高铁站场PHC桩和CFG桩复合地基工程力学特性分析

对高铁站场咽喉区深厚软土大面积堆载预压下复合地基的工程力学与变形特性开展现场试验研究,分析不同位置和深度的超孔隙水压力、沉降变形以及桩土应力等参数随时间和填土高度的变化规律。研究结果表明：1）高铁站场咽喉区复合地基内的超孔隙水压力随着荷载增加而增大,达到峰值后,随时间延长而逐渐消散,其变化略滞后于荷载的变化;超孔隙水压力的最大值出现在下卧层上部,此处附加应力也较大;在下卧层中,随着深度增加,超孔隙水压力逐渐减小。2）高铁站场咽喉区复合地基由路堤中心向外,桩应力、桩间土应力及桩土应力比总体呈减小趋势。在路堤填筑和预压中,站场咽喉区复合地基桩间土应力向桩传递,桩间土应力逐渐减少,桩顶应力逐渐增大,并逐渐趋于稳定。     

粒料桩复合地基桩土应力比试验研究

结合实体公路工程,通过现场试验段土压力监测,分析了桩土应力比随路堤填筑高度和时间的变化规律,作出了桩土应力比变化是桩土协调变形、承担荷载相互转移结果的结论;总结了桩土应力比的主要影响因素;提出了粒料桩复合地基桩土应力比的范围。     

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。     

素混凝土桩和搅拌桩处理城市道路路基的原位试验

在较差地质条件、不同填筑材料情况下,用素混凝土桩和搅拌桩进行了城市道路路基处理的原位试验,分析了超孔隙水压力、桩间土分层沉降、附加有效应力、路基深层土的侧向位移等数据。结果表明:在正常荷载作用下,素混凝土桩复合地基浅层应力向桩体集中,并通过桩向深层扩散,桩顶和桩底的刺入较为明显,有单桩效应;而对于搅拌桩,大部分桩间土和桩没有相对位移,形成了一个加固整体,应力在桩顶和桩底较集中,大部分荷载传到了桩底桩间土和下卧层中。     

桩网式复合地基竖向承载性能现场试验研究

为研究桩网式复合地基的竖向承载性能,依托济青高速公路拓宽改建工程,针对高桥头路段采用的桩网式复合地基埋设了土压力监测仪器,对施工过程中桩-土应力比进行了同步监测。监测结果表明,桩-土荷载分担效应随填土高度的增加而不断发生变化,填土高度较小时,桩、土间差异沉降较小,土拱效应不足以发挥,桩-土应力比差别较小;而随着路堤高度的增大,桩、土间的差异沉降逐渐增大,土拱效应得以充分发挥,荷载逐渐向桩顶集中,桩-土应力比增大,并最终趋于稳定。     

锚索桩板墙土压力分布和变形特性现场试验研究

以云罗(云浮—罗定)高速公路为背景,对锚索桩板墙支挡高路堤进行现场试验,通过对锚索桩板墙的设计、传感器的埋设和测试及工况划分,在不同工况下对土压力分布、桩身位移进行测试,分析了锚索拉力和桩身位移随填土高度和时间的变化规律。结果表明,填土工况下,土压力、锚索拉力和桩的位移随着填土高度的增大而增大;锚索张拉工况下,随着锚索位置的提高,土压力逐渐向上移动,桩的位移整体向山侧移动,位移值上大下小,最大值在桩顶;工后观测工况下,随着时间的推移,土压力有变化但其分布基本不变,桩的位移向河侧移动,且位移值上大下小。     

带排水功能的半刚性桩实例应用研究及探讨

为了充分利用复合地基桩间软土的强度增长,对超软弱土地区中快速完成高填土路基的填筑提供一种新的软基处理方法,采用带排水功能的半刚性桩进行软基处理,通过对水泥砂浆的配合比、土工布的透水性及隔离固体颗粒特征等桩体材料试验,在地面上及地下分别进行试桩,以研究材料成桩后水泥砂浆的凝固特征、桩体强度特征及抗弯折性能。借助南沙公检法配套市政道路滑塌区软土中完成填土高度约10 m的路基填筑的实施案例,通过施工过程中软土的侧向位移、沉降、孔隙水压力及土压力监测,软土的原位测试及桩的检测等试验数据,分析路基填筑完成后的软基处理效果,并根据桩的承载力检测及桩土应力比监测初步探索其设计。研究结果表明:通过带排水功能的半刚性桩可加快路基的填筑,从而加速软土的强度增长及缩短软基的工后沉降时间;带排水功能的半刚性桩在凝固过程中,水泥与砂表现出明显的分选性,桩周水泥含量显著增多,桩体径向抗压强度逐渐增大,桩体表现出类似刚性桩的特征;桩周土工布发挥了明显的排水固结作用,使软基发生了较大的沉降,桩周软土强度显著增长,提高了桩周摩阻力,并充分发挥桩间土的承载能力,且桩能较好适应软土的大沉降变形,桩体表现出类似柔性桩的特征;按现行的复合地基设计理论,其承载力无法满足填土荷载的要求,而采用软基的沉降及稳定性进行设计更为合适;研究为探索复合地基设计理论提供了一种新的思路。     

填土荷载对邻近桩排影响的有限元分析

建立了填土荷载对邻近桩排作用的三维有限元模型,分析桩顶边界条件和桩-土接触变化时桩基的不同性状,探讨了桩-土间土拱效应,分析了桩身挠曲、桩侧土压力和桩身轴力同填土荷载之间的变化规律。结果表明,填土荷载作用下,桩身挠曲与填土荷载成非线性关系,可以用三折线模型来模拟;桩顶自由时,桩前的土压力介于朗肯主动土压力和被动土压力之间,呈非线性分布。同种土中,桩侧土压力沿桩身呈线性分布,但比Ito理论和沈珠江理论求得的极限土压力都小。桩-土间设置接触单元能更实际地模拟桩基负摩擦力。所得结论对研究被动桩桩-土相互作用以及桥台桩基的设计和施工提供参考。     

低强度桩复合地基处理桥头跳车现场试验研究

介绍了浙江台州浃里陈大桥成功地采用低强度混凝土桩复合地基处理桥头跳车问题,同时通过现场载荷试验、桩顶和桩间土的土压力测试以及沉降观测,较全面地研究了低强度桩复合地基承载力和桩土受力特性以及沉降变化规律,得到了一些可供理论研究和工程实践借鉴的有益结论.     

低强度桩复合地基处理桥头跳车现场试验研究

介绍了浙江台州浃里陈大桥成功地采用低强度混凝土桩复合地基处理桥头跳车问题，同时通过现场载荷试验、桩顶和桩间土的土压力测试以及沉降观测，较全面地研究了低强度桩复合地基承载力和桩土受力特性以及沉降变化规律，得到了一些可供理论研究和工程实践借鉴的有益结论。     

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。     

不同工艺的水泥土搅拌桩载荷试验研究

针对水泥土搅拌桩的粉喷和湿喷两种工艺,分别进行了施工后不同龄期的桩身载荷试验,通过桩顶、桩间土的应力观测以及载荷试验测斜观测,对水泥土搅拌桩加固软土地基的效果进行分析,并对两种工艺的加固效果进行了对比。结果表明,在饱和软土地区,复合地基承载力粉喷桩明显高于湿喷桩,其成桩及加固效果前者好于后者。     

预应力管桩处理深厚垃圾填埋地基设计与研究

垃圾土的高压缩性、低承载力、不均匀性及组分复杂等特点为深厚垃圾填埋场处治的难点问题。针对某高速公路路基穿越深厚垃圾填埋场的情况，选取处治深度大、工后沉降小、施工速度快的预应力混凝土管桩（PHC桩）技术处治垃圾填埋场地基；通过布设土压力、位移、沉降、孔隙压力等传感器的路基监测系统，对施工期及完工后的PHC桩及路基的力学行为进行全过程监测。经研究发现：针对厚度达到38.3m、有机质含量5～22%、天然容重13-17kN/m3、压缩模量0.3-5Mpa、黏聚力接近于0、桩间土承载力90-110kPa、具有腐蚀性的垃圾填埋场采用PHC桩处理后，大部分荷载由PHC桩承担，孔隙水压力在100天左右消散，路基最大沉降约80mm，填筑完成127天后路基沉降趋于稳定。由此表明PHC桩技术能显著提升深厚垃圾填埋场的地基承载力。该技术及全过程监测系统综合治理方案可为公路行业处治深厚垃圾填埋场提供参考。     

大直径嵌岩灌注桩水平荷载试验研究

桩在水平荷载作用下的受力性状是一个复杂的桩土相互作用过程。本文结合工程实例,通过现场水平静载试验,实测得到了水平荷载作用下大直径嵌岩灌注桩桩土共同作用时的工作性状,分析了桩体水平力、位移与时程关系、水平力与位移梯度关系、临界承载力以及地基土的水平抗力比例系数。试验结果可为今后同类桩的设计与研究提供参考。建议采用位移控制设计桩基础。     

黄土地区新建铁路路基狭窄场地地基加固处理研究

依托黄土地区某新建铁路填方路基与黄土峁间需设置变电所的基础工程，结合场地空间狭窄条件和黄土湿陷性特征，采用排桩挡墙收坡及旋喷桩加固墙前地基，保证路基边坡稳定性和承载力要求，并通过桩顶位移和地基承载力测试评价其治理效果。结果表明：桩顶水平位移主要经历快速增长和保持稳定两个阶段，且墙前土开挖越深，桩顶水平位移越大；3个测点的最大桩顶水平位移分别为19.7、20.8、20.2 mm，均小于控制值；墙前地基采用旋喷桩加固，呈正方形布置，直径0.6 m，间距1.2 m，桩深10.0 m，复合地基承载力和边坡稳定性满足设计要求。     

盾构穿切过程中单桩复合地基动态响应的研究

为探究盾构直接穿切复合地基对复合地基承载性状的影响规律,依托郑州地铁5号线某区间盾构穿切水泥土群桩复合地基工程,对盾构穿切单桩复合地基进行现场试验研究。分析盾构切桩全过程中地表沉降、桩顶压应力和桩间土应力的变化规律。同时,在与现场试验分析结果进行对比验证的基础上,利用数值模拟进一步对桩身轴力和桩侧摩阻力进行补充分析。主要结论如下： 1）在盾构穿切单桩复合地基全过程中,加载板沉降发展规律大体分为盾构切桩前、刀盘切桩、盾体穿越残桩、盾体脱离残桩、同步注浆层填充与凝结、残桩脱离盾尾6个阶段。2）桩土应力比随着切桩施工过程先减小后增大;桩身轴力随着整个切桩过程发生变化,最终阶段轴力值相比切桩前有所增大。3）由于残桩桩长变短,桩身应力重分配比使得桩身出现2个中性点,中性点以上为正摩阻力,桩体受压;中性点以下为负摩阻力,桩体受拉。4）与最终的累计量相比,各阶段加载板沉降增幅比分别为20%（盾构切桩前）、60%（盾构切桩—注浆层凝结）、20%（盾构远离残桩复合地基）;桩土应力比增幅分别为-8%、-16%、-53%、3%、25%、66%。     

倾斜软基上斜直桩组合结构单侧受力破坏模式试验

倾斜软基上修建高速公路（铁路）时,地基容易出现差异沉降、滑移甚至垮塌。提出坡脚斜直桩组合结构+桩体复合地基加固倾斜软基,采用模型试验,对比测试倾斜软基上桩体复合地基受压时,坡脚处插入硬层的双单桩、双直桩组合结构以及斜直桩组合结构的桩侧土压力、桩身应变和外侧桩水平位移,揭示倾斜软基上插入硬层的斜直桩组合结构单侧受力变形机制与破坏模式,为倾斜软基上斜直桩组合结构的设计提供试验依据。结果表明：①内、外侧桩在桩身中部偏上位置呈现桩侧土压力峰值;外侧桩倾斜度增大,其桩侧土压力峰值快速减小,内侧桩桩侧土压力大于外侧桩;②外侧桩在桩身中部偏上位置呈现侧移峰值,桩顶嵌固连梁外侧桩的桩身水平位移及其峰值均随倾斜度增大而减小,总是小于桩顶自由的外侧桩,峰值位置也较低;③桩身中上部出现弯矩峰值,外侧桩弯矩峰值位置略低,外侧桩倾斜度增大导致内侧桩弯矩增大、外侧桩弯矩减小;④单侧受载时,斜直桩发生水平位移,随后弯曲变形,内侧桩率先破坏、外侧桩后破坏,具有关联性,而双直桩的破坏荷载介于斜直桩的内侧桩和外侧桩之间。加大内侧桩的抗弯刚度和外侧桩的倾斜度将大幅度提高斜直桩组合结构的整体稳定性。工程中,建议外侧桩倾斜度为10%～20%,并根据路堤高度（荷载）选择内侧桩与外侧桩刚度之比大于2。     

龙门黄河大桥超长桩静载试验研究

为了研究黄河地区大直径超长桩的承载特性,采用自平衡测试法进行2根试桩静载试验,并采用钢筋计测试元件进行了桩身轴向应力测试。基于实测数据,对桩总承载力、桩侧摩阻力、桩端阻力以及承载性能进行了分析,并将桩端阻力实测值和《公路桥涵地基基础规范》计算值进行了对比。研究表明,SZ9桩桩侧摩阻力地勘报告值基本大于实测值,SZ10桩桩侧摩阻力地勘报告值与实测值基本接近,公路桥涵地基基础规范对砂土类的桩端阻力深度修正系数取值偏大,导致桩端阻力计算值远大于实测值。研究成果对黄河特殊地质条件下超长大吨位桩基础设计具有参考价值。