复合地基变刚度调平设计研究

基于数值模拟,对比分析了6种变刚度复合地基模型的不均匀沉降、桩顶反力、土反力、筏板内力;比较了变桩长、变桩径和变桩间距等方法实现复合地基变刚度调平的效果,并进行优化布桩分析.研究表明:基础差异沉降随荷载的增加先增大后减小;变桩长、变桩距相结合的方案有利于改善筏板的内力状况,降低筏板的弯矩,减小不均匀沉降,为最理想的调平方案.     

附加应力法计算刚性桩复合地基路基沉降

部分刚性桩复合地基路基实际沉降超过计算沉降的重要原因之一是现有沉降计算方法存在严重缺陷。在分析桩土沉降关系和桩土作用的基础上,提出了路堤下刚性桩复合地基沉降计算新方法——附加应力法。首先根据桩土作用计算桩土附加应力,然后采用分层总和法计算复合地基沉降。经工程实例验证后,利用附加应力法研究了桩长、桩间距、扩底、桩帽等因素对路基沉降的影响,并与现行方法计算的沉降进行对比。分析表明:附加应力法可以考虑单桩竖向承载力、桩帽转移荷载能力、桩土相互作用等因素的影响,计算沉降与实测沉降接近;利用桩帽将路堤大部分荷载转移到桩顶可以有效减小路基沉降;扩底比桩长加大更经济合理;按"强桩、大间距、大桩帽"原则设计的复合地基比密桩复合地基更经济合理。     

桥头段刚性桩复合地基现场观测结果分析

对于深厚软土路基,桥面和路面之间常发生较大的沉降差,产生“桥头跳车”现象。浙江台州浃里陈大桥对低强度桩复合地基处理桥头段软土路基进行了试验研究,并采用变桩长的方式调整桥面和路面的沉降差。采用复合地基使该桥头段的路基沉降减少了2/3,加固效果明显。由于采用了不同的桩长,复合地基沉降沿路堤长度方向分布是均匀的。对现场观测结果进行了分析,包括对路堤下桩顶和桩间土的土压力及沉降和复合地基分层沉降观测结果的分析。     

桩顶与筏板多种连接构造方式工作性状对比试验研究

针对桩顶与筏板之间不同构造形式下的相互作用,对可压密土中刚性桩复合地基、常规桩筏基础和桩顶预留净空桩筏基础进行了现场模型试验,测量了筏板沉降、筏板内外不同深度地基土沉降、桩身轴力和桩间土反力,分析了不同荷载级别下筏板沉降、筏板内外不同深度地基土沉降、桩土荷载传递特性和桩土荷载分担比分布规律。与刚性桩复合地基和常规桩筏基础相比,对于桩顶预留净空桩筏基础工作性状,研究发现在桩顶与筏板接触前,桩顶预留净空桩筏基础工作性状与刚性桩复合地基相似;桩顶与筏板接触后,其工作性状与常规桩筏基础相似。试验条件下,桩顶与筏板之间接触、设置褥垫层、预留净空(或可压缩垫块)不同连接方式可显著影响桩间土的压缩及桩土相对滑移,对上述三者来说,桩身下部桩、土相对滑移量(桩端刺入量)依次减小。     

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。     

桩长对树根桩网复合地基沉降影响离心模型试验研究

某码头堆场软土地基发生了推移，采用树根桩网复合地基进行加固。通过土工离心模型试验研究超大荷载下桩长对树根桩网复合地基沉降特性的影响，试验模拟了地基、树根桩、加筋垫层、防尘网和轨道梁基础、矿石堆载等，分析了超大荷载作用下不同桩长复合地基沉降变化规律。试验结果表明，复合地基表面沉降呈锅形分布，沉降随桩长的增加而减小，分布形状变尖，等长桩沉降远大于设计桩长，分布形状更尖。设计桩长桩网复合地基在350 kPa荷载作用下2 a责任期沉降满足控制在80 cm以内的使用要求，表明树根桩的布置方案合理、可行。     

高铁软基工后沉降特性与加固效果

高速铁路深厚软土地基的工后沉降控制是世界性难题,为此,依托于沪宁城际高速铁路,统计分析100余公里路基段3a运营期的沉降监测数据,将工后沉降划分成可以评价沉降控制效果的4个等级,并结合沉降推测评估,将其区划为稳定、基本稳定、临界超限与超限4个状态;针对地基处理措施工后沉降控制效果分析中传统方法存在的问题,提出"当量软弱土厚度"概念,可量化分析地基处理措施的工后沉降控制效果。分析表明:高铁路基的工后沉降与当量软弱土厚度成正相关关系,不同处理措施加固地基存在一个"临界"当量软弱土厚度,桩-板结构处理的地基沉降处于临界超限时,对应的当量软弱土厚度是桩-筏复合地基的1.7倍,是桩-网复合地基的2.2倍;桩-板结构处理的地基单位当量软弱土厚度工后沉降值仅为桩-筏复合地基的59%,桩-筏复合地基是桩-网复合地基的76%。     

CFG桩在路基拓宽中应用的数值模拟

以有限元软件Plaxis为工具,对软土路基拓宽进行模拟,揭示了路基拓宽后CFG桩复合地基的变形规律和承载特性。结果表明：路基拓宽后的最大沉降和水平位移均发生在新填筑的路堤,新路基采用CFG桩复合地基处理法能有效地减小沉降和水平位移,桩长和桩问距对CFG桩复合地基的荷载传递有较大影响。     

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。     

沉降控制复合桩基中桩长对桩土荷载分担比的影响

沉降控制复合桩基是地基土与桩共同分担外荷载、按沉降控制要求确定用桩数量的桩基。它不仅使施工质量得到较好保证,且地基处理费用也大大降低。以浙江象山县中心城区污水处理三期污水厂扩建工程中的脱氨（反硝化）深床滤池为对象,研究沉降控制复合桩基在混凝土滤池中的应用及桩土荷载分担比。分析表明：一定桩长范围内,随着桩长的减少,复合地基承载力随之减小,且幅度较大,桩分担的荷载显著减小,土分担的荷载几乎没有变化。     

长短桩筏板复合地基现场测试研究

为研究长短桩筏板复合地基加固效果,分别采用单点沉降计、沉降板、分层沉降计、土压力盒和孔隙水压力监测路基不同位置沉降、侧向变形和桩土应力。结果表明:上部荷载恒定后,后期路基沉降主要由下卧层压缩沉降产生,但是沉降量较小;侧向位移随着时间增长,位移速率和位移量逐渐减小,位移速率趋于稳定;在预压期间,素混凝桩土应力比先稳定后增加,CFG桩桩土应力比先稳定再减小;在上部填土重力作用下,长短桩复合地基超孔隙水压力呈现先产生骤然增加然后逐渐消散过程;随着上部荷载增加,筏板上应力由均匀分布变为抛物线分布再到马鞍形分布。     

长桩对多元复合地基性状的影响探讨

通过对长短桩复合地基的有限元分析,探讨了长桩的变形模量、桩长对桩身轴力和复合地基沉降的影响,分析表明长桩的桩身应力表现出均匀向下传递荷载的特性,长桩的变形模量对复合地基沉降的影响不大;增加长桩的桩长可以有效减小基础承台的沉降和提高桩顶荷载.     

高速铁路CFG桩筏复合地基沉降特性试验研究

对京沪高速铁路CFG(Cement Fly-ash Gravel)桩筏复合地基进行了现场试验研究,实测了桩顶、两桩中心、四桩中心处桩间土体的沉降值及路基面沉降值,深入分析了桩顶、两桩中心、四桩中心处桩间土体的沉降及路基面沉降随荷载和固结时间的变化规律,对CFG桩筏复合地基的沉降特性进行深入研究,得到以下主要结论:沉降主要发生在加载期间,即沉降快速发展阶段,期间桩顶、桩间土沉降均占总沉降的60%左右;CFG桩加固区沉降约占相应总沉降的1/4,下卧层沉降约占3/4;路基面沉降曲线成锅形分布,路基中间沉降量较大,路基两侧较小;地基沉降—荷载—时间规律可分为3个阶段,即沉降快速发展阶段、沉降发展阶段和沉降基本稳定阶段;超载预压对于减少工后沉降是必要的,预压3个月后,地基沉降基本上趋于稳定,路堤的预压静置时间应不小于3个月。     

包裹砂桩复合地基的承载力和沉降特性

对包裹砂桩挤密复合地基与压密砂土地基进行静载荷对比试验,研究了桩长、桩径、桩间距和长径比的改变对包裹砂桩复合地基承载力与沉降的影响。试验结果表明:地基土中增加包裹砂桩可以有效限制地基土侧向变形,发挥包裹砂桩桩体的竖向承载力,使处理后的复合地基承载力明显提高,沉降显著减少;桩径、桩间距和长径比对包裹砂桩复合地基承载力和沉降影响较为显著,随桩径增大和桩间距减小,复合地基承载力提高且沉降降低,长径比明显变小时,桩土应力比更大,更有利于桩承载力的发挥,而桩长对其影响并不明显;包裹砂桩复合地基的桩间距不宜大于4D;桩侧土压力随深度递减,桩侧和桩端荷载分配比例与桩长关系不大。     

抗疏力复合地基的变形特性研究

抗疏力复合地基是以抗疏力工程土为竖向增强体形成的复合地基,根据抗疏力工程土的工程特性,结合有限元分析软件对抗疏力桩复合地基进行了数值分析,结果表明抗疏力固化土和灰土工程土在工程特性上较为接近,可以做为处理黄土地基的材料;随着荷载增加,地基变形量的变化幅度增大;桩越长,桩土间的相互作用增强,土体对桩的约束增强,桩的沉降减小。抗疏力桩复合地基存在有效桩长,桩径为400mm的抗疏力桩的有效桩长为直径的15倍。     

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。     

CFG桩复合地基参数敏感性数值模拟

采用有限元分析软件对CFG桩复合地基特性进行研究,对不同的敏感因子,如结构类型、桩间距、桩长和桩布置方案对CFG桩复合地基沉降规律以及桩土应力比的影响进行数值模拟。研究表明:CFG桩复合地基采用桩板方案时,地基沉降更加均匀;减小桩间距,CFG桩复合地基整体沉降减小的效果比较明显;增加桩长有利于减小沉降,长短桩的使用可以降低工程费用,使工程更加经济;边坡疏桩可以减小路基的沉降盆。     

CFG桩复合地基施工过程监测与数值分析

结合高速铁路某试验段工程,开展CFG桩+垫层处理地基试验。实测复合地基沉降变形、桩顶应力、桩间土应力;分析路基沉降变形、桩土应力比随填筑高度的变化规律;利用FLAC-3D建立路堤荷载下CFG桩复合地基三维参数化数值计算模型,将现场实测数据与数值计算结果进行对比,分析研究路堤荷载作用下CFG桩复合地基的工作性状。研究成果有助于高速铁路复合地基沉降控制、承载特性和应力传递机理的研究。     

CFG桩加固高层建筑地基沉降变形与参数敏感性分析

为研究高层建筑工程中CFG桩复合地基变形特性及其影响因素,以福州市晋安区华玺公馆小区高层建筑地基处理实际工程为例,通过FLAC3D建立数值模型并进行计算分析,研究了CFG桩桩长、桩径和桩间距对复合地基加固效果的影响。研究结果表明,地基表面、桩间土和下卧层的最大沉降随桩长的增大逐渐减小,桩土应力比逐渐增大,在保证桩端能伸入合适的持力层条件下,可选取较小的桩长以节约成本;随着桩径的增大、桩间距的减小,地基表面、桩间土、下卧层的最大沉降及桩土应力比均呈现减小的趋势,在满足地基沉降要求的条件下,应综合考虑桩土应力比,选取合适的桩径和桩间距;对于该复合地基,选取最优桩长为16.0m,最优桩径为0.5m,最优桩间距为2.0m。     

路堤荷载下土工织物散体桩复合地基离心模型试验

进行了2组不同筋材刚度土工织物散体桩复合地基路堤离心模型试验,和1组碎石桩复合地基路堤的对比试验,以研究其在真实应力条件下的性状及稳定性。研究结果表明:随着筋材刚度的增大,地基中的超孔隙水压力略有减小,桩顶和桩间土沉降明显减小,而桩顶和桩间土之间的差异沉降明显增大;桩土应力比随筋材刚度的增大先增长明显,而后趋于缓慢;当筋材刚度较低或上覆荷载很大时,土工织物散体桩可发生显著的弯曲变形而引起较大的沉降,碎石桩则在软土中容易发生鼓胀变形而引起很大的沉降,但两者均未在复合地基中形成剪切滑移的趋势。