层状地基中混合桩型复合地基的分析方法

在均质地基中混合桩型复合地基积分方程求解方法的基础上,引入弹性层状理论,推导出层状地基中混合桩型复合地基的积分方程解答,从而建立层状地基中混合桩型复合地基较为完整的理论分析体系。通过数值计算,可求得垫层作用下桩身各点处的轴力、剪力和位移等主要工程性状,并与典型算例进行对比,验证了本文方法和计算程序的正确性。最后还针对一个工程实例进行具体分析,说明本文方法能够适用于实际工程问题,具有工程应用前景。     

长短组合桩复合地基承载性状的试验研究

针对应用前景广阔的长短组合桩型复合地基,进行了承载性状的现场试验。通过对单一桩型复合地基和三组长短组合桩复合地基中桩土垂直受力特性试验数据进行整理、对比和综合,得到了组合桩复合地基中桩土应力、分担荷载比和桩土应力比等随总荷载的变化规律,提出了组合桩型复合地基承载力特征值新的取值标准、破坏模式和破坏标准。研究表明,随着总荷载增加,组合桩型复合地基的桩、土应力的增长率与桩、土的强度或承载力呈正相关关系;短桩的承载能力先于长桩得到发挥,长桩承载能力逐渐被调动;破坏模式受垫层的调节,桩间土先达到塑性状态,桩体承受大部分荷载增量,为组合桩型复合地基设计提供一定的理论依据。     

组合桩型复合地基桩、土受力特性的试验对比与分析

在剖析单一桩型复合地基基本特点和组合桩型复合地基概念的基础上,采用在承压板下埋设压力盒(计)和传感器的方法,对获得的三元和四元复合地基中桩、土垂直受力特性试验数据进行对比和综合分析,讨论了其性状的影响因素。结果表明:四元复合地基中桩、土应力随总荷载变化的规律与三元复合地基相似,而桩、土分担荷载比和应力比随总荷载变化的规律与三元复合地基差别较大,是桩、土应力增长率决定了这种变化;组合桩型复合地基的p-s曲线呈缓变型,受压后桩间土先达到塑性状态,桩体承受大部分荷载增量,总效应是复合地基变形增大,故组合桩型复合地基应按变形控制设计;组合桩型复合地基的承载力特征值可取压板下桩间土或次桩的分担荷载比–荷载曲线的转折点(或曲率最大点)对应荷载,压板面积与实际加固范围不同时,可据两种面积下试验值与计算值等比关系获得;其性状受桩体粘结强度、桩长、置换率、垫层厚度与材料和时间等因素影响。     

大面积带垫层刚性桩复合地基的荷载传递分析方法

提出了用迭代法分析带垫层刚性桩复合地基荷载传递特性计算方法。将大规模群桩复合地基中的任意一根桩及其周围的桩间土看作一个存在相互作用力的柱杆系统,单个柱杆用荷载传递法分析,柱杆之间的相互影响用迭代法分析。该方法可方便地考虑桩、土、承台和垫层的相互作用,地基土的分层特性和桩身荷载传递函数的非线性。通过实例验证了本文方法的正确性,讨论了桩土应力比随垫层厚度、垫层模量、桩间距和桩间土模量等因素的变化规律。     

基于载荷试验的多桩型复合地基的概念设计方法

通过分析影响复合地基桩土应力的因素,指出复合地基的桩土应力与垫层刚度、桩间土刚度、桩刚度的大小有关。从荷载试验应力-变形曲线入手,利用荷载试验能从宏观上反映桩土相互作用的特点,提出考虑垫层刚度、桩间土刚度、桩刚度的多桩型复合地基桩土应力的计算方法;指出多桩型复合地基设计应将主;辅桩设计为两道防线,主桩为第一道防线,主要目的是减小复合地基沉降,设计时宜采用刚度较大的桩体;辅桩为第二道防线,主要保证复合地基的安全度、调整主桩的应力,设计时宜采用柔性桩或者刚度较小的桩。垫层厚度的调整对桩土应力影响较大,但对应力发挥顺序影响不大。通过分析得到:多桩型复合地基的设计应全面看待各刚度的影响,根据实际问题,调整主、辅桩和土的刚度以及垫层的厚度。后续研究应集中在建立合理的复合地基的评价机制上。     

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。     

“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     

垫层对CFG桩复合地基承载力评价的影响研究

为了能正确利用静载荷试验评价CFG桩复合地基承载力，进行了两组载荷板下不同厚度和材料垫层条件下的CFG桩复合地基垂直静载荷试验，对桩土反力进行了测试。根据试验结果和复合地基桩土共同作用的特性，研究了外荷载增加时不同厚度垫层条件下CFG桩复合地基桩士应力比、荷载分担比以及沉降的发展历程。认为垫层厚度和材料对CFG桩复合地基的承载力性状有很大影响，两者之间有个匹配问题。提出在CFG桩静载荷试验时，可以采用厚度为50～150mm的石屑 中粗砂、碎石 中粗砂或碎石 石屑垫层，桩问土的承载力发挥系数为0．75～1．0。     

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实践中出现的问题,在讨论了复合地基中垫层的作用后提出了双垫层复合地基模型。它在竖向荷载作用下的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,以显著减少地基的沉降量。提出利用桩土载荷试验资料,通过基础荷载与基底下桩和桩间土抗力平衡的条件来进行双垫层复合地基的变形计算和分析桩土荷载的分担情况。     

垫层作用下石灰桩复合地基工作性状

通过改变垫层厚度对石灰桩单桩复合地基进行模型试验。根据试验资料分析了桩、土荷载传递特性，桩、土应力变化规律及桩土应力比随深度的变化等工作性状，并就其在工程设计及实践中的应用进行了分析。     

高层建筑应用长-短桩复合地基的现场试验研究

对采用带垫层的长-短桩复合地基的1幢14层小高层建筑,在建造和使用过程中观测了长桩、短桩和地基土的受力状况以及基础沉降的变化,并由此分析了长-短桩复合地基中的桩-土荷载分担特性、桩-土共同作用机理和荷载-沉降特性,所得结论可为进一步的理论研究及工程设计提供有益的参考依据。     

刚性基础下复合地基褥垫层加筋影响研究

为了提高桩土荷载分担比,一些建筑工程桩筏基础下的复合地基采用了加筋垫层,然而加筋垫层复合地基的变形协调与荷载传递的影响还缺乏深入研究。采用自制的二维多活动门试验装置与椭圆钢棒相似土填料,开展了无筋褥垫层随桩间土下沉过程的模型试验,获得了不同垫层厚度下无筋垫层的变形与应力协调特性。在模型试验基础上,采用颗粒离散元DEM数值模拟建立了无筋与加筋垫层数值模型,揭示了有、无加筋条件下的褥垫层工作特性区别,并探讨了褥垫层厚度、桩间净距以及加筋位置等对褥垫层工作特性的影响。结果表明:当加筋高度距桩顶超过100 mm时,桩土应力比曲线和褥垫层变形均接近未加筋的情况; 加筋体设置高度小于100 mm时,下方颗粒垫层的变形协调会受到影响,格栅与下部垫层之间产生脱空现象,从而导致桩土应力比随着桩间土下沉量的增加而出现陡升; 陡升段起点对应的桩间土下沉量随着加筋位置的提高而增加,工程中可能会导致复合地基桩体超过承载力而引起复合地基发生破坏。     

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。     

刚性承台下垫层-桩-土相互作用的近似解析法

基于桩基沉降分析中已被广泛接受的剪切位移法,考虑刚性承台下的垫层-桩-土相互作用,提出了带垫层桩体复合地基的一种近似解析方法,分析时假定垫层与承台接触紧密,根据变形协调和荷载平衡条件,可推导出了桩土分担比和基础沉降的显式解答。作者所求得的桩土荷载分担比与边界元解答具有较好的一致性,而在反映基础沉降特性的无量纲刚度上,两者还存在着一定的误差。该方法可以进一步推广用于非均质地基中的群桩沉降分析。     

Large-scale tests of pile-supported earth platform with and without geogrid

In recent years, concrete piles, such as cast-in-place piles and precast concrete piles, have been increasingly used to support superstructures and embankments when they are constructed on soft soils. On the top of pile head elevation, a certain thick granular cushion including geosynthetic reinforcement is usually installed to transfer more external load onto the piles through soil arching effect and membrane effect. This technique involving the use of rigid piles, gravel cushion and geosynthetics is usually referred to as geosynthetic-reinforced and pile-supported earth platform. This paper presents two well-instrumented large-scale tests of pile-supported earth platform with and without geogrid reinforcement. The performance of the pile-supported platform with geogrid and its load transfer behavior were investigated and compared with those for the test without geogrid. The validation of the EBGEO (2010) calculation was performed based on the test results. The test results indicate that under lower applied load, the loads carried by the piles in the test with geogrid were close to those in the test without goegrid, while with an increase in external load the loads carried by piles in the test with geogrid increased faster than those in the test without geogrid. The negative skin friction for the test with geogrid was smaller than that for the test without geogrid. Based on the contours of earth pressures on foundation base the maximum earth pressures were distributed along the edge of central cap in the test with geogrid. The minimum earth pressures were on midway subsoil between two caps in both tests. Based on the test results, the efficacy for the test with geogrid was 2.5% greater than that for the test without geogrid at the end of loading. The efficacies predicted by the EBGEO (2010) calculation agreed well with the measured efficacies.     

桩筏基础的积分方程解法及其参数分析

基于较为严格的弹性解析方法,本文采用积分方程法对工程中应用广泛的桩筏基础进行分析,推导出求解所需的第二类Fredholm积分方程,并通过数值计算分析桩筏基础中各桩的荷载分担、沿桩身的荷载传递和位移以及地基土的荷载分担情况,可全面地反映了桩筏基础在工作荷载下的工程性状。与经典文献的对比验证了本文方法的正确性。文中还对桩筏基础进行了较为广泛的参数分析。本文方法可用于分析较大规模的桩筏基础,具有工程应用前景。     

PCC桩复合地基褥垫层作用数值分析

褥垫层是PCC桩复合地基的重要组成部分。通过有限元数值模拟,探讨了PCC桩复合地基褥垫层刚度、厚度对桩土应力比以及沉降量的影响,得出桩长方向桩土应力比的分布规律。刚度和厚度是影响褥垫层流动调节能力的主要因素,随其刚度的增加或厚度的减小,桩土应力比增大,沉降减小。从桩顶到桩底,桩土应力比先增大后减小,验证了桩侧负摩阻区的存在,并分析了褥垫层刚度、厚度对该桩土应力比分布以及负摩阻区范围等的影响,得出了一些有益的结论。     

砂垫层和水泥搅拌桩复合地基联合应用的实践

从地基及下卧软弱层承载力、沉降量、沉降速度等方面分析比较了砂垫层地基和搅拌桩复合地基，介绍了两种地基处理方法在某综合楼工程中联合应用的实践经验，以促进该技术的发展。     

长-短桩复合地基性状影响参数弹塑性有限元分析

运用三维弹塑性有限元方法分析带垫层的长短桩复合地基中承台垫层桩土系统的共同作用机理。计算表明,在一定范围内,刚性长桩长度、刚性桩边长、柔性桩刚度、刚性短桩长度和垫层弹性模量增加,都会使基础沉降减小。长桩长度增加,长桩的荷载分担比明显增加;刚性桩边长和垫层弹性模量增加、垫层厚度减少,刚性桩的荷载分担比都会增加;刚性短桩长度加长,短桩的荷载分担比明显增加。根据分析结果提出了行之有效的基础沉降控制方法。工程实测数据表明有限元分析结果和提出的基础沉降控制方法是有效的