变长度桩-筏地基沉降特性数值模拟

依托某高速铁路DK150+180~DK150+185段软土路基工程实例,分析了该里程区间水文地质条件特点,结合有限差分法分析软件FLAC-3D建立"CFG桩+褥垫层+筏板"复合地基三维数值模型,对改变桩长条件下桩-筏复合地基随动态填土荷载作用下的沉降特性进行对比研究,结果表明:随填筑荷载增加,桩-筏复合地基各结构协调工作是个动态平衡过程;因桩-土之间存在刚度差异,桩顶应力集中程度及沉降均大于桩间土,且路基中心形成沉降"槽",最大沉降值约65mm左右;随桩长度增加桩顶与桩间土沉降逐渐减小;桩长度从15m增至21m,沉降随桩长增加减小幅度趋势较快,而桩长超过21m后,沉降随桩长增加减小幅度趋势缓慢,侧面说明软土地区采用桩-筏复合地基处理措施时桩长易控制在15~21m。     

短桩桩-网复合地基建设期沉降特性研究

高速铁路软土路基设计标准已经由"强度控制"上升到"变形控制"。因此,对高速铁路软土地基处理措施中所占比重较大的桩-网复合地基沉降特性进行研究,显得尤为重要。基于此,依托某高速铁路桩-网复合地基工程实例,建立二维数值模型,对路基上部填土荷载下地基的沉降特性进行研究。研究结果表明:随路基上部填筑荷载增加,地基沉降逐渐增大;最终稳定时,路基中心地基表层形成沉降"盆",地表最大沉降约为26mm;地表沉降横向影响区域为距离中心一侧0~22m,约为填筑高度的3倍;路基整体变形较小,且沉降主要发生在建设期,侧面验证研究区软土地基采用短桩桩-网复合地基处置效果较好。     

载体桩复合地基沉降特性研究

为了对桩筏结构载体桩复合地基在高速铁路深厚软弱地基加固中的沉降特性进行研究,采用单点沉降计与液位沉降计的联合监测法,在京沪高速铁路廊坊试验段进行了载体桩与CFG桩复合地基沉降变形的对比试验。结果表明:本试验段工后沉降均满足设计要求;受桩长影响,载体桩复合地基沉降约为CFG桩复合地基的2倍,同时其沉降稳定所需时间也相对较长。     

CFG桩复合地基施工过程的沉降数值模拟与分析

高速铁路在软弱路基中的施工过程及其工后沉降是影响高速铁路运营安全的重要因素.根据武广高速铁路某段实际工况,选取一典型断面,运用ADINA有限元软件对CFG桩复合地基的施工过程和最终沉降进行数值模拟分析.研究结果表明,CFG桩复合地基能较好地适用于客运专线软土地基加固处理,满足客运专线路基承载力和设计变形值的要求,有效地控制工后沉降,加固效果明显.     

高铁不同刚度桩-网复合地基工作性状差异

结合沪宁城际铁路CFG桩网复合地基试验段和京沪高铁砂桩网复合地基昆山试验段,在现场试验断面埋置土压力盒、沉降计和孔隙水压计等监测仪器,获取地基沉降、桩和桩间土压力、孔隙水压等监测数据,对比分析CFG桩与砂桩网在高速铁路地基工作性状及工后沉降控制效果中的差异。分析结果表明:CFG桩网和砂桩网联合堆载预压均可满足高速铁路无砟轨道工后沉降控制要求,CFG桩网复合地基沉降总量与沉降速率均小于砂桩网复合地基,且收敛速度快;受桩刚度差异的影响,CFG桩网复合地基与砂桩网复合地基桩土应力规律存在较大差异,前者桩土应力比随着路堤填筑加载而增大,最终趋于稳定,后者桩土应力比随荷载增加先增大后减小,再增大,呈波浪形变化;CFG桩网地基超孔压消散速率远小于砂桩桩网地基的超孔压消散速率;在施工工期较短的情况下,与砂桩网复合地基相比,CFG桩网复合地基处理技术的工后沉降控制效果更优。     

高速铁路CFG桩-筏复合地基现场测试研究

基于沉降控制设计理念,沪宁城际铁路路基试验段采用CFG桩-筏复合地基。为探索其沉降控制机理和承载特性,对路基沉降变形、桩土应力分布、超孔隙水压力消散等进行了长期观测,获取了一些客观的数据。分析了路堤荷载作用下复合地基沉降、土体侧向变形、桩土应力沿路基横向分布以及孔隙水压力随时间变化规律,探讨了桩土应力比与荷载分担比变化规律。为CFG桩-筏结构在高速铁路软基处理中应用进一步理论研究与设计优化提供试验依据。     

站场路基CFG桩复合地基变桩长优化设计

高速铁路不仅要求路基具有较高的强度,而且对沉降的控制也提出更高的要求.桩复合地基作为一种处理深厚软土地基的方法,可以有效的控制路基工后沉降,节约成本.     

高速铁路软土路基采用粉喷桩处理的沉降预测与控制

高速铁路不仅要求路堤稳定,而且对路堤工后沉降的控制有极严格的标准,《京沪高速铁路设计暂行规定》规定:路基建成后铺设无缝轨道时,路基工后沉降量一般地段不应大于5cm,年沉降速率小于2cm/a。同时从京沪高速铁路沿线的工程地质条件分析,仅上海—南京段软土地基总长度达到103.6km,因此,软土地基工后沉降的有效预测与控制成为高速铁路路堤设计与施工的关键。粉体喷搅桩(简称粉喷桩)是近年来软土地基处理常用的方法之一。天然软土地基经过粉喷桩处理后,形成粉喷桩复合地基,达到提高地基承载力和减少沉降的目的。围绕满足高速铁路严格的工后沉降要求出发,改进和完善了粉喷桩复合地基沉降计算理论,推导出粉喷桩复合地基固结度计算公式,从粉喷桩处理软土地基的机制、处理效果、桩土变形特性及复合地基固结特性等方面进行系统的研究,主要内容如下:(1)粉喷桩复合地基剩余沉降计算方法研究。以Terzaghi一维固结理论为基础,推导出粉喷桩复合地基加固区平均固结度的计算公式,考虑了桩体刚度对固结的影响因素。提出与沉降相关的粉喷桩复合地基平均固结度计算公式,修正了以往计算平均固结度时不考虑沉降的不合理性。建立了粉喷桩复合地基工后沉降及铺轨后某一时刻剩余沉降计算公式。现场实测验证了公式的合理性及其反映规律的正确性。(2)对粉喷桩复合地基临界桩长的机制和测试结果进行分析。临界桩长的确定对粉喷桩复合地基的应用意义较大,提出粉喷桩复合地基临界桩长存在与否的新观点,较为合理地解释了目前临界桩长研究中出现的矛盾。在目前常用的水泥掺入比、桩径等条件下,粉喷桩复合地基的临界桩长并非总是存在,其存在与否与地质条件、桩身强度的分布等因素有关。对于桩体打穿软土层至相对硬层、桩身强度比较均匀的粉喷桩复合地基,并不存在临界桩长。(3)首次将粉喷桩复合地基技术应用于工后沉降要求严格的我国第一条高速铁路软土地基,研究了粉喷桩复合地基处理软土路基的适用性。粉喷桩复合地基的成功应用,将为我国高速铁路和客运专线的建设节省巨大的投资,同时也拓宽了粉喷桩复合地基的应用前景,具有较大的理论意义和重大的社会经济效益。(4)系统地进行了粉喷桩复合地基的变形和应力的原位观测,分析粉喷桩复合地基地表沉降、深层沉降、侧向位移、桩土沉降差、桩土应力比,研究复合地基土体的固结特性,得到许多有价值的结论。进行粉喷桩复合地基工后沉降预测与控制研究,得出采用粉喷桩复合地基处理本试验段类似条件的高速铁路软土地基可以在较短的工期内满足工后沉降要求的结论。根据理论计算沉降与实测沉降的差异,提出在高速铁路软土路基处理中采用动态设计的新概念。对粉喷桩复合地基沉降计算方法、沉降推算方法的适用性进行分析。对于柔性基础下粉喷桩复合地基,在桩顶有柔性基础、桩底为较硬土体的情况下,其加固区的沉降计算采用复合模量法较符合实际;而对于下卧层的压缩值采用应力扩散法比较合理,压缩量采用分层总和法进行计算。     

高铁路基下长短桩处理的湿陷性黄土地基沉降分析

以某高速铁路客运专线湿陷性黄土路基试验工程为依托,进行了沉降变形观测和路基沉降预测,研究了高速铁路技术条件下长短桩复合地基的沉降变形特性和沉降控制效果。结果表明,地基压缩沉降是路堤沉降的主要组成部分,地基的沉降主要体现在地基处理深度以下的下卧土层的沉降上。采用双曲线法、三点法和Asaoka法曲线拟合法预测路堤的最终沉降量是合理的,剩余沉降量满足铺设无砟轨道对路基工后沉降的控制要求,采用CFG桩+柱锤冲扩桩的长短桩复合地基是一种合理、有效的沉降控制方法。     

沿海铁路桩-网复合结构地基沉降的试验与理论研究

通过温福高速铁路软土路堤试验段工程,对桩-网复合结构形式加固的软土地基,以现场实测资料为验证,分析了桩-网复合结构处理深厚软土地基的沉降规律,利用数值计算方法进行工后沉降推算,并研究了桩-网复合结构地基的沉降计算方法。     

中等压缩性土短桩-网复合地基变形现场测试特性

为优化高速铁路中等压缩性土地基处理方案,依托赣龙高速铁路试验段,采用现场试验及理论分析方法,研究了短桩网复合地基的变形特性,并与天然地基进行对比。结果表明:复合地基加固区沉降占总沉降的62%~75%;地基侧向位移主要发生在预压土堆载期,20m深度范围是主要的侧向位移层,在相似条件下,复合地基与天然地基沉降主要发生的时间、主要的沉降土层厚度及路基横断面沉降差异较大。结果显示了短桩网复合地基可有效控制中等压缩性土地基变形。     

高铁桩网复合结构路基长期运营沉降模型试验研究

高铁路基沉降控制是保证列车安全性和舒适性的重要因素。随着高铁运营时间增长,软土地区高铁路基长期沉降问题越来越引起关注。针对京沪高速铁路徐沪段某试验段,开展了桩网复合结构路基长期循环动态加载物理模型试验,获得了路基沉降、桩土应力分担及桩身轴力分布的变化规律。试验结果表明:在初始1000次加载时,路基沉降随加载次数增加明显,之后达到稳定;桩上部位置土体变形大于桩身变形,桩侧呈现负摩阻力,中性点位于距桩顶约2/3桩长位置;桩身轴力随加载次数增加而增大,说明桩分担荷载增加,当达到4万次加载后,轴力随加载次数增加不再明显。     

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。     

软土路基控制工后沉降的疏桩设计法及其应用

高等级道路和铁路的工后沉降一直是理论界和工程界关心与研究的难点问题。本文以控制道路的工后沉降为主要目标,基于“桩-网”复合地基原理,把源于建筑地基的“按沉降控制设计”和“疏桩”观点,推广到软土路基情形,提出了新的“路基控制工后沉降的疏桩设计法”,结合算例说明了详细设计步骤;并成功地应用于实际工程,取得了良好的技术经济效益,建议推广。     

粉喷桩技术在加固松软土地基中应用

兰渝高速铁路在陇南车站的站场工程,路基要通过松软土地基.由于松软土地基天然承载力低,采用了粉喷桩复合地基进行处理.通过现场粉喷桩单桩复合地基静载试验,确定复合地基承载力,推算复合地基复合模量,并对该种地基处理方法进行评述,为粉喷桩在松软土地区的应用积累了工程经验.     

公路软基工后沉降研究进展

公路建成通车后,软基土受到的附加应力水平随即发生改变,除原来填土路堤静荷载作用外,还受行车动荷载的作用。因此,软基工后沉降应包含静荷载作用和动荷载作用两方面的贡献,这也是导致实际软基工后沉降量通常要大于仅根据静力学理论分析预测的软基工后沉降量的原因所在。在综合国内外学者对公路软基工后沉降方面研究成果的基础上,对比分析路基土在路堤静荷载作用和行车动荷载作用下的不同力学行为特征,探讨路堤静荷载作用与行车动荷载作用在公路软基工后沉降的不同贡献,总结当前公路软基工后沉降研究存在的主要问题,提出公路软基工后沉降的6个组成分量及研究发展趋势。     

桩网复合地基承载机理试验研究

桩网复合地基是近年来兴起的一种软弱地基处理方法,因其可有效控制工后沉降和差异沉降而被广泛应用于沿海高标准公路建设中.通过在某公路段中对搅拌桩网复合地基及管桩网复合地基两个分区的现场原位试验,从承载机理、沉降变形等方面对二者进行对比分析,并且结合实测数据对填土中土拱的承载性状进行分析.     

土工合成材料在铁路软基处理中的应用

分析了土工合成材料的加筋机理,阐述了加筋地基的发展,探讨了桩网复合地基的概念和应用,研究了桩网复合地基体系的共同作用机理,介绍了新桩-网复合地基技术,从而推广土工合成材料在铁路软基处理中的应用。     

湿陷性黄土地区桥梁桩基工后沉降计算方法研究

针对高速铁路工后沉降要求严格,湿陷性黄土地区桩基由于浸水引起的附加沉降计算研究不充分的现状,以现场大型桩基浸水试验结果为基础,分析了桩基浸水附加沉降的产生机理,提炼出湿陷性黄土地区高速铁路桥梁桩基工后沉降计算模型,提出了工后沉降计算方法。研究表明,浸水附加下沉是湿陷性黄土地区桥梁桩基需主要考虑的工后沉降,工后沉降可能比工前沉降大得多,桩身压缩沉降是沉降的主体,混凝土蠕变在沉降计算中不可忽略;通过荷载传递理论计算浸水前桩身轴力分布,假定浸水后桩侧阻力和桩端阻力同步发挥获得浸水后的桩身轴力分布,据此可分别计算构成工后沉降的桩身弹性压缩、桩身蠕变和桩端沉降。