湿陷性黄土桥梁桩基自然浸水载荷试验

湿陷性黄土由于其自身特点对桩基承载产生较大影响。为了研究自然条件下的浸水湿陷前后桩基承载力的变化特性。本文通过西安辛家庙转盘立交工程现场载荷试验,结合当地自然环境条件,对位于湿陷性黄土内的桥梁桩基自然浸水前、后的承载力变化进行对比分析,结果表明在自然渗水条件下,浸水前后桩基承载力差异较小,沉降量差异较大,承载力的大小需由变形控制;未浸水试桩桩侧摩阻力分布不均匀,提供摩阻力的主要为3.7~9.7m和12.7~17.2m;浸水试桩侧摩阻力分布呈上小下大形态,主要由下部桩周土提供摩阻力。     

西安东北二环立交桥桩基的力学特性分析

为深入研究黄土区域桩基的荷载传递特性,以西安东北二环立交桥桩基为对象,基于锚桩-横梁反力装置,采用慢速维持荷载加载法进行现场静载试验,研究了简化计算法与轴力线性计算法下的桩顶沉降与桩身压缩之间的关系。研究结果表明:黄土浸水稳定结构重塑之后,桩侧土层承载力变化幅度较小;试桩受压产生向下位移对湿陷变形起一定带动作用,桩周土体沉降显著;未浸水试桩桩顶荷载Pt与极限荷载Pu之比为0.6时,桩顶沉降主要为桩身弹性压缩     

湿陷黄土地区桥梁基础桩土作用数值分析

对基础的处理是湿陷性黄土地区修建桥梁的重点和难点,在这种土质地区研究桩土作用机理具有重要的实际工程意义。本文以西部某高速公路中一座桥梁的桩基为例,通过数值模拟原状黄土和强夯黄土与桩之间的相互作用,定量地分析了桩侧土沉降及桩侧土压力、桩侧摩阻力和桩尖沉降的分布规律。表明了强夯黄土对改善桩的受力条件有一定的作用。     

建筑垃圾挤密桩处理湿陷性黄土地基沉降特性研究

为掌握建筑垃圾挤密桩处理湿陷性黄土后复合地基的沉降变化规律,提出了4阶段(填筑期、工后期、浸水期、浸水后)监测方案,对依托工程进行了共持续141d的长期监测试验。研究结果表明:浸水前复合地基的沉降主要发生在路基填筑阶段;水对湿陷性黄土复合地基的沉降量影响很大,浸水后增加了2.7~3.2倍,这部分沉降主要是由下卧层的黄土沉陷引起的;停止浸水后下卧层土体发生次固结沉降,这部分沉降量很小;复合地基各阶段的沉降曲线沿路中心基本呈对称分布,中间大、两侧小,在坡脚位置出现了轻微隆起的现象;建筑垃圾桩对桩间土的挤密作用以及桩身材料的高吸水率,使复合地基的加固区起到了很好的隔水作用,这对于降低黄土湿陷性具有十分重要的意义。以上研究成果为湿陷性黄土复合地基的方案设计及沉降监测提供了可借鉴依据。     

灰土挤密桩复合地基浸水载荷试验研究

以宝兰客专兰州枢纽工程某一涵洞为背景,采用灰土挤密桩处理该湿陷性黄土地基,通过现场浸水与未浸水载荷试验,分析处理后地基的效果.试验研究结果表明:经灰土挤密桩处理后,既能有效消除黄土的湿陷性,又满足规范和设计要求的复合地基承载力和沉降;浸水后地基承载力差异较小,沉降变化明显;垂直渗透深度大于水平渗透范围.     

西北地区桩基础承载力试验研究

为了准确地了解我国西北黄土河漫滩地区及湿陷性黄土地区超长桩基的荷载传递规律,确定单桩的竖向承载力,进行了单桩静载试验,试验结论可为桥梁超长桩设计提供参考。     

建筑垃圾挤密桩处理的湿陷性黄土地基的沉降特性

为了掌握建筑垃圾挤密桩处理湿陷性黄土后复合地基的沉降变化规律,提出了四阶段(填筑期、工后期、浸水期、浸水后)监测方案,对依托工程进行了持续141d的长期监测。结果表明:浸水前,复合地基的沉降主要发生在路基填筑阶段;停止浸水后,下卧层土体发生次固结沉降,但沉降量很小;复合地基在各阶段的沉降曲线沿路中心基本呈对称分布;建筑垃圾桩对桩间土的挤密作用以及桩身材料的高吸水率在复合地基的加固区起到了很好的隔水作用。     

黄土山区桥址水毁对桥梁桩基承载特性影响研究

为全面了解黄土山区桥址水毁对桥梁桩基承载的影响,在对山西省典型黄土山区4条高速、174座桥梁下部全面调查的基础上,依据黄土地区现场桩基静载试验,应用FLAC~(3D)建立黄土山区桥梁桩基有限差分模型,分析了桥址水毁对桩基承载特性的影响,揭示了桩基承载力、桩端阻力、桩侧摩阻力变化规律。研究结果表明:随着桩基水毁外露长度增大,桩基竖向承载力减小;桩顶回弹量变大,桩长越长,桩顶回弹效应越明显;随着水毁进一步深入,桩侧土体通过不断的应力调整达到新的平衡状态;水毁深度与桩端阻力呈负相关,桩侧摩阻力变化随水毁外露长度增加呈线性减小趋势。     

桩侧溶洞对桥梁桩基沉降和桩端受力影响分析

以处于灰岩地区的某桥梁工程为依托,建立桩基-溶洞三维仿真模型,分析不同荷载下桩侧溶洞关键尺寸大小对岩溶区桥梁桩基桩顶位移和桩端反力的影响。结果表明：桩侧溶洞高度的增加会导致桩顶位移增大,但对桩端反力影响较小;桩侧溶洞跨度的增大对桩顶位移和桩端反力影响不大;桩侧溶洞跨度相同时,桩顶荷载及高跨比的增大会引起桩基沉降量和桩端反力值增加;桩侧溶洞高度及高跨比较大时,建议增大桩基嵌岩深度,以确保相邻桩基差异沉降量满足要求,桩侧溶洞高度为4～6 m时,可考虑采用强度较低的桩端持力层。     

隔离桩施工对邻近高铁高架桥桩基的变形影响分析

盾构穿越邻近桥梁桩基时通常采用隔离桩作为地基主动加固措施,但当隔离桩与既有桥梁桩基相距较近时,隔离桩桩基施工会对桥梁既有桩基产生影响,因此有必要对此进行分析。依托杭州地铁1号线下穿沪杭高铁余杭南站高架桥工程,结合现场实测数据对钻孔桩和旋喷桩施工引起既有高架桥桩基的变形进行分析。研究表明:钻孔桩施工对桩基水平位移影响很小,对沉降影响较大,现场实测最大沉降为0.94mm;钻孔桩完成后,旋喷桩施工对桩基水平位移和沉降有一定影响,现场实测桩顶最大水平位移为0.5mm,沉降为0.6mm。因此,在施工过程中应严格控制施工速度等参数,加强监测以减小隔离桩施工对既有高架桥桩基的影响。     

浸水状态下湿陷性黄土场地螺旋灌注桩负摩阻力与土体湿陷规律试验

为深入揭示大厚度黄土地区黄土湿陷特征、水分入渗规律、湿陷范围以及黄土湿陷对长螺旋灌注桩与双向螺旋挤土灌注桩负摩阻力变化的影响等问题,在兰州榆中大厚度湿陷性黄土场地进行了4组双向螺旋挤土灌注桩与2组长螺旋灌注桩浸水载荷试验。试验结果表明:浸水试坑内与试坑外浅标点的湿陷沉降量与时间变化规律基本一致;土体湿陷具有明显的阶段性,并非整体一次完成;土体在不同深度处发生湿陷的时间、湿陷总量各不相同,且深标点整体的湿陷沉降较浅标点发生更加充分;径向与竖向水分入渗速率整体呈函数型衰减,竖向入渗速率是径向的1.5~3.0倍,提出了通过水分入渗速率确定湿陷范围的计算方法,并与试验结果进行对比;土体湿陷竖向深度在24 m范围内,径向在10 m范围内,建议湿陷性黄土地基处理时将竖向24 m、径向10 m作为参考范围;同一工况下双向螺旋挤土灌注桩受到的负摩阻力明显大于长螺旋灌注桩,确定双向螺旋挤土灌注桩桩侧负摩阻力大小时,应将距离桩心0.75D为半径的圆周范围内丧失湿陷性的土体考虑进去,且受力面积按1.5倍桩侧表面积等效放大。     

浸水条件下非饱和原状黄土渗透特性研究

黄土地区铁路地基主要病害之一是湿陷性黄土产生的附加变形,然而产生附加变形的最主要诱因是湿陷性黄土浸水,所以研究黄土的浸水渗透特性是解决黄土地区铁路地基病害的关键所在。基于宝兰客运专线项目,在湿陷性黄土厚度大于30m的典型路段,根据当地的最大年降雨量,通过室内渗透实验和现场浸水试验,得到渗水在黄土地基中的渗透范围近似椭圆,最大入渗角为55°~64.2°,最深渗透深度为9m,水平最远渗透距离为7m。在设计过程中,应首先考虑防排水、严防降雨或地表水长期浸泡路基,同时可在高铁路基两侧采用长度大于9m的桩基进行阻水,进一步保证铁路路基的安全。     

桩端后压浆钻孔灌注桩荷载传递规律及主要影响因素分析

后压浆技术可大幅提高钻孔灌注桩的承载力,已广泛应用于中国的基础工程领域。该文基于桩端后压浆的受力机理分析,归纳影响荷载传递的主要因素,确定注浆体直径、注浆体高度与桩径之比的控制范围。另利用非线性有限元分析软件对黄土地区采用桩端后压浆技术的钻孔灌注桩进行三维数值仿真分析,研究桩端后压浆技术钻孔灌注桩在设计荷载作用内的荷载-沉降机理,在此基础上,对黄土地区桥梁桩端压浆对桩基承载性能的影响进行深入的对比研究,并对桩端土变形模量提高对桩基沉降产生的影响进行了研究。     

湿陷性黄土路基强夯与浸水试验研究

由于水对黄土湿陷性的影响,公路路基在黄土地区的处治技术一直是研究的重点。为了研究强夯前、后路基的湿陷性处治效果以及在浸水前、后路基的沉降变形规律,在现场布置相应的处理方案与检测方法,对应于三种不同能级的强夯手段,通过土工试验结果,研究强夯前、后压实度与湿陷系数随土体深度的变化规律;通过现场载荷试验,研究原状未浸水、原状浸水、强夯未浸水、强夯浸水四种不同类型场地的地基极限承载力;通过浸水试验,研究强夯后浸水与未浸水场地的载荷与沉降变形曲线,沉降变形与时间曲线,分析不同的荷载下相应能级强度与变形的关系。     

浸水膨胀土对桥梁桩基承载力与摩阻力影响的研究

膨胀土是土颗粒成分主要由亲水性矿物组成并具有显著的吸水膨胀和失水收缩两种变形特性的特殊土,常给工程建设带来极大的危害.该文以膨胀土地区某高速公路为依托工程,运用试桩浸水载荷试验对膨胀土浸水膨胀对桥梁桩基承载力与摩阻力的影响进行了研究.结果表明:膨胀土地区试桩浸水后极限承载力会降低,同时试桩会在不同深度范围内产生正负相间的摩阻力,且其发展变化趋势完全相同,主要表现为浸水初期发展变化较快,其后发展变化越来越慢且有稳定趋势,且均随浸水时间的增加逐步增大,停止浸水后,桩身正负摩阻力迅速减小并很快趋于稳定,同时还会发生重分布现象,究其原因应该是试桩周围膨胀土释水重固结的影响,且释水重固结时间较短.     

基于有限元法的碎石桩处治湿陷性黄土道路病害效果研究

湿陷性黄土是一种在天然湿度下具有较高强度和较低压缩性的特殊土,遇水极易产生湿陷变形,对道路工程有害。结合内蒙古某高速公路湿陷性黄土路基病害处治工程,采用ABAQUS有限元软件建立碎石桩处治前后的路基断面模型并进行沉降数值模拟,结合现场沉降观测结果,分析碎石桩对湿陷性黄土路基病害的处治效果。结果表明,经碎石桩处治后的路基沉降小于碎石桩处治前的路基沉降,碎石桩可有效减少湿陷性黄土路基不均匀沉降。数值模拟结果与实测结果较为接近且变化规律基本一致,验证了数值模拟的可靠性。     

黄土冲沟区桥梁桩基受力特性现场试验研究

黄土冲沟区桥梁桩基是一种特殊的工程地质条件,为了研究黄土冲沟区桥梁桩基础受到的水平推力、沉降、位移、桩周土含水率之间的相互关系,课题组在山西省太(原)佳(县)高速公路某桥梁桩基上安装了一套远程监测系统。通过两年的监测,得出了以下结论:①监测点桥台(墩)桩基不同深度范围内所受桥下边坡滑移提供的水平压力均呈现出春夏季(雨季)增大而秋冬季减小的趋势;深度上的变化符合弹性嵌固桩的土压力分布规律;②监测点桥墩的位移呈现波动式变化但量值很小,波峰处于春夏季;③监测点桥台(墩)桩基的差异沉降量随时间有减小的趋势,且与土压力随时间变化规律相对应;④监测点桥下边坡坡脚黄土的含水率与降雨密切相关。     

西安黄土地区桥梁桩基侧摩阻力的合理取值

结合西安及周边地区铁路高架桥、高速公路、市内立交3个试验区共8根不同几何尺寸试桩的静载荷试验,分析各试桩的承载特性和荷载传递规律,浸水对黄土湿陷性、桩基承载力的影响,以及各试桩极限状态下桩周土体侧摩阻力的发挥情况。结果显示,当黄土密实度为稍密时,建议桩侧阻力取值范围为60~80kPa;当黄土密实度为中密时,建议桩侧阻力取值范围为70~95kPa;当黄土密实度为密实时,建议桩侧阻力取值范围为85~110kPa。     

抗滑桩对桥梁桩基受力变形影响的模型试验研究

通过室内模型试验研究了加载过程中桥梁桩基与抗滑桩桩顶位移、桩身应变、桥梁桩基前后土压力、抗滑桩桩前土压力的变化,得到两者的受力变形特性,并确定了模型试验中桥梁桩基和抗滑桩的破坏模式。研究表明,两者桩身弯矩分布均为抛物线形式分布,抗滑桩与桥梁桩基最大弯矩均位于岩土交界面与滑动面之间;两者桩基破坏面也均位于岩土交界面与滑动面之间;抗滑桩与桥梁桩基滑动面以上段桩前土压力分布均为倒三角形分布形态,在滑动面处土压力基本为0,桥桩桩后土压力分布成“S”形分布,压力峰值位于滑动面下方及桩顶处;抗滑桩先于桥梁桩基发生破坏,下滑力主要由抗滑桩承担,随着下滑力的增加,抗滑桩承担荷载比例增大;抗滑桩与桥梁桩基桩顶水平位移变化规律基本保持一致,在加载初期桥梁桩顶水平位移变化幅度小,随着荷载的增加其变化幅度逐渐增大,两桩之间相互作用越加显著。     

软土地区铁路桥梁桩基试验及数值分析

通过连盐铁路中山河特大桥桩基础单桩静载试验,对桩身应变、压缩量及桩顶沉降进行测试,利用试验结果对有限元模型进行修正,研究软土地区铁路桥梁桩基的荷载传递特性及沉降控制效果。结果表明:理论和试验曲线吻合较好,桩周土体的土性变化对桩身轴力传递和沉降的影响很大,在软土地区采用超长钻孔灌注桩能较好地控制桥粱基础沉降。