软土地基处理沉降计算中相关参数的试验研究

通过粉喷桩、浆喷桩、真空联合堆载预压、塑料排水板超载预压及砂桩超载预压等方法处理高速铁路软土地基的现场试验,对其软基处理的压缩层厚度、侧向位移引起的沉降及其修正系数进行研究。结果表明:压缩层厚度采用应力比法?p/p0≤0.1为控制条件较合理。搅拌桩加固后,大为减小了地基总沉降。采用各种规范规定的沉降修正系数进行沉降计算的值均与实测值有一定差异,而采用国家规范的m值得出的沉降与实测推算的沉降相差最小。     

考虑桩基极限沉降深度的荷载传递模型的研究

荷载传递法广泛运用于基桩承载力和沉降分析。通过理论公式推导,在传统模型上考虑桩径的影响,并引入沉降计算深度概念,建立考虑桩基极限沉降深度的荷载传递模型,以此分析分层厚度（k）和应力比（η）对沉降计算精度的影响。研究发现：当桩端下土层压缩模量变小时,需要采用更小的分层厚度;应力比的设定对极限沉降深度计算有着明显的影响,若在实际工程应用中主要关注点为桩顶沉降,则根据压缩层压缩模量选取合适的应力比参数,若关注点为极限沉降深度,则尽量减小应力比取值。     

鞍山西站CFG桩板复合地基加固效果分析

依托哈大客运专线鞍山西站CFG桩板复合地基加固工程,采用有限元程序对桩板复合地基的应力、沉降等承载特性进行了分析,并结合实际沉降观测结果,推算出了地基最终沉降及工后沉降。计算和实测结果表明,加固后的地基沉降远小于天然地基沉降,沉降控制效果明显,工后沉降满足高速铁路无砟轨道要求。     

CFG桩复合地基在全风化岩无砟轨道路基沉降控制中的应用研究

以全风化岩作为无砟轨道的路基,必须进行加固。目前,对山区全风化岩CFG桩复合地基工后沉降的计算参数如何选取的研究不多,而高速铁路设计规范对无砟轨道路基工后沉降控制的要求极为严格。针对山区全风化岩采用CFG桩进行加固,并对其复合地基工后沉降计算参数的选取加以分析。研究结果表明:全风化层CFG桩复合地基的沉降计算采用压缩模量计算方法更为合理,同时对于不同地区、不同性质全风化层应分别建立压缩模量与标贯击数之间的经验关系式;CFG桩在穿过具有明显黏性土特性的全风化岩层后,结合沉降计算,再往下至少进入深层1～2 m,地层含水量较大时,桩长宜再加长。     

桥梁桩端软弱下卧层的结构分析

该文根据国内不同的规范对桩基软弱下卧层验算的不同方法进行分析,结合实例对连续梁桥桩基承载能力、桩端软弱下卧层验算、桩基沉降及桩基沉降对上部结构的影响进行验算。根据计算结果确定桥梁结构的安全性。     

新旧拼接桥梁设计及桩基差异沉降分析研究

在桥梁拓宽改造工程中,必然涉及新建桥梁和原有桥梁基础差异沉降及桥面板的开裂等问题。拓宽设计方案采用桥梁下部结构分离、上部边梁现浇连接的方式进行拼接,桥墩和桥台拓宽部分均采用单排桩整体式承台形式。通过实测数据分析软土地区摩擦型桩沉降特征,并采用数值模拟和理论分析研究桩基沉降计算方法和控制技术,对新旧桥梁桩基设计计算提出了建设性意见和方法措施。     

考虑土体蠕变特性的桥台软基变形分析

针对软土地区的桥梁常因软土蠕变而产生病害的问题，研究了土体蠕变特性对桥台软基变形分析的影响。首先引入改进的西原模型；然后将桥台及软基简化为可共同考虑土体蠕变的桩-土-桥台共同工作的有限元计算模型，基于蠕变计算的时步-粘性初应变法，给出可考虑软土蠕变非线性特性的有限元计算方法，并据此编制出相应的有限元计算程序；最后利用该程序对某桥台桩基工程实例进行分析，得到了该桩基桥台后软土蠕变场等值线图，反映出桥台与桩对蠕变场的影响范围及承台与桩交接处的应变集中现象。     

隔离桩施工对邻近高铁高架桥桩基的变形影响分析

盾构穿越邻近桥梁桩基时通常采用隔离桩作为地基主动加固措施,但当隔离桩与既有桥梁桩基相距较近时,隔离桩桩基施工会对桥梁既有桩基产生影响,因此有必要对此进行分析。依托杭州地铁1号线下穿沪杭高铁余杭南站高架桥工程,结合现场实测数据对钻孔桩和旋喷桩施工引起既有高架桥桩基的变形进行分析。研究表明:钻孔桩施工对桩基水平位移影响很小,对沉降影响较大,现场实测最大沉降为0.94mm;钻孔桩完成后,旋喷桩施工对桩基水平位移和沉降有一定影响,现场实测桩顶最大水平位移为0.5mm,沉降为0.6mm。因此,在施工过程中应严格控制施工速度等参数,加强监测以减小隔离桩施工对既有高架桥桩基的影响。     

串珠状溶洞地区高速公路桥梁桩基沉降量安全性分析

在桥梁工程位于岩溶地区时,溶洞会降低桩端承载力,加剧桩基沉降,一旦桩基因沉降而发生失稳甚至失效,可能引起桥梁开裂或破坏,威胁公路运输安全。为合理设计桩基参数,保障岩溶区高速公路桥梁桩基的安全,文中结合某工程案例,建立串珠状溶洞-桩基-岩土一体化有限元模型,得到3个桩基在不同桩基长度、直径及弹性模量下桩基沉降量的变化规律。结果表明,溶洞会加剧高速公路桥梁桩基的沉降;桩基沉降量随桩基长度、直径、弹性模量增大而减少;为保障桩基安全,防止桩基沉降量超过最大容许沉降量40 mm, 5,6,9号桩基的长度不应小于36.62 m,直径不应小于1.73,1.92,1.79 m,弹性模量不应小于33.47,35.37,34.58 GPa。     

大跨浅埋暗挖隧道近接桥桩施工扰动影响及控制技术研究

依托某实际工程,基于Abaqus软件建立桥-隧三维数值计算模型,对城市公路隧道近接桥梁桩基段施工进行模拟,得到大跨浅埋暗挖公路隧道施工对地层、桥梁桩基变形的影响规律,并研究高压旋喷桩加固措施对桥梁桩基变形的影响,结合现场实测数据,分析加固措施对隧道施工安全的控制效果。结果表明:软弱地层隧道施工对桥梁桩基变形影响较大,靠近隧道两侧桩基变形明显大于中部桩基,最大桩基差异沉降值远超规范允许值,需采取有效变形控制措施;增大高压旋喷桩加固参数(加固深度和宽度)对减小桥梁桩基位移效果较为明显,但加固宽度和深度都存在"极限值"。考虑安全与经济,得到工程合理的加固宽度为2.5m,合理加固深度为25m;隧道施工完成时桥梁桩基最大差异沉降约2.2mm,桥梁桩基变形在安全可控范围内。     

水泥搅拌桩在软土地基中的沉降分析

在复合地基工后沉降计算中,加固区域采用复合模量法;而下卧层则采用应力扩散法计算层顶附加应力,再用分层总和法计算沉降。同时利用计算结果分析路基工后沉降与桩长和压缩模量的关系。通过水泥搅拌桩软土地基的沉降和承载力计算,验证水泥搅拌桩处理软土地基的正确性、合理性。     

中国标准与AASHTO标准的预制桩计算对比分析

为研究国内外桩基设计差异,结合伊朗德黑兰至伊斯法罕高速铁路建设,开展了中国《建筑桩基技术规范》与美国AASHTO 《Design and Construction of Driven Pile Foundations》的桩基设计区别分析,采用两种标准进行盐湖段预制桩的承载力与沉降计算。结果表明:在承载力计算方面,中国标准和AASHTO标准分别采用安全系数法与作用抗力系数法,但二者的计算原理是相同的;在沉降计算方面,中国标准和AASHTO标准均采用分层总和法,中国标准采用Boussinesq理论且沉降计算为压缩模量法,主要适应于应力历史影响小的地基沉降设计;而AASHTO标准采用应力扩散角法分析附加应力传递规律且沉降计算为e-logp曲线法,其特征在于可有效考虑地层应力历史,采用中国标准和AASHTO计算的盐湖段预制桩承载力与沉降结果差异较小,且反算桩长也基本一致。     

拼宽桥桩底压浆施工技术

桩底压浆施工技术,采用桩内预埋压浆管,在灌注桩混凝土达到一定强度后,将水泥浆压入桩底,对桩底沉渣,桩端持力层及桩周泥皮起到渗透、劈裂填充、压密和固结作用,以此提高单桩承载力,减少工后沉降。从福泉扩建工程拼宽桥梁施工显示,桩底压浆工艺对提高桩基承载力有一定的作用,是减少桩基工后沉降的有效手段,对于克服新旧桩不均匀沉降具有现实意义。     

大直径浅埋顶管隧道邻近桥桩施工安全控制技术研究

以某顶管隧道工程为背景,基于Abaqus软件建立三维有限元计算模型,研究大直径浅埋顶管隧道邻近桥桩施工对道路路面及桥梁桩基变形受力的影响,并研究袖阀管地表注浆加固与桥桩加固措施对路面沉降及桥梁变形的控制效果,结合现场实测数据分析加固措施的有效性。研究结果表明,顶管隧道施工对桥梁桩基变形及受力影响较大,施工引起桩基向隧道发生侧移,且桩身上部位移要大于下部位移,靠近隧道的桩基易产生较大的侧移与桩身拉应力;未采取辅助措施下隧道施工引起的路面沉降、桥梁桩基变形及应力远超过规范允许值,危及道路及桥梁结构的安全,需采取有效的施工安全控制措施。研究成果可为类似工程施工安全控制提供一定的理论借鉴。     

高速铁路深厚土层地基处理技术与沉降计算

高速铁路对工后沉降要求严格,无碴轨道对桥路、隧路过渡段差异沉降限为5 mm,一般路基地段工后沉降限为15 mm.因此,我国不少在建客运专线需要采取措施对地基进行处理,以有效控制地基沉降.在深厚土层地基上修筑无碴轨道,现行地基处理措施主要为CFG桩、预应力混凝土管桩及路基桩板结构.文中分析了各种复合地基承载力及沉降的计算方法.提出当应用CFG桩和预应力管桩处理深厚土层地基时,结合采用筏板结构,更能发挥CFG桩和预应力管桩的承载力和有效控制沉降;深厚土层地基处理后计算沉降应进行修正,其修正系数:CFG桩地基处理复合模量法为0.2左右,管桩地基处理桩基法为0.2～0.4.     

基于双曲线切线模量法的饱和尾矿砂单桩沉降计算

提出一种以地基非线性沉降计算的双曲线切线模量法为基础,结合荷载传递法的单桩沉降计算模型,将单桩沉降计算分解为桩底土体变形和桩身弹性压缩两部分。采用双曲线切线模量法对桩底土变形进行计算，相应参数由原位试验得到，能较好地反映原状土特性又能合理考虑其单桩的非线性沉降。利用此计算模型对饱和尾矿砂地基单桩的非线性沉降进行计算，结果表明:计算结果与实测结果较为接近，可为相同类型饱和尾矿砂地基单桩的沉降计算提供参考。     

软基路堤沉降估算方法研究

高速铁路、高速公路对路堤工程软基工后沉降提出了严格的要求,沉降量预测的精度直接关系到软基加固方案的选取及加固效果的成败。该文对目前软基沉降估算的基本方法进行了分析,并对软基沉降估算方法研究提出了建议,供高速铁路、高速公路对路堤工程中软基沉降计算及研究参考。     

悬浮桩复合地基下卧层沉降计算的对比分析

采用粉喷桩加固深厚层软土地基,其桩端通常无法到达硬质土层,此时桩体悬浮在软土中。这种情况下的复合地基,其沉降主要发生在下卧层,因此下卧层的沉降估算成了悬浮桩复合地基设计的关键。采用各种方法计算下卧层沉降,通过对比分析可知,利用修正公式计算的下卧层沉降,其结果与实测结果相吻合。     

大直径阶梯型变截面桩竖向承载力计算方法研究

通过分析阶梯型变截面桩-土体系的荷载传递过程，综合考虑桩侧土体侧摩阻力及端桩承载力的发挥情况，并考虑一定的安全储备，提出了基于变形协调原则的变截面桩基竖向承载力和沉降的计算理论和公式，该方法克服了规范法中桩基竖向承载力和沉降不相关的缺陷，并以某深水大跨度桥梁大直径阶梯型变截面桩为例，分别采用变形协调原则法和规范法对该桩基进行计算和对比分析，结果表明:变形协调原则法计算出来的桩基竖向承载力小于规范法计算值。     

基于沉降实测资料的软基设计参数反演分析

为准确反演出软基土的变形指标和渗透性指标,以某高速公路的大量实测资料为基础,采用直接分析法进行参数反演计算。结果表明,反演所得参数计算结果与实测数据基本吻合,说明利用反演计算的参数预测长期沉降可行。对填土垫层、硬壳层采用摩尔-库仑模型,对软土层采用蠕变模型,可提高反演分析的计算效率。