水泥粉喷桩处理高等级公路地基荷载传递的试验研究

利用水泥粉喷桩技术处理某高等级公路软弱地基后，在形成的粉喷桩复合地基上铺设一定厚度的碎石垫层，随机抽取两根粉喷桩的复合地基进行静载荷试验，并在复合地基压板下放置钢弦式压力盒，根据作用在桩－土的应用测试结果，分析整个加荷过程中该类复合地基的桩土应力比的变化规律，垫层厚度与桩土应力比的关系及其对桩承担荷载占总荷载大小的影响，另外，对复合地基中桩土共同作用机理作了简要分析。     

褥垫层厚度对复合地基CFG桩土应力比影响的试验研究

褥垫层厚度设置是否合理,对水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩）复合地基的承载与变形特性将产生较大的影响。在江西某高速公路采用CFG桩加固软土地基试验现场,对不同褥垫层厚度工况下的桩土应力比进行了现场静载试验测试,并模拟各个工况对桩土应比和土体沉降进行了定量数值计算,研究结果表明：数值计算结果与实测值较为接近,具有相似的变化规律,在桩长和桩间距一定的条件下,桩土应力比随垫层厚度的增加而减小,但褥垫层超过一定水平,厚度对桩土应力比的影响较小。在路堤荷载作用下,当桩间距为1.5 m,褥垫层采用中粗砂时,厚度宜为30～40 cm。该研究成果可为该地区高速公路CFG桩加固软土地基的设计提供参考。     

粉体喷射水泥搅拌桩在高速公路桥头软土地基处理中的应用研究

通过对粉体喷射水泥搅拌桩在浙江省高速公路桥头软土地基处理中的应用与研究 ,由对比试验 ,获得了在刚性基础条件下 ,桩身应力的传递规律与变形特征 ,以及在路堤柔性荷载作用下桩与桩间土的变形不协调性 ,揭示了在柔性荷载作用下复合地基的形成机理和设置垫层的必要性 ,经多条高速公路的施工实践 ,提出了由轻便触探与钻孔取芯对其进行质量检测与评定的控制标准     

褥垫层参数对CFG桩复合地基承载特性的影响研究

为研究褥垫层物理参数对CFG桩复合地基承载特性的影响,采用Midas/GTS建立了某工程CFG桩复合地基有限元模型,分析了不同工况下的地基沉降量和桩土应力比。研究结果表明,随着上部荷载的增大,地基沉降量和桩身应力比也呈增大的趋势,褥垫层能降低地基沉降量。垫层厚度越大,地基沉降量越小,桩土应力比越大;垫层模量越大,地基沉降量越小,桩土应力比越大。选择合理的褥垫层参数有利于调节桩土荷载分担比例,充分发挥地基承载性能。考虑经济效益和安全性能范围内,该工程褥垫层厚度宜取值为400 mm,模量宜取值70 MPa,实际工程的合理设计具有指导作用。     

粉体喷射水泥搅拌储在高速公路桥头软土地基处理中的应用研究

通过对粉体喷射水泥搅拌桩在浙江省高速公路桥头软土地基处理中的应用与研究，由对比试验，获得了在刚性基础条件下，桩身应力的传递规律与变形特征，以及在路堤柔性荷载作用下桩与桩间土的的变形不协调性，揭示了在柔性荷载作用下复合地基的形成机理和设置垫层的必要性，经多条高速公路的施工实践，提出了由轻便触探与钻孔取芯对其进行质量检测与评定的控制标准。     

多元复合地基荷载传递的试验研究

根据刚柔性桩组合的多元复合地基的静载荷试验数据,分析了多元复合地基中刚性桩、柔性桩的桩顶应力及桩端应力随上部荷载的变化;刚性桩桩身荷载传递规律;不同褥垫层厚度对桩顶应力及桩身荷载传递的影响。试验结果表明:刚柔性桩桩顶和桩端应力随着上布荷载的增加而增大;刚性桩桩身最大轴力不在桩顶,桩身负摩阻力随着深度增加而减小;随着垫层厚度的增加,刚性桩桩身负摩阻力增大,最大轴力位置下移。     

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。     

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。     

海相软土地基上高速公路沉降变形规律

结合连云港地区某高速公路沉降观测资料，对水泥搅拌桩处理海相软土地基与未进行深层处理的天然地基的沉降变形特性及沉降速率进行初步对比分析。证明水泥土桩复合地基加固软土地基减少地基沉降的效果显著。     

软土地基处理方法

结合工程实践，对几种软土地基常用的处理方法进行说明，指出深层水泥搅拌桩、深层石灰搅拌桩、砂垫层和砂石垫层换填等方法在施工过程中的注意事项和质量检验标准。     

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。     

低周反复荷载下沉箱-垫层-桩复合基础承载性能试验

沉箱垫层桩复合基础具有良好的承载性能以及隔震性能，并且施工简单,工程造价相对低廉，是一种适用于强震区域软弱土体地基的新型桥梁深水基础形式。为了研究沉箱-垫层-桩复合基础的水平承载性能及抗震性能，设计了复合基础试验模型，进行了4组复合基础的低周反复荷载试验研究，分析了复合基础的破坏形态，选取垫层厚度、竖向荷载、地基形式为变量，研究了复合基础整体的滞回性能、骨架曲线、刚度退化、强度退化、耗能能力等，并通过在沉箱顶部设置位移计、桩身贴设应变片等测试方法，单独分析了试验过程中沉箱的沉降状态及下部桩体的受力状态。试验结果表明:复合地基的使用可有效提高基础的抗震性能；在相同的循环位移下，复合基础的水平承载力、强度、刚度随着垫层厚度的增加及竖向荷载的减小而降低；采用复合地基的基础单圈耗能能力更强，累积耗能更高；垫层厚度的增加对沉箱沉降及倾角控制影响并不明显；竖向力的减小会导致沉箱出现的倾角更大；复合地基会使沉箱的沉降更为均匀，沉降速率更慢，但对于倾覆控制影响不大；复合地基中的群桩以前排桩承担的水平荷载最多，中排桩次之，后排桩最少，中桩承担的水平荷载略高于边桩；桩身最大弯矩位置在40%~50%桩长处；垫层的存在有效地减小了桩体分担的水平荷载。     

土工格室碎石垫层-碎石桩复合地基相似模型试验

为深入研究土工格室碎石垫层-碎石桩复合地基这一新型多元复合地基加固体系的承载力和沉降变形机理,应用量纲分析法推导了土工格室碎石垫层-碎石桩复合地基模型试验的相似准则,根据相似理论设计和完成了3组具有可比性的模型试验,获得大量荷载-沉降、桩土应力比和应力分布数据。试验结果分析表明:在土工格室碎石垫层-碎石桩复合地基这一水平向-竖向多元复合地基共同作用的加固体系中,结合了土工格室碎石垫层的水平向增强体作用和碎石桩的竖向增强体作用;土工格室碎石垫层和碎石桩复合地基相互作用,共同工作构成的荷载传递和支撑体系是其提高承载力,减少沉降和差异沉降的主要机理。     

反射波检测复合地基分析

随着水泥搅拌桩在软弱地基加固中的广泛应用,传统的质量检测方法,即强度试验、荷载试验、取芯和开挖等,远远不能满足工程建设对质量检测的需要。为了解决水泥搅拌桩复合地基的质量检测和加固效果的评价问题,文中借助瑞利波勘探和砼桩的低应变反射波法等动测方法检测水泥搅拌桩复合地基。     

双向水泥搅拌桩施工工艺及加固效果检测

结合太原西南环铁路工程实例应用,介绍软土地基处理施工采用的双向水泥搅拌桩技术施工原理、施工工艺,并说明利用钻心法分析确定水泥搅拌桩桩身质量,利用载荷试验分析确定单桩复合地基承载力的过程与方法。实例表明,采用双向水泥搅拌桩加固软土地基,效果良好,桩体强度及地基承载能力均明显提高,地基沉降得到控制。     

浅析反射波检测复合地基

随着水泥搅拌桩在软弱地基加固中的广泛应用,传统的质量检测方法,强度试验、荷载试验、取芯、开挖等方法,远远不能满足工程建设对质量检测的需要。为了解决水泥搅拌桩复合地基的质量检测和加固效果的评价问题,借助于瑞利波勘探和混凝土桩的低应变反射波法等动测方法,研究水泥搅拌桩复合地基的动测方法具有重要的工程意义和理论价值。     

水泥搅拌桩复合地基非线性分析

通过研究水泥搅拌桩的荷载传递机理,分析了桩身实测变形曲线的形状,提出了桩侧摩阻力与桩身位移的非线性传递函数,建立了用双曲线模型描述桩侧摩阻力与桩周土局部剪切位移的非线性关系,从而得出了水泥搅拌桩复合地基桩顶沉降曲线函数。     

软土地区小型构造物路段纵向差异沉降控制技术研究

针对204国道盐城南段涵洞基底软基处理与相邻路基存在的差异沉降问题,提出纵向差异沉降控制技术,并以离心模拟试验和数值分析为研究手段,模拟了天然地基和水泥搅拌桩地基处理两种模型的沉降。研究结果表明:采用水泥搅拌桩处理涵洞基底软土的沉降量反而大于天然地基,因而建议以浅层换填处理为主,尽量避免深层处理。     

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。     

水泥深层搅拌桩复合地基的基本特性分析

结合软土路基实际，讨论了水泥深层搅拌桩复合地基适用的土质、固结特性、应力特性、稳定性及强度、沉降计算，对水泥深层搅拌桩加固软土地基的设计与施工具有指导性的意义。