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。     

路堤稳定安全系数取值探讨

介绍了在山区路堤稳定性分析方法和土性指标的采用以及安全系数取值上比较混乱,没有统一尺度的现状,通过对安全系数实际采用的情况、各规范间安全系数的比较、计算方法及土性指标对稳定性计算结果的影响等方面的分析,在推荐地基土采用固结快剪指标的简化毕肖普法的基础上,提出了路堤稳定安全系数的推荐值。通过研究得出:根据不同地基条件、不同分析工况,路堤稳定安全系数取值为1.20～1.45。     

路堤荷载下碎石桩复合地基沉降计算研究

在对碎石桩复合地基加固机理、破坏模式及复合地基与路堤共同作用机理分析的基础上,对路堤荷载作用下碎石桩复合地基沉降计算进行研究,提出碎石桩复合地基沉降的三段计算模式,即碎石桩鼓胀段采用应力修正法、非鼓胀段采用复合模量法、下卧层采用分层总和法的计算模式,并给出了相应的计算公式。文末以某工程实例对本文计算方法进行了验证。结果表明,碎石桩复合地基沉降三段计算方法可有效考虑路堤与碎石桩复合地基相互作用特点,方便工程应用。     

路堤荷载下碎石桩复合地基沉降计算研究

在对碎石桩复合地基加固机理、破坏模式及复合地基与路堤共同作用机理分析的基础上,对路堤荷载作用下碎石桩复合地基沉降计算进行研究,提出碎石桩复合地基沉降的三段计算模式,即碎石桩鼓胀段采用应力修正法、非鼓胀段采用复合模量法、下卧层采用分层总和法的计算模式,并给出了相应的计算公式。文末以某工程实例对本文计算方法进行了验证。结果表明,碎石桩复合地基沉降三段计算方法可有效考虑路堤与碎石桩复合地基相互作用特点,方便工程应用。     

《广东省公路路堤软基处理技术标准》主要增改内容释义

为便于理解和应用《广东省公路路堤软基处理技术标准》,介绍了相对《广东省公路软土地基设计与施工技术规定》(GDJTG/T E01-2011)、《公路软土地基路堤设计与施工技术细则》(JTG/T D31-02)增加或修改的内容,对真空联合堆载预压卸真空后的软土抗剪强度、基于抗压强度的搅拌桩复合地基承载力、复合地基固结度计算、考虑桩间土绕流的刚性桩复合地基稳定分析、考虑桩土差异沉降的复合地基沉降计算、既有路堤换填轻质土厚度计算等的主要技术要点进行了解释说明。     

高速公路软土地基处理方法比较分析

在软土地基上修建高速公路,主要问题是地基强度低,路堤沉降量大,沉降不均,路堤易失稳。采用数值方法对塑料排水板、碎石桩和刚性桩三种方法处理软土地基效果进行了比较分析,研究结果表明:①由于刚性桩的刚度远大于桩间土的刚度,因此承担了大部分路堤荷载,仅有小部分路堤荷载由桩间土承担,刚性桩能很好地控制软土地基的沉降,碎石桩能提高软土地基的承载力、改善软土的渗透性,处理效果差于刚性桩,塑料排水板仅能提高软土的渗透性,因此处理效果最差;②采用塑料排水板处理软土地基时,路堤最易发生失稳破坏,碎石桩次之,采用刚性桩处理软土地基时,路堤稳定性最高。     

修正密度法分析混凝土桩复合地基路基绕流滑动稳定性

混凝土桩复合地基路基主要失稳模式为绕流滑动,除路基整体剪切滑动稳定分析外,还应进行路基绕流滑动稳定分析。基于混凝土桩主要通过桩帽反力和桩侧摩擦力提高路基稳定性的特点,对混凝土桩复合地基路基绕流滑动稳定分析提出修正密度法。该方法将路堤和地基土作为分析对象,根据改进HEWLETT法确定桩帽荷载,按照格栅挠度等于桩土沉降差的原则计算格栅向桩帽转移的荷载,然后按照桩间土荷载率对桩帽顶面以上路堤密度进行修正。根据混凝土桩底刺入破坏时竖向受力平衡条件确定用于绕流滑动稳定分析的中性面,然后将桩侧正、负摩擦力换算到桩间土密度中。对桩帽反力和桩侧摩擦力经上述等效处理后,可利用现有路基常规稳定分析软件分析混凝土桩复合地基路基的稳定性。滑塌路基实例证明,修正密度法分析结果与工程实际符合较好。     

考虑桩土滑移的路堤下刚性桩复合地基沉降计算

为建立能考虑桩土滑移特性和桩间土非均匀压缩变形特征的路堤下刚性桩复合地基沉降计算方法,以均布荷载下等桩长刚性桩复合地基中单桩等效加固单元体为研究对象,基于桩土相互作用的上部负摩阻塑性区、中部协调变形弹性区和下部摩擦承载塑性区三区段模式,采用剪切刚度和极限摩阻力随法向应力变化的等单位长度极限剪切位移理想弹塑性模型,建立了弹性区非线性和塑性区非均匀的桩侧摩阻力分布模型;考虑桩土滑移特性及桩间土非均匀压缩变形特征,根据单元体桩土荷载传递微分方程,导出了表征路堤下刚性桩复合地基性状的沉降和桩土应力比的解析表达式,分析了路堤荷载及垫层柔度系数对沉降和桩土应力比的影响。研究结果表明:沉降随路堤荷载及垫层柔度系数的提高而增大;桩土应力比随垫层柔度系数的增加而减小,随路堤荷载的提高呈先增大后减小的变化趋势,据此提出了采用最大桩土应力比进行路堤下刚性桩复合地基承载力及沉降设计的技术原则。     

表观抗剪强度法分析路基复合地基桩身混凝土破坏

通过离心模型试验得到复合地基路基滑动面和桩身水平土压力,进而得到潜在滑动面上桩身混凝土先沿潜在滑动面之外的方向破坏的结论,并提出桩身混凝土表观抗剪强度的概念,可以利用混凝土表观抗剪强度分析桩身混凝土是否破坏。基于潜在滑动面上桩身混凝土应力分析,分别根据最大拉应力强度准则和莫尔强度准则推导得到桩身混凝土表观抗剪强度计算公式。分析表明桩身混凝土表观抗剪强度大于混凝土抗拉强度、远小于抗压强度的0.5倍。     

柔性基础下减沉复合疏桩沉降性能研究

采用减沉复合疏桩进行软基处理能充分发挥桩间土体的承载力,有效控制工后沉降的同时节约了软基处理成本。预应力管桩作为一种常用的减沉复合疏桩,大量应用于目前高速公路桥头软基处理中。其沉降计算多采用复合模量法,无法准确反映路堤荷载下该桩型的承载机理,计算值与实测值存在较大差别。基于Mindlin应力解,得出了环形桩端均布荷载作用在地基内部任意点竖向附加应力系数的数值计算方法;得出了沿桩身三角形分布、沿桩周均匀分布侧摩阻力作用在地基内部时任意点土中竖向附加应力系数的数值计算方法。在此基础上建立了考虑桩身压缩量和实际截面形状的预应力管桩单桩沉降计算方法,进而建立了路堤荷载下预应力管桩复合地基的沉降计算方法。通过现场实测沉降数据验证了该方法的合理性。     

佛开高速公路拓宽工程带帽CFG桩软基加固数值分析

采用非线性有限元法,对带帽CFG桩加固的K29+ 020断面软基上拓宽路堤新老路基相互作用、加固效果和铺设路面时间进行了数值分析.结果表明,拓宽路堤表面最大沉降为8.9 cm,发生在左侧新路肩附近,新路软基沉降主要来自于下卧亚黏土层沉降.下卧亚黏土层中超静孔隙水压力最大,带帽CFG桩复合地基固结速率主要取决于下卧亚黏土层的固结速率.新路软基的固结速率大于老路软基.拓宽路堤表面工后出现负坡率,说明CFG桩加固的新路软基刚度过大,CFG桩复合地基设计可进一步优化.     

高填方路堤PHC管桩加固软土地基土拱发育演化特征研究

依托京滨铁路宝坻至滨海新区段JBSG-3标段的建设项目工程,基于现场原位试验,分析在含有软土地层的崎岖地形下填筑大于30 m的路堤,加固高填软基路堤中土体的土拱演化规律,探究预应力高强混凝土（PHC）管桩在高填方路堤中抑制土拱效应的效果。研究表明:群桩（管桩）能够有效地提高桩间土体的承载性能;地基加固方式深受基底压力分布规律的影响,当基底压力呈非均匀分布时,会导致桩间土压力过大,极端情况下局部超过地基承载力设计值;压实桩端土体导致桩间土压力上升和桩承荷载下降现象,若荷载较大时,也存在桩端产生“刺入”现象,引起桩间土沉降速率低于桩体沉降速率;管桩复合加固高填方路堤中土体的土拱演化规律的关键因素是持力层和荷载强度,若桩端产生刺入情况会引起土拱骤停,导致桩间土剪切破坏,引起高填路基整体变形,进一步加深桩体形变量,可通过设置连梁来减少桩体不均匀形变,提高其整体稳定性。     

非均质边坡稳定性分析的有限元强度折减法

在介绍有限元强度折减法基本原理的基础上,以某正实施加固的非均质边坡工程为研究对象,设置了两种最不利工况,采用有限元强度折减法,以等效塑性应变区贯通作为边坡破坏标准,分别对这两种工况下的边坡三维稳定性进行分析。计算结果表明:在微型桩的加固作用下,边坡的稳定系数大大提高,加固后的边坡是稳定的。     

拱索体系加固的刚架拱桥荷载横向分布

针对传统的钢筋混凝土刚架拱桥采用拱索体系加固的要点和措施,提出了计算拱索体系荷载横向分布的弹性支承连续梁法。该方法假定荷载作用在由各拱片或索组成的空间桥梁结构中,通过计算荷载作用在截面处各拱片或索的刚度,根据桥梁的横向联结刚度,建立一弹性支承连续横梁来计算荷载在各拱片的横向分配,从而把空间问题转化为平面问题来处理。空间有限元分析结果和实桥试验结果对比表明:用拱索体系加固刚架拱桥,能有效地提高该桥的极限承载能力;该方法是一种简单、实用、偏于安全的设计计算方法。     

柔性基础下刚性桩复合地基沉降计算

针对刚性桩复合地基中桩、土、垫层相互作用特点,通过拟合桩土单元体竖向相对位移分布函数,引入弹塑性荷载传递模型,并考虑桩体的上刺与下刺变形以及中性点和桩土界面变形协调,对桩土相对位移变形形式、桩侧摩阻力变化规律、桩端土反力模型作一定的简化,建立出刚性桩桩复合地基沉降计算的基本微分方程,进而提出了一种新的能考虑桩-土-垫层体系共同作用的柔性基础下刚性桩复合地基沉降计算方法。最后,采用该沉降计算方法对模型试验及工程实例进行分析。结果表明,柔性基础下与刚性基础下刚性桩复合地基变形模式与桩土应力比有很大的差异,沉降计算值及桩土应力比与实测值吻合较好,且该方法计算工作量小,能够对刚性桩复合地基沉降量计算提供参考。     

基于强度折减法某公路加筋填方路堤高边坡稳定性分析

依托西南地区某公路改扩建工程,采用强度折减法基于有限元软件将加筋土路堤髙边坡和素填土路堤高边坡分层施工过程的稳定性演化历程进行对比分析,得到了对加筋土路堤高边坡设计的一些建议。对于路堤稳定性分析,无论计算所得最大塑性应变和最大位移所在的位置和大小如何,以计算终止时的折减系数作为稳定安全系数基本是可行的。采用素填土构筑高填方路堤.三种坡比方案(1:1.5,1:1和1:0.58)均不能满足稳定性要求,需要对填筑坡体采取加固措施。采用TDGD200土工格栅,竖向间隔2m满铺布置,在没有坡脚加强措施的情况下适中的坡比(1:1)相比较大(1:0.58)和较小(1.1.5)坡比的填筑方案效果更好。最后基于优化方案分析了道路交通荷载对高填方路堤边坡稳定性的影响,研究结果表明道路交通荷载对加筋土路堤高填方边坡稳定性的影响较小。     

路堤荷载下CFG桩复合地基加固区沉降计算

在前人研究的基础上,通过对现有位移模式的改进,建立了考虑桩土相对滑移因素的CFG桩复合地基位移模式。通过对桩身及桩间土体的应力分析,联立相应的边界条件,进而得到了路堤荷载下CFG桩复合地基加固区沉降计算方法。最后,以某实际工程当中的复合地基为例,计算得到路堤荷载作用下该复合地基加固区沉降量,经对比分析表明：本文计算方法合理可靠,可以为实际工程提供参考。     

用有限元强度折减法对加筋路堤边坡特性分析

采用荷兰土工有限元软件PLAX IS,建立了未加筋路堤、等间距加筋路堤和不等间距加筋路堤三种有限元分析模型,分析路堤在三种情况下的稳定安全系数、坡脚水平位移、路堤中心地基与路堤顶部的竖向位移,并比较三种模型的计算结果。     

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...