水泥搅拌桩复合地基桩土应力比现场试验研究

通过对水泥搅拌桩复合地基现场试验所得的数据，分析了复合地基中桩土应力比随荷载、桩距的变化关系及固结时间对桩土应力的影响。试验结果表明，桩土应力比n不是一个常数，桩距越大n越大，随着荷载的增大，桩土应力比逐渐增加，在加载到一定程度后，n长速率有减小趋势，并随固结时间的增长略有波动，但总的增幅较小。     

弥勒非低矮路基超固结膨胀土地基沉降特征

为研究非低矮路基下超固结原状膨胀土地基沉降特征,针对弥勒超固结膨胀土地区路基下地基的物理力学特性与沉降变形特征,开展了一系列原状膨胀土分级连续加载K₀固结试验以及现场路基填筑试验,并长期监测路基下地表沉降与路基下地基分层沉降。对比分析天然地基与CFG桩加固地基的沉降特征,地基中的超固结土与正常固结土的分界面深度随路基荷载增大的变化规律及其对地基沉降量的影响。分别采用正常固结法和超固结法计算地基沉降量,并与实测结果进行对比分析,对沉降计算方法进行了深入讨论。研究结果表明：CFG桩加固处理深度应超过超固结土层分布深度,否则与天然地基相比,控制沉降的效果并不明显;超固结沉降计算方法的计算精度明显高于目前设计常用的正常固结沉降计算方法（超固结计算方法的修正系数为0.531,正常固结计算方法的修正系数为0.351）,超固结算法-正常固结算法修正系数比随土层深度递减的趋势可用于反映超固结土层的加固处理情况;在路基工程设计中,对于路基荷载下的超固结膨胀土地基,建议采用超固结法沉降计算方法进行沉降分析;在地基加固处理时也应充分利用原状膨胀土的超固结特性,从而在该类地基加固设计中有效降低工程成本。     

变荷载下悬浮TDM桩复合地基固结分析

T形水泥土搅拌（TDM）桩是具有扩大头的变直径搅拌桩，T形水泥土搅拌桩复合地基的固结机理较传统的等直径水泥土搅拌桩复合地基复杂得多，固结计算也更为困难。为了获得悬浮T形水泥土搅拌桩复合地基的固结计算模型，基于加固区桩-土等竖向应变假设，推导出变荷载作用下悬浮T形水泥土搅拌桩复合地基的一维固结控制方程和求解条件。将固结方程和求解条件进行函数变换，利用3层地基一维固结理论建立单级加荷条件下T形水泥土搅拌桩复合地基的固结解析解，包括加固区、桩间土和下卧层土中的平均超静孔隙水压力解答和复合地基整体平均固结度解答。然后，通过与固结度有限元数值计算结果的对比，验证固结解析解的合理性。最后，利用固结度解析解对影响复合地基固结速率的主要因素进行分析，研究悬浮T形水泥土搅拌桩复合地基的固结特性。研究结果表明：复合地基固结度的解析解与有限元数值解较为一致；悬浮T形水泥土搅拌桩复合地基的固结速率随水泥土搅拌桩贯入比、压缩模量、下部小直径搅拌桩的置换率以及下卧层土压缩模量的增加而增大，搅拌桩贯入比、下卧层的刚度对复合地基固结速率的影响更为显著；扩大头尺寸和刚度的变化对T形水泥土搅拌桩复合地基固结速率的影响很小。     

筒桩复合地基固结性状三维有限元分析

考虑了桩、土、土工格栅之间的相互作用及地基土体固结的影响,采用三维有限元方法研究了路堤荷载作用下,打穿软土层和未打穿软土层的固结特性、沉降特性和应力分布特性,并对桩长、桩间距等影响因素进行的分析。研究表明:应使桩长穿透软土可压缩层,以满足控制地基最大沉降量的要求;格栅最大拉应力分布于盖板边缘处,随着地基固结时间的增加,格栅拉应力逐渐增大;随桩间距的增加,复合地基桩端处超静孔压的消散速率变小,桩与桩间土的沉降加大;随着桩长的增加,下卧土层超静孔压消散速率明显加快;临界桩长范围内,桩长对地基沉降起控制作用。     

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。     

考虑土体非线性固结沉降的复合地基桩侧负摩阻力研究

基于Davis一维非线性固结理论,求得桩周土体固结沉降随时间和深度变化的计算公式;结合桩-土双曲线荷载传递模型,建立复合地基中桩体平衡方程的矩阵表达式,通过将矩阵方程组联立迭代求解,得到复合地基中桩侧摩阻力、桩身轴力及中性点位置.通过针对某工程实例的对比分析,验证了本文中所建理论计算方法的可靠性;继而探讨了地基土固结度、桩周土体初始体积压缩系数、桩端土体压缩模量及桩-土应力比对桩侧负摩阻力和中性点位置的影响.研究结果表明:所建立的考虑土体非线性固结沉降的桩侧负摩阻力计算模型可以有效、准确地反映复合地基中基桩负摩阻力和中性点位置随地基土固结时间的变化规律;桩周土体初始体积压缩系数对桩侧摩阻力影响显著,桩端土体压缩模量对中性点位置影响显著;桩身下拽力、中性点深度随着桩-土应力比的增大而减小.     

刚性桩复合地基桩土应力比的时效分析及计算方法

为了研究考虑时效的刚性桩复合地基桩土应力比计算方法,首先对桩体承载力和桩间土排水固结理论进行分析,假设桩间土体为均质材料,且考虑土体沉降时忽略桩体的存在,考虑到刚性桩复合地基仅在竖向排水固结,采用太沙基一维固结理论,开展了对桩体应力和桩间土应力时效性的研究。选取单根桩和其四周加固区的土体作为一个计算单元体进行分析,基于荷载传递法,得到计算单元体各组成部分的沉降变形关系,从而推导出刚性桩复合地基中各个构成部位之间的变形关系表达式。之后将桩侧摩阻力分布曲线进行合理简化,得到桩体应力和土体应力随深度变化的表达式,再联合之前得到的变形协调方程,可解得桩顶部位桩体应力和桩间土应力,引入考虑时效性的桩土应力比修正系数,从而推得考虑时间效应后的桩土应力比计算式。最后在某工程中使用该方法对其进行了计算分析,得到不同地质条件下桩土应力比随时间变化的关系曲线。研究结果表明：刚性桩复合地基中桩土应力比具有较为显著的时效特性,在实际计算中不能忽视,桩土应力比时效特性表现为随时间的推移而增大,当桩间土地基压缩模量减小时桩土应力比增大,桩土应力比出现峰值时,刚性桩受力最不利,设计中应加以考虑,随后桩土应力比有所减小,最后趋于稳定。     

路堤分级填筑条件下不排水端承桩复合地基固结分析

利用均质化技术将桩土复合地基均质化为均质土地基,考虑桩土相互作用,给出均质化后复合地基的等价压缩模量。在等应力假定基础上,建立了路堤分级填筑条件下不排水端承桩复合地基固结方程,给出复合地基固结的解析解,并与有限元法解答进行了对比;对不排水端承桩复合地基固结性状作了分析。研究发现,不排水端承桩复合地基固结速率远大于天然地基,在其他条件相同时,瞬时加荷情况下复合地基固结速率最大。复合地基固结速率随置换率、桩土模量比及加荷速率的增加而增大。复合地基置换率存在最佳值,超过最佳置换率后,复合地基固结速率随置换率增加增幅较小。     

负摩擦桩非线性分析

从桩——土相互作用的机理出发，建立了置于非均质地基中负磨擦桩荷载传递的弹性微分方程，利用太沙基一维固结理论和土层总和法求得堆载作用下土层沉降随深度和时间变化的规律。由此求得置于均质地基土中桩基弹性微分方程的解析解，用有限差分法研究了非均质地基土中的情况，同时考虑了地基土的非线性特性，并对某一工程实例进行分析论证。     

逐级加荷下混凝土芯砂石桩复合地基固结解析解研究

在线性加载的情况下,考虑了混凝土芯砂石桩复合地基中砂石桩的环形排水通道、土体施工扰动和地基附加应力分布形式,并采用桩土共同分担荷载的初始条件,得到了复合地基固结问题的控制方程及解答;在此基础上给出了复合地基按变形和应力定义的总平均固结度。最后,分析了加载历时、附加应力分布形式、芯桩与砂石桩直径比对地基固结性状的影响。结果表明:对于混凝土芯砂石桩复合地基按应力定义的固结度与按变形定义的固结度表达式不同;加荷历时越久,地基固结速率越慢;地基固结速率随着地基顶面和底面处的附加应力之比的增大而增大;地基固结随芯桩直径增大而先增大后减慢。     

深厚软基路堤塑料套管桩处理固结及沉降规律

塑料套管桩（TC桩）作为一种应用于深厚软土地基的地基处理技术,具有施工快速、沉降小、承载力高等优点。针对增强体加固软土地基的作用特点,分析研究了TC桩处理地基的固结及沉降规律。根据未贯穿软（弱）土层的TC桩为不透水层及加固层、下卧层为单向固结的假设及孔隙水压力连续条件,将TC桩的加固层及下卧层视为双层复合地基,运用双层地基固结理论获得加固层及下卧层的平均固结度,并在此基础上提出了TC桩处理软土地基的沉降计算方法。之后,结合岳阳至常德高速公路试验段工程对本文研究成果进行验证,结果表明采用本文方法计算的固结度及沉降值与实测成果接近,说明该计算方法是合理的。最后,综合分析了桩长、桩间距对沉降的影响,其结论可为工程实践提供理论指导。     

市政道路水泥搅拌桩的施工技术及质量控制

市政道路工程中,水泥搅拌桩作为一种地基加固措施,已经得到了普及,通过地基土内孔隙水完成水化反应后,接着进行固结,以确保改良地基的实现。结合工程实例对市政道路水泥搅拌桩的施工技术及质量控制措施进行了探讨。     

沿海深厚软土层大直径超长灌注桩受力性状数值分析

沿海地区分布大量欠固结软土,具有高含水性、高压缩性、低渗透性等特点,修建于此类土体中的大直径超长灌注桩受后期地基土的固结影响较大。为分析大直径桩周土体固结对桩基受力的影响,该文以沿海高速公路(甬台温复线)桥梁桩基为例,应用Abaqus软件,建立填土荷载下桩土相互作用的三维有限元模型。通过数值模拟发现软土地基对桩基础产生负摩擦效应,负摩阻力、下拉荷载随时间的延长不断增大,二者在当土体固结度达到90%以上时趋于稳定,增加了桩基荷载,降低了桩基承载力,导致超长桩的承载性状由摩擦桩转为端承桩;同时中性点位置随土体固结不断下移,固结度达90%以上时基本保持不变。     

混凝土芯砂石桩复合地基排水固结特性及试验研究

混凝土芯砂石桩是一项地基处理新技术,良好的通水性能和排水固结作用是有别于其他方法的技术特色之一。理论计算表明,混凝土芯砂石桩具有与塑料排水板或袋装砂井基本等效的排水固结功能;现场实测分析表明,混凝土芯砂石桩能加快超静孔压的消散,促进整个桩长范围内桩间地基土的固结密实,缩短路堤填筑和沉降稳定的时间,提高地基整体刚度和稳定性,同时提高桩侧摩阻力,加大荷载传递深度,提高深层地基压缩固结效果,有利于控制工后沉降。     

土工格室＋碎石桩复合地基桩土应力比分析

在对土工格室+碎石桩复合地基结构组成分析的基础上,深入剖析了土工格室+碎石桩复合地基的作用机理,并对该类复合地基桩土应力比的变化规律进行了探讨,对传统复合地基桩土应力比计算公式进行修正,导得了考虑土工格室加筋垫层作用和时间效应的桩土应力比计算公式.文末以某工程实例对本文计算方法进行了验证,并给出了相关影响因素分析.结果表明,本文桩土应力比计算方法可有效考虑土工格室+碎石桩复合地基的受力特点和固结特性,方便工程应用.     

砾石桩复合地基桩土作用性状分析

为了探究盐渍土地区砾石桩复合地基桩土作用性状，结合西北地区某盐渍化软土地基处治试验段，运用有限元软件建立砾石桩复合地基数值分析模型，考虑砾石桩复合地基在施工期和运营期排水固结的前提下，对上部路基荷载作用下砾石桩复合地基桩土的承载性状、沉降性状、应力分担等作用性状进行分析。结果表明:路基填土高度对砾石桩复合地基桩土作用性状产生了较大的影响；路基填筑期至运营期，桩土应力比呈现先增大后减小，直至趋于稳定的变化规律。     

高铁站场PHC桩和CFG桩复合地基工程力学特性分析

对高铁站场咽喉区深厚软土大面积堆载预压下复合地基的工程力学与变形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。研究结果表明：1）高铁站场咽喉区复合地基内的超孔隙水压力随着荷载增加而增大,达到峰值后,随时间延长而逐渐消散,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,此处附加应力也较大;在下卧层中,随着深度增加,超孔隙水压力逐渐减小。2）高铁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。     

基于专家调查的珠三角地区软土地基处理方法的可靠性研究

主要对珠江三角洲高速公路建设中常用的排水固结法、排水固结法+换填轻质填料、搅拌桩复合地基、CFG桩复合地基、管桩地基等5种软基加固处理方法,开展了基于专家调查的高速公路软土地基加固处理方法可靠性分析与研究。通过对来自高速公路管理、设计、施工、研究单位的67位具有丰富的软土地基加固处理工程经验的专家开展咨询和调查分析,得出了不同软土深度情况下各种软基加固方法的可靠性程度评价结果。研究显示,珠江三角洲软土路基加固处理方法的可靠性从高往低的排列顺序依次为管桩地基、CFG桩复合地基、排水固结法+换填轻质填料、排水固结法、搅拌桩复合地基。当软土深度超过20m时,一般宜采用管桩进行地基加固处理。     

排水粉喷桩软基加固技术应用研究

排水粉喷桩复合地基法是一种新型的软基加固方法,该法利用粉喷桩施工时产生的侧向压力和竖向排水通道,加速土体中孔隙水的排出,以达到快速加固软土地基的目的。结合工程实际,运用Plaxis有限元软件对工法进行了数值模拟研究,发现排水粉喷桩复合地基法的沉降主要发生在排水固结区,且呈向下和向外逐渐减小的趋势,粉喷桩桩土应力比在1.8左右,孔隙水压力呈先增长后逐渐消散的过程。     

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。