按复合桩基机理工作的双垫层复合地基

针对传统复合地基内由砂石等透水材料构成的褥垫层在黏性土地基中出现的问题,通过设置刚性和柔性两个垫层,改变桩顶与基础之间的连接方式,形成新的双垫层复合地基。在竖向荷载作用下其受力特性与复合桩基相同,可充分发挥复合地基内桩的作用,显著减少基础的沉降;在水平荷载作用下,柔性垫层可保护复合土层内素混凝土桩的安全。双垫层复合地基承载力设计与传统褥垫层复合地基相同,可直接利用载荷试验资料,通过基础荷载与基础下桩和桩间土抗力相平衡的条件来计算复合地基的变形。     

褥垫层对复合地基承载机理的影响

首先利用数值试验的方法,系统研究了4种模量的代表性群桩复合地基(极柔性桩、一般柔性桩、半刚性桩、刚性桩)施加褥垫后的承载性状,分析了褥垫在复合地基中的加固机理与作用.提出利用褥垫层对复合地基承载力进行优化设计的基本方法与思路.     

“柔性基础”刚性桩复合地基试验分析与变形计算

为了建立路堤下刚性桩复合地基变形计算模型,通过对14组刚性4桩复合地基的现场试验结果的分析,研究柔性基础条件下刚性桩复合地基的工作性状。试验研究表明采用一定强度或刚度的加筋垫层配合合适的桩帽设置,可改善柔性基础条件下刚性桩复合地基的工作性状,有效减小复合地基变形。复合地基承载力相同时,"柔性基础"沉降量为刚性基础的1.1~1.5倍。在一定荷载或承载力条件下,垫层中不设加筋材料时"柔性基础"短桩复合地基变形接近加筋垫层天然地基。垫层加筋有帽桩复合地基变形明显小于其他情况。对"柔性基础"短桩复合地基,设桩帽、垫层加筋,桩土应力比与不加筋相比增加了1~3倍;对刚性基础长短桩复合地基,碎石垫层中加筋与不加筋相比,桩土应力比范围得到延伸,其中长桩桩土压力比增大明显。提出了"柔性基础"条件下刚性桩复合地基承载力确定,以及考虑桩"上刺入"的刚性桩复合地基变形计算方法。该方法采用力平衡方程计算桩身中性点位置,将复合土层变形计算分为中性点平面     

柔性基础下褥垫层厚度对带帽CFG桩复合地基特性分析

带帽CFG桩复合地基应用于高速铁路处理深厚软土地基工程中,其设计有别于建筑工程的设计。工民建房屋建筑基础为刚性基础,而铁路路基直接承受上部路堤的自重和列车运行产生的动荷载为柔性基础。因此,对于柔性基础条件下CFG桩桩帽复合地基褥垫层厚度的优化十分有意义。在现场载荷试验过程中利用橡胶板模拟高速铁路的柔性路基基础,通过改变褥垫层厚度,研究桩帽复合地基沉降变形及桩土荷载分担特性。     

承台(基础)-桩-土不同构造形式下的相互作用研究

桩与承台 (或基础 )之间可能有嵌入、接触和隔一层褥垫层三种构造形式 ,针对现有桩与承台连接的复合桩基和在桩顶设置褥垫层的刚性桩复合地基构造形式 ,提出了在桩顶与基础之间预留净空以发挥土承载力的一种新的构造形式。对不同构造形式 ,进行了一系列现场足尺单桩复合地基试验 ,对竖向荷载作用下承台 (基础 ) -桩 -土相互作用、破坏模式、承载力确定等进行了对比分析与研究。     

柔性基础下复合地基解析分析方法现状研究

随着复合地基技术的广泛应用，刚性基础下复合地基性状分析已有较完善的理论和方法，而柔性基础下复合地基的理论研究相对还不成熟，且远远滞后于工程应用。本文对目前柔性基础下复合地基的解析法研究现状进行概括，并指出目前在解析法研究柔性基础下复合地基中存在的不足及需要加以改进的地方；分析了柔性基础下复合地基的荷载传递机理；并提出了综合考虑柔性基础一垫层一复合地基一下卧层土体四者共同作用的解析分析模型，可供后续开展柔性基础下复合地基解析法分析的研究人员参考使用。     

水泥搅拌桩复合地基褥垫层作用的三维有限元分析

本文运用Marc软件对水泥土桩复合地基性状进行了研究,分析了褥垫层对水泥土搅拌桩复合地基中桩土应力的调节作用,以及复合地基应力随褥垫层模量和厚度的变化规律等,为复合地基褥垫层厚度的设置及垫层材料的选择提供了依据,有利于复合地基的优化设计。     

带褥垫层刚-柔性桩复合地基工程性状的试验研究

为充分调动地基土参与基础的共同工作,近年来我国土木工程界根据工程实践经验,提出用柔性短桩处理浅层软弱土、刚性长桩控制沉降、褥垫层调整和改善桩土应力分担比的带褥垫层刚-柔性桩复合地基形式。为研究这种新型复合地基的工程性状,本文作者在杭州某采用该种地基的七层住宅楼基底埋设压力盒进行现场观测。实测数据表明,在垫层的作用下,桩土荷载分担在加载初期的弹性阶段近似按各自的相对刚度分配,随着上部荷载的增加,浅层地基土和柔性桩逐渐进入非线性状态,新增荷载主要由刚性桩来承担。本文结果为进一步的理论研究和工程设计提供了有益的依据。     

刚性桩复合地基体系中褥垫层减震效应研究

基于上海7度设防烈度规范标准反应谱生成人工地震波，选取一软土场地中的10层混凝土框架结构为例，利用通用有限元分析软件ABAQUS进行刚性桩复合地基-筏板基础-上部结构体系和桩筏基础-上部结构体系的建模及动力时程分析，对比在6度、8度罕遇地震作用下主要受力构件（桩体和上部结构）的动力响应，归纳刚性桩复合地基体系的抗震特点。结果表明，复合地基体系中，褥垫层表现出较好的减震作用，桩基内力包络值明显减小，而位移仅略有增加；上部结构水平加速度、水平位移、层间位移及内力响应均明显减少。可见设置褥垫层的抗震性能优于不设置褥垫层的情况，且大震效果更优。     

褥垫层设计参数对刚柔长短桩复合地基的特性影响研究

本文对工程中常用的刚柔性长短桩复合地基在不同褥垫层设计参数下的工程特性进行分析,利用有限元方法分析了不同的褥垫层弹性模量、褥垫层厚度对刚柔性长短桩复合地基刚性桩、柔性桩的承载特性、桩土应力比、复合地基沉降等的影响。分析结果表明,刚性桩、柔性桩与土的应力比都随褥垫层弹性模量的增大而增大,随褥垫层厚度的增大而减小,沉降也随褥垫层弹性模量的增大而减小,随褥垫层厚度的增大而增大。根据分析,文中给出了褥垫层弹性模量和厚度的参考值,可为该类型复合地基的设计和应用提供参考。     

带帽刚性桩复合地基现场足尺试验研究

为深入、全面了解带帽刚性桩复合地基工作性状,通过在苏州绕城高速公路两试桩区的现场足尺试验,重点研究带帽刚性桩复合地基的荷载沉降、载荷板与桩体的沉降差、地表土应力分布特征、剖面沉降等性状规律。试验研究结果表明:带帽长桩型复合地基较带帽短桩型复合地基易于控制地基沉降变形和提高地基承载力,在设计荷载下带帽短桩型复合地基较带帽长桩型复合地基更能发挥地基土承载作用,桩帽下土体与桩帽间土体承载性能及发挥程度不同。由于桩帽能均化桩顶应力,起到刚性板作用,带帽桩体与桩帽下土体能产生近似等量的竖向变形,同时保证了垫层的整体效应。试验分析成果有助于建立带帽刚性桩复合地基计算模型、完善带帽刚性桩复合地基工作性状研究以及优化工程设计。     

刚性桩复合地基工程性状的数值分析

运用有限元法系统地分析了刚性桩复合地基中的桩、土荷载分担特性以及基础沉降与垫层特性、桩长、桩距等影响因素之间的关系,还探讨了垫层作用下刚性桩复合地基的有效桩长等问题,所采用的分析方法和一些结论具有工程参考价值。     

柔性垫层在复合地基中的作用及其试验研究分析

通过分析复合地基形成条件及桩土共同作用机理,探讨柔性垫层在复合地基中设置的必要性和调节作用,并通过不同材料、不同厚度的垫层的现场试验研究分析,得出了一些有益的结论。在复合地基中,在桩顶与刚性基础之间设置一定厚度的柔性垫层,可以调整桩土应力比,充分发挥桩间土的承载能力,减少基础底面的应力集中。从而为复合地基的设计、施工提供科学依据和技术支撑。     

基于沉降控制的刚性桩复合地基设计方法及应用

Some problems of rigid pile composite foundation design according to current codes have been analyzed. After investigating the function of cushion in rigid pile composite foundation and the influence rules of cushion thickness and stiffness of soil on pile-soil stress ratio,the tangent modulus method proposed by YANG Guanghua is used to study the design method according to settlement control. The design method is presented as follows. Firstly,supposing that pile and soil are independent systems,the nonlinear p-s curves(where p is stress,s is settlement) of pile and soil are calculated,respectively. Then,according to the deformation compatibility principle,the settlement curve of composite foundation is obtained by the above p-s curves. Finally,by controlling settlement and adjusting cushion thickness,loads on piles and soil are optimized,which makes the design of rigid pile composite foundation reach the best state. A practical project design is optimized by this method. The calculation value is very close to the measured settlement,which proves the rationality of this design method. This method better considers pile-soil interaction;and its parameter determination is relatively simple and reliable,so as to give a new idea in rigid pile composite foundation design.     

刚性桩复合地基理论及其在广东地区的应用

针对目前刚性桩复合地基现行设计方法的不足,根据刚性桩复合地基桩土的荷载分担情况,通过桩身刚度、桩间土的刚度及桩顶砂垫层厚度等影响因素的分析,提出一种既考虑力的平衡、又考虑变形协调的刚性桩复合地基设计新方法。该方法在广东地区几个项目的应用结果表明:所提出的计算方法是合理可行的。采用刚性复合地基的沉降量与通常桩基础比较没有明显的差别。     

多元复合地基中桩土应力比的试验研究

通过对刚-柔性桩组合的多元复合地基模型在不同褥垫层厚度的静载荷试验所得的数据,分析了多元复合地基中桩土应力比、桩土荷载分担比随荷载的变化关系及不同褥垫层厚度对桩土应力的影响。试验结果表明:在刚-柔性桩组合的多元复合地基中,随着总荷载的增加,刚性桩分担的荷载百分比及桩土应力比均增加,而柔性桩及桩间土分担的荷载百分比均减小,随着褥垫层厚度的增大,刚性桩和柔性桩与土之间的应力比均降低,但刚性桩的桩土应力比减小的幅度比柔性桩大得多。     

带褥垫层刚-柔性桩复合地基性状试验研究

为了研究带褥垫层刚-柔性桩复合地基这种新型复合地基桩土共同作用特征,在温州地区选择了一个采用刚-柔性复合地基的工程开展静荷载试验研究。在条形基础下抽取一根钻孔灌注桩(刚性桩)和四根水泥搅拌桩(柔性桩)进行刚-柔性复合地基静荷载试验,分析整个加荷过程中复合地基的承载变形规律。试验结果表明复合地基Q-s曲线呈缓变形,承压板底土反力分布呈现出中部大边部小的形态,土应力在桩端平面出现应力增大现象,复合地基中刚性桩、柔性桩桩顶均出现负摩阻力。另外,通过反分析方法确定本次试验中钻孔灌注桩、水泥搅拌桩和桩间土的承载力发挥度分别为0.97、0.73、0.99。     

考虑负摩阻力的刚性桩复合地基中性面深度及桩土应力比计算

研究了刚性桩复合地基桩侧摩阻力在线性模式下中性面深度及桩土应力比的计算方法。根据刚性桩复合地基各组成部分的沉降变形关系,推导了垫层–桩–土的变形协调方程。考虑负摩阻力对桩土工作性状的影响,将桩侧摩阻力分布由试验曲线简化为线性模式,同时考虑桩顶刺入褥垫层,桩底刺入下卧层,结合桩土变形协调方程推导了中性面深度、桩顶平面桩土应力比、中性面桩土应力比的计算公式。分析了多种因素对中性面深度及桩土应力比的影响,结果表明:刚性桩复合地基的中性面深度比在0.15~0.35之间,中性面桩土应力比相比桩顶平面桩土应力比增大10%~40%。最后应用于某工程现场载荷试验和某刚性桩复合地基模型试验,计算值与试验值吻合较好。