混凝土芯砂石桩的沉桩挤土效应及超孔隙水压力变化

简单介绍了新型软基处理技术———混凝土芯砂石桩.从挤土桩沉桩过程产生的挤土效应出发,运用圆孔扩张理论和固结理论,分析了混凝土芯砂石桩的挤土性状.算例表明,成桩后的混凝土芯砂石桩,其挤土效应产生的超孔隙水压力的消散,远快于常用的水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩).     

免共振沉桩原位试验研究

为解决传统桩基施工过程中存在的环境污染、挤土效应、效率低及能耗高等突出问题,以某高架桩基工程为例,基于免共振液压振动锤系统沉桩施工工艺,通过原位沉桩试验测试、现场振动测试,研究钢管桩沉桩过程中桩周土体、地铁运行期间桥墩变形特征及其振动变化规律。研究结果表明:钢管桩沉桩过程中桩周土体水平位移集中分布在近地表0~2/3L(L表示桩长)范围内,地表以下0~1/4L范围水平位移较大,土体水平和竖向位移最大值分别为2.37 mm和3.13 mm,桥墩倾斜0.4‰~0.7‰,分析发现沉桩过程中挤土效应不明显;现场振动测试结果显示,当无地铁经过时桥墩振动速度最大峰值为0.823 mm/s,有地铁经过时为1.90 mm/s,充分表明沉桩过程对周边环境影响程度弱;实现了对环境“低影响”的效果,为沉桩施工新技术的研发提供理论和实践指导。     

半无限体静压沉桩挤土位移弹性解答

以现有半无限土体中球孔扩张挤土位移的解答为基础,运用球体体积和圆柱体体积相等的原则,通过线弹性叠加法,模拟了静压沉桩贯入土体的动态过程,得到静压沉桩挤土位移的简化计算公式,并对土体弹性模量和泊松比等因素对挤土位移的影响进行了分析。结果表明:随着弹性模量的增加,挤土位移显著减小,且在较硬土体中压桩会对周围建筑和管线产生较为严重的危害;泊松比对挤土位移的影响较小,但总体来说,随着泊松比的不断变大,产生的挤土位移也越大。文中解答半无限体条件下的静压沉桩以及相关扩孔问题的设计和施工具有一定的指导意义和实用价值。     

饱和软土地基中沉桩引起的超孔隙水压力的影响

饱和软土地基中桩基设计与沉桩引起的超孔隙水压力大小及其消散有密切关系。通过对挤土桩沉桩过程的理论研究和资料分析,探讨了沉桩时单桩与群桩周围土中产生的超孔隙水压力的大小、分布及影响范围。并对实测资料进行了对比和概述。     

沉桩挤土效应研究综述

预制桩是桩基础工程中较常采用的一种桩型，其沉桩过程会对桩周土体产生挤压，导致桩周土体的侧向变形和隆起。本文对压桩挤土效应方面的研究成果进行了综述，重点讨论了室内和现场试验、圆孔扩张理论、有限元计算的研究概况。     

沉桩挤土效应研究综述

预制桩是桩基础工程中较常采用的一种桩型，其沉桩过程会对桩周土体产生挤压，导致桩周土体的侧向变形和隆起。本对压桩挤土效应方面的研究成果进行了综述，重点讨论了室和现场试验、圆孔扩张理论、有限元计算的研究概况。     

邻近斜坡沉桩挤土效应颗粒流数值模拟

邻近斜坡沉桩问题近年来在工程实践中经常遇到,由此引发的工程事故时有发生。由于沉桩边界条件的非轴对称特性,理论分析方法精确求解会遇到较多困难。本文采用离散单元法二维颗粒流程序(PFC2D),克服传统的连续介质力学模型的宏观连续性假设,研究沉桩过程中斜坡土体的挤土位移场变化规律。结果表明:随着桩体的不断沉入,斜坡挤土位移影响范围越来越大,斜坡土体的位移模式也不断发生变化;紧邻桩身以及靠近桩端范围内的土体,在桩体径向挤压以及桩侧摩擦的共同作用下,产生了向下的位移,而桩身一定距离以外的土体,受地表及倾斜自由边界的影响,表现为竖向隆起位移;当沉桩至斜坡底面以下深度时,后续沉桩对斜坡的挤土位移影响不大。     

管桩施工中常见的质量问题及防治对策

对管桩施工中常见的露桩和短桩、斜桩、挤土影响和振动影响，沉桩时遇到“硬层”沉不下去，沉桩达不到设计要求等质量问题，分析其产生的原因，提出了防治和处理办法。     

深圳软土地基管桩施工中挤土与土塞效应的数值模拟分析

挤土效应和土塞效应是软土地基基坑管桩施工中常见的问题,其对桩的承载力和桩周土体均有重大影响。以深圳市大空港新城区截流河综合治理工程为工程背景,选取典型施工断面,通过PFC软件建立数值模型,对闭口管桩和开口管桩沉桩过程中桩周土体的运动模式、位移变化、土体细观结构变化以及桩端阻力变化进行了计算分析。结果表明,闭口管桩沉桩过程中浅部土体隆起变位明显,中部土体以径向变形为主,在不同的贯入阶段,同一深度处桩周土体的主要位移模式随着与桩端部相对位置的改变而不断变化;开口管桩在沉桩深度为8m时,土塞高度达到最大,约为4m;闭口管桩和开口管桩桩体对土体的横向和纵向影响范围均随沉桩深度的增加而增大,开口管桩桩端最大阻力为1800kN,远小于桩端最大阻力为3900kN的闭口管桩。     

土挤密桩法消除黄土湿陷性的试验分析

土挤密桩法是利用沉管、冲击或爆扩等方法在地基中挤土成孔,然后向孔内夯填素土（一般为粘性土）成桩,通过成孔过程中的侧向挤压作用,桩孔内的土被挤向周围,使得桩间土得以挤密,消除黄土的湿陷性。用理论计算的方法分析土挤密桩的主要设计参数（孔间距）,通过试验施工进行验证,选择合理的设计参数。研究结果对黄土地区的地基处理具有重要的指导作用。     

水泥土搅拌粉喷桩施工中基坑局部冒水原因分析及处理措施

为揭示某泵站水泥土双向搅拌粉喷桩在施工过程中局部地表形成冒水空洞的原因,采用高密度电法和静力触探法对空洞及周边部位进行补充勘测探查,并采取埋设排气管和压密注浆措施进行处理。结果表明：穿堤涵第4-5节地层含砂量较大,局部有粉砂、砂壤土夹层或透镜体夹层,随着喷粉压力在粉砂性土夹层中蓄积、连通,在地表相对薄弱环节集中排泄,形成地面集中冒水点,带走土颗粒,形成冒水空洞。在冒水点附近埋设排气管和压密注浆处理后效果较好。研究成果对类似地层水泥土双向搅拌粉喷桩地基处理具有一定的借鉴意义。     

沉桩的环境效应及监测工作

总结了预制桩沉桩过程中对周围建（构）筑物以及周围环境所产生的影响，并指出施工监测的必要性和监测过程中应当注意的一些问题。     

振冲碎石桩成桩过程模拟和桩径预测研究

振冲碎石桩是应对软弱地层的复合地基处理手段,施工质量至关重要,碎石桩径是成桩过程控制的核心指标。在碎石桩和土体宏观和细观参数标定基础上,梳理振冲碎石桩成桩工艺,基于离散单元法开展了振冲碎石桩成孔清孔、填料、振冲挤密等主要成桩过程模拟,并进行桩径预测研究。结果表明：颗粒流离散元能够较好地模拟振冲过程中碎石和土体的相互流动,模型反映出了碎石向土体的过渡界面;留振过程中,碎石和加密段周围土体孔隙率逐渐减小,表明振冲碎石桩对桩周土体有明显的挤密作用;离散单元法能够模拟出碎石与土体的相互作用,绘制的桩径和桩形表现出波动性,与常规公式计算方法相比更接近工程实际。     

灰土挤密桩控制高等级公路涵洞地基沉降效果研究

为探究灰土挤密桩对控制黄土地区高等级公路涵洞地基沉降变形的效果,以青海省东部湿陷性黄土区新建民小一级公路的两道涵洞为工程实例,分别采用2.5倍桩径和3.0倍桩径为桩间距的灰土挤密桩进行地基处理,结合现场监测和数值模拟计算,从地基处理前后土体湿陷系数、压缩模量、沉降变形等方面分析其应用效果。结果表明:经灰土挤密桩处理后,公路涵洞基底8 m深度范围内的土体湿陷系数从地基处理前的0.030~0.065减小至0.015内,公路涵洞基底6 m深度范围内的土体压缩模量从处理前的均值10 MPa提高到15.0~21.5 MPa;相对于3.0倍桩径桩间距的灰土挤密桩,2.5倍桩径桩间距的灰土挤密桩的桩间土体湿陷系数的减小值(0.003~0.005)略大,且桩间土压缩模量的增加值(1.5~4.5 MPa)也略大;1.5年后,采用2.5倍和3.0倍桩径桩间距的灰土挤密桩处理后涵洞沉降量分别为43.9 mm和52.4 mm,说明灰土挤密桩能够有效控制湿陷性黄土地区高等级公路涵洞地基湿陷变形,桩间距越小、对消除或减弱土体湿陷性的效果越明显,对控制涵洞沉降变形越有利。采用灰土挤密桩处理湿陷性黄土地区高等级公路涵洞地基,可以充分控制涵洞工后沉降变形,确保涵洞运营安全。     

基于统一强度理论的管桩挤土效应分析

基于统一强度理论和圆孔扩张理论对管桩的挤土效应进行分析,考虑了中间主应力的影响,并得出了相应的桩周土体弹塑性阶段的应力场和位移场等的解析表达式.通过算例分析,探讨了中间主应力对管桩挤土效应的影响程度.结果表明:与Mohr-Coulomb强度理论结果对比,中间主应力对计算结果有显著影响,随着中间主应力参数b的增大,塑性区半径明显减小,孔内最终压力则明显增大,在相同半径处,孔内的径向压力也增大.强度理论中的参数b对塑性区半径、径向位移及应力分布等均有影响.     

混凝土芯砂石桩振动沉管成桩效应及其累积特性研究

混凝土芯砂石桩是由高强度预制混凝土芯桩和透水的砂石外壳组合而成, 常采用振动沉管施工工艺进行软土地基加固。针对混凝土芯砂石桩新颖的桩型特点,对软黏土地基中振动沉管工艺引起的成桩效应及其特性进行了现场测试分析和理论计算研究。通过对远距离四桩施工全过程、全场地持续施工过程进行孔压、周边土体深层水平位移和混凝土芯桩桩身应力的实时跟踪监测,得到各监测量的变化规律和特点,揭示了振动沉管持续施工对各监测量消长变化的累积特性,指出振动沉管施工过程综合了静、动荷载对地基土的共同作用,体现荷载传递引起的能量在时间和空间上持续累积的特点。运用圆孔扩张理论对混凝土芯砂石桩沉管挤土的超静孔压和径向位移进行计算,探讨了理论解答与实际情况的适应性。     

不同安装法对管桩桩周土影响的有限元分析

利用有限元方法模拟钢管桩的贯入过程,研究贯入过程中桩周不同深度土体的应力变化过程。管桩贯入土体这一过程为高度非线性问题,通用的接触和网格划分方法难以解决大变形问题,通过采用ALE网格划分技术以及"zipper-type"方法解决了管桩贯入过程中的大变形和接触问题,运用ABAQUS模拟了直径2.134 m的钢管桩采用静压和锤击两种方法的安装过程。根据贯入过程中桩壁内外土体应力变化可知,静压贯入过程中管内土水平应力明显高于管外土体的水平应力,更容易形成土塞,挤土效应也比较明显。通过对桩周土体中某点在安装过程中应力变化历程的分析,可以看到锤击安装方式在桩周土中造成应力增加的数值较大,对周围土体影响范围也较大,在评估桩基承载力时,应适当考虑这种影响。