基于改进的Brauns理论碎石桩极限承载力计算模型研究

通过力学分析,结合碎石桩的破坏机理,在Brauns碎石桩极限承载力计算理论基础上,通过考虑地基土和桩体自重应力作用,推导出改进的Brauns碎石桩极限承载力计算模型。研究结果表明:通过考虑地基土和桩体自重应力作用,碎石桩极限承载力随着碎石桩桩体半径的增大而增大。与现有的碎石桩极限承载力计算理论相比,现有理论模型几乎均未考虑地基土和桩体自重的作用,且各个理论计算精度不一,结果不一致,与现场原位测试结果差别很大,无法指导工程实践,采用改进的Brauns计算模型,计算出的碎石桩极限承载力与现场原位测试结果误差最小,更符合工程实际。所以地基土和桩体自重应力作用对碎石桩极限承载力的影响不能忽视不计,建议在计算碎石桩极限承载力时采用改进的Brauns计算模型。     

竹筋格栅套筒加筋碎石桩极限承载力计算

基于竹筋格栅套筒加筋碎石桩在竖向荷载作用下的受力变形特征，分析了其承载机理和破坏模式。根据极限平衡理论对两种常见破坏模式下的竹筋格栅套筒加筋碎石桩的单桩极限承载力计算公式进行了理论推导，并得出竹筋格栅抗拉强度和套筒长度是桩体破坏模式的判定依据。结合工程实践案例，探究了竹筋格栅抗拉强度、套筒长度以及桩径对单桩极限承载力的影响规律。结果表明：竹筋格栅套筒通过提供额外的径向约束力有效限制了碎石桩的鼓胀变形，从而大幅提高了碎石桩承载力。同时，竹筋格栅抗拉强度、套筒长度以及桩径3者之间存在最优组合，在实际工程应用中应综合考虑3者之间的影响关系，选取最优组合，从而最大程度上提高碎石桩承载力。     

水平加筋与散体材料桩组合型复合地基承载力计算

研究了单层水平加筋与散体材料桩组合型复合地基的承载力计算方法。在同时考虑水平向加筋体的约束作用及桩土接触面存在剪切力的基础上,依据极限平衡条件推导出水平向加筋和散体材料桩双向组合型复合地基承载力计算公式,可以同时考虑水平加筋以及桩体和土体重力对地基承载力的贡献。通过工程实例,探讨了土体的内摩擦角、粘聚力、桩土接触面的摩擦角以及水平加筋对复合地基承载力的影响。分析结果表明,提高土体的内摩擦角、粘聚力、桩土接触面的摩擦角等可以提高复合地基承载力;其他条件相同时,桩顶设置水平加筋层后,地基承载力可以得到较大提高。     

加筋碎石桩极限承载力的计算图式研究

以加筋土强度理论和Brauns的单根碎石桩的计算图式研究理论为基础,提出拉力破坏和粘着破坏两种破坏形式情况下的极限承载力计算图式,为实际工程设计提供依据。研究表明加筋碎石桩可提高软弱地基的承载力。     

路堤下水平加筋体与散体材料桩复合地基极限承载力

针对路堤荷载下水平加筋体与散体材料桩复合地基的极限承载力计算问题,分析了水平加筋体、路堤和地基之间的相互作用,得到了三者的作用力关系以及速度关系;研究了散体材料桩对地基承载力的影响,得到了考虑桩体置换率、地基土固结度影响的复合地基土体强度指标的计算公式;根据极限分析理论,从能量平衡角度推导出了地基极限承载力计算公式;对实际路堤工程设计计算进行了研究,搜索出最危险滑动面以及路堤极限高度。最后,通过工程实例,对比了路堤极限高度计算值和实测值,并分析了筋材极限强度发挥系数、固结度等因素对地基极限承载力的影响。结果表明:计算值与实际情况很接近,结果较为理想。     

考虑桩-土共同作用的PHC预应力管桩复合地基承载力研究

PHC预应力管桩复合地基是一种新型的地基加固方法，其与传统方法的主要区别在于桩与桩间土共同直接承担全部的上部荷载。以荣乌高速公路PHC预应力管桩基础为例，分别对管桩单桩承载力及桩体复合地基承载力进行研究，对比后得出以下结论：PHC预应力管桩复合地基的承载力远远高于单桩的承载力，计算所得桩体复合地基承载力是单桩承载力的1.5倍左右；PHC预应力管桩单桩的桩顶位移最大值出现在桩体达到抗压极限承载力时，卸载完成后桩体出现的破坏变形使桩顶及桩底位置无法恢复到加载之前的位置；PHC预应力管桩复合地基的总沉降量为桩体复合地基加固区的沉降量和下卧层的沉降量之和，可采用分层总和法对上述两种沉降量进行计算。     

土工格室+碎石桩处治软土路基设计计算方法

通过对土工格室 碎石桩双向增强体复合地基这一新型地基处治技术的承载机理的分析研究,结合实际工程,以振动沉管碎石桩 土工格室为例,探讨了处治高速公路软土路基的技术方法。在此基础上,针对土工格室垫层与碎石桩复合地基共同工作构成荷载传递和支撑体系以提高地基承载能力的特点,建立了考虑格室体水平加筋作用的土工格室 碎石桩双向复合地基的简化计算模型,并给出了一便于工程应用的双向增强体复合地基承载力设计计算方法。最后将该方法应用于京珠高速公路临长段地基处治实践。理论分析及实际工程实践表明,土工格室 碎石桩复合地基处治软土地基可充分发挥碎石桩的竖向承载能力及土工格室的水平加筋特性,两者共同工作可有效提高地基承载力。     

考虑时效的散体材料桩复合地基承载力计算

针对散体材料桩复合地基承载力随时间延续而增长的现象,基于复合地基承载力计算的面积比公式,分别对桩体和桩周土体承载力的时效进行分析,提出了一种考虑时效的散体材料桩复合地基承载力的方法,并给出了公式中重要参数的参考值.最后结合某一工程实例,对一具体的碎石桩复合地基的承载力进行时效分析,其结果表明,在进行散体材料桩复合地基的承载力计算时考虑时效是很有必要的.     

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。     

刚性基础下筋箍碎石桩复合地基桩土应力比计算模型

桩土应力比是筋箍碎石桩复合地基沉降计算中最重要的参数，但由于其涉及到桩体、土体及筋材三者之间的复杂关系且影响因素众多，目前尚无明确的计算方法。基于此，根据刚性基础下筋箍碎石桩复合地基的受力变形特征，首先通过数值模型研究筋箍碎石桩复合地基桩土应力比与荷载、埋深、筋材刚度以及桩土弹性模量比的关系。根据数值模型揭示的桩土应力比变化规律，提出一个新的桩土应力比计算模型，并依据该模型在假设桩体、土体及筋材应变协调的基础上利用弹塑性分析方法推导刚性基础下筋箍碎石桩桩土应力比的解析公式；基于建立的模型及计算公式探讨桩土应力比与各主要影响因素之间的关系。研究结果表明：该解析公式基于弹塑性理论分析，但也能考虑现场桩土应力比实测值，能够综合反映桩体、土体、筋材、埋深及荷载之间的相互影响作用，并且形式简单，计算方便；刚性基础下筋箍碎石桩桩土应力比在相同荷载水平下随埋深、筋材刚度、面积置换率、桩土弹性模量比及桩体摩擦角的增大而增大，随着荷载水平的增加则会逐渐降低并趋于稳定值；在碎石桩复合地基沉降计算中不宜采取单一的桩土应力比参数，而是应该根据荷载水平以及计算深度分层选取合适的桩土应力比作为计算参数。     

粒料桩复合地基承载力发挥值试验研究

结合实体公路工程,通过现场试验段土压力监测,计算复合地基承载力发挥值;结合破坏模式,对其复合地基承载力发挥值进行分析。研究结果表明:粒料桩复合地基按照土体先破坏计算的复合地基承载力发挥值,接近现场载荷试验结果,复合地基承载力可通过桩墩间土压力进行计算确定;不论是强夯置换砾石墩还是振动砾石桩,其破坏形式是桩（墩）间土先破坏引起的整个复合地基的破坏。     

考虑时效的散体材料桩复合地基承载力计算

针对散体材料桩复合地基承载力随时间延续而增长的现象，基于复合地基承载力计算的面积比公式，分别对桩体和桩周土体承载力的时效进行分析，提出了一种考虑时效的散体材料桩复合地基承载力的方法，并给出了公式中重要参数的参考值。最后结合某一工程实例，对一具体的碎石桩复合地基的承载力进行时效分析，其结果表明，在进行散体材料桩复合地基的承载力计算时考虑时效是很有必要的。     

强夯碎石墩与土相互作用

为了研究碎石墩复合地基的承载机理,运用有限差分软件FLAC3D将碎石墩复合地基与灌注桩基进行了对比分析,指出灌注桩基中桩土应力比明显大于碎石墩复合地基中墩土应力比,且灌注桩基中桩土相互作用的密切程度要明显小于碎石墩复合地基中的墩土相互作用,即灌注桩基中荷载大部分由桩体承担,碎石墩复合地基则表现出更强的墩土共同承担荷载的复合地基的承载模式;此外,通过研究墩体直径对复合地基沉降的影响,发现置换率一定、路堤较高时,墩径越大复合地基沉降越小,可有效减小路堤坡脚外侧的隆起量,提高路堤稳定性。     

振冲碎石桩复合地基施工与检测

分析了地基振冲碎石桩的施工过程、工艺控制、质量保证措施;通过进行复合地基质量检测试验,证明该处振冲碎石桩基能够满足建筑物的地基承载力设计要求.     

低周反复荷载下沉箱-垫层-桩复合基础承载性能试验

沉箱垫层桩复合基础具有良好的承载性能以及隔震性能，并且施工简单,工程造价相对低廉，是一种适用于强震区域软弱土体地基的新型桥梁深水基础形式。为了研究沉箱-垫层-桩复合基础的水平承载性能及抗震性能，设计了复合基础试验模型，进行了4组复合基础的低周反复荷载试验研究，分析了复合基础的破坏形态，选取垫层厚度、竖向荷载、地基形式为变量，研究了复合基础整体的滞回性能、骨架曲线、刚度退化、强度退化、耗能能力等，并通过在沉箱顶部设置位移计、桩身贴设应变片等测试方法，单独分析了试验过程中沉箱的沉降状态及下部桩体的受力状态。试验结果表明:复合地基的使用可有效提高基础的抗震性能；在相同的循环位移下，复合基础的水平承载力、强度、刚度随着垫层厚度的增加及竖向荷载的减小而降低；采用复合地基的基础单圈耗能能力更强，累积耗能更高；垫层厚度的增加对沉箱沉降及倾角控制影响并不明显；竖向力的减小会导致沉箱出现的倾角更大；复合地基会使沉箱的沉降更为均匀，沉降速率更慢，但对于倾覆控制影响不大；复合地基中的群桩以前排桩承担的水平荷载最多，中排桩次之，后排桩最少，中桩承担的水平荷载略高于边桩；桩身最大弯矩位置在40%~50%桩长处；垫层的存在有效地减小了桩体分担的水平荷载。     

路堤荷载作用下硬壳层软土地基的破坏模式分析

针对路堤荷载作用下上覆硬壳层的软土地基的破坏模式，依托某沿海高速公路工程，基于大型通用有限元分析软件ABAQUS，对软土硬壳层地基路堤的分层填筑过程进行了数值分析。研究了硬壳层软土地基在路堤荷载作用下塑性区开展的过程及土中应力、应变特性，总结分析了其破坏模式。     

覆盖型岩溶地基控制旋喷成桩质量的施工技术

覆盖层较厚时，覆盖型岩溶地基经处理后形成复合地基，复合地基具有较高的承载力，可作筏板基础等浅基础持力层。在采用高压旋喷注浆技术处理的施工中，常会出现不返浆等影响成桩质量的异常现象，通过对这些异常现象发生的原因进行分析，从施工程序和预处理、调整工艺参数等方面提出了避免异常现象产生的施工技术，从而有效控制了成桩质量。工程实践表明，采取综合的施工技术可有效控制旋喷注浆成桩的质量，使整个复合地基满足设计要求。