CFG桩加固高层建筑地基沉降变形与参数敏感性分析

为研究高层建筑工程中CFG桩复合地基变形特性及其影响因素,以福州市晋安区华玺公馆小区高层建筑地基处理实际工程为例,通过FLAC3D建立数值模型并进行计算分析,研究了CFG桩桩长、桩径和桩间距对复合地基加固效果的影响。研究结果表明,地基表面、桩间土和下卧层的最大沉降随桩长的增大逐渐减小,桩土应力比逐渐增大,在保证桩端能伸入合适的持力层条件下,可选取较小的桩长以节约成本;随着桩径的增大、桩间距的减小,地基表面、桩间土、下卧层的最大沉降及桩土应力比均呈现减小的趋势,在满足地基沉降要求的条件下,应综合考虑桩土应力比,选取合适的桩径和桩间距;对于该复合地基,选取最优桩长为16.0m,最优桩径为0.5m,最优桩间距为2.0m。     

不同加筋方式下碎石桩复合地基承载性能试验研究

制作一套碎石桩复合地基室内模型试验装置,开展11组加筋碎石桩复合地基室内模型试验和2组未加筋对比试验,以研究不同包裹长度、加筋间距及加筋组合方式下复合地基承载能力、桩土应力比、承载能力改善率和桩体鼓胀变形情况。试验结果表明：相比较传统碎石桩,筋材的加入对复合地基承载力有明显提升,全长包裹的垂直加筋提升效果最为显著;复合地基承载力提升较大的加筋方式对应的承载能力改善率和桩土应力比值较大,承载能力改善率随加筋长度和加筋间距的增加而增大;复合地基的桩土应力比值随沉降增加呈现出一定幅度的波动,并随加筋间距缩小和加筋长度增加而增大;不同加筋方式下桩身变形规律存在一定差异,采用全长包裹的垂直加筋方式下,桩体鼓胀变形较为均匀且变形量小,对复合地基承载能力的提升以及桩体鼓胀变形的抑制效果更佳。     

附加应力法计算刚性桩复合地基路基沉降

部分刚性桩复合地基路基实际沉降超过计算沉降的重要原因之一是现有沉降计算方法存在严重缺陷。在分析桩土沉降关系和桩土作用的基础上,提出了路堤下刚性桩复合地基沉降计算新方法——附加应力法。首先根据桩土作用计算桩土附加应力,然后采用分层总和法计算复合地基沉降。经工程实例验证后,利用附加应力法研究了桩长、桩间距、扩底、桩帽等因素对路基沉降的影响,并与现行方法计算的沉降进行对比。分析表明:附加应力法可以考虑单桩竖向承载力、桩帽转移荷载能力、桩土相互作用等因素的影响,计算沉降与实测沉降接近;利用桩帽将路堤大部分荷载转移到桩顶可以有效减小路基沉降;扩底比桩长加大更经济合理;按"强桩、大间距、大桩帽"原则设计的复合地基比密桩复合地基更经济合理。     

水泥土搅拌桩复合地基试验研究

在对水泥土搅拌桩复合地基静载荷试验的基础上，分别对桩长和桩间距对复合地基承载力的影响、桩长与复合地基沉降量的关系以及不同桩间距和上部荷载下桩土应力比的变化规律进行了分析和研究，系统地阐述了水泥土搅拌桩复合地基特性，得到了一些有益的结论。     

CFG桩复合地基有限元分析

结合工程实例,采用有限元分析软件对CFG桩复合地基特性进行研究,分析了桩间距、桩长径比、置换率等因素对沉降的影响。减小桩间距,CFG桩复合地基整体沉降减小的效果比较明显,但桩间距减小到一定程度,基础沉降趋于稳定;通过增大桩径来增加置换率对桩基础沉降影响不大;增加桩长有利于减小基础沉降,但超过一定程度,继续增加桩长,减小沉降的效果不明显;桩土模量比越大,基础沉降越小,但桩土模量比达到一定程度,基础沉降趋于稳定。利用CFG长桩控制基础沉降,同时利用碎石短桩提高承载力,长桩短桩结合利于实现技术与经济的有机统一。     

现浇X形桩复合地基静载荷试验研究

结合南京市桥北污水处理厂软土地基处理工程,开展了现浇X形桩单桩、单桩复合地基和多桩复合地基的静载荷试验研究,现场测得其荷载-沉降关系曲线、桩身轴力与桩侧阻力、桩土荷载分担与桩土应力比、桩侧阻力与桩端阻力的分布规律,重点论述分析了多桩复合地基竖向承载力的变化特性和规律。试验研究结果表明:X形桩单桩承载力、单桩及多桩复合地基承载力均符合设计要求;布桩间距、布桩方式及桩长是影响单桩复合地基承载力的主要因素;多桩复合地基的受力特性及变形规律与单桩复合地基基本相同;多桩复合地基桩侧阻力的整体分布规律符合传统圆形桩特点,且中性点位置在桩长的1/4～1/3处;在满足设计要求时,桩土荷载分担比例桩约为63%、土约为37%,桩土应力比约为27;桩的最大侧阻力值是桩承载力值的73.2%,具有典型的摩擦桩的特性。试验研究成果为X形桩复合地基在市政构筑物软土地基处理设计和施工应用提供了可靠的参考依据。     

现浇薄壁管桩复合地基竖向承载特性分析

为了解现浇薄壁管桩复合地基的加固机理,在盐通高速公路试验段进行现浇薄壁管桩单桩复合地基静载试验。试验结果表明:现浇薄壁管桩成桩质量好,承载性能好。建立现浇薄壁管桩复合地基三维模型,通过有限元模拟,与现场静载试验结果对比,表明建立的模型是可行的。基于该模型分析了褥垫层模量、桩间距、桩长、土体模量等因素对现浇薄壁管桩复合地基承载性能的影响。结果表明:褥垫层能较好调节桩土应力分配,使桩土共同工作;较大的桩间距虽能充分发挥桩、土承载力,但桩间距的选择要兼顾承载力与变形要求;桩长的增长有利桩体承载力的发挥。地基土模量大有利于桩侧阻的发挥。     

建筑垃圾再生材料灰土挤密桩成桩应用试验

为了掌握建筑垃圾再生材料在灰土挤密桩处理湿陷性黄土地基中的应用性能,首先通过材料力学性能试验确定了粒径为0～30 mm、建筑垃圾与灰土比例为72:28的建筑垃圾灰土挤密桩填料。然后完成了4组不同距径比的试桩应用试验,得到了不同距径比下的桩间土湿陷系数、桩间土挤密系数、桩间土静力触探曲线、复合地基荷载-沉降曲线等应用性能参数及特点。结果表明:桩间距越大,桩间土湿陷性系数越小; 距径比越小,桩间土挤密系数越大,桩间土的比贯入阻力越大; 在试验路段采用距径比2.25的建筑垃圾灰土挤密桩方案时,桩身容许承载力为175 kPa,复合地基承载力特征值为260 kPa,挤密效果良好; 成桩7 d浸水试验后复合地基承载力和桩身承载力平均下降14.3%,但仍满足桩设计要求; 研究结果验证了建筑垃圾再生材料灰土挤密桩处理湿陷性黄土地基的可行性,为工程应用提供性能参数参考,可进一步扩大建筑垃圾的使用范围。     

刚性桩复合地基沉降计算方法的研究及应用

在刚性桩复合地基设计中,刚性桩布桩间距等于3～5倍桩径。桩长和桩径根据复合地基承载力和沉降设计目标值确定。就刚性桩复合地基承载力和沉降计算水平比较而言,刚性桩复合地基沉降计算水平尤为重要,且按变形控制设计比按承载力控制设计更合理。通过对现有刚性桩复合地基理论和考虑承台效应的复合桩基理论进行分析探讨,利用刚性桩现场单桩荷载试验和多桩复合地基大型荷载试验成果,对现有计算刚性桩复合地基沉降的方法进行改进,得出初步结论。     

二元桩复合地基在湿陷性黄土中的应用研究

为解决庆阳大厚度强湿陷性(Ⅳ级)黄土场地上高层建筑的场地湿陷性和地基承载力不足问题,采用素土挤密桩与钢筋混凝土钻孔灌注桩组成的二元桩复合地基,其中素土挤密桩:等边三角形布设,桩长24.5mm,桩间距900mm,桩排距780mm;钢筋混凝土灌注桩:桩径700mm,桩长35m,混凝土强度等级C30。室内土工试验和现场测试表明:素土挤密桩处理深度范围内的湿陷性完全消除,挤密效果良好,桩间土的物理力学性能明显改善;同时,3根钢筋混凝土灌注试桩的Q-s曲线均呈缓变型,而且桩顶最大沉降量为10.53mm,单桩承载力与沉降量均满足设计及规范要求。     

软土地区竹节桩复合地基承载特性试验研究

结合东钱湖车辆基地软基处理工程,开展了桩间距分别为1.8 m、2.0 m和2.2 m,桩长20 m、22 m和24 m,正方形布置(4×4)的竹节桩复合地基承载变形特性试验研究。对3个试验工况的竹节桩复合地基进行了单桩、单桩复合地基静载荷试验,测定了桩土应力比及群桩复合地基的沉降,结果表明:本场地3个工况竹节复合地基的单桩抗压承载力和复合地基承载力均满足120 kPa的设计要求;各工况单桩静载试验测试的桩土应力比主要分布在4.0~6.0间,群桩静载试验测试的桩土应力比差异较大,随桩间距的增大而减小。竹节桩复合地基在宁波软土地区具有较好的适用性。     

地基处理中减小沉降效果的加固方式比较

以某筏板基础地基处理方式为例,对复合搅拌桩增加桩长、增加桩径、减小桩间距对沉降效果的影响进行了分析比较,得出复合地基处理中增加桩长比增加桩径、减小桩间距效果明显,对现实施工具有一定参考价值。     

型钢混凝土桩加固复合地基沉降计算分析

型钢混凝土桩是一种在钢筋混凝土内部埋置型钢的复合桩,具有承载力高、抗剪能力强、抗震性能好及使用寿命长等优点。目前,国内外对利用型钢混凝土桩加固地基的研究相对少见。利用ABAQUS软件模拟型钢混凝土桩加固路基,研究桩长、桩径及桩间距对路基沉降的影响。结果表明,在承受相同荷载条件下,型钢混凝土桩复合地基沉降量更小;当桩长大于软土层厚度,桩体下部持力层较为坚固时,路基的最大沉降值趋于稳定;桩径和桩间距的变化均会影响路基沉降,桩间距对路基沉降的影响更为明显。     

某工程水泥搅拌桩复合地基的载荷试验研究

通过现场复合地基静载荷试验和桩土应力比的测试,探讨了水泥土复合地基桩距拉大以后的承载性状和桩土应力比。试验结果表明：复合地基在“有效桩长”范围内,承载力可以满足要求,并形成“加筋垫层”,有效扩散应力,使沉降变形减小;桩土应力分布合理,使桩和土体各部分的承载潜能均可以得到较好地发挥,从而使复合地基可以较好地满足承载和沉降的要求。     

CFG桩复合地基参数敏感性数值模拟

采用有限元分析软件对CFG桩复合地基特性进行研究,对不同的敏感因子,如结构类型、桩间距、桩长和桩布置方案对CFG桩复合地基沉降规律以及桩土应力比的影响进行数值模拟。研究表明:CFG桩复合地基采用桩板方案时,地基沉降更加均匀;减小桩间距,CFG桩复合地基整体沉降减小的效果比较明显;增加桩长有利于减小沉降,长短桩的使用可以降低工程费用,使工程更加经济;边坡疏桩可以减小路基的沉降盆。     

刚性桩复合地基沉降计算方法的分析探讨及研究应用

在刚性桩复合地基设计中,刚性桩布桩间距等于（3-5）倍桩径,桩长和桩径根据复合地基承载力和沉降设计目标值确定,刚性桩复合地基的承载力计算、特别是刚性桩复合地基沉降计算是刚性桩复合地基设计的关键。本文通过对现有刚性桩复合地基理论和考虑承台效应的复合基桩理论进行分析探讨,并利用刚性桩现场单桩荷载试验和多桩复合地基大型荷载试验成果,对现有计算刚性桩复合地基沉降的方法进行改进,得出的初步结论可供设计参考。     

刚性桩复合地基沉降变形与影响因素分析

探讨天津软土地区刚性桩复合地基桩、土、垫层共同作用的特点,分析不同荷载作用下刚性桩复合地基桩土位移场及桩土应力比的变化规律;采用ANSYS有限元软件分析垫层模量、桩间土模量及桩间距等因素对复合地基沉降变形的影响。研究表明,桩间土模量的变化对刚性桩复合地基的整体沉降量影响较显著,复合地基的整体沉降量随桩间土体模量的增加而减小;桩间距是控制刚性桩复合地基整体沉降量的主要因素之一。地基沉降量随桩间距的减小而减小,但桩间距过小时,对减少刚性桩复合地基整体沉降量的作用并不明显。     

黄土地基中大直径超长桩受力特性的非线性有限元分析

基于通用有限元软件ANSYS对黄土地基中大直径超长桩受力特性进行探讨,通过改变桩长、桩径和桩土模量比等因素对其承载性能与沉降变形特性进行了研究。结果表明:黄土地基中大直径超长桩基的荷载-沉降曲线呈缓变型,没有明显拐点,且改变桩长、桩径和桩土模量比等因素对其曲线形式影响较小。桩长、桩径和桩土模量比的改变对其极限承载力的提高和减小沉降的能力有所不同,因此在设计超长桩基时需综合考虑桩土模量及合理的长径比。     

刚性基础下复合地基桩长计算方法

由于刚性基础下的复合地基没有考虑桩土变形协调和土的沉降位移,桩土相对位移计算偏大,导致计算桩侧摩阻力值偏大而设计桩长偏小。针对复合地基传统设计方法的不足,建立了一个考虑桩土变形协调和土的压缩变形对桩体荷载传递影响的双曲线模型函数,以及建立了荷载从桩顶向下传递计算的方法,可更准确计算桩侧摩阻力及桩端荷载,桩底土层沉降采用切线模量法计算,以桩体压缩量及桩端土体沉降量为控制要求,进而可以确定满足复合地基承载力及沉降要求的单桩长度。通过工程实例验证,该方法计算得到的复合地基桩长与实际工程中桩长基本一致,为今后复合地基桩长设计提供参考。     

刚性桩复合地基与复合桩基工作性状对比试验研究

针对高层建筑筏板荷载分布特点,采用内密外疏布桩方式,通过现场缩尺(1:10)模型试验,完成了带上部结构的复合地基与复合桩基载荷试验,分析了筏板沉降、桩端平面以下地基沉降和筏板外侧地面沉降、筏板下桩土反力分布、桩身轴力和侧摩阻分布及桩土荷载分担比,研究了工作荷载下复合地基与复合桩基的工作性状。与复合桩基相比,得出复合地基总沉降大、差异沉降小、桩端平面以下沉降小、桩上段存在负摩阻、桩间土荷载分担比大、桩荷载分担比小的试验结果;复合地基可以更好地调动浅层地基土承载力,而复合桩基则能更好地调动深层地基土承载力,所得结论可为进一步理论研究及工程设计提供有益参考。