岩溶地区钻孔灌注桩荷载传递特性分析

结合处于岩溶地区的沅水大桥桥墩大直径钻孔灌注桩基础,研究了溶洞埋藏深度、桩端嵌岩深度、溶洞的个数和位置、溶洞的间距等因素对桩承载性状的影响。结果表明:溶洞埋藏深度靠下时桩的承载力相对提高;桩端嵌岩深度越大,桩的承载力越高;由于溶洞位置不同,一个溶洞对桩承载力产生的影响可能与多个溶洞产生的效果接近;溶洞间距不同时,溶洞之间的土层摩阻力的发挥对桩承载力的贡献至关重要。     

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。     

岩溶区客运专线桥梁桩基沉降和注浆加固研究

新建铁路客运专线设计时速多为300 km以上,对桥梁桩基沉降量要求极高。全面分析岩溶区溶洞对桩基沉降的影响,准确预测岩溶区桩基的沉降量是铁路客运专线桥梁基础设计的难题。以郑徐铁路客运专线徐州特大桥岩溶区桩基工程为依托,通过建立桩基和溶洞地基有限元模型,系统分析了溶洞参数对桩基沉降的影响规律,并对比了不同注浆加固方案对岩溶区桩基沉降的控制效果。结果表明:溶洞顶板厚度、桩尖至岩溶层间岩土层厚度、溶洞尺寸大小及竖向线溶率均对桩基沉降有影响。其中,桩尖至岩溶层间岩土层厚度和溶洞顶板厚度对注浆加固效果影响较大,应根据具体情况进行分析以确定合理的注浆加固方案。     

CFG桩桩板复合地基处理高速铁路地基的现场试验研究

通过对地基的分层沉降、超孔压、侧向变形及土压力现场测试,研究了CFG桩在桩顶和筏板之间设置15 cm厚碎石褥垫层进行高速铁路路基深厚松软土地基工后沉降控制的地基受力、变形规律。测试结果表明桩间土的压缩发生在桩长下部的一定范围之内;摩擦桩桩端会产生进入下卧层的刺入沉降;没有连通有效排水通道的深层透镜体砂层中的超孔压消散规律与邻近的黏土层是一致的,不能作为透水层;桩向下刺入下卧层,桩端附近的土体中产生较高的超孔压,在深层没有排水面时,此超孔压会向浅层的地层消散,从而会引起浅层地基土的超孔压也经历一个先增长后消散的变化过程。地基的侧向变形微乎其微及桩土应力比都表明这样的结构很类似桩基础。     

基于Mindlin应力解的超大群桩基础沉降计算

针对18根和64根超长大直径群桩基础,采用Mindlin应力解,假定桩端阻力为集中力、桩侧摩擦阻力呈向下线性增加分布形式,推导沉降计算公式.在苏通大桥主塔下实际地基和离心试验模型地基条件下,分别按照应力比和变形比确定压缩土层的计算深度,对这两类超长大直径群桩进行沉降量计算.研究表明,对于超长群桩而言,基于Mindlin应力解,采用变形比法进行沉降计算比较合理;对于桩数不同的群桩,其计算精度也不相同,说明群桩效应对沉降计算有影响;在两类地基条件下,不论按应力比法还是变形比法进行沉降计算,与离心模型试验沉降值相比,其最大差值均不超过10%,说明利用模型地基进行沉降计算是可行的.     

大直径嵌岩桩承载特性的试验研究

嵌岩桩是一种钢筋混凝土现场灌注桩,桩身弹性模量与岩石地基弹性模量相接近,当桩身嵌入岩层后,能牢固地连结成为共同受力的整体结构。通过现场试验(静载荷试验和动测试验)分析,得出嵌岩桩的承载特性:嵌岩灌注桩的荷载传递和破坏特性主要与长径比、覆盖土层性质、嵌岩段的岩性和成桩工艺有关;大部分嵌岩灌注桩属于摩擦型桩;嵌岩灌注桩的嵌岩部分具有较高的侧阻力和端阻力;嵌岩桩的侧阻力与桩土摩阻力都是桩的侧阻力,但二者破坏机制、分布规律完全不同,桩土摩阻力沿桩的深度方向是均匀分布,而嵌岩桩侧阻力则是典型非线性分布的。     

铁路嵌岩桩嵌岩深度研究

嵌岩桩因其具有承载力高、沉降小、受力明确、群桩效应低的特点而在工程中得到了广泛的应用。嵌岩深度是嵌岩桩设计中的核心问题,不同的设计规范对嵌岩桩嵌岩深度的规定不尽相同。文章分析了几种规范对嵌岩深度的规定,通过实例计算说明:规范中所规定的嵌岩深度偏于保守,在设计中应当考虑土的弹性抗力对嵌岩深度的影响。     

深厚软土区CMP桩与CFG桩组合桩型复合地基工作特性研究

以哈大客运专线某工点为背景,针对深厚软弱土层承载力较差的问题,尝试采用水泥搅拌桩(CMP)和CFG桩组合桩型用于地基处理,研究加固后复合地基的力学性状和沉降变化规律.结果表明,在这种复合地基中,CFG桩的作用主要是提高复合地基整体承载力和控制沉降,而CMP的主要作用是提高浅层土体的承载力.加固后复合地基中CFG桩桩端与桩顶的刺入现象不同,竖向沉降主要发生在下卧层中,本工点中下卧层沉降变形约占总沉降的78％.     

高速铁路上覆厚砂层下卧厚淤泥层地基不同处理方法的加固效果对比

针对厦深高速铁路沿线广泛分布上覆厚砂层、下卧厚淤泥层的双层软土地基,在厦深铁路螺河DK333—DK336试验段采用预应力管桩、旋喷桩和强夯等处理方式加固地基不同部位,通过原位测试得到各处理方式下地基的变形特性,对不同处理方式的加固效果进行研究。结果表明:为达到消除工后地基沉降的目的,根据该高速铁路地基上覆厚砂层、下卧厚淤泥层的特点,应将地基处理的重点放在填土荷载所产生附加应力影响范围内的淤泥层上,这样获得的加固效率才最高;管桩虽可同时加固上覆砂层和下卧淤泥层,使地基沉降量最小,但没有利用路基堆载对砂土地基的预压作用,也没有区别对待砂层与淤泥层沉降变形对工后沉降的影响,因此加固效率较低,经济效益较差;强夯仅能加固上部砂层,而下卧淤泥层并没有得到加固,地基将产生很大的工后沉降,因此加固效果最差;旋喷桩虽仅加固了下卧淤泥层,但由于利用路基堆载对上覆砂层进行了预压,因此对控制地基工后沉降能达到与管桩加固全部土层相近的效果,加固效率最高,经济效益最好。     

高速铁路深厚松软土层CFG桩桩筏和桩网复合地基沉降特性的试验研究

依托京沪高速铁路李窑试验工点,对深厚松软土层中CFG桩桩筏和桩网复合地基的沉降特性及规律进行了试验研究,得出如下主要结论:桩网复合地基的路堤底面地表沉降比桩筏复合地基的大20%.桩网复合地基加固区和下卧层沉降分别占相应总沉降的28%和72%;桩筏复合地基加固区和下卧层沉降分别占相应总沉降的25.5%和74.5%.桩网复合地基CFG桩桩顶和桩间土间的沉降差远远大于桩筏复合地基,二者最大比值超过10倍;桩筏复合地基CFG桩桩顶和桩间土之间的沉降差很小,可忽略不计.就沉降和承载力特性而言,桩筏复合地基的整体性好于桩网结构.     

岩溶地区某浅埋箱型隧道沉降成因及控制

研究目的:岩溶地区侧方基坑桩基施工及土方开挖过程中,浅埋明挖箱型地铁隧道结构出现突发沉降,尤其是变形缝部位沉降显著,本文通过箱型地铁隧道沿线及变形缝两侧的位移监测数据,分析隧道结构突发沉降产生的原因,并研究了浅层回灌水、深层回灌水和注浆加固等沉降控制措施的效果。研究结论:(1)支护桩施工诱发浅埋箱型隧道最大累计沉降为3. 3 mm,应重视其在岩溶地区的施工影响;(2)嵌岩工程桩施工揭露溶洞,承压岩溶水突涌桩孔,是侧方浅埋箱型地铁隧道结构突发沉降的主要原因;(3)浅层回灌水可短时间内使地层补水,抬升隧道,抑制隧道急剧沉降;长期实施深层回灌、桩基泥浆护壁施工,可维持地下水位,控制侧方隧道沉降,但存在深层回灌水可能通过岩溶裂隙或通道进入溶洞,降低回灌水补充效率的问题;(4)"双排桩+对拉钢绞线+对称开挖"有效控制隧道的最大水平位移为3. 0 mm;(5)箱型地铁隧道周围进行垂直和斜向钻孔注浆可起到加固和止水的效果,考虑到变形缝的敏感性,应实时控制注浆压力;(6)该研究成果可供类似岩溶地区浅埋箱型地铁隧道侧方基坑工程参考。     

客运专线无砟轨道桩网结构模型试验研究

无砟轨道线路状态的调整只能通过扣件系统进行,其对轨下的基础沉降、差异沉降及弯折变形提出严格要求。为了研究在经过桩网结构地基加固后的土质路基上修建的无砟轨道是否满足要求,在室内进行了桩网结构大比例模型试验研究,测试在填筑和循环载荷试验情况下的路基沉降、基床动应力、桩顶与桩间土土压力,以及桩的应力应变分布等数据。研究表明:①桩网结构累积沉降值较小,能满足无砟轨道对工后沉降25.0 mm的要求;②桩网结构中的网具有荷载分担作用,桩起竖向增强作用,桩土应力比约为2.45;③桩的承载力由桩侧摩阻力与桩端支承力共同贡献,当地基中存在软土层时,桩侧有产生负摩阻力的趋势,中性点位于软土层下部交界面处。     

基于双层永久衬砌结构的桩基托换施工力学行为研究

以西安地铁1号线矿山法区间下穿太平河桥工程为背景,运用有限元方法分析研究基于双层永久衬砌结构的桩基托换体系的施工力学行为,并论证超前注浆预加固地层的效果。研究结果表明:基于双层永久衬砌结构的桥梁桩基托换体系安全可靠、环境影响小,可为后续类似桩基托换提供宝贵的借鉴和参考;桥桩托换段桩基出露施工环节对桥跨结构的沉降变形影响较大,是衬砌结构洞内托换群桩基础的关键工序,故施工过程中应予以重点关注;基于双层永久衬砌结构的桥梁桩基托换体系在完成承载体系的有效转换后托拱结构节点处产生明显的应力集中现象,因此应适当加厚桩基托换节点处结构厚度并增加配筋量以满足结构安全要求;桩基托换施工过程中桩基开挖暴露长度愈短,托换体系施工引起的桥跨结构沉降变形及桩基托换节点区域主应力值愈小;洞内预注浆加固能够显著降低桥跨结构沉降变形及托拱结构受力,从而确保隧道修建时桥梁结构的安全性。     

地铁施工近邻桥基加固效果三维数值分析

结合北京地铁10号线国贸站西北风道施工对邻近桥基影响的工程问题,针对拟定的不同桥基加固方案, 在对施工过程进行三维动态数值模拟的同时,重点分析了施工过程中桥基的变形和受力性态以及桩土相互作用机理,并将部分计算结果与量测结果进行了比较。研究表明,桩基托换能够有效地减少施工期间桥基的沉降, 桥基沉降能够满足其控制标准要求;通过支撑减载以及在短桩底部进行局部注浆加固不能明显减少施工造成的桥基沉降。其研究成果能够为该工程与类似工程施工提供指导和参考作用。     

高速铁路采空区桥基沉降变形数值模拟分析

通过对采空区桥梁群桩基础沉降进行数值模拟,分析采空区桩基在荷载作用下变形过程及特点,揭示不同工况下的基础变形规律。研究结果表明,基础沉降满足规范要求,沉降主要集中在浅层土地层中;桩间土与桩顶沉降均匀;采空巷道顶板的沉降与地基其他部位沉降基本一致,桩基能够有效限制采空巷道顶板的变形。     

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。     

桩筏复合地基负摩阻段分析及桩土应力比计算

通过对桩筏复合地基桩顶负摩阻段桩-土相互作用分析,得到桩顶负摩阻段桩间土中附加应力计算方法。在此基础上,利用弹簧组模型对桩筏复合地基桩-土-垫层相互作用进行分析,得出桩顶处桩和桩间土竖向有效应力及桩顶刺入变形计算方法。分析垫层对应力调节、沉降控制的影响。结果表明:在桩与桩间土间摩擦力作用下,桩间土竖向有效应力随深度增加衰减,并在某一深度衰减到较小水平,可不考虑该位置以下桩土相互作用对桩顶处桩土应力比的影响。垫层模量对桩顶处桩、土应力调节起重要作用,并对桩顶上刺量影响显著。垫层模量越小刺入量越大,且随模量减小刺入量增长速度加快。     

考虑群桩效应的加筋碎石桩复合地基沉降比计算公式

采用非线性有限元分析方法,建立加筋碎石桩群桩性能分析模型,通过模型试验从复合地基沉降和加筋体应变2方面验证了所建模型的可靠性,计算分析不同因素对地基与桩顶沉降的影响。通过单桩与群桩沉降间的关系构建了考虑群桩效应的地基沉降比计算方法。研究结果表明:竖向荷载作用下加筋碎石桩复合地基存在明显群桩效应,在加固区桩间距对群桩性能的影响显著,但对桩端土体影响不大;不同桩土模量比下中心桩桩顶沉降随荷载的变化趋势一致;同一上部荷载下加筋碎石桩能有效减少地基沉降,但当加筋体刚度大于500 kN/m时增加加筋体刚度不能有效减少加筋碎石桩复合地基沉降;桩间距与桩径比在2~4内变化时,群桩和单桩沉降比随着桩土模量比的增加呈抛物线形下降,群桩和单桩沉降比变化范围约在0.6~2.0,且桩间距与桩径比越小时群桩和单桩沉降比变化幅度越大;桩间距与桩径比在5~6内变化时,群桩和单桩沉降比几乎没有变化。