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。     

混凝土芯砂石桩复合地基排水固结特性及试验研究

混凝土芯砂石桩是一项地基处理新技术,良好的通水性能和排水固结作用是有别于其他方法的技术特色之一。理论计算表明,混凝土芯砂石桩具有与塑料排水板或袋装砂井基本等效的排水固结功能;现场实测分析表明,混凝土芯砂石桩能加快超静孔压的消散,促进整个桩长范围内桩间地基土的固结密实,缩短路堤填筑和沉降稳定的时间,提高地基整体刚度和稳定性,同时提高桩侧摩阻力,加大荷载传递深度,提高深层地基压缩固结效果,有利于控制工后沉降。     

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。     

混凝土芯砂石桩在公路深厚软基处理中的应用

针对目前公路桥头段深厚软基处理方法的缺陷与不足,介绍了混凝土芯砂石桩复合地基处理桥头段深厚软基技术.该技术充分利用了芯桩砂石壳的排水作用,使桩间土的固结在施工和预压期间大部完成,以解决路堤等建筑物在使用期间的沉降和不均匀沉降问题,达到控制工后沉降和工后沉降差的目的.混凝土芯砂石桩复合地基具有工后沉降和差异工后沉降小、质量可靠、芯桩和芯桩砂石壳施工一次完成的特点,特别适合于高含水量、高有机质含量地区对工后沉降有严格要求的深厚软基处理.     

路堤分级填筑条件下不排水端承桩复合地基固结分析

利用均质化技术将桩土复合地基均质化为均质土地基,考虑桩土相互作用,给出均质化后复合地基的等价压缩模量。在等应力假定基础上,建立了路堤分级填筑条件下不排水端承桩复合地基固结方程,给出复合地基固结的解析解,并与有限元法解答进行了对比;对不排水端承桩复合地基固结性状作了分析。研究发现,不排水端承桩复合地基固结速率远大于天然地基,在其他条件相同时,瞬时加荷情况下复合地基固结速率最大。复合地基固结速率随置换率、桩土模量比及加荷速率的增加而增大。复合地基置换率存在最佳值,超过最佳置换率后,复合地基固结速率随置换率增加增幅较小。     

CFG桩复合地基固结规律研究

根据双层地基理论,推导了未打穿软土层的CFG桩复合地基一维固结解析解,获得了路堤荷载下,单级匀速加载时地基中的孔压分布及地基的平均固结度、加固区固结度、下卧层固结度计算公式,并据此编制计算程序,分析了桩体刚度及复合地基置换率对CFG桩复合地基固结度的影响,有助于加深对CFG桩复合地基的固结特性的认识。     

水泥搅拌桩复合地基桩土应力比现场试验研究

通过对水泥搅拌桩复合地基现场试验所得的数据，分析了复合地基中桩土应力比随荷载、桩距的变化关系及固结时间对桩土应力的影响。试验结果表明，桩土应力比n不是一个常数，桩距越大n越大，随着荷载的增大，桩土应力比逐渐增加，在加载到一定程度后，n长速率有减小趋势，并随固结时间的增长略有波动，但总的增幅较小。     

本期导读

在分析、归纳中国极软岩石分布规律的基础上，从极软岩石对公路工程建没影响的严重程度出发，主要分析了极软岩石对公路路基和边坡工程两方面的影响中国极软岩石的分布及对公路建设的影响(齐洪亮等，P1)将混凝土芯砂石桩与其他竖向排水体的排水同结特性进行理论计算对比分析，并根据混凝土芯砂石桩加固某高速公路深厚软基的现场测试资料，对其排水固结性状和加固作用进行研究和验证混凝土芯砂石桩复合地基排水固结特性及试验研究(唐彤芝等，P4)针对高填方路基拓宽中采用元砂混凝土小桩处理控制差异沉降的情况，进行有限元模拟，较系统地研…     

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。     

筒桩复合地基固结性状三维有限元分析

考虑了桩、土、土工格栅之间的相互作用及地基土体固结的影响,采用三维有限元方法研究了路堤荷载作用下,打穿软土层和未打穿软土层的固结特性、沉降特性和应力分布特性,并对桩长、桩间距等影响因素进行的分析。研究表明:应使桩长穿透软土可压缩层,以满足控制地基最大沉降量的要求;格栅最大拉应力分布于盖板边缘处,随着地基固结时间的增加,格栅拉应力逐渐增大;随桩间距的增加,复合地基桩端处超静孔压的消散速率变小,桩与桩间土的沉降加大;随着桩长的增加,下卧土层超静孔压消散速率明显加快;临界桩长范围内,桩长对地基沉降起控制作用。     

刚性桩复合地基桩土应力比的时效分析及计算方法

为了研究考虑时效的刚性桩复合地基桩土应力比计算方法,首先对桩体承载力和桩间土排水固结理论进行分析,假设桩间土体为均质材料,且考虑土体沉降时忽略桩体的存在,考虑到刚性桩复合地基仅在竖向排水固结,采用太沙基一维固结理论,开展了对桩体应力和桩间土应力时效性的研究。选取单根桩和其四周加固区的土体作为一个计算单元体进行分析,基于荷载传递法,得到计算单元体各组成部分的沉降变形关系,从而推导出刚性桩复合地基中各个构成部位之间的变形关系表达式。之后将桩侧摩阻力分布曲线进行合理简化,得到桩体应力和土体应力随深度变化的表达式,再联合之前得到的变形协调方程,可解得桩顶部位桩体应力和桩间土应力,引入考虑时效性的桩土应力比修正系数,从而推得考虑时间效应后的桩土应力比计算式。最后在某工程中使用该方法对其进行了计算分析,得到不同地质条件下桩土应力比随时间变化的关系曲线。研究结果表明：刚性桩复合地基中桩土应力比具有较为显著的时效特性,在实际计算中不能忽视,桩土应力比时效特性表现为随时间的推移而增大,当桩间土地基压缩模量减小时桩土应力比增大,桩土应力比出现峰值时,刚性桩受力最不利,设计中应加以考虑,随后桩土应力比有所减小,最后趋于稳定。     

基于Mindlin解的劲性砂桩芯桩轴力分布规律研究

劲性砂桩是一种新型复合材料桩。基于弹性半无限空间的Mindlin位移解及复合材料力学原理,对劲性砂桩中混凝土芯桩轴向应力分布进行理论分析研究,得到劲性砂石桩芯桩轴力分布函数,讨论了不同荷载、混凝土芯桩标号、砂土弹性模量情况下芯桩轴向应力分布规律,并与现场芯桩轴向应力测试结果进行对比分析。研究表明:该理论分析结果与现场试验所显示的规律基本一致,验证了理论研究的合理性。该研究对于了解劲性砂桩的荷载传递规律和工作机制具有一定的理论价值。     

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%。     

不同基础下夯实水泥土桩桩土应力比的试验研究

桩土应力比是一个非常重要而且难以准确确定的参数。该文通过对郑(州)西(安)客运专线上夯实水泥土桩复合地基进行的单桩复合地基的载荷试验和路堤下桩顶应力、桩间土应力的现场测试,分别获得刚性基础下和柔性基础下的桩顶应力、桩间土应力和桩土应力比,以及它们随荷载水平和加载时间的变化规律。探讨了两种不同基础下使得桩土应力比产生变化的不同内在机理。据此,提出了由载荷试验得到的桩土应力比不能直接作为柔性基础下的桩土应力比,而应该乘以一个折减系数。研究成果可为夯实水泥土桩复合地基的桩土应力比取值提供指导性意见。     

路堤下水泥土挤密桩桩土应力比的试验研究

桩土应力比是一个非常重要而且复杂的参数。该文结合郑西客运专线上水泥土挤密桩复合地基的桩顶、桩间土应力的现场测试,对路堤下夯实水泥土桩的桩顶应力、桩间土应力以及桩土应力比,随荷载水平及加载时间的不同而发生变化的规律进行了分析,并探讨了其变化的内在机理。     

长短组合桩复合地基承载力特性研究

近年来,长短组合桩复合地基在地基处理技术中的应用越来越广泛。通过FLAC3D建立CFG桩-石灰桩复合地基数值分析模型,分析了不同的桩长、桩径以及褥垫层厚度等工况下多元复合地基沉降以及桩土应力比的变化规律。分析结果表明,相对于石灰桩而言,CFG桩的桩长以及桩径对复合地基的沉降以及桩土应力比的影响要更为明显;褥垫层能够显著地降低桩土应力比,减弱CFG桩桩顶的应力集中现象,并且存在着一个最佳的厚度。     

短桩桩网复合地基荷载分担特征监测试验

依托柳(州)南(宁)客运专线工程试验段，开展现场全尺寸监测试验，监测了短桩桩网复合地基在填筑期和放置期的地表桩土沉降和桩土应力变化。结果表明:在路基填筑过程中，桩顶和桩间沉降的地基表面沉降横向分布逐渐从“W”型趋向“^”型，最终分布比例趋于一致；桩土承担荷载比例逐渐降低，格栅承担荷载比例逐渐增大，路肩格栅增大比例大于中心处；桩土合力在横向上按“W”型分布，桩土应力比和桩土合力呈正比例关系，桩土合力增大，桩土应力比增长速率减缓。