刚性桩复合地基支承路堤稳定破坏机理的离心模型试验

对上软下硬成层土地基中刚性桩复合地基支承路堤,进行了单排桩和群桩条件下路堤稳定破坏机理的离心模型试验,研究了不同桩体抗弯刚度和强度,不同桩体加固位置,不同桩间距和桩端嵌入硬土层深度条件下桩体的受力与变形性状,破坏模式以及路堤的失稳破坏机理.离心机试验结果表明,不论是在单排桩还是群桩条件下,桩身最大弯矩作用点均产生于软硬土层交界面附近;在群桩条件下,桩体越靠近路堤中心桩身弯矩越小;当桩身抗弯刚度与强度较高,桩距较大且桩下端嵌入较硬土层足够深度时,可产生桩间土体沿桩的绕流甚至因产生绕流而导致路堤失稳破坏;当桩身抗弯刚度与强度较低时,在单排桩条件下,桩体会首先在软硬土层交界面处发生弯曲破坏,并可在路堤失稳前在桩身上部发生第二次弯曲破坏,而在群桩条件下,坡脚附近部分桩体首先在软硬土层交界面附近发生弯曲破坏,并可能伴随桩体受拉破坏而使桩断为上下两段,最后由于部分桩体发生整体倾覆破坏或者再次发生弯曲破坏而导致路堤发生失稳破坏;针对路堤具体的破坏情况有针对性地增大桩身抗弯强度,减小桩间距或增加桩端嵌入硬土层深度均可提高路堤的稳定性.     

双向螺旋素土挤土桩处理深厚自重湿陷性黄土地基的试验研究

为论证双向螺旋素土挤土桩消除自重湿陷性黄土地基湿陷性的可行性,在兰州黄河南岸高阶深厚自重湿陷性黄土场地上开展了双向螺旋素土挤土桩单桩和群桩的挤土试验,测得双向螺旋素土挤土桩单桩周围土体的变形以及距桩周不同距离处土体物理力学指标的变化;获得不同桩间距的双向螺旋素土挤土桩群桩桩间土物理力学指标变化以及桩间土承载力的变化情况。试验表明:经双向螺旋素土挤土桩单桩挤密后的土层土性变化最大范围为2倍桩间距,明显影响范围为1.0～1.5倍桩间距;群桩间距不大于2.5倍桩间距时,双向螺旋素土挤土桩可以消除黄土湿陷性。     

土-桩-桥相互作用的集中质量模型的比较研究

在进行桥梁抗震分析中，为了得到较为符合实际情况的桩基础的地震反应分析结果，必须考虑土和结构的相互作用。集中质量模型是群桩基础抗震计算中广泛采用的简化计算模型。本文以此模型为基础，讨论了复杂程度不同的集中质量模型的精度，主要讨论土层特性、群桩数目、群桩间距、桩长等因素对简化模型的精度影响。     

竖向力下各型群桩-层状土体的水平阻抗效应

提出了分层地基中考虑轴向力参与作用下群桩水平阻抗的分析方法,进一步揭示了群桩-土相互作用的振动特性,拓展了桩基阻抗简化法的应用范围。群桩动力反应不等同于其独立单桩的简单叠加,其频率阻抗曲线形状与桩数、竖向力、土层属性、桩间距有关,受布桩型式的影响最大,随桩距径比的增大群桩效应有衰减趋势;桩项轴力的存在使群桩水平反应与单一水平力作用时有明显差异,增大了群桩水平变位。     

桩间距对桩筏基础结构性能影响的模型试验研究

 为研究桩间距对桩筏基础结构性能的影响,设计并进行不同桩间距的桩筏基础系列模型试验。结果表明,设置不同的桩间距可调配群桩基础中桩与筏板的分担作用,调整桩筏基础的受力性能。常规桩距桩筏基础以桩为承载主体,地基土的荷载分担次之;当桩间距大于6倍桩径后,桩较早进入塑性支承状态,地基土分担荷载能力增强,桩与筏板荷载分担的主次作用发生转换,筏板逐渐转换为基础的承载主体。随着桩间距增大,筏板内力分布由整体弯曲过渡到以局部弯曲为主。桩筏基础桩顶荷载分布规律受桩间距的影响,随着桩间距增大,桩顶荷载由角桩最大逐渐转化为中间桩最大。建议桩筏基础设计方法应考虑桩间距设置对筏板与桩土体系相对刚度、筏板内力和桩顶荷载不均匀特征的影响。     

黄土地基微型群桩抗拔承载力及群桩效应研究

微型桩因其受力性能好及施工优势逐渐应用于输电线路杆塔基础,但群桩基础承载性能的研究相对较少。基于黄土地基微型群桩现场静载试验,研究了桩数和桩间距对微型群桩抗拔承载性能的影响;并建立了精细化有限元模型,进行了极限承载力分析。通过与试验结果对比,验证了有限元模型的合理性,在此基础上分析了桩间距、桩倾角对微型群桩抗拔承载性能的影响。结果表明：随着桩数、桩间距及桩倾角增加,微型群桩抗拔承载力均表现出不同程度的提高。结合试验和有限元分析可得黄土地基微型群桩的桩间距建议值4d,桩倾角建议值10°,群桩抗拔效应系数建议值0.80。     

考虑时间效应的群桩负摩阻力模型试验研究

基桩负摩阻力是桩基础设计中必须考虑的重要问题之一,但是针对考虑土体固结时间效应的群桩负摩阻力研究却相对较少。进行了在地面堆载固结条件下,黏性土层中3×3群桩负摩阻力性状的室内模型试验研究,测得了不同桩间距(3d,4d,6d)条件下各位置桩(角桩、边桩、中心桩)的桩侧负摩阻力、桩端阻力以及桩周土体分层沉降随固结时间的变化情况,分析了桩身下拽力和中性点位置随时间的变化规律;并进行了同等条件下单桩及2×2群桩(4d)试验作为比较分析。试验结果表明,群桩中桩侧负摩阻力引起的下拽力和中性点位置都存在明显的时间效应和群桩效应,其数值与基桩数、基桩的布置位置及桩间距等因素有关;在本文试验情况下,当桩–土相对位移达到2 mm时,桩侧负摩阻力将达到其最大值的80%～90%。     

某高层建筑物基础下沉加固方案的探讨

对某建筑物基础下沉采用小桩托换法进行加固的实例 ,介绍采用小桩桩间距较小的群桩托换办法 ,由于群桩效应的形成 ,托换桩与搅拌桩的共同工作 ,加上托换桩尖有可靠的端承土体 (成桩后灌浆形成 ) ,能快速地控制沉降 ,此方法对于地基下沉加固同类工程可借鉴使用     

降水引起的低承台群桩沉降特性分析

对沪杭城际高铁某桥墩低承台群桩桩基在承台上部加载及地下水位下降导致的沉降特性进行了研究,并对桩-土摩擦系数和群桩的桩间距对群桩沉降影响进行了分析。地下水位下降对群桩的影响机理分析表明:群桩周围一定范围内的水位下降土体所受浮力消失是导致桩体受到向下附加摩阻力及群桩附加沉降的起因;桩-土摩擦系数增大时,降水导致的桩体最大附加轴力出现位置深度越浅,因此,桩体受到向上附加摩阻力的区段长度越大,桩端的附加荷载与附加沉降越小;桩间距增大时,水位下降导致的桩体附加压缩量越大,同时桩端的附加荷载与附加沉降也越大。     

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。     

灰土挤密桩处理地基湿陷性现场试验研究

桩间距是影响灰土挤密桩处理湿陷性地基效果好坏的重要影响因素,而通过规范公式计算所得桩间距不一定最为合理,合理的桩间距需根据现场试验确定。本文通过现场试验,研究了灰土挤密桩的桩间距对桩间土的挤密效果和挤密桩对群桩外侧土体的影响规律。结果表明,灰土挤密桩的桩间距对于桩间土的挤密效果影响显著,合理的桩间距可取得较好的挤密效果;灰土挤密桩对于群桩外侧土体有一定影响,随着距群桩外侧桩的桩心距离的增大,外侧土体的湿陷系数不断增大,挤密系数不断减小。该试验研究可为今后同类工程的设计和实施提供借鉴。     

隔离桩对基坑外既有群桩变形控制的优化分析

针对某软土地区市政桥梁群桩保护工程，研究不同隔离桩设计参数的隔离效果，并提出适合软土工程地质条件下的隔离桩布置方案。结果表明：隔离桩对群桩侧移的控制作用远大于对群桩沉降的控制作用；隔离桩设计深度宜取1.25倍基坑开挖深度，弹性模量宜取20 GPa，隔离桩间距取1～2 m。     

软土层未打穿的桩承式路堤现场实测研究

 以申苏浙皖高速公路为工程背景,对软土层未打穿的桩承式路堤进行现场实测研究。共选取2个管桩断面作为试验观测断面,在填筑时及填筑完成后对桩托板和桩间土上的土压力、路基沉降及下卧层沉降进行监测,并与软土层打穿时的实测结果作比较。研究表明：桩间距越大,桩体荷载分担比越小;软土层未打穿时荷载分担比为61.4%～75.5%,比打穿时小一些;软土层打穿与未打穿时的土拱高度都为桩托板净间距的1.0～1.4倍;软土层未打穿时桩土不均匀沉降比打穿时大;路堤填筑完成后的沉降约占总沉降的30.0%;下卧层沉降约占路堤总沉降的60.0%。将现场试验结果与4种理论方法的计算结果进行比较,评价各种方法的适用性。     

砂土中负摩擦力群桩效应系数模型试验研究

通过群桩负摩擦力室内模型试验,探讨负摩擦力的群桩效应。结果表明:桩身轴力随着土载的增大而逐步增大,砂土固结完成后,随土载增大桩中性点位置逐步下移,最终基本位于距桩顶0.8~0.9倍桩长处;负摩擦力群桩效应系数随着桩间距的增大而增大,当桩间距达到6倍的桩外径时,群桩效应系数接近1.0。     

大直径软岩嵌岩桩侧阻性状实测分析

嵌岩桩的侧摩阻力发挥不但与桩端支承与桩周土性有关,同时还受其他众多因素影响。根据同一场地桩周土性差异不大,而桩底岩土强度有较明显区别的两根达极限承载状态的嵌岩桩试桩资料,分析桩周土侧阻发挥过程。结果表明:对于长径比较大的嵌岩桩,桩周土极限侧阻大小随桩端支承条件不同而改变,且侧阻沿桩身分布呈现两头大中间小的特点,此外上部土层对桩身中部土层的侧阻发挥有一定的影响。     

软土地基中杆塔微型桩基础的设计方法研究

微型桩与常规钻孔灌注桩相比,具有承载力较高、施工场地小、对土层适应性强、布置形式灵活等特点。通过在软土地基中进行的微型桩单桩及群桩原型试验得到设计参数,总结出了适用于软土地基中杆塔微型桩基础设计的计算方法。     

挤密桩在湿陷性黄土区涵洞地基处理效果研究

为解决湿陷性黄土地区高等级公路涵洞因地基处理不当导致的病害、沉降变形过大等问题,本文以青海东部黄土地区民和至小峡一级公路的两座涵洞为工程实例,分别采用2.5倍和3.0倍桩径桩间距的灰土挤密桩对两座涵洞进行地基处理,基于此对其实际效果和地基沉降变形特征进行研究分析。研究结果表明:经灰土挤密桩处理后,涵洞基底8 m深度内的土体湿陷系数从地基处理前的0.03～0.065减小至0.015内,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15～21.5 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对桩间土湿陷系数的减小值略大0.003～0.005,对桩间土压缩模量的增加值略大1.5～4.5 MPa。说明不同桩间距的灰土挤密桩都能有效消除或减弱湿陷性黄土地区涵洞地基湿陷变形,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更有利。经过1年后,分别采用2.5倍桩径和3.0倍桩径桩间距的灰土挤密桩处理后涵洞沉降量为40.6 mm和45.3 mm。涵洞基底土压力随施工阶段的变化呈先增大后逐渐保持平稳发展的趋势,一定程度上反映了涵洞受力状态与其沉降变形之间的内在联系。     

钢筋混凝土钻孔灌注桩桩端桩侧后压浆技术

结合工程实例，介绍了钢筋混凝土钻孔灌注桩桩端桩侧后压浆技术的原理及应用，该技术是采用通过桩身预埋铁管，用高压力强行将水泥浆压入桩底桩侧土层中，在桩身质量达到规范要求的前提下大幅度提桩端及桩侧土层承载力，从而提高单桩群桩承载力和刚度。并对试桩进行了静载试验，得出了一系列试验数据，从而证明钻孔灌注桩桩端桩侧后压浆技术的可行性。     

边坡工程中抗滑桩群桩土拱效应的数值分析

土拱效应普遍存在于群桩的各排桩间土体中.采用MSC.marc有限元软件,详细研究了边坡中双排抗滑桩的群桩土拱效应,在同排桩桩间距一定下,分析了排列方式为平行排列和间隔排列桩的土拱效应,以及考虑不同排桩桩间距、不同堆载大小、不同土体性质等对群桩土拱效应的影响,以及前后排桩间土体的土拱效应在不同条件下的变化规律, 分析表明,当桩的列间距在3～8倍桩径时,行间距在2～8倍间变化对群桩的土拱效应有明显影响.     

桩基的合理几何设计

通过对单位桩体材料提供的承载力系数以及桩的深度效应和群桩效应问题的讨论与分析，简述了它们对桩基几何设计合理与否的制约作用，提出在一定技术条件下，如何选择合理的桩径、长径比、桩间距和如何确定桩的平面布置问题，以尽可能地提高单位桩体材料的承载能力和群桩效率。