现浇X形桩复合地基桩土应力比及负摩阻力现场试验

结合南京市桥北污水处理厂软基处理工程,开展了现浇X形桩(简称X形桩)单桩及单桩复合地基竖向承载力特性现场试验,测得了荷载-沉降曲线、桩土应力比、桩身轴力以及桩侧负摩阻力等分布规律,分析了不同桩间距与荷载等级下复合地基中桩土协调相互作用和荷载分担比;并进行了同等条件下等混凝土用量圆形桩竖向承载力特性试验和分析。结果表明:复合地基中X形桩桩侧负摩阻力主要发生在0.27倍桩长以上;同等条件下,桩侧负摩阻力最大值约为其正摩阻力最大值的60%;X形桩复合地基桩土荷载分担比较普通圆形桩复合地基桩土荷载分担比更合理,承载力也更高。     

现浇X形桩复合地基负摩阻力特性有限元分析

为了研究现浇X形桩复合地基的工作机理,运用ABAQUS有限元软件建立了现浇X形桩复合地基桩侧负摩阻力特性三维数值计算模型,分析了相关影响因素,并对比分析了X形桩与圆形桩复合地基力学性能差异。研究结果表明:桩侧负摩阻力和中性点位置随着地基土的固结不断变化,并最终逐渐趋于各自的稳定值;桩侧摩阻力和桩身轴力的大小受竖向荷载、桩-土接触面性质的影响较大,而静止土压力系数对桩侧负摩阻力的影响较小;相同荷载作用下,垫层的弹性模量越大,或桩侧土的弹性模量越小,桩体分担的荷载越多。相同条件下,X形桩复合地基与等横截面积圆形桩相比桩侧负摩阻力较大,中性点位置相对较低,而复合地基的沉降则较小。     

高速公路碎石桩复合地基加固数值模拟

通过数值模拟分析了高速公路碎石桩复合地基在桩体施工、路堤填筑、运行期全过程和地震动荷载等作用下的受力问题。计算结果表明:碎石桩在路堤的填筑和运行期中起到明显的排水固结作用,当桩长大于6m后复合地基中的孔压最大值变化较缓慢;在桩长大于10m后路堤底面的沉降量和坡脚的水平位移量变化均会较小。地震荷载作用下路堤顶部的水平向加速度峰值较底面更大;在碎石桩加固范围内,复合地基的水平刚度大于天然地基,而在整个地基内,复合地基的竖向刚度均大于天然地基,在地基刚度较大的情况下位移最大值较大;天然地基在路堤坡脚下方、路堤边坡等位置较易发生液化,经过碎石桩加固后降低了地基液化的可能性。     

路堤荷载下CFG桩复合地基加固区沉降计算

在前人研究的基础上,通过对现有位移模式的改进,建立了考虑桩土相对滑移因素的CFG桩复合地基位移模式。通过对桩身及桩间土体的应力分析,联立相应的边界条件,进而得到了路堤荷载下CFG桩复合地基加固区沉降计算方法。最后,以某实际工程当中的复合地基为例,计算得到路堤荷载作用下该复合地基加固区沉降量,经对比分析表明：本文计算方法合理可靠,可以为实际工程提供参考。     

路堤荷载下碎石桩复合地基沉降计算研究

在对碎石桩复合地基加固机理、破坏模式及复合地基与路堤共同作用机理分析的基础上,对路堤荷载作用下碎石桩复合地基沉降计算进行研究,提出碎石桩复合地基沉降的三段计算模式,即碎石桩鼓胀段采用应力修正法、非鼓胀段采用复合模量法、下卧层采用分层总和法的计算模式,并给出了相应的计算公式。文末以某工程实例对本文计算方法进行了验证。结果表明,碎石桩复合地基沉降三段计算方法可有效考虑路堤与碎石桩复合地基相互作用特点,方便工程应用。     

路堤荷载下钉形搅拌桩复合地基沉降特性

通过现场试验对比分析了钉形搅拌桩和常规搅拌桩复合地基的路中心分层沉降,并通过三维数值模拟分析了复合地基设计参数对路堤荷载下钉形搅拌桩复合地基沉降的影响。现场试验结果表明:相对于常规搅拌桩复合地基,由于扩大头作用和较高的桩身质量,钉形搅拌桩复合地基中更多的荷载通过桩体传递到下卧层,有效减小了加固区的沉降,但下卧层的沉降有所增加;由于下卧层土质较好,其地表总沉降小于常规搅拌桩复合地基。数值模拟结果表明:扩大头高度、桩长、桩间距和桩身模量是影响地表总沉降的主要因素;扩大头直径、桩间距和桩身模量是影响地表桩土相对沉降的主要因素,提高扩大头高度能有效减小地表总沉降;提高扩大头直径能有效减小地表桩土相对沉降。     

路堤荷载下碎石桩复合地基沉降计算研究

在对碎石桩复合地基加固机理、破坏模式及复合地基与路堤共同作用机理分析的基础上,对路堤荷载作用下碎石桩复合地基沉降计算进行研究,提出碎石桩复合地基沉降的三段计算模式,即碎石桩鼓胀段采用应力修正法、非鼓胀段采用复合模量法、下卧层采用分层总和法的计算模式,并给出了相应的计算公式。文末以某工程实例对本文计算方法进行了验证。结果表明,碎石桩复合地基沉降三段计算方法可有效考虑路堤与碎石桩复合地基相互作用特点,方便工程应用。     

不同工艺的水泥土搅拌桩载荷试验研究

针对水泥土搅拌桩的粉喷和湿喷两种工艺,分别进行了施工后不同龄期的桩身载荷试验,通过桩顶、桩间土的应力观测以及载荷试验测斜观测,对水泥土搅拌桩加固软土地基的效果进行分析,并对两种工艺的加固效果进行了对比。结果表明,在饱和软土地区,复合地基承载力粉喷桩明显高于湿喷桩,其成桩及加固效果前者好于后者。     

素混凝土桩复合地基承载变形特性研究

定性分析了素混凝土桩复合地基的加固机理,并结合素混凝土桩复合地基在东莞市东部快速路桥头软基加固中的应用,通过现场试验观测资料,对素混凝土桩复合地基的桩土荷载分担、沉降以及路堤稳定性等的变化规律进行了探讨。     

碎石桩加固铁路路堤液化地基孔压变化的模型试验研究

以玉蒙铁路碎石桩加固处理路堤液化地基为工程背景，采用水平振动模拟地震荷载进行了碎石桩复合地基路基的振动台模型试验，试验测试了不同位置的孔压，对孔压的时程、分布特点和孔压比的变化进行了分析。水平加速度为0.3g时，路堤坡脚以外地基产生液化，而路堤范围内未出现液化。采用碎石桩复合地基加固铁路液化地基时，需适当加宽加固地基的宽度。     

软土地区刚性桩复合地基路堤施工监测稳定评估方法研究

刚性桩复合地基路堤中桩承担大部分路堤荷载,桩间荷载与路堤荷载的比例随路堤高度变化,导致刚性桩复合地基路堤施工监测缺少合适的稳定评估方法。基于路堤下刚性桩破坏模式、桩间荷载变化规律研究,得到刚性桩复合地基路堤滑塌最终表现是桩间软土地基失稳、路堤滑塌前桩间软土层沉降接近天然地基软土层在极限荷载下沉降的结论,建议将桩间软土层沉降作为路堤监测稳定评估指标,将天然地基软土层在极限荷载下的沉降作为桩间软土层沉降报警值,并推荐薄硬壳层路堤桩间软土层沉降报警值取软土层厚度1%。工程实例表明建议的路堤稳定评估方法可行。     

考虑桩土滑移的路堤下刚性桩复合地基沉降计算

为建立能考虑桩土滑移特性和桩间土非均匀压缩变形特征的路堤下刚性桩复合地基沉降计算方法,以均布荷载下等桩长刚性桩复合地基中单桩等效加固单元体为研究对象,基于桩土相互作用的上部负摩阻塑性区、中部协调变形弹性区和下部摩擦承载塑性区三区段模式,采用剪切刚度和极限摩阻力随法向应力变化的等单位长度极限剪切位移理想弹塑性模型,建立了弹性区非线性和塑性区非均匀的桩侧摩阻力分布模型;考虑桩土滑移特性及桩间土非均匀压缩变形特征,根据单元体桩土荷载传递微分方程,导出了表征路堤下刚性桩复合地基性状的沉降和桩土应力比的解析表达式,分析了路堤荷载及垫层柔度系数对沉降和桩土应力比的影响。研究结果表明:沉降随路堤荷载及垫层柔度系数的提高而增大;桩土应力比随垫层柔度系数的增加而减小,随路堤荷载的提高呈先增大后减小的变化趋势,据此提出了采用最大桩土应力比进行路堤下刚性桩复合地基承载力及沉降设计的技术原则。     

粉喷桩和浆喷桩加固软土地基效果的对比

结合软土地基路桥设计参数试验项目的施工实例,重点介绍了粉喷和浆喷两种工艺加固软土地基时,不同龄期下的室内水泥土试件和对应的桩体无侧限抗压强度之间的关系。采用单桩竖向静荷载试验及复合地基平板静载荷试验法,对比分析了粉喷桩和浆喷桩单桩及复合地基承载力的情况。根据长期采集到的沉降观测数据,对比分析了两种工艺加固软土地基的效果,为今后设计与施工提供参考。     

竖向荷载作用下现浇X形桩群桩相互作用特性数值分析

现浇X形桩基础广泛应用于高速公路、市政道路等工程软土地基处理,但对于其群桩相互作用特性研究尚不多见。文中应用有限差分软件FLAC3D建立了X形桩和圆形桩的群桩三维模型,并采用现场数据验证了该模型的合理性。引入双桩相互作用系数来定量计算受荷桩和被动桩的相互作用,并且研究了被动桩位置、桩数、桩土模量比和桩间距对群桩相互作用的影响,从而揭示了现浇X形桩的群桩效应。结果表明:桩位和桩间距对现浇X形桩群桩相互作用影响较大;桩数对X形桩群桩相互作用系数影响较小。荷载较小时,桩土模量比和桩距对X形桩群桩相互作用系数有较大影响;随荷载增大,桩土模量比变化对X形桩群桩相互作用系数的影响减弱。现浇X形桩群桩的相互作用远大于等截面积圆形桩,且与等外包圆形桩相似,这对考虑群桩效应进行X形桩基础设计时有参考意义。     

路堤荷载下CFG桩复合地基桩土应力比原位测试

通过对德兴至南昌高速公路填土路堤下CFG桩复合地基桩土应力比的现场原位测试试验,对不同桩距的CFG桩复合地基在路堤填筑施工期和载荷试验承栽板下的桩土应力比测试结果进行分析,探讨了桩土应力比随荷栽和时间变化的规律.结果表明:路堤荷载条件下与刚性荷载下桩土应力比的变化规律存在着差异,在路堤施工期测试的桩土应力比较刚性荷载试...     

CFG桩复合地基固结规律研究

根据双层地基理论,推导了未打穿软土层的CFG桩复合地基一维固结解析解,获得了路堤荷载下,单级匀速加载时地基中的孔压分布及地基的平均固结度、加固区固结度、下卧层固结度计算公式,并据此编制计算程序,分析了桩体刚度及复合地基置换率对CFG桩复合地基固结度的影响,有助于加深对CFG桩复合地基的固结特性的认识。     

复合地基中桩帽作用数值分析及桩帽承载力计算

采用三维快速拉格朗日分析程序,依据某路基试验段的工程地质和设计施工情况建立了路堤荷载下带桩帽刚性桩复合地基数值分析模型,分析了桩帽直径变化对刚性桩复合地基沉降的影响,结果表明:桩帽直径的增大能够起到提高桩荷载分担比、减小复合地基总沉降和桩土沉降差的作用,桩帽直径的变化对下卧层沉降的影响较小。根据相关文献的研究成果,建立了路堤荷载下素混凝土圆板桩帽和倒圆台桩帽的承载力计算方法,并结合实例验证了承载力计算方法可靠性。研究成果可为路堤荷载作用下刚性桩复合地基中素混凝土桩帽的设计提供参考。     

水泥土搅拌桩复合地基固结机理室内模型试验

为了揭示水泥土搅拌桩复合地基的固结特性,进行了端承型水泥土搅拌桩复合地基和悬浮型水泥土搅拌桩复合地基加固软土地基的室内模型试验。通过监测荷载作用下复合地基桩顶和桩间土沉降、桩顶和桩间土应力及软土中不同位置处的超静孔隙水压力,分析了2种复合地基的桩土应力比、桩体荷载分担比、超静孔隙水压力消散等变化规律的差异性。研究结果表明:端承型搅拌桩较悬浮型搅拌桩可以明显减少复合地基的总沉降量与工后沉降;由于桩土刚度差异导致的桩土差异沉降引起了桩间土承担的荷载向桩体转移,桩间土承担的附加应力减少,桩土应力比增大,桩体荷载分担比增加,进而加速搅拌桩复合地基的固结;端承型水泥土搅拌桩复合地基较悬浮型水泥土搅拌桩复合地基的桩土差异沉降大,桩间土荷载转移现象更加显著,固结速率也更快;水泥土桩在复合地基中的排水通道作用并不显著,但因其模量较桩间土大,因此可以在一定程度上加速复合地基固结。     

高压旋喷桩复合地基加固设计与施工

高压旋喷桩加固软土地基是复合地基综合设计的一项应用技术,对需要较高承载力及要求较小沉降的涵洞及桥台接坡、行车道路软土地基采用较密的高压旋喷桩进行加固处理,对不需要较高的承载力而要求较大的沉降可以采用较疏的高压旋喷桩进行加固处理,可进一步降低工程造价,此法可以使构造物满足沉降要求条件下大幅度降低工程造价,此外对有充填的溶洞处理效果也不错,供公路涵洞、桥台接坡软土地基处理设计和施工参考。     

碎石桩加固公路软土地基试验研究

根据对现场观测，试验结果的分析表明，碎石桩加固软土桥基及桥头路堤堤基可明显提高地基承载力，大大缩短地基沉降时间和减少地基总沉降及差异沉降。这一加固措施是解决高等公路“桥头跳车”及桥头路堤稳定性的可行途径。同时证实了两类不同型基础下的碎石桩地基，其桩土应力比基本相同，且均可由单桩荷载试验推求。