带帽桩复合地基复合桩土应力比计算及工程应用

以控制桩帽间土体沉降量在工后沉降量标准范围内为目标,提出带帽控沉疏桩复合地基设计的思路和方法.采用调整桩体中心间距或桩帽尺寸等措施,以改变复合桩土应力比来进行带帽控沉疏桩复合地基设计.基于弹性理论和等沉面思想,不考虑复合桩体自身压缩变形量,简化了带帽刚性桩复合地基复合桩土应力比隐式计算公式,得到了按桩帽间土体沉降计算模...     

刚性基础下筋箍碎石桩复合地基桩土应力比计算模型

桩土应力比是筋箍碎石桩复合地基沉降计算中最重要的参数，但由于其涉及到桩体、土体及筋材三者之间的复杂关系且影响因素众多，目前尚无明确的计算方法。基于此，根据刚性基础下筋箍碎石桩复合地基的受力变形特征，首先通过数值模型研究筋箍碎石桩复合地基桩土应力比与荷载、埋深、筋材刚度以及桩土弹性模量比的关系。根据数值模型揭示的桩土应力比变化规律，提出一个新的桩土应力比计算模型，并依据该模型在假设桩体、土体及筋材应变协调的基础上利用弹塑性分析方法推导刚性基础下筋箍碎石桩桩土应力比的解析公式；基于建立的模型及计算公式探讨桩土应力比与各主要影响因素之间的关系。研究结果表明：该解析公式基于弹塑性理论分析，但也能考虑现场桩土应力比实测值，能够综合反映桩体、土体、筋材、埋深及荷载之间的相互影响作用，并且形式简单，计算方便；刚性基础下筋箍碎石桩桩土应力比在相同荷载水平下随埋深、筋材刚度、面积置换率、桩土弹性模量比及桩体摩擦角的增大而增大，随着荷载水平的增加则会逐渐降低并趋于稳定值；在碎石桩复合地基沉降计算中不宜采取单一的桩土应力比参数，而是应该根据荷载水平以及计算深度分层选取合适的桩土应力比作为计算参数。     

复合地基工作性状影响因素分析

复合地基采用各种桩体作为增强体,使桩与土共同作用而提高天然地基的承载力。论文通过数值模拟的手段分析了桩身弹性模量、褥垫层强度及褥垫层厚度等因素对复合地基工作性状的影响程度,计算结果显示:桩身模量提高后其桩土应力比也随之增大;在一定范围内,随着褥垫层强度的提高,桩土应力比略有增加;褥垫层厚度在一定范围内增加能够迅速减小桩土应力比,相同褥垫层厚度对不同桩体的应力比调节效果存在区别。     

水泥粉煤灰搅拌桩复合地基桩土应力比试验研究

通过水泥粉煤灰搅拌桩复合地基试验段内桩土应力的现场监测结果,探讨了柔性荷载作用下桩土应力比的变化趋势及影响因素,并根据监测结果对地基处理方案进行评价和优化。试验结果表明:在路基填筑期期内,随着上部荷载的桩体、桩间土应力不断增大,桩土应力比的总趋势为增大。路基固结稳定期内,桩土应力比值变化不大。在填土高度5 m以内的柔性路基作用下,水泥粉煤灰搅拌桩复合地基中桩土应力比的变化范围为2.18～2.71,远小于单桩承载力测定的3.0～10.0。     

变径搅拌桩处理成层软弱地基的现场试验

为了经济、有效地处理软土层位于中间的成层软弱地基,提出了变径搅拌桩加固方法,在高压缩性土层中采用较高的桩体面积置换率,在中等压缩性土层中采用较低的桩体面积置换率,从而形成桩体面积置换率随土层性质变化的成层复合地基。在同一场地建立了变径搅拌桩和常规搅拌桩处理区,通过现场试验对比分析了路堤荷载作用下变径搅拌桩和常规搅拌桩复合地基的工作性状,包括桩土应力、超静孔隙水压力、地表沉降和坡脚深层水平位移。现场试验结果表明:在处理区面积和填土高度相近的情况下,变径搅拌桩处理区比常规搅拌桩处理区节省了14.6%的水泥用量,并取得了与常规搅拌桩处理区相同的加固效果,具有更好的经济效益。     

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。     

桩-网复合地基性状影响因素三维数值模拟分析

利用Mdias-Gts软件建立三维桩-网复合地基模型,对影响桩-网复合地基性状的因素(包括桩体刚度、桩间距、褥垫层厚度、褥垫层弹模、土工格栅层数),分别进行数值分析研究,从沉降和桩土应力比两方面分析得出各因素对桩-网复合地基性状的影响规律及其影响程度,从而对桩-网复合地基性状作出全面分析。     

CFG桩复合地基中褥垫层效应分析

针对褥垫层在CFG桩复合地基中发挥效应问题,在单桩复合地基载荷试验基础上,应用有限元方法研究了不同荷载条件下、不同厚度及刚度的褥垫层对桩土应力比的影响。研究结果表明:褥垫层厚度及刚度对桩土复合地基效果发挥均产生较大影响。褥垫层厚度存在合理范围,过薄及过厚都不利于桩土复合作用效果发挥。褥垫层刚度对复合地基的影响还受到上部荷载大小的影响。综合确定某具体工程用水泥级配碎石褥垫层厚度为0.6m时,桩土应力比值适中。通过分析试验结果和有限元模拟结果,确定CFG桩复合地基褥垫层厚度的适宜范围,从而为复合地基褥垫层设计提供相关依据。     

地铁车辆段软土复合地基水泥搅拌桩施工线路沉降分析

依托宁波市轨道交通5号线经堂庵跟车辆段道路工程,运用ABAQUS有限元软件计算分析地基置换率、桩土应力比、桩长及桩体刚度对3条线路有列车换算土柱荷载作用时的影响,研究软土水泥搅拌桩复合地基地铁线路沉降及其影响因素。得出最低临界置换率和最小桩长,发现桩土应力比和桩体刚度的改变对复合地基沉降量和加固影响深度的作用效果不敏感。     

路堤荷载下水泥土搅拌桩复合地基荷载传递机理研究

采用数值计算方法,系统研究了桩体压缩模量、桩间距及桩长对水泥土搅拌桩复合地基荷载传递的影响。研究结果表明:随着桩间距的逐渐增大,桩身轴力、桩侧摩阻力及桩土应力比也随着逐渐增大,而桩体荷载分担比逐渐减小;随着桩体压缩模量或桩长的逐渐增大,桩身轴力、桩侧摩阻力、桩土应力比及桩体荷载分担比均是逐渐增大。在工程实践中,通过增大桩体压缩模量和桩长,减小桩间距,就能使桩体承担更多的上部荷载,从而充分发挥桩体作用。     

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。     

预应力管桩复合地基处理应用技术问题的探讨

通过分析预应力管桩复合地基处理桥台、通道和箱涵与路基间的过渡段的资料结合处理通道和箱涵结构物基础产生的问题,研究预应力管桩复合地基的适用范围,并根据现场管桩施工试验资料,探讨管桩复合地基的设计思路、管桩施工的收锤标准以及检测方法。     

佛开高速公路软基路堤拓宽处理及拼接现场试验

佛开高速公路拓宽工程的关键技术问题之一是软基路堤的地基处理和拼接。通过试验段工程进行了路基拼接和拓宽时,不同复合地基处理方法的原型试验,研究表明,搅拌桩地基下卧层的单位压缩量小于素混凝土桩地基,拓宽路基断面的最大沉降和最大沉降速率出现在素混凝土桩加固区;老路对拓宽路堤的荷载反应敏感,老路最大沉降速率出现在拓宽路堤荷载施加完成之后;拓宽路基具有比较小的工后沉降,所采用的地基处理方法和路基拼接方法满足设计要求。     

路堤下带帽控沉疏桩复合地基固结性状数值模拟

采用比奥固结平面有限元方法,分析研究了新建高速公路路堤填土过程中带帽控沉疏桩复合地基地表面沉降、竖向位移和侧向位移的变形特征,同时分析了超孔隙水压力产生与消散的变化规律.在复合地基加固区内存在等沉面现象,带帽控沉疏桩复合地基可以增强软土地基的稳定性.研究成果能为其理论研究、工程施工和设计提供有益的指导.     

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...     

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。     

高速公路CFG桩复合地基设计与工程应用研究

以江西省环鄱阳湖区域德昌高速公路软基施工为工程背景，对CFG桩复合地基设计参数进行了分析计算确定，采用控制工后沉降的理论进行了设计，并对软基在路堤加载过程及工后沉降进行了跟踪监测。监测结果表明:理论计算值与实际监测值吻合较好，软基加固效果显著，说明该CFG桩复合地基设计计算方法适用于对德昌高速公路软基处理，满足工程的要求。为环鄱阳湖软土地区修建高速公路软基加固设计提供了参考。     

强夯碎石墩与土相互作用

为了研究碎石墩复合地基的承载机理,运用有限差分软件FLAC3D将碎石墩复合地基与灌注桩基进行了对比分析,指出灌注桩基中桩土应力比明显大于碎石墩复合地基中墩土应力比,且灌注桩基中桩土相互作用的密切程度要明显小于碎石墩复合地基中的墩土相互作用,即灌注桩基中荷载大部分由桩体承担,碎石墩复合地基则表现出更强的墩土共同承担荷载的复合地基的承载模式;此外,通过研究墩体直径对复合地基沉降的影响,发现置换率一定、路堤较高时,墩径越大复合地基沉降越小,可有效减小路堤坡脚外侧的隆起量,提高路堤稳定性。     

路堤刚性桩复合地基褥垫层设计探讨

以湖北某沿江高速公路工程为依托,通过对刚、柔性基础下刚性桩复合地基的性状差异分析,对路堤刚性桩复合地基褥垫层设计进行改进,取消传统桩顶加筋碎石褥垫层,在桩顶加设桩帽,桩顶设计一定厚度石灰(水泥)改善土层.从桩土荷载分担、路堤破坏、上刺入量几个方面对方案进行分析与计算.结果表明:从现场观测及调查来看,技术、经济都能达到很...     

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。