复合地基桩网结构的加固机理及其设计方法探讨

由于桩网结构复合地基具有提高土体的承载力,减小地基不均匀沉降等优点,近几年来在铁路软土地基处理中的应用越来越广泛,是目前加固软土地基的一个行之有效的方法.通过对桩网结构复合地基加固机理和受力情况进行分析说明,及对铁路路基软土加固设计方法的探讨,可以为铁路路基桩网结构的设计及施工提供一定的理论依据和实践指导.     

CFG桩复合地基的加固机理及应用

CFG桩复合地基能够提高土体的承载力,减小地基不均匀沉降等优点,近几年来在铁路软土地基处理中的应用越来越广泛。介绍了CFG桩复合地基结构的构成,并对CFG桩复合地基的加固机理和受力情况的分析说明,可以为铁路路基桩网结构的设计提供理论依据,对实际工程也具有一定的参考意义。     

桩网与桩筏板复合地基沉降变形特性对比研究

桩网和桩筏板结构形式的刚性桩复合地基广泛应用于铁路、公路、城市轨道交通等工程中的软基加固处理，在大幅降低地基沉降的基础上可有效控制工后沉降。本文基于某高铁软基加固段桩网复合地基和桩筏板复合地基现场沉降监测结果，对比分析桩网和桩筏板两种结构形式的刚性桩复合地基沉降变形特点及沉降控制效果，并对桩网和桩筏板结构形式的刚性桩复合地基工作机理进行研究。根据两种刚性桩加固方案对沉降变形实际控制效果，提出现有刚性桩加固方案适用范围。研究成果可有效应用于软基加固处理中的刚性桩复合地基方案选型，对铁路、公路等工程路基设计具有指导意义。     

潮汕车站软土地基桩网复合地基试验研究

桩-网复合地基是近年发展起来的一种处理软土地基的有效方法,由桩、网和桩间土共同承担上部荷载,其作用机理复杂。通过潮汕车站试验段中桩-网复合地基处理段进行的路基现场试验,对桩-网复合地基中基底土压力、桩和土的沉降及地基侧向位移等进行观测测试,分析了桩土应力分担比的变化过程、沉降及侧向位移规律,有助于桩-网复合地基各组成部分的承载机理和应力传递机理的深入研究。     

高速铁路深厚松软土层CFG桩桩筏和桩网复合地基沉降特性的试验研究

依托京沪高速铁路李窑试验工点,对深厚松软土层中CFG桩桩筏和桩网复合地基的沉降特性及规律进行了试验研究,得出如下主要结论:桩网复合地基的路堤底面地表沉降比桩筏复合地基的大20%.桩网复合地基加固区和下卧层沉降分别占相应总沉降的28%和72%;桩筏复合地基加固区和下卧层沉降分别占相应总沉降的25.5%和74.5%.桩网复合地基CFG桩桩顶和桩间土间的沉降差远远大于桩筏复合地基,二者最大比值超过10倍;桩筏复合地基CFG桩桩顶和桩间土之间的沉降差很小,可忽略不计.就沉降和承载力特性而言,桩筏复合地基的整体性好于桩网结构.     

桩网复合地基工作性状有限元法分析

针对桩网复合地基工作性状与荷载传递机理进行了数值分析研究。计算结暴表明：桩网复合地基通过拉膜效应、应力集中与土拱效应，将软基承担的部分荷载转移至桩承担，从而有效减小软基表面的总沉降与不均匀沉降，达到加固软土地基的实际工程效果。此外，针对影响复合地基工作性状的填土高度、格栅拉伸刚度与桩模量三因素进行了相应分析，获得了与加固技术相关的有益结论。     

CFG单桩及单桩复合地基承载力试验研究

研究目的:通过"高速铁路软土地基沉降控制试验研究"项目的路基试验段研究试验,和对CFG单桩及单桩复合地基承载力进行的静载检测及数据分析,验证采用CFG桩网复合结构加固地基的处理方法是可行的,可为高速铁路路基的设计、施工提供指导.研究结论:通过对路基试验段的试验研究和静载检测及数据分析,总结出了检测CFG单桩及单桩复合地基承载力的静载试验方法;证明了静载试验能够检测CFG单桩及单桩复合地基的承载力;试验结果为完善CFG单桩及单桩复合地基加固软土地基检测标准提供了依据,为在高速铁路软土地基加固工程中推广应用提供了指导.     

桩-网复合地基附加应力的Boussinesq-Mindlin联合解法

桩-网复合地基是近年来发展起来的一种有效的软土地基加固方法,通过桩-加筋垫层-桩间土三者协同作用,共同承担上部荷载,其相互作用机理复杂。在简要分析桩-网复合地基作用机理的基础上,应用Mindlin解和Boussinesq解推导出了复合地基中附加应力的计算公式。结合具体算例,计算复合地基的沉降变形量,计算结果与沉降观测数据吻合较好,可以为类似无砟轨道等对沉降要求严格的铁路工程复合地基沉降计算提供参考。     

超大面积深厚软土桩网复合地基沉降变形观测技术

结合厦深铁路(广东段)4标潮汕站场超大面积深厚软土桩网复合地基沉降控制施工及沉降变形观测施工实践,详细介绍了沉降变形观测技术,包括观测断面的选取及布置原则、测试内容、测试元器件的布设、沉降预测方法及预测计算、地基固结度的计算及分析,通过预测数据和实测数据的对比,证明了潮汕站场超大面积深厚软土桩网复合地基沉降控制施工方案的正确性,对指导同类型施工有借鉴作用。     

桩-网结构路基沉降计算方法探讨

研究目的:桩-网结构路基是一种有效的软土地基加固处理方法,但目前对桩-网结构路基沉降尚未形成比较成熟的计算理论和方法。研究结论:首先简要分析了桩-网结构路基的作用机理,然后概述了目前桩-网结构路基沉降常用的计算方法,并以京沪高速铁路某断面作为研究对象,利用复合模量法和桩身压缩量法求解加固区沉降,利用布氏法和日本的L/3法求解下卧层的沉降计算并与实测值进行对比,说明这种方法计算桩-网结构路基沉降是有效可行的。     

CFG桩-网复合结构软基加固技术及其实际应用

研究目的:探讨有关CFG桩加固软土地基的设计、施工等方面的问题。研究方法:通过CFG桩-网复合结构加固上海某高速铁路试验段深厚软土地基的工程实例,对该法处理软土地基的设计方法、施工工艺、质量检验方法及注意事项进行了详细的阐述,并对其加固软基机理进行了较为深入的分析和探讨,对两种不同桩长的加固效果、在路堤荷载下的沉降变形规律、土工格栅的应力应变等进行了相关试验和现场测试研究。研究结果:桩长为27 m穿透软土层的CFG桩-网复合结构,填筑施工完成8个月后能满足高速铁路(有碴轨道)对软土路基承载力和工后沉降5 cm的要求,为应用CFG桩加固技术进行深厚软基处理的设计、施工与质量检验等提供了可靠的数据和参考依据,为我国在软土地区修建客运专线积累了宝贵的经验。     

基于桩帽尺寸调整的桩网复合地基沉降控制方法研究

为研究桩网复合地基沉降控制中的桩帽尺寸优化调整问题,采用楔形土拱模型和荷载传递理论分析桩帽尺寸对桩网复合地基桩土荷载分担及沉降变形的影响规律,依据桩土总沉降位移和沉降差控制标准,提出基于桩帽尺寸调整的桩土沉降控制方法,给出桩帽尺寸确定原则。研究结果表明:桩帽的设置可有效提高桩体分担荷载,并进一步引起桩体沉降位移的增加和桩间土沉降位移的减小,且桩顶位置桩土沉降差随桩帽尺寸增加保持递减趋势。研究成果可为铁路和公路工程中的桩网复合地基布桩参数确定及桩帽尺寸优选提供必要技术支持。     

预应力管桩在温福铁路软土路基中的设计与应用

研究目的:以具体工程为背景,介绍预应力管桩在时速200 km客货共线铁路路基中的首次应用及柔性基础条件下复合桩基的设计方法。研究结果:将预应力管桩技术首次应用到沿海铁路深厚层软土路基加固工程中来,管桩施工快捷,质量可靠,加载期间路堤稳定,沉降量小。管桩静载试验及现场测试表明,桩网结构受力模式符合预见,原设计中管桩设计理念合理。     

郑西客运专线灰土桩桩网结构加固湿陷性黄土地基设计初探

研究目的:提出用灰土桩桩网结构加固郑西客运专线湿陷性黄土地基的设计思路和计算方法,并以郑西客运专线为背景,选取典型断面进行设计计算。研究结果:采用灰土桩桩网结构加固湿陷性黄土地基,承载力和工后变形沉降均能满足设计要求,且只要单桩承载力满足容许承载力要求,灰土桩桩网结构的承载力不是设计的控制因素,应该用沉降来控制设计。     

京沪高速铁路饱和松软土地基抗震加固关键技术探讨

研究目的:为配合京沪高速铁路的建设,解决在饱和松软土地基上修筑高速铁路的难题,铁道部批准开展《高速铁路液化土地基加固技术的试验研究》项目,目的是选取合理有效的饱和松软土地基、路基加固措施,控制路基地基的稳定性和沉降变形。研究结果:碎石桩和CFG桩桩网结构地基均明显减小了因地基液化引起的响应加速度放大作用,均能够有效地减小地基路基在地震条件下的沉降及不均匀沉降,提高地基路基的整体抗震性能。     

湿陷性黄土桩网复合地基沉降控制离心模型试验

为研究和分析高速铁路荷载作用下刚性桩桩网复合地基控制湿陷性黄土地基沉降的效应,采用离心模型试验的方法对不同桩间距设置条件下的刚性桩桩网复合地基进行了模拟试验.试验研究表明:湿陷性黄土地基无法满足高速铁路有砟轨道对路基工后沉降的要求,需要加固处理;随着桩间距由2倍桩径增至6倍桩径,地基工后沉降量增大,差异沉降量增大,桩土...     

深软场地地铁车站深基坑开挖变形实测分析

研究目的:对某大型地铁车站深基坑开挖过程中的软弱场地变形监测结果进行了统计分析,对基坑开挖引起的地面沉降、墙体水平位移和立柱桩体沉降的时空变化规律进行了整体分析,尤其是对不同基坑开挖深度对基坑变形速度的影响规律进行了总结。相关的结论和建议对城市软弱地基内地铁车站深基坑的变形监测方案设计、施工组织设计和施工安全控制等都具有一定的参考价值和指导意义。研究结论:(1)在深软场地深基坑开挖完成后地铁车站主体结构施工过程中拆撑可能造成地面的沉降比基坑开挖过程中产生的累积沉降还要大,应加强地铁主体结构施工过程中地面的沉降观测;(2)基坑侧壁水平累积位移与每次开挖土层厚度及其土层性质关系密切,随着开挖土层埋深的增大,基坑侧壁水平累积位移累积速度明显加快;(3)当基坑开挖深度有较大差异和基坑底部土层厚度分布极不均匀时,应考虑验算立柱桩的差异沉降;(4)软弱场地深基坑工程开挖引起的场地变形时空效应非常明显,随着开挖的进行,应沿纵向按限定长度逐段开挖,在每个开挖段分层、分小段开挖。     

大面积真空预压加固法处理软土地基技术研究

真空预压是软土地基加固处理的一种方法,结合京沪高速铁路上海虹桥枢纽工程的深厚软土地基加固处理与沉降控制资料,介绍采用真空预压加固的虹桥动车运用所软基的一个试验段施打排水板引起的沉降、地基表面沉降以及孔隙水压力的现场观测和试验,并对观测结果进行了分析。最后,结合现场测试数据,采用数值计算方法对地基加固措施的受力特性和沉降变形规律进行分析,得到的沉降量与实测沉降推算结果较接近。