁周边山体卸载引起的地基推移和桥梁桩基的变形,以此为基础建立有限元模型进行多角度数值分析,得出地基推移、对称堆载、不对称堆载及不同堆载高度对桩基沉降、变形和最大主应力的影响。计算结果表明,以混凝土允许主拉应力为控制指标,该桥梁桩基均匀堆载高度最大不能超过13 m,不对称堆载高度最大不能超过7 m。研究结果为维护整治提供了技术支持。     

侧向堆载下竖向受荷两桩基础的力学性状试验研究

通过可门港深厚软土地区被动桩基1∶1模型试验,研究了侧向堆载作用下前后两桩的桩身弯矩、轴力和位移的变化情况,结果表明:两桩桩身的弯矩、轴力和水平位移随着堆载距离的减小和堆载高度的增加而不断增长;侧向堆载对前桩的影响明显大于其对后桩的影响,验证了"遮拦效应"的存在。     

堆载作用下桩基受力特性分析

以郑徐(郑州—徐州)高速铁路一特大桥桩侧堆载为背景,采用ABAQUS建立桩-土相互作用有限元模型,研究在不同堆载等级和堆载距离下桩侧摩阻力和桩身轴力的分布规律以及桩顶沉降规律。结果表明:桩侧负摩阻力主要分布在0.57倍桩长范围内,堆载等级越大桩侧摩阻力和桩身轴力越大,负摩阻力最大值出现在0.29倍桩长处,轴力最大值出现在0.52倍桩长处;堆载距离越大桩侧摩阻力和桩身轴力越小,堆载距离大于5倍桩径时,桩侧摩阻力和桩身轴力均明显减小;堆载等级越大堆载对桩基的竖向位移影响越大,堆载距离越大堆载对桩基的竖向位移影响越小。计算结果可以为桩侧堆载控制提供理论依据。     

采用插板排水固结堆载预压法快速处理软基技术

根据施工现场的地质条件,对软基处理的三种方案,即插板排水固结堆载预压法、水泥搅拌桩复合地基法和桩基架空楼板法,通过比选选择插板排水固结堆载预压法,该方法对于深厚软土地基的处理是经济、有效的处理方法。     

侧方堆载作用下高架桥群桩基础变形分析

针对一城际铁路由于侧向堆载而使桥墩产生侧向变形的案例,利用三维有限元软件PLAXIS 3D建立堆载-土-结构相互作用有限元模型,并通过离心机试验与现场实测结果加以验证,从而分析侧向堆载作用下桩与土的沉降、变形及桩身弯矩、轴力分布规律。首先建立了桩与承台铰接、固接的2种模型,计算得出2种工况下桩的受力与变形,现场实测墩顶中心侧向位移介于二者之间。其次分别建立桩端自由与桩端固定情况的桩基模型,计算结果表明2种情况下承台倾斜方向相反。最后对该客专高架桥桩基进行抗弯承载力检算,推断该处桩已经发生剪切破坏,并给出了不同堆载高度下堆载的安全距离。     

高速铁路站场咽喉区复合地基的工程特性研究

结合京沪高速铁路济南西客站工程实际,对站场咽喉区深厚软土大面积堆载预压下复合地基的工程特性开展现场试验研究,分析不同位置和深度的超孔隙水压力、沉降变形以及桩土应力等参数随时间和填土高度的变化规律,为该地区同类工程设计和施工提供科学依据。研究结果表明:站场咽喉区复合地基内的超孔隙水压力随着荷载的增加而增大,达到峰值后消散,其变化略滞后于荷载的变化;超孔隙水压力的最大值出现在下卧层上部;在下卧层中,随着深度的增加,超孔隙水压力逐渐减小。站场咽喉区复合地基最大沉降发生在25m CFG桩加固区的中部,35mPHC管桩有效减小了站场中心区的沉降。主要压缩量发生在加固区底部和下卧层。站场咽喉区复合地基由路堤中心向外,桩应力、桩间土应力及桩土应力比总体呈减小趋势。在路堤填筑和预压中,站场咽喉区复合地基桩间土应力向桩传递,桩间土应力逐渐减少,桩顶应力逐渐增大,并逐渐趋于稳定。     

微型注浆钢管桩在高铁站场软基加固中的应用研究

对新建鲁南高铁站场软土地基采用微型注浆钢管桩进行加固,探讨了软土地基微型注浆钢管桩加固方案及其施工技术;为评价站场软基微型注浆钢管桩加固效果,开展微型注浆钢管桩成桩施工过程中现场监测试验,通过埋设监测元件获得加固区邻近区域土体的变形分布与发展规律。结果表明在微型注浆钢管桩成桩过程中,地表纵向水平位移变化比较小,地表竖向位移无明显变化,产生的深层横向水平位移和纵向水平位移都较小;并且在成桩过程中,各测试断面的孔隙水压力随地下水位的下降而略有降低,没有出现明显的超孔隙水压力。这些结论证明采用微型注浆钢管桩加固站场软基是成功的,可以进一步推广使用。     

铁路海相软基CFG桩加固试验研究

针对CFG桩复合地基加固海相软土的适用性问题,在铁路正线进行了应用试验。采用CPTU孔压静力触探原位测试方法确定地基土状态指标、强度和变形指标;分别对CFG桩施工过程中的桩土扰动和成桩质量,路基填筑期及静置期CFG桩复合地基的桩土应力分布、孔隙水压力变化、沉降和变形进行了现场监测分析。结果表明:CPTU可以为软基加固处理提供更多的地基土参数;CFG桩复合地基适用于苏北地区海相深厚软土加固;CFG桩复合地基方案对加快地基沉降收敛和减小地基的沉降量效果显著,丰富了海相深厚软土复合地基处理技术与工程实践。     

深厚软土地区孔隙水压力计埋设技术研究

孔隙水压力是软土地区预制桩施工和科学研究经常观测的项目之一,孔隙水压力计埋设质量的好坏直接影响观测效果。本文针对孔隙水压力计埋设过程中出现的问题,摸索出一套在深厚软土地区埋设孔压计的适用方法,利用自制砂袋,保证了孔隙水压力计进水口畅通,巧用安装夹具,解决了因缩孔而导致孔隙水压力计埋设不到位的问题,实现了一孔埋设多个孔压计。孔隙水压力检测结果表明,采用本文提出的孔隙水压力计埋设方法,能得到较为准确的测试结果,且施工方便,孔压计定位准确。     

沪宁城际铁路连续梁桩基纠偏技术

软土地区的高速铁路连续桥梁桩基因单侧堆载受侧向压力而发生挠曲变形,导致无砟轨道方向发生变化,对高速铁路行车安全构成严重威胁。由于连续梁的桥梁桩结构以及周围建筑环境的复杂性,在纠偏过程中需解决纠偏效率及对其他建筑物产生的不利影响等难题。本文以沪宁城际铁路一连续梁的桩基横向纠偏为例,探讨连续梁纠偏的同步性,分析桩基变形时桩周土体变形规律,提出控制回弹量和防止周围建筑变形的具体工程措施,效果良好。     

真空预压下软土地基的固结特性和沉降计算方法

地基在真空排水预压条件下产生负的孔隙水压力,但其沉降计算是将膜下真空度作为等效荷载作用于地基上,按照堆载预压沉降计算方法进行的.因此,研究负孔隙水压力下土体的三向固结特性与沉降计算方法具有重要意义.对负孔隙水压力下的典型饱和软黏土样进行三向固结试验和标准固结试验,并将试验结果进行对比分析.建立真空排水预压固结微分方程,...     

深厚软土区桥梁工程病害防范研究

研究目的:昆明南连接线高速公路第三标段罗衙村主线桥地处滇池断陷盆地深厚软土地区,通过对罗衙村主线桥工程病害的案例进行分析研究,总结提出深厚软土地基条件下桥梁工程病害防治的措施建议,为今后深厚软土地基桥梁设计施工提供借鉴。研究结论:(1)深厚软土地基负摩阻对桥梁施工、运营安全的影响较一般软土地基更加敏感,设计中一定要充分考虑负摩阻的影响,并且要充分考虑施工、运营以及后续土地开发中不平衡堆载或减载的不利影响;(2)深厚软基桥梁工程设计要充分考虑施工便道等必要的基本设置,并且对周边场地环境可能产生不利影响的工程活动作出严格明确的限制说明;(3)本研究成果适用于深厚软土地区桥梁工程的设计、施工以及工程建成后的使用安全和周边土地开发,也可为深厚软土地基场地中其他工程的安全施工提供借鉴。     

不同加荷顺序下单桩负摩阻力模型试验研究

研究目的:基桩负摩阻力对桩产生下拉荷载,增大桩身轴力和端阻力,甚至导致桩身破坏。由于桩周土和桩体承受荷载后的沉降发展过程不同,桩载与堆载施加顺序必然对桩体负摩阻力产生较大影响。本文通过模型试验,研究不同桩端持力层条件下堆载和桩载施加顺序对单桩负摩阻力的影响。研究结论:(1)先堆载后桩载工况下,堆载完成后,中性点离桩顶最远,随着桩载增加,中性点逐渐上移,最终黄土和粗砂持力层中性点位置分别在桩顶下0.49l和0.56l处;桩身轴力呈先增加后减小的趋势,单桩承载力发挥系数分别为0.69和0.57;(2)先桩载后堆载工况下,施加桩载时,桩身轴力沿深度逐渐减小,无中性点,施加堆载时,轴力呈先增加后减小的趋势,中性点出现并逐渐下移,最终黄土和粗砂持力层的中性点位置分别在0.41l和0.50l附近,单桩承载力发挥系数分别为0.86和0.69;(3)同种持力层情况下,先桩载后堆载的承载力发挥系数较先堆载后桩载的大,安全储备小,实际工程中应严格控制堆载宽度、集度及堆载边缘距桩中心的距离;(4)在实际工程中应综合分析地质条件、桩基的受力特点及承载要求,选取合适的加载顺序来减小桩身负摩阻力;(5)该研究成果可为堆载条件下桩基的设计提供参考。     

深厚软土地区群桩施工超孔压试验研究

在深厚软土地区进行打桩施工时,土体中会产生较大的超孔隙水压力（简称＂超孔压＂）。通过杭甬铁路客运专线上虞北站路基下预应力管桩沉桩过程中的孔隙水压力监测试验,探讨了深厚软土地区群桩施工过程中产生的超孔压的累积及其消散规律。研究认为群桩施工对超孔压的影响范围为27.5倍桩径,且超孔压在水平和深度方向上的分布规律受土层分布的影响较为明显。通过实测与理论计算的对比,分析了各种理论的差异,可供类似地质条件下预应力管桩的施工组织借鉴。     

真空—堆载联合预压法加固海相深厚软土地基的沉降变形分析

新建广珠铁路设计时速为120 km/h,沉降控制按Ⅰ级铁路标准。其中珠海西站工程采用真空—堆载联合预压的加固方式进行海相深厚软土地基处理,先导工程分4个试验区。本文根据先导工程试验区的地表沉降和分层沉降监测结果,对增压式真空—堆载联合预压与常规真空—堆载联合预压下的软土地基沉降变形进行了统计和相关分析,为该工程预压方案选取提供了科学依据。     

公路桥梁双柱式桥墩基础沉降评估分析及加固处理

一新建公路桥梁的双柱式桥墩基础出现沉降病害,不均匀沉降量达6.23 cm。采用动刚度法对承载能力的评估表明,基桩承载力比设计荷载低23%。低应变桩基完整性检测结果显示,桩身存在2处明显缺陷。承载力不足及桩身缺陷造成了桩基础的不均匀沉降。建立数值仿真模型,计算结果显示,不均匀沉降导致系梁局部拉应力为5.5 MPa,墩顶横向偏位22 cm,与现场系梁严重开裂、墩顶横向偏位23.7 cm的实际情况基本一致。后期通过桥墩基础加固处理,确保了结构的安全。实践证明采用动刚度法结合仿真计算评估桥梁基础的承载力状态具有一定的实用价值。     

真空-堆载联合预压处理路堤软基相关问题分析

研究目的:真空-堆载联合预压技术已在港口、道路等工程领域得到推广应用,但其加固机理、地基沉降计算方法等尚存在争议或不明确,影响到该项技术的发展及应用。本文结合工程试验资料,对真空-堆载联合预压作用下真空度传递规律、孔隙水压力变化及消散特点、地基沉降变化规律及工后沉降控制效果等进行了分析,对真空-堆载联合预压在工程应用中的地基沉降计算方法、工后沉降影响因素等设计、施工方面的相关问题进行了分析和探讨。研究结论:在消除地基土中真空度的影响后,真空-堆载联合预压加固区地基土中超静孔隙水压力增加、消散规律与单纯堆载作用基本一致,在加固机理上没有本质区别。真空预压在附加应力及加固影响深度等方面与堆载预压有明显区别,在地基沉降计算时应予以考虑。真空-堆载联合预压工后沉降控制与地基条件、路基填高等因素密切相关,工程应用时应根据技术标准在设计、施工等方面加以考虑。