云南泥炭质土层劲性复合桩承载力特性研究

泥炭质土作为云南地区特有的土质,是一种特殊的软土地基,这使得桩基的选择成为重中之重。劲性复合桩作为一种新型组合桩型,是利用水泥土桩内部插入相应芯桩组合而成,对整体承载性能有很大提升,并且对软土地基处理有着良好的效果。本文通过室内模型试验,研究不同芯桩长度及不同截面大小的劲性复合桩的荷载—沉降曲线、桩身轴力及桩身侧摩阻力,得出劲性复合桩在荷载作用下的承载特性。试验表明：劲性复合桩荷载沉降曲线呈“缓降”型,表现为大直径桩的承载特性;芯桩承担主要荷载,轴力与摩擦力在芯桩底端截面处发生突变。     

混凝土芯水泥土复合桩混凝土-水泥土界面摩擦特性试验研究

混凝土芯水泥土复合桩是由高强度混凝土芯桩和水泥土组成的新型复合桩。芯桩-水泥土以及水泥土-桩周土之间的界面摩擦特性是影响复合桩荷载传递规律的关键因素,目前对芯桩-水泥土界面摩擦特性的研究还较少,而且常规的二维平面剪切试验也无法研究芯桩的直径和截面形状等因素对界面特性的影响。文章采用自主研发的三维桩土接触面剪切试验装置,模拟工程实际情况,对预制混凝土芯桩-水泥土界面摩擦特性进行研究。剪切试验结果表明：混凝土-水泥土界面在剪切试验过程中经历了弹性阶段、脆性破坏阶段和剪切滑移三个阶段,采用三折线模型可以较好地描述其本构关系;界面极限侧摩阻力与芯桩含芯率(或直径)密切相关,随含芯率增加表现为先大幅减小而后逐步趋于稳定;界面极限侧摩阻力与水泥土无侧限抗压强度存在近似线性关系,其值约为水泥土无侧限抗压强度的0.064～0.259倍,而界面残余侧摩阻力受含芯率和水泥土养护龄期的影响相对小;在芯桩侧表面积相同的情况下,圆芯复合桩界面极限侧摩阻力约为方芯复合桩的1.329倍;界面极限相对位移受含芯率、水泥土龄期及芯桩截面形状影响较小,基本在1.23～2.40mm。     

劲芯复合桩外界面力学特性试验研究

常规的劲芯复合桩是由钢筋混凝土芯桩和外包水泥土组成的组合构件,劲芯复合桩具有双重界面,即由"芯桩"与"水泥土"构成的内界面、和由"水泥土"与"桩周土"构成的外界面,很多情况下,其竖向承载力取决于外界面的抗剪强度。本文针对此类劲芯复合桩,通过同直径多桩型桩对比试验研究发现,其比传统桩型竖向承载力提高32%～76%、总侧阻力提高61%～99%;通过无端承桩静载试验研究发现,实测总则阻力是按规范经验公式计算值的2倍。试验结果表明,劲芯复合桩外界面具有优异的力学性能。     

劲性复合桩外界面侧阻强化效应试验研究

劲性复合桩通常是由钢筋混凝土芯桩和外包水泥土组成的组合构件,其具有双重界面,即由"芯桩"与"水泥土"构成的内界面以及由"水泥土"与"桩周土"构成的外界面.试验研究表明:劲性复合桩具有摩擦型桩和大直径桩的特性;同比条件下,其竖向承载力比钻孔灌注桩提高62％～76％,其外界面总侧阻力比钻孔灌注桩提高73％～91％;外界面总...     

楔形劲芯水泥土复合桩沉芯效应模型试验研究

为探讨楔形劲芯水泥土复合桩在静力沉芯过程中的沉芯效应,在PVC管中分层填筑水泥土,然后分别静力压入1根等截面模型桩和2根不同楔角的楔形模型桩。通过试验数据整理分析,获得等截面和楔形芯桩静力沉芯过程中桩身应变、桩周水泥土表面的竖向位移、贯入阻力与沉芯深度的规律。研究结果表明:在楔形内芯的作用下,楔形劲芯水泥土复合桩不仅内芯对水泥土的挤压作用远大于等截面劲芯水泥土复合桩,而且水泥土外桩也会变成上端大、下端小的楔形形状;沉芯过程中,距楔形芯桩中心10cm监测范围内桩周土表没有出现隆起,而最小沉降量出现在距桩中心10cm处,最小沉降量为1mm;楔形芯桩的贯入阻力随贯入深度和楔角的增加而增加。     

路堤荷载下砼芯水泥土搅拌桩复合地基现场试验研究

针对砼芯水泥土搅拌桩复合地基处理高速公路深厚软土段的工程实例,通过地表沉降、分层沉降、深层水平位移、砼芯荷载以及桩土应力比测试,讨论了砼芯水泥土搅拌桩处理深厚软土地基的加固效果,荷载分布和传递规律。测试结果表明：砼芯水泥土搅拌桩对于路基沉降和水平位移控制效果优于水泥土搅拌桩,且横断面差异沉降较小。复合地基的主要压缩量发生在桩顶至砼芯底端一定范围的土体内,沉降发生深度由砼芯控制。砼芯水泥土搅拌桩上部出现负摩阻力,中性点位于砼芯1/3长度处。桩土应力比为水泥土搅拌的2～3倍,与刚性桩相近,桩体承担大部分路堤荷载。砼芯水泥土搅拌桩复合地基排水通畅,超静孔隙水压力消散迅速。路堤荷载下砼芯水泥土搅拌桩工作特性与载荷板试验下的测试结果有所不同。最后从沉降和承载力控制角度给出了砼芯水泥土搅拌桩复合地基的设计方法     

MC劲性复合桩技术在高层住宅工程中的应用

MC劲性复合桩是在水泥搅拌桩成桩后,在其中心施打混凝土预制桩或灌注桩,形成MC劲性复合体。该桩型既充分利用大直径、廉价水泥土桩体的凝结力和大表面积来提供摩阻力,又利用混凝土内芯桩的低压缩性、高强度来承担荷载,可充分发挥和利用两种桩型的优势。     

劲芯水泥土桩单桩竖向承载性能与破坏模式研究

劲芯水泥土桩是一种新型的复合桩,目前国内外对于劲芯水泥土桩单桩承载-破坏模式尚缺乏统一认识。基于相似理论,设计了室内劲芯水泥土单桩静载荷模型试验。采用反映桩体材料破坏后特征的应变软化模型,模拟室内单桩竖向承载模型试验过程。研究表明,相比于莫尔-库仑模型,应变软化模型能够更好地反映桩体材料破坏后的性状,模拟的破坏模式与试验结果接近。基于应变软化模型,讨论了芯长比、含芯率和端承条件对劲芯水泥土桩的竖向承载特性和破坏模式的影响。劲芯水泥土桩单桩竖向受荷时存在3种破坏模式:芯桩桩顶受压破坏、芯桩刺入外桩破坏、桩周土体破坏。采用现行规范中劲芯水泥土桩极限承载力计算方法进行对比分析,发现大部分工况下计算的承载力与数值模拟结果较为接近,但其适用性还需做进一步研究。     

劲性搅拌桩的试验研究

本文提出的由水泥土和混凝土两种材料组成的劲性搅拌桩解决了搅拌桩强度、刚度不足的问题,使搅拌桩桩侧阻力得以充分发挥。通过第一批 24根原型桩系列对比试验,证实芯长和含芯率适当的劲性搅拌桩平均具有高于混凝土桩 30％以上的承载力,并初步掌握了劲性搅拌桩的载荷特性、工作机理和成桩工艺。     

变荷载下劲性搅拌桩复合地基固结分析

采用劲性搅拌桩加固地基的复合地基技术越来越多地被用于实际工程,而对其固结理论的研究有待深入。基于等应变假定,推导出劲性搅拌桩复合地基在变荷载作用下桩间土的固结方程,采用双层地基一维固结理论求解该固结方程,得到了桩间土中的平均超静孔隙水压力和复合地基整体平均固结度的解析表达式。通过与固结度有限元分析结果的比较,评价了固结度解析表达式的计算精度。利用该固结度解析表达式进行参数分析,研究了劲性搅拌桩复合地基的固结特性。研究结果表明,劲性搅拌桩复合地基的固结速率远大于传统的水泥搅拌桩复合地基,它随着劲性搅拌桩的置换率、芯桩芯长比和水泥土外壳材料压缩模量的增大而增大。芯桩的截面含芯率和压缩模量对复合地基固结速率影响很小。     

劲性搅拌桩芯桩长度的数值分析

劲性搅拌桩是适用于软土地基的一种新型复合桩,桩体由水泥土环桩内包钢筋混凝土芯桩组成。这种桩具有施工方便、造价低廉、单桩承载力高、桩身质量稳定可靠和无污染等多方面的优点,是一种极具开发前景的新型桩。在承载力机理和理论研究方面,针对劲性搅拌桩整体承载力的研究已较为成熟。但关于不同长度的芯桩对劲性搅拌桩整体受力性能及土体的应力应变影响尚缺乏研究。本文以现有的试验数据为基础,借助MIDAS/GTS有限元分析工具对不同芯桩长度的劲性搅拌桩进行的拟合计算;对数值计算结果进行对比分析并得出芯桩长度的合理取值,为劲性搅拌桩的推广和应用提供一些参考。     

软土地基MPC劲性复合桩现场试验研究

水泥土与预制混凝土复合桩(MPC劲性复合桩)采用搅拌法先施工水泥土桩,在水泥土桩桩身达到适当强度之后压入预制混凝土桩.桩顶荷载先通过预制桩桩侧传递至桩周水泥土中,再通过水泥土搅拌桩传递至水泥土桩桩周土,形成MPC劲性复合桩的荷载传递规律.为了研究其荷载传递规律和承载特性,在昆明盆地软土分布区进行了MPC劲性复合桩现场载...     

劲性搅拌桩复合地基非线性有限元分析

以有限元程序ANSYS为工具,对劲性搅拌桩单桩的工作性状进行了分析研究。软土中不同芯桩长度和截面含芯率的劲性搅拌桩的内力和变形的分析。结果表明：劲性搅拌桩的荷载主要由桩侧摩阻力承担,传至桩端的荷载所占比例很小;并且存在一个最佳芯长和最优截面含芯率。进一步与同等条件下的混凝土单桩的对比研究发现,劲性搅拌桩的性能与混凝土桩十分类似,在一定条件下可以替代混凝土桩使用。     

劲芯复合桩施工关键工艺参数及控制

劲芯复合桩施工包括水泥土柱体施工和芯桩施工两道工序,水泥土柱体的施工多采用水泥土搅拌法来实施,芯桩多采用预制桩静压法或锤击法施工。劲芯复合桩的质量控制的关键是水泥土质量和复合桩同轴度。水泥土质量的关键工艺参数是水泥土掺入量、水泥土搅拌均匀程度,江苏沿海地区工程实践表明,应使施工参数、设备参数与设计参数三者相互匹配才能达到更好的水泥土质量。同轴度取决于芯桩与水泥土体的同心度和垂直度,实践证明,施工场地达到一定平整度和承载力同时,必须精确控制打桩机械机架的垂直度。     

悬浮长芯劲性搅拌桩复合地基固结解析解

推导出瞬时加荷情况下悬浮长芯劲性搅拌桩复合地基的固结方程和相应的定解条件,利用三层地基一维固结理论,建立了相应的固结解析解,包括桩间土和下卧层土中超静孔隙水压力解答和复合地基整体平均固结度解答。通过固结速率解析解与有限元数值解的比较,证明了解析解的合理性。利用解析解进行复合地基固结速率影响因素分析,研究了悬浮长芯劲性搅拌桩复合地基的固结性状。结果表明:悬浮长芯劲性搅拌桩复合地基的固结速率主要受桩的贯入比和下卧层刚度的影响。复合地基的固结速率随桩的贯入比和下卧层土压缩模量的增加而增大。搅拌桩壳长度、厚度和刚度以及芯桩截面含心率的变化对复合地基固结速率没有影响。增加芯桩的压缩模量只会使固结前期复合地基的固结速率略微减小,不会影响固结后期复合地基的固结速率。     

非取土引孔劲性复合桩在桥梁工程中的应用

非取土引孔劲性复合桩是一种刚性预应力管桩与柔性水泥土搅拌桩相结合的新型复合桩型,该类桩型结合打入管桩与灌注桩的承载力高、水泥土桩侧摩阻力大的优点,在承载力与性价比等方面有独到优势。随着劲性复合桩应用领域的拓展,不仅应用于抗压、水平向受载,还应用于抗拔、复合受载等构筑物。探讨劲性复合桩在桥梁工程中的应用,积累和丰富研究成果,具有可观的社会效应、经济价值和良好的工程应用前景。     

夯扩载体劲芯桩多元复合地基施工

载体劲芯桩多元复合地基刚柔相济，综合了载体桩、柔性桩和刚性桩三类单元桩的优点，大幅度提高了地基的均匀性和整体强度。在软土地基处理中，能最大限度地发挥群桩的承载特性，适用于市政、工民建等多个领域的软土地基处理施工。     

夯扩载体劲芯桩多元复合地基施工

载体劲芯桩多元复合地基刚柔相济，综合了载体桩、柔性桩和刚性桩三类单元桩的优点，大幅度提高了地基的均匀性和整体强度。在软土地基处理中，能最大限度地发挥群桩的承载特性，适用于市政、工民建等多个领域的软土地基处理施工。     

管桩水泥土复合桩荷载传递规律研究

管桩水泥土复合桩是一种新桩型,可用于软土地基处理。为研究其荷载传递规律,采用现场荷载试验、桩身光纤光栅应力测试及数值模拟,分析各级荷载下管桩及水泥土桩身轴力、桩侧摩阻力及桩端阻力分布特征。研究管桩、水泥土有效复合变形协调条件及各自荷载承担比例;给出各段压缩量随桩顶荷载的变化规律;比较该桩型区别于一般管桩的沉降、抗力特点。研究表明:复合桩Q-s曲线呈缓变型;管桩是上部荷载的主要承担者,其工作特性与刚性单桩相似;桩端阻力占桩顶荷载比例较小,复合桩表现出摩擦桩的工作特性;管桩和水泥土侧摩阻力分布规律相似,其比值约为水泥土和管桩外径的比值。     

峰值后软化水泥土桩复合地基工作机制研究

基于收集到的三轴试验资料,建立了一个可考虑峰值后软化性能的水泥土力学模型。采用该模型对水泥土单桩复合地基体系进行了数值模拟分析,研究了水泥土复合地基的荷载-沉降曲线、水泥土桩的轴向力、侧摩阻力和桩土应力比,以及母土、水泥掺合比、桩径和桩长等因素的影响。基于模拟分析的结果,得到水泥土桩端破坏是水泥土桩复合地基承载力的控制条件。研究了水泥土桩端破坏时的桩端变形和桩身压缩。基于水泥土复合地基破坏机制,对确定水泥土桩复合地基承载力提出了建议。