CFG桩复合地基垫层的作用机理和设计研究

根据高速公路软基处理特点 ,讨论了水泥粉煤灰碎石桩 (CFG)复合地基垫层的作用机理 ,提出了CFG桩复合地基最佳桩间距、最佳垫层厚度、桩土应力比、实际置换率的解析表达式     

CFG桩复合地基的垫层作用机理和设计研究

根据高速公路软基处理特点,讨论了CFG桩复合地基垫层的作用机理,并提出一种CFG桩复合地基最佳桩间距、最佳垫层厚度、桩土应力比、实际置换率的解析表达式。这些研究成果对CFG桩复合地基的施工设计和推广应用具有实际意义。     

非连接式桩筏基础水平特性试验

为了给非连接式桩筏的设计与施工提供参考，针对大型桥梁工程采用的减隔震基础形式--非连接式桩筏，考虑竖向荷载、垫层厚度等因素的影响，进行了非连接式桩筏水平承载性能的室内模型试验研究。采用粒子图像测速法跟踪了土体水平位移路径，利用数字图像关联技术获得了土体位移场与剪切带，分析了竖向荷载、垫层厚度等因素对筏板水平位移、桩身弯矩和剪力分布的影响规律，提出了非连接式桩筏基础水平承载力的简化模型及计算方法，并用试验数据进行了验证。研究结果表明：竖向荷载可有效限制筏板水平位移，设置垫层可显著减小桩身弯矩及剪力，并且桩身弯矩和剪力随垫层厚度的增加而减小；土体在垫层顶部形成位移集中区，产生局部塑性变形并不断扩大，最后局部塑性变形区贯通形成完整的剪切带；非连接式桩筏基础水平承载力与竖向荷载相关，当竖向荷载较小时，其水平承载力由筏板与垫层界面摩擦力控制，当竖向荷载较大时，其水平承载力取决于垫层的水平承载力，这与图像分析获得的垫层破坏结论一致。因此，对于非连接式桩筏基础的设计及具体工程应用，可以通过调整垫层的厚度来减小桩身弯矩及剪力；所揭示的非连接式桩筏基础水平承载力变化规律可为今后大型桥梁隔震基础的设计与研究提供参考。     

桩帽垫层对锤击沉桩的影响数值分析

为了研究桩帽垫层对锤击沉桩效果的影响,采用有限元软件ABAQUS对弹性桩帽垫层和硬木垫层进行了模拟,发现弹性垫层在锤击过程中可显著降低桩身应力,而硬木板降低桩身应力的能力有限。采用合适厚度、刚度的垫层时,可显著增加贯入度。锤击能、垫层厚度、垫层刚度之间存在一定关系。对于某一垫层刚度,存在一最优垫层厚度,垫层刚度增加,最优垫层厚度范围也增加了。厚度较厚、刚度稍大的垫层能取得较好的沉桩效果。     

疏桩路基中基底垫层设置效应分析

针对疏桩路基结构特点,对路基基底垫层作用效应进行了辨析,指出传统碎石垫层塑性流动特征不再适用于路基基础,提出灰土垫层应用于疏桩路基中的设想.采用路基-垫层双层体系模型,给出了考虑基底垫层作用效应的桩土荷载效应的计算方法,并对垫层的加筋兜提效应进行了分析.通过计算结果与工程实测结果的对比分析,验证了该方法的合理性;进而对碎石垫层、灰土垫层、加筋碎石垫层的作用效应进行了分析.结果表明,灰土垫层在桩体应力集中和抑制基底差异变形等方面都优于碎石垫层和加筋碎石垫层.同时,相比(加筋)碎石垫层,灰土垫层具有现场施工的便利性和经济的节约性,相对柔性路基基础的工程实践中可用灰土垫层取代传统碎石垫层或单层加筋碎石垫层.     

李子沟斜坡软土碎石桩及其载荷试验

内昆铁路李子沟斜坡软土路堤地采用碎石桩加固，碎石桩复合地基平板载荷试验结果表明，碎石桩复合地基具有较大的变形空间，加设桩顶加筋垫层可明显改善地基变形，提高其载荷能力。     

铁路路基垫层厚度对CFG桩及下穿公路桥梁桩基的影响研究

以西南地区某新建铁路下穿既有高速公路桥梁为例，运用有限元数值软件，以垫层厚度为变量，分析在路基填筑施工和安全运营两个阶段下的垫层厚度对CFG桩和既有桥梁桩基的力学特性影响。研究发现:CFG桩和桥梁桩基的沉降量随着垫层厚度的增加而减小，当垫层厚度为0.4 m时，桥梁桩基的沉降量变化速率出现拐点；桥梁桩基的最大竖向应力随着垫层厚度的增加而增大，当垫层厚度为0.4 m时，桥梁桩基的最大竖向应力变化速率出现拐点。     

桩承加筋垫层复合地基桩土应力比分析

对带桩帽的桩承式复合地基水平加筋垫层进行受力变形分析,得出加筋体的挠曲变形量及筋材拉应力。在此基础上,视复合地基中竖向桩体和桩间土体为线弹性体,由静力平衡及变形协调条件,同时考虑筋材拉应力的作用,得到水平加筋垫层上下桩土应力比的计算方法。该方法能反映桩土间的差异沉降量、水平向加筋体抗力作用、桩间距、桩帽直径等因素对桩土应力比的影响。最后,采用该方法对某一现场试验结果进行分析,理论值与实测值吻合较好。水平加筋垫层的存在使复合地基桩土应力比增大,地基承载力提高,用文中方法计算桩承加筋垫层复合地基桩土应力比是可行的。     

桩土复合路基垫层剪切机理研究

针对桩土复合路基垫层在调节承载方面的特点,研究垫层的剪切受力特性,以解决桩土应力比、垫层变形问题。借助太沙基地基极限承载力理论,分析垫层剪切破坏特点,推导获得了剪切破坏角、极限桩土应力比、最佳桩间距的表达式。表达式说明:垫层承载的调节作用取决于垫层内摩擦角和刚度的取值;复合路基现场静载试验和实例计算均表明:表达式具有较好的适用性和可靠性。     

北京某市政路杂填土路基处理方案研究与应用

随着城市的不断发展壮大，市政路网逐步由城区向郊区扩张，先建小区后修路的整体理念导致市政路中出现了各类杂填土地基。为保证路基的稳定性，需对杂填土地基进行处理。通过详细对比强夯法、换土垫层法、柱锤冲扩桩法、水泥粉煤灰碎石桩法4种路基处理的实用方法，最终确定采用换土垫层和柱锤冲扩桩结合的方式分段进行路基处理，并对路基处理后的地基承载力及沉降进行相关验算，同时提出相关路基处理方案的施工注意事项，不仅解决了实际工程中杂填土路基处理问题，还为类似的工程提供了参考借鉴思路。