水泥土搅拌桩复合地基固结机理室内模型试验

为了揭示水泥土搅拌桩复合地基的固结特性,进行了端承型水泥土搅拌桩复合地基和悬浮型水泥土搅拌桩复合地基加固软土地基的室内模型试验。通过监测荷载作用下复合地基桩顶和桩间土沉降、桩顶和桩间土应力及软土中不同位置处的超静孔隙水压力,分析了2种复合地基的桩土应力比、桩体荷载分担比、超静孔隙水压力消散等变化规律的差异性。研究结果表明:端承型搅拌桩较悬浮型搅拌桩可以明显减少复合地基的总沉降量与工后沉降;由于桩土刚度差异导致的桩土差异沉降引起了桩间土承担的荷载向桩体转移,桩间土承担的附加应力减少,桩土应力比增大,桩体荷载分担比增加,进而加速搅拌桩复合地基的固结;端承型水泥土搅拌桩复合地基较悬浮型水泥土搅拌桩复合地基的桩土差异沉降大,桩间土荷载转移现象更加显著,固结速率也更快;水泥土桩在复合地基中的排水通道作用并不显著,但因其模量较桩间土大,因此可以在一定程度上加速复合地基固结。     

变荷载下悬浮TDM桩复合地基固结分析

T形水泥土搅拌（TDM）桩是具有扩大头的变直径搅拌桩，T形水泥土搅拌桩复合地基的固结机理较传统的等直径水泥土搅拌桩复合地基复杂得多，固结计算也更为困难。为了获得悬浮T形水泥土搅拌桩复合地基的固结计算模型，基于加固区桩-土等竖向应变假设，推导出变荷载作用下悬浮T形水泥土搅拌桩复合地基的一维固结控制方程和求解条件。将固结方程和求解条件进行函数变换，利用3层地基一维固结理论建立单级加荷条件下T形水泥土搅拌桩复合地基的固结解析解，包括加固区、桩间土和下卧层土中的平均超静孔隙水压力解答和复合地基整体平均固结度解答。然后，通过与固结度有限元数值计算结果的对比，验证固结解析解的合理性。最后，利用固结度解析解对影响复合地基固结速率的主要因素进行分析，研究悬浮T形水泥土搅拌桩复合地基的固结特性。研究结果表明：复合地基固结度的解析解与有限元数值解较为一致；悬浮T形水泥土搅拌桩复合地基的固结速率随水泥土搅拌桩贯入比、压缩模量、下部小直径搅拌桩的置换率以及下卧层土压缩模量的增加而增大，搅拌桩贯入比、下卧层的刚度对复合地基固结速率的影响更为显著；扩大头尺寸和刚度的变化对T形水泥土搅拌桩复合地基固结速率的影响很小。     

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。     

复合地基单元体的有限元分析

结合目前地基处理方法的优缺点,提出搅拌桩和塑料排水板联合处理的方法,即长板短桩工法。为了对长板-短桩工法复合地基的数值模型的合理性作探索和验证,实施了塑料排水板、长板短桩和水泥土搅拌桩试验,根据试验参数,将整个复合地基中的某个单元体分离出来作为研究的对象,采用复合地基单元体法进行数值模拟。以现场量测结果作为数值模型检验的依据,验证了采用复合地基单元体的有限元分析方法可以模拟搅拌桩复合地基、塑料排水板地基以及长板短桩工法地基的固结沉降特性。模拟结果显示,不同方案的沉降值模拟与实测值曲线基本吻合,而平均固结度的对比曲线中,长板短桩段的模拟结果最好,因此该方法更适合长板短桩工法的数值分析。     

“长板-短桩”在软土路基处理中的应用

依托广州南沙新建滨河路BHLK1+790～+840段深厚软土路基处治工程，进行“长板-短桩”复合地基的现场试验作为一种新的施工方法，并与理论沉降计算进行比较。结果表明:“长板-短桩”地基处理技术将水泥搅拌桩和排水固结法相结合，在对沉降控制较严格的软土地基应用效果良好，为软土地基处理提供了一种新的思路和方法。     

浅析深层搅拌桩在软土路基中的工程设计

根据深层搅拌桩复合地基的特点,简述了复合地基承载力和路基沉降的计算方法。结合合肥市滨河路工程实例介绍了深层搅拌桩设计的一般方法,以工后路基沉降为控制因素在核算复合地基承载力满足路基要求的基础上,选择最优桩长,为今后类似工程提供参考。     

《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。     

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。     

深厚软基路堤塑料套管桩处理固结及沉降规律

塑料套管桩（TC桩）作为一种应用于深厚软土地基的地基处理技术,具有施工快速、沉降小、承载力高等优点。针对增强体加固软土地基的作用特点,分析研究了TC桩处理地基的固结及沉降规律。根据未贯穿软（弱）土层的TC桩为不透水层及加固层、下卧层为单向固结的假设及孔隙水压力连续条件,将TC桩的加固层及下卧层视为双层复合地基,运用双层地基固结理论获得加固层及下卧层的平均固结度,并在此基础上提出了TC桩处理软土地基的沉降计算方法。之后,结合岳阳至常德高速公路试验段工程对本文研究成果进行验证,结果表明采用本文方法计算的固结度及沉降值与实测成果接近,说明该计算方法是合理的。最后,综合分析了桩长、桩间距对沉降的影响,其结论可为工程实践提供理论指导。     

软土地基处理中深层搅拌桩影响因素研究

对软土地基处理方法中的深层搅拌桩地基的沉降计算方法进行了讨论,并研究分析了复合地基沉降的主要影响因素,分析结果表明直接影响复合地基加固效果和经济效益的重要因素分别为置换率、桩长和桩身强度,因此软土地基利用深层搅拌法进行加固处理时,应结合实际工程合理选取各参数,使得桩长、置换率、桩身强度三者达到最佳组合。     

海南某机场桩网复合地基沉降特性研究

以海南某机场桩网复合地基为例,在分析桩网复合地基作用机理的基础上,对其沉降规律进行研究,得出以下结论:桩网复合地基对总沉降量的控制能力较好,最大沉降量为176mm,远小于采用其他软土地基处理方法(如排水固结法)的沉降量;其沉降曲线符合一般地基的沉降规律;某位置的总沉降量与在桩网复合地基中的位置和软土分布区的位置有一定关系。用复合模量法对刚性桩网复合地基沉降量的计算结果相比实测偏大。     

水泥粉煤灰搅拌桩复合地基沉降特性研究

针对渭蒲高速公路饱和黄土地基用水泥粉煤灰搅拌桩加固路段,采用埋设沉降杯法进行了长期的现场监测。通过分析监测数据,得出了复合地基的沉降量、沉降速率随上部荷载和时间的变化趋势。同时结合实体工程中复合地基的各项参数,对其沉降量进行了理论计算和数值模拟。对比三种复合地基沉降量的分析方法得出：柔性荷载作用下复合地基的理论计算因受桩体刺入下卧层长度、桩侧摩阻力等各种不确定因素的影响,不同理论计算方法的结果差异较大,实际意义不大;现场监测和数值模拟结果具有相似性,但是忽略了实际工程中次固结沉降对饱和黄土地基沉降的影响,故数值分析值偏小;针对饱和黄土的特殊工程性质,可将现场监测的结果与数值分析的规律结合起来,对复合地基的最终沉降进行预测。     

水泥搅拌桩复合地基现场试验研究

结合南京地铁四号线某车站地基加固工程,对水泥土搅拌桩复合地基进行了单桩承载力、复合地基承载力、桩侧摩阻力和桩土应力等多项室外试验研究,得出水泥土搅拌桩复合地基附加应力的主要集中范围、竖向应力沿着水泥土桩的状态分布和水泥土复合地基的加固机理。试验结果可为水泥土搅拌桩复合地基的承载力和沉降变形的计算打下基础。     

新型搅拌桩加固铁路海相软土地基试验研究

针对新型搅拌桩复合地基加固海相软土的适用性问题,在铁路正线进行了应用试验。分别对新型搅拌桩施工过程中的桩土扰动和成桩质量,路基填筑期及静置期复合地基的桩土应力分布、孔隙水压力变化、沉降和变形进行了现场监测分析。结果表明:新型搅拌桩复合地基适用于苏北地区海相深厚软土加固;双向搅拌桩和双向钉形搅拌桩复合地基方案对加快地基沉降收敛和减小地基的沉降量效果显著。     

水泥搅拌桩在软土地基中的沉降分析

在复合地基工后沉降计算中,加固区域采用复合模量法;而下卧层则采用应力扩散法计算层顶附加应力,再用分层总和法计算沉降。同时利用计算结果分析路基工后沉降与桩长和压缩模量的关系。通过水泥搅拌桩软土地基的沉降和承载力计算,验证水泥搅拌桩处理软土地基的正确性、合理性。     

水泥土搅拌桩在城市道路软土地基的应用

简要分析了软土地基的特点和危害,并介绍了软土地基处置的原则及必要性;基于实际工程案例,研究了水泥土搅拌桩在城市道路软土地基中的运用效果,并分别计算和分析了3种设定工况下不同路堤填土高度的路基工后沉降值（路中）以及工后沉降规律。通过总结发现：在一定条件下,与普通水泥土搅拌桩复合地基处理方法相比,长桩+短桩形式的水泥土搅拌桩复合地基处理方法更为有效,它不仅能提高地基承载能力,而且能减小路基工后沉降,压缩工期,取得预期效果。     

浦东机场下穿通道与滑行道间差异沉降控制研究

基于布辛奈斯克(Boussinesq)和明德林(Mindlin)解,结合软土中水泥土搅拌桩复合地基的沉降变形特点,探讨矩形荷载下水泥土搅拌桩复合地基的沉降计算,研究下穿通道与滑行道间差异沉降控制的变形协调分析方法和设计原则。     

分级加载下组合渗流碎石桩-CFG桩复合地基固结解答

为了进一步完善组合渗流排水桩-不排水桩复合地基固结理论,就分级加载下组合型复合地基的固结理论计算展开研究。以组合渗流碎石桩-CFG桩复合地基为研究对象,考虑碎石桩固结变形、不同桩体的涂抹效应和附加应力随深度与时间变化等因素,结合软土路基分级填筑的工程状况,运用解析法推导出分级加载下组合渗流碎石桩-CFG桩复合地基固结解析解,并得到任意时刻复合地基的整体平均固结度解答。进一步地,将本文解退化为瞬时加载下附加应力沿深度非均布条件下的解,大大简化了计算公式。运用MATLAB软件对本文解进行编程运算,以不同加载历程、附加应力沿深度分布的3种模式和桩土模量比为基本变量,绘制出相应工况下复合地基的整体平均固结度曲线,然后对计算结果进行参数分析。研究结果表明:采用与工程实际更为接近的分级加载模式,发现不同加载历程对复合地基固结速率的影响较大;分级加载下附加应力沿深度非均布的固结度曲线基本重合,表明考虑应力时效性的应力分布模式对复合地基固结速率影响不大,从而可以将固结度计算公式简化,易于工程应用;但是在不同的CFG桩土模量比下,附加应力沿深度分布模式的不同导致地基的最终沉降结果有较大差异,增大桩土模量比有助于减小复合地基变形量,缩小沉降差异,维持地基稳定。     

基于正交数值试验法深厚软土区复合地基按沉降控制优化设计

基于正交试验设计方法,提出一种基于响应面沉降代理模型的深厚软土区水泥搅拌桩复合地基优化设计方法。该方法首先利用正交试验设计方法进行试验方案设计;再采用有限元方法进行复合地基沉降的计算,并通过响应面法建立复合地基的沉降代理模型;然后,以复合地基沉降为约束条件工程造价为目标函数建立复合地基优化设计数学模型。最后,基于粒子群算法对该数学模型进行全局寻优,并输出满足规范要求的最经济的深厚软土区水泥搅拌桩复合地基加固方案。     

考虑土体非线性固结沉降的复合地基桩侧负摩阻力研究

基于Davis一维非线性固结理论,求得桩周土体固结沉降随时间和深度变化的计算公式;结合桩-土双曲线荷载传递模型,建立复合地基中桩体平衡方程的矩阵表达式,通过将矩阵方程组联立迭代求解,得到复合地基中桩侧摩阻力、桩身轴力及中性点位置.通过针对某工程实例的对比分析,验证了本文中所建理论计算方法的可靠性;继而探讨了地基土固结度、桩周土体初始体积压缩系数、桩端土体压缩模量及桩-土应力比对桩侧负摩阻力和中性点位置的影响.研究结果表明:所建立的考虑土体非线性固结沉降的桩侧负摩阻力计算模型可以有效、准确地反映复合地基中基桩负摩阻力和中性点位置随地基土固结时间的变化规律;桩周土体初始体积压缩系数对桩侧摩阻力影响显著,桩端土体压缩模量对中性点位置影响显著;桩身下拽力、中性点深度随着桩-土应力比的增大而减小.