基础刚度对桩网复合地基的影响研究

应用ABAQUS软件建立了桩承加筋土复合地基三维数值模型,模型考虑了桩土接触和承载板与土接触,比较分析了不同刚度柔性基础下桩承加筋土复合地基的承载性状,并与刚性基础进行了对比.数值分析结果表明:随着基础刚度减小,桩承加筋土复合地基沉降及不均匀沉降增大、桩承担的竖向荷载减小、土工格栅应力增大.其中,基础刚度变化对不均匀沉降及格栅应力的影响显著.     

循环荷载下复合地基受力工作特性研究

进行6组循环加载模型试验,研究了循环荷载作用下桩承加筋土复合地基的受力工作特性,分析了垫层厚度、桩土刚度比、桩间距、土工格栅层数对桩承加筋土复合地基桩土应力比的影响,得出了桩土应力比随这些参数的变化规律。     

水泥搅拌桩复合地基垫层效应研究

深中通道为国内首次大规模采用深层水泥搅拌桩(DCM桩)处理沉管隧道地基的超级工程。由于碎石垫层+块石振密垫层+DCM桩复合地基的沉降变形规律尚不明确,为研究垫层效应对水泥搅拌桩复合地基沉降的影响规律,在现场荷载板试验的基础上,应用数值模拟的方法分析碎石垫层厚度、模量以及块石振密厚度对复合地基桩顶沉降和总沉降的影响。研究结果表明：在刚性基础下设置柔性垫层能使基础由“刚”变“柔”,垫层能调节桩、土所承担的荷载,使桩体承担的荷载变小,土体承担的荷载荷载变大,以致桩顶沉降减小,复合地基总沉降增大。随着垫层刚度的减小(厚度增大或者模量变小),其调节桩土所承担荷载的效果并不会一直变大,在复合地基承载力不变的同时,总沉降继续增大。从提高复合地基承载力和控制沉降考虑,结合工程实际情况,建议碎石垫层的厚度取0.4～0.8 m,模量取10～20 MPa,块石振密的厚度取0.7～1.1 m。     

“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     

多元复合地基中桩土应力比的试验研究

通过对刚-柔性桩组合的多元复合地基模型在不同褥垫层厚度的静载荷试验所得的数据,分析了多元复合地基中桩土应力比、桩土荷载分担比随荷载的变化关系及不同褥垫层厚度对桩土应力的影响。试验结果表明:在刚-柔性桩组合的多元复合地基中,随着总荷载的增加,刚性桩分担的荷载百分比及桩土应力比均增加,而柔性桩及桩间土分担的荷载百分比均减小,随着褥垫层厚度的增大,刚性桩和柔性桩与土之间的应力比均降低,但刚性桩的桩土应力比减小的幅度比柔性桩大得多。     

基于有限元法的CFG桩复合地基工作性状分析

运用ANSYS有限元程序,分析了CFG桩复合地基在竖向荷载作用下,桩土应力比、桩身轴向应力、沉降等随荷载不同、垫层厚度不同等因素变化的分布规律,以便于更好的指导工程实践.     

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。     

有无褥垫层刚-柔性桩复合地基性状对比研究

由于对刚-柔性桩复合地基的桩土共同作用机理认识不深,工程界对这种复合地基是否设置褥垫层有一定的争议。笔者在温州地区开展了两种不同情况下复合地基静荷载试验,并在承压板下不同深度和位置埋设了钢弦式压力盒、钢筋应力计及应变计。试验结果表明:有褥垫层刚-柔性桩复合地基和无褥垫层刚-柔性桩复合地基的荷载-沉降关系、土反力分布、桩身应力分布、荷载传递机理均有较大的区别,有褥垫层刚-柔性桩复合地基的桩土共同作用情况优于无褥垫层刚-柔性桩复合地基。建议工程实践应用中采用有褥垫层刚-柔性桩复合地基。     

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。     

不同型式复合地基试验对比分析

基于相似理论,设计并完成了土工格室加筋垫层、砂井、散体材料桩、柔性桩等九组复合地基模型试验,并对其加固效果进行对比分析,分析结果表明：水平加筋垫层的设置可扩散上部荷载,提高复合地基承载力,土工格室的加强效果优于土工格栅;桩体复合地基须考虑群桩效应的影响,其承载能力明显好于加筋垫层复合地基;不同加载范围下桩和土体的承载能力发挥程度不同,单桩加载下桩体承载能力发挥较三桩、七桩加载时大,碎石桩桩顶桩土应力比>碎石桩+土工格栅>碎石桩+土工格室,而柔性桩+土工格室的桩顶桩土应力比>柔性桩+土工格栅>柔性桩;砂井和各种型式的碎石桩复合地基桩底桩土应力比在1左右,各种型式的柔性桩桩底桩土应力比较大,最大达24;软基浅部较深部孔隙水压力大、消散速度快;桩体复合地基孔隙水压力较土工格室复合地基和软土地基小,砂井和碎石桩复合地基的排水速度明显快于柔性桩复合地基。     

桩承式加筋路堤三维动力流固耦合分析

为了研究交通荷载作用下桩承式加筋路堤的动力特性,采用FLAC 3D软件建立了路堤的三维动力流固耦合分析模型,对无筋无桩、有筋无桩、无筋有桩、有筋有桩4种情况的路堤在动荷载作用下的竖向位移、水平位移、桩土应力比、超孔隙水压力、加速度等进行了计算分析,对比研究了4种情况下各自的特点,揭示了桩承式加筋路堤的作用机制.数值分析...     

桩承地基处理大面积软基的现场测试及分析

为了解桩承地基的工作机理,对深圳机场停机坪大面积桩承地基处理区域的桩顶沉降、桩间土沉降以及孔隙水压力进行现场测试,并对测试结果进行详细的分析和比较。结果表明:桩承地基能够有效地减小地基总沉降和桩土沉降差,桩土沉降差在19～25 mm;路堤填土中存在明显的土拱效应,土拱高度集中在0.83～1.04倍桩净间距,平均为0.94的桩净间距;桩土沉降差与土拱效应发挥程度密切相关,桩土沉降差是产生土拱效应的前提条件。     

复合桩基地基土中附加应力分布特征及沉降计算简化方法

利用有限单元法模拟分析了复合桩基在竖向均布荷载作用下的工作状态,经与常规桩基的计算结果分析对比,并结合有关试验结果以及经典的Boussinesq解答,得出了复合桩基地基土中附加应力的分布特征和变形规律。复合桩基桩间土存在较大的附加应力,并且沿桩身分布较为均匀,桩间土存在压缩变形,复合桩基沉降计算应同时考虑桩间土和桩端以下土体的压缩,最后提出了复合桩基沉降计算的简化方法并应用到工程实例计算中。     

大型油罐CFG桩复合地基变形与承载性能试验研究

 兰州原油末站大型油罐群,是我国首次在饱和黄土地基修建的大型储油设施。由于天然饱和黄土地基承载力仅为60 kPa,采用CFG 桩复合地基。依托其中一座15×104 m3储油罐工程开展CFG桩复合地基变形与承载特性试验研究。在地基处理范围内埋设土压力盒、孔隙水压计、沉降计等测试元件。现场试验结果表明,CFG桩复合地基承载力特征值达到275 kPa。结合罐体充水试验研究CFG桩复合地基在罐体充水过程中桩土应力、孔隙水压力、沉降及油罐环墙基础变形的变化规律。结果表明,环墙基础最大沉降量为30 mm,最小为11 mm。实测油罐任意直径方向的沉降差最大值为16.0 mm,油罐沿周边弧长方向最大非平面倾斜值为0.002 46。CFG桩桩土应力比随荷载呈增大趋势,在最大试验荷载下达到12.6,油罐底部反力沿半径方向呈“V”型分布。研究表明采用CFG桩处理饱和黄土地基是可行的,试验研究成果对饱和黄土地基修建大型储油罐提供技术依据。     

土工网在桥头引道路堤中的应用研究

以室内试验研究了路基土与土工网之间的综合摩阻力、张力膜效应及不同土工网铺设间距对复合土反应模量的影响，并依托上海市城市外环线1期工程，研究了桥头引道加筋路堤和不加筋路堤的地基顶面垂直土压力、水平土压力、地基顶面沉降、路堤坡脚侧向位移和路面工后沉降等．结果表明，将土工网加筋路堤用于解决桥头跳车效果明显。     

桩承式加筋路堤受力机理及沉降分析

作为一种经济、有效的软土地基处理方法,桩承式加筋路堤在国内外已开始使用。把单桩处理区域及上部路堤等效为圆桩体,采用弹塑性有限元法分析了瞬时加载后地基中超静孔隙水压力的分布特征及消散过程,研究了加筋格栅的受力和路堤的沉降特性等,分析了桩长、桩间距及桩托板大小对桩体荷载分担比和路堤沉降的影响。研究结果表明,打桩后桩体所受荷载向下传递,地基中的初始最大孔隙水压力出现在桩端以下土层。打穿软土层情况下,路堤的沉降量决定于浅部桩间土的压缩,而未打穿情况下,路堤的沉降量决定于桩端以下软土层的压缩。桩长是控制路堤沉降的最主要因素,其次是桩间距和桩托板尺寸。最后对一个工程实例进行了分析。     

高应力作用下CFG桩复合地基承载变形机制

为探究水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩）复合地基在高应力下的承载变形机制,基于西安市高新区拟建场地CFG桩复合地基高应力现场试验建立数值模型并进行分析。结果表明:该场地CFG桩复合地基的极限承载力不小于1 666 kPa;褥垫层在高应力作用下发生破坏,其协调桩土共同作用能力降低;桩顶向上刺入褥垫层,荷载向桩顶集中,致使桩承担上部荷载的96.5%;桩间土发挥作用能力受限,复合地基相当于单桩承载;褥垫层的厚度与桩土应力比的增长呈现负相关;桩间土与桩顶的沉降差随着荷载的增加而增加,且随着褥垫层厚度的增大呈现先增大再减小的趋势;当单桩承载力满足要求时,为保证高应力下桩间土不因荷载过大而造成复合地基的破坏,应适当减小褥垫层的厚度,降低其流动补偿能力;所得结论可为CFG桩复合地基在高层建筑地基处理设计提供参考。     

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。     

路桥过渡段桩承式加筋路堤现场试验研究

桩承式加筋路堤与路堤填土加筋技术联合应用于黄土地区路桥过渡段,减小路桥过渡段差异沉降和桥头跳车现象。通过 现场试验 对桩承式加筋路堤中心轴和路肩对应位置处格栅上、下表面桩顶和桩间土土压力、桩间格栅变形以及加筋路堤各断面格栅上、下表面土压力和格栅变形进行监测分析,研究结果表明：桩承式加筋 路堤通过土拱效应和张拉膜效应将路堤荷载向桩顶转移,从而可有效减小桩间土荷载;桩承式加筋路堤中心轴处路堤荷载转移主要以土拱效应为主,以张拉膜效应为辅,而路肩处格栅张拉膜效应较显著,路堤荷载传递由土拱效应和张拉膜效应共同完成,格栅在路肩处发挥作用效果大于路堤中心轴处;路堤加筋技术在桥台附近减载作用明显,随着距桥台距离的增加,减载作用逐渐减弱。     

塑料套管混凝土桩加固公路软土地基现场试验研究

根据某一高速公路塑料套管混凝土桩加固软土地基工程实例,对桩土应力、地表沉降、横向位移、不同深度孔隙水压力进行观测,讨论了塑料套管混凝土桩桩承式路堤的工作机理。结果表明：塑料套管桩加筋路堤的临界高度约为1.26倍桩净距,观测期末,荷载分担比接近89%;桩帽和桩间土最大差异沉降为30 mm左右,且应力集中比随着差异沉降的增大而线性增大;路堤堤脚附近不同深处横向位移随着路堤填筑高度的增加而增加,施工结束时,地表以下2.5 m处横向位移最大,为12.86 mm;横向位移-沉降比和横向位移增加率随着路堤填筑高度的增加逐步减小并趋于稳定,塑料套管混凝土桩加筋路堤系统能够有效防止路堤横向位移的发展和改善路堤的整体稳定性。