郑西线湿陷性黄土地区桥梁基桩负摩阻力计算探讨

郑西客运专线经过三门峡至灵宝湿陷性黄土地区,桥梁基桩穿过湿陷性黄土承载力计算必须考虑负摩阻力。通过采用国内2种规范负摩阻力计算方法,对工程实例进行计算,以及对基桩穿过湿陷性黄土浸水载荷试验实测过程中负摩阻力变化规律、中性点变化规律、桩侧摩阻力发挥情况的分析,寻求该段桥梁桩基负摩阻力计算方法。     

大厚度湿陷性黄土场地铁路桥梁灌注桩负摩阻力计算方法

当铁路桥梁桩基穿越大厚度湿陷性黄土场地时,桩基负摩阻力和中性点深度的合理取值与计算,是目前需要解决的工程难题。针对现行规范的不足,在分析总结湿陷性黄土场地桩基浸水试验结果的基础上,采用抛物线拟合负摩阻力达到稳定状态时的分布,并对中性点深度比、负摩阻力最大值出现深度、负摩阻力最大值与平均值等参数进行分析与探讨;根据负摩阻力的力学机理与分布模式,考虑湿陷性土层厚度对动摩擦系数的影响,提出负摩阻力计算方法。结果表明：浸水前桩顶承受一定竖向荷载时,湿陷性黄土层下限深度采用室内试验计算值,确定的中性点深度比与现行规范推荐值较为一致;负摩阻力最大值出现深度基本为中性点深度的0.5倍,负摩阻力最大值为其平均值的1.5倍;采用该方法计算的负摩阻力平均值与《湿陷性黄土地区建筑灌注桩基技术规程》推荐值较为一致,可作为大厚度湿陷性黄土场地灌注桩单桩竖向承载力计算时的特征值,研究结果可为湿陷黄土地区的桩基工程设计提供参考。     

湿陷性黄土区铁路桩基试验研究

黄土湿陷性对铁路桩基承载力及变形产生较大影响,现场浸水试验是研究该类问题的主要手段.通过天然及饱和两种状态下单桩竖向载荷试验,探讨在该过程中湿陷性黄土地层的合理力学指标及桩基侧摩阻力、端阻力、沉降与载荷的变化规律.重点分析桩基浸水过程中桩体负摩阻力的变化特征,为湿陷性黄土地基处理及桩基方案的优化提供相关参数和设计依据,以达到湿陷性黄土区铁路建设安全可靠、经济合理的目的.     

桥梁桩基负摩阻力的分析计算及消减方法

结合公路桥梁工程实际，讨论桥梁桩基负摩阻力的产生原因，计算软土地基桩基负摩阻力的大小，提出消减桩基负摩阻力的方法．     

郑州黄河公铁两用大桥大堤淤背区桩基负摩阻力分析

桩基工程常会遇到负摩阻力问题,如果处理不当,将会对工程产生危害.本文结合郑州黄河公铁两用大桥工程实例,对由地面大面积填筑填土产生的桩基负摩阻力进行了详细的分析,根据填筑施工与桥梁施工的时间关系,划分为两种工况.分析表明,基础竣工前已完成的填土,所引起的地基土下沉在基础竣工前已经完成,可不考虑其对桩基的影响.基础竣工后再...     

湿陷性黄土区桥梁桩基承载力浸水试验研究

依托兰州南绕城高速公路建设项目在湿陷性黄土区进行了大型现场浸水试验,在天然和浸水2种工况下,研究连续浸水对湿陷性黄土区桥梁桩基承载力的影响。研究结果表明:以年降雨量为注水量,连续浸水后加载桩基的承载力只有天然状态下的60%,桩基承载力降低是由于黄土抗剪强度降低使桩侧的摩阻力降低;浸水前后桩基的不可恢复变形由44.1%增至91.55%,变形基本不能恢复;恒载浸水状态下桩基沉降量是浸水前加载状态下的5.3倍;浸水后土体材料性质改变,浸水的影响远大于正常工作荷载。     

桩基设计中桩侧土的负摩阻力问题

介绍桩基设计中桩侧负摩阻力的产生条件以及负摩阻力的计算方法。     

不同桩端下卧层桩基负摩阻力模型试验研究

研究目的:桩侧负摩阻力对桩产生下拽力,导致基桩沉降增大,竖向抗压承载安全等级降低,甚至造成桩体破坏。为分析不同桩端下卧层(黄土和粗砂)对基桩沉降和负摩阻力的影响,本文通过室内模型试验,对比研究两种下卧层情况下桩体、桩周土变形及桩身轴力分布的差异,明确基桩中性点位置的变化规律并给出建议值。研究结论:(1)下卧层对桩周土沉降的影响较小,但对桩身沉降的影响较大,相同堆载等级下粗砂下卧层的中性点位置明显低于黄土下卧层;(2)两种下卧层的桩身轴力都随堆载等级的增大而增大,但粗砂下卧层的下拉荷载和桩端反力明显大于黄土下卧层;(3)两种下卧层情况下,依据桩土相对位移和桩身峰值轴力确定的中性点位置基本一致;(4)在实际工程中应根据桩端下卧层的地质情况,采取适当措施,尽量减小基桩负摩阻力,充分发挥基桩的承载性能;(5)建议黄土下卧层中性点位置取0.51l~0.6l,粗砂下卧层可取0.6l~0.8l;(6)该研究成果可为类似工程堆载条件下桩基中性点的确定及设计提供一定的参考。     

软土地基负摩阻力对桥梁桩基的影响和实用计算

阐述了桥梁桩基负摩阻力产生的原因,分析了桩基中性点位置的确定,负摩阻力的计算等问题,并提出了有效减少负摩阻力的措施。这对桥梁桩基设计时正确确定负摩阻力具有重要意义。     

湿陷性黄土地区桥梁深桩基施工技术优化

以西北地区某铁路专用线大桥为例,通过该桥桥址处湿陷性黄土深桩基施工技术研究,以机械钻进黄土裂隙地层、强风化泥岩、砂岩夹泥岩层、流砂层等不良地质积累施工数据和参数,总结黄土地区桩基施工经验和技术参数,大大提高了同类地质条件下桩基的施工效率.     

郑西线湿陷性黄土地区桥梁桩基沉降计算探讨

研究目的:郑西客运专线三门峡至灵宝段为湿陷性黄土深厚地区,桥梁桩基由于存在负摩阻力而发生过量沉降.而针对湿陷性黄土地区桩基沉降的计算方法至今未见报道,因此有必要通过相关研究寻求适合本线湿陷性黄土地区桥梁桩基沉降计算方法以便在设计阶段控制总沉降值.研究结论:(1) 湿陷性黄土地区桥梁桩基沉降计算必须考虑负摩阻力的影响;(2) 桩基采用总沉降不大于规定值控制设计是合理的;(3) 郑西线三门峡至灵宝段湿陷性黄土地区桥梁采用修正的铁路桥规方法计算桩基总沉降是可以控制设计的,施工期间应按相关规范进行沉降观测,并根据观测结果采用曲线回归法进行沉降评估分析;(4) 桩底以下土层压缩模量是影响沉降计算值的主要因素,勘探时务必准确测定桩底以下土层压缩模量.     

浸水对湿陷性黄土中桩基承载特性影响的模型试验

湿陷性黄土桩基现场浸水试验一般情况下是先浸水然后等到黄土的湿陷性彻底发挥以后再加载使桩土体系沉降,最后趋于稳定的状态,在桩基正常使用过程中由于雨雪等原因桩基也会遇到先加载后浸水的情况。为了探究两种浸水工况对桩基承载特性的影响,设计了室内桩土模型试验。结果表明:与桩土体系先加载后浸水相比,先浸水后加载时桩基中性点位置提高,中性点位置随着浸水量的增大沿桩身向下移动,桩侧负摩阻力极大值增大46%,负摩阻力极值点沿桩身下降170 mm,桩基正摩阻力极大值提高46%,正摩阻力极值点沿桩身上升70 mm;两种浸水工况下的桩身轴力沿埋深的变化趋势都是先增大后减小的抛物线形;桩周土体在未浸水和先浸水后加载两种工况下的桩基极限承载力一样大。     

对路堤荷载下桩的负摩阻力的探讨

随着科学技术和经济建设发展的需要,在软弱地基上建造建筑物的情况越来越多,采用桩基作为建筑物的基础也就日趋普遍,尤其在现代施工技术、条件不断提高的情况下,桩的设计长度与荷载也越来越大,而且在很多情况下,桩端达到岩层或不可压缩土层,附近还有大面积填土、堆料场等,由此可能产生负摩阻力.本文主要讨论堆料场对其附近的桩引起的负摩阻力.     

不同加荷顺序下单桩负摩阻力模型试验研究

研究目的:基桩负摩阻力对桩产生下拉荷载,增大桩身轴力和端阻力,甚至导致桩身破坏。由于桩周土和桩体承受荷载后的沉降发展过程不同,桩载与堆载施加顺序必然对桩体负摩阻力产生较大影响。本文通过模型试验,研究不同桩端持力层条件下堆载和桩载施加顺序对单桩负摩阻力的影响。研究结论:(1)先堆载后桩载工况下,堆载完成后,中性点离桩顶最远,随着桩载增加,中性点逐渐上移,最终黄土和粗砂持力层中性点位置分别在桩顶下0.49l和0.56l处;桩身轴力呈先增加后减小的趋势,单桩承载力发挥系数分别为0.69和0.57;(2)先桩载后堆载工况下,施加桩载时,桩身轴力沿深度逐渐减小,无中性点,施加堆载时,轴力呈先增加后减小的趋势,中性点出现并逐渐下移,最终黄土和粗砂持力层的中性点位置分别在0.41l和0.50l附近,单桩承载力发挥系数分别为0.86和0.69;(3)同种持力层情况下,先桩载后堆载的承载力发挥系数较先堆载后桩载的大,安全储备小,实际工程中应严格控制堆载宽度、集度及堆载边缘距桩中心的距离;(4)在实际工程中应综合分析地质条件、桩基的受力特点及承载要求,选取合适的加载顺序来减小桩身负摩阻力;(5)该研究成果可为堆载条件下桩基的设计提供参考。     

桩板结构路基沉降计算方法及对既有桩基侧摩阻力的影响

基于Boussinesq理论推导了桩板结构路基沉降计算解析解,采用佐藤悟双折线模型构建了既有桩基荷载传递函数,分析了荷载传递函数对既有高速铁路桥梁桩基侧摩阻力的影响。以桩板结构路基下穿高速铁路桥梁工程为例,分别采用理论方法和FLAC 3D数值计算得到了桩板结构路基沉降变形规律和既有桥梁桩基侧摩阻力分布特点。将解析解与数值计算结果进行对比,二者接近,说明本文提出的桩板结构路基沉降计算解析解和桩基荷载传递函数可行。     

湿陷性黄土区公路涵洞地基处理措施效果研究

研究目的:湿陷性黄土地区公路涵洞病害时有发生,为解决湿陷性黄土地区公路涵洞因地基处理不当而导致的工后沉降变形过大等问题,本文以青海省新建民小一级公路沿线Ⅲ级自重湿陷性黄土地区的两座涵洞为工程实例,采用换填法和灰土挤密桩法分别对两座涵洞进行地基处理,对其处理效果和地基沉降变形特征进行研究,以期为不同地基处理方法在湿陷性黄土地区公路涵洞地基处理中的应用提供参考。研究结论:(1)换填法和灰土挤密桩法都能有效减弱或消除湿陷性黄土地区涵洞地基因浸水而引起的湿陷变形,可较大幅度地提高涵洞地基承载力;(2)灰土挤密桩法对提高地基土压缩模量比换填法更有效;(3)通过现场监测得到,换填法和灰土挤密桩法涵洞地基的一年累计沉降量分别为25.0 mm和18.2 mm,分别完成最终沉降量的79.9%和78.1%,两种复合地基的沉降变形呈现先增大后趋于平缓稳定的变化趋势;(4)经换填法和灰土挤密桩法处理过的涵洞地基累计沉降量都在稳定可控的范围内,能够有效提高涵洞结构的安全性,相比于换填法,灰土挤密桩法对降低湿陷性黄土压缩变形、提高地基承载力更为有效;(5)本研究成果可为湿陷性黄土地区涵洞地基设计和病害防治提供理论指导和科学依据。     

桩顶荷载影响负摩阻力的现场试验与数值模拟

进行了桩顶荷载对于负摩阻力性状影响的现场试验.针对现场试验,进行了数值模拟.现场试验和数值模拟结果都表明:数值模拟结果与实测结果较吻合;与没有桩顶荷载时相比,有桩顶荷载作用时负摩阻力引起的附加沉降较大,中性点的位置较高,附加轴力明显减小;随着桩顶荷载的增加,沉降增加、中性点上移和附加轴力减小的趋势都很明显.结果表明,桩顶荷载对负摩阻力性状的影响是有规律的.     

浅谈黄土的湿陷性——湿陷性影响因素分析及工程措施

本将主要从黄土的微结构方面阐述其湿陷性产生的机理，进而分析影响黄土湿陷性的主要因素，最后将结合自己的工作实践，讨论如何根据黄土湿陷的内在结构因素和外在诱发因素来制定相应的工程处理和防治措施。     

西北干旱湿陷性黄土区增湿高能级强夯试验研究

研究目的:西北干旱湿陷黄土区土体含水量较低,一般在3%～8%之间,在现行规范的能级(8 500 kN.m)下直接进行强夯,影响深度比较小,都需要进行增湿处理。目前,采用高能级(大于10 000 kN.m以上)对西北干旱湿陷黄土地基进行强夯处理的案例较少,而采用增湿联合高能级强夯处理湿陷性黄土地基更是鲜有报道。为此,在国家建设大型储罐的基础上,开展15 000 kN.m直接高能级强夯和增湿联合15 000 kN.m高能级强夯试验对比研究,以期探索出一条适宜于西北干旱湿陷性黄土区增湿联合高能级强夯地基处理的施工工艺。研究结论:试验研究表明:在西北干旱湿陷黄土区直接进行15 000 kN.m高能级强夯、增湿联合15 000 kN.m高能级强夯消除湿陷的深度分别可达9.5 m、15.5 m,其强度参数均有近2倍以上的提高。通过这一试验,探索出一条适宜于西北干旱湿陷性黄土区增湿联合高能级强夯地基处理的施工工艺,可以为类似工程的地基处理提供借鉴。     

湿陷性黄土地区客运专线选线及线路设计

研究目的：探讨湿陷性黄土地区高速客运专线选线及平、纵断面设计意见。 研究方法：结合郑西客运专线渑池至灵宝段湿陷性黄土分布及施工图设计开展研究。 研究结果：线路应尽量走在黄土塬、宽谷阶地、平缓斜坡以及比较稳定的沟谷地带，尽量绕避陷穴与冲沟发育的沟边和斜坡地带；线路通过湿陷性黄土地区时，应尽量选择湿陷性轻微、等级低、地表排水条件较好的地区通过；线路跨越黄土深沟时，应结合地形、压低设计高度；选线时应对路基与桥梁、路基与隧道方案进行综合比选。 研究结论：深厚湿陷性黄土地区线路应尽量避免以路堤通过；涵洞集中地段应尽量考虑以桥梁通过；应尽量避免长路堑工程；隧道进出口及公路下穿应尽量避免设凹形坡。