“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     

复合桩地基构想

本文构想了一种柔性桩与刚性桩复合的地基。以柔性桩为主承受上部荷载，刚性桩控制沉降变形，做到强度与变形的协调，并用允许变形来控制设计。鉴于柔性桩的经济性，本复合桩地基在对沿海软土地区进行地基处理时，可真正做到技术与经济的有机统一，为灵活进行地基处理提供了一种新思路。     

北京地区典型地层中刚性桩复合地基抗震性能分析

刚性桩复合地基的抗震性能与场地土性质紧密相关，不同地区刚性桩复合地基的抗震性能会有很大差异。北京地区为地震多发地带，工程界对大量应用于该地区场地中的刚性桩复合地基抗震性能尤为关注。作者所在课题组对刚性桩复合地基的抗震问题进行了大量研究，并发展了可用于实际工程评价的刚性桩复合地基一结构三维动力有限元方法。在此基础上，针对北京地区几种典型地层进行刚性桩复合地基的抗震分析，得出一些有参考价值的结论及建议。     

一种估算复合桩基沉降的新方法

一、前言 众所周知,纵向增强体复合地基可分为三类:散体材料桩复合地基、柔性桩复合地基和刚性桩复合地基。比较后两类复合地基的沉降计算,柔性桩身的压缩量比刚性桩大;柔性桩荷载传递特性与刚性极不同。而地基沉降计算关键在于桩土分担问题。《建筑地基处理技术规范JGJ79—91》规定的水泥搅拌桩复合地基沉降的计算方法,实质是刚性桩基的“等代墩基分层总和法”再加上柔性桩加固区的压缩量。从《地基处理手     

刚性桩、柔性桩复合地基力学性状三维有限元分析

采用ANSYS软件对刚、柔性桩复合地基的力学性状做了计算分析,比较了刚、柔性桩复合地基的荷载传递形式,同时与桩基的荷载传递形式做了比较,通过计算分析了桩身模量以及下卧层模量的改变对桩身荷载分布形式的影响。分析结果表明,刚性桩复合地基与柔性桩复合地基荷载传递形式是完全不同的。     

褥垫层对刚性桩复合地基承载性状的影响

褥垫层在刚性桩复合地基中起到协调桩土变形的作用,其厚度及变形模量等特性对刚性桩复合地基承载性状有较大影响,褥垫层关键参数值在工程常规值范围内变化时,复合地基承载性状有何影响并不清楚。为探讨褥垫层的厚度及变形模量在常规值范围内变化时对刚性桩复合地基承载性状的影响,结合工程实例进行了相关计算分析。结果表明,褥垫层厚度在100~500 mm之间及变形模量在40~140 MPa之间范围内变化时,对复合地基桩土应力比的影响较大,但对复合地基总沉降量的影响较小。另外,由于桩顶刺入褥垫层,桩身产生负摩阻力,负摩阻力对桩身承载有一定影响,但对复合地基总沉降量的影响有限,复合地基沉降计算时可以忽略其影响。     

刚性桩复合地基模型试验研究

通过刚性桩复合地基群桩(桩数3×3)模型试验,对不同垫层厚度刚性桩复合地基的变形特性、不同桩位桩体和桩间土的受力特性进行测试,并对桩土应力比和荷载分担比等反映桩土共同工作性能的指标进行分析,得出了刚性桩复合地基的承载特性和变形规律。结论可为刚性桩复合地基的优化设计提供依据。     

上部刚度影响的复合地基桩土分担特性研究

通过自编面向对象的三维有限元程序对刚性桩复合地基在考虑上部结构刚度情况下的桩土工作特性进行了数值分析.着重讨论了基础底部桩土反力和桩土应力比随上部结构刚度、筏板厚度、地基土模量、置换率和垫层厚度这些影响因素变化的情况.通过计算分析,得出上述影响因素对刚性桩复合地基的桩土分担特性都有不同程度的影响.适当的选定筏板厚度、置换率和垫层厚度,对合理发挥刚性桩复合地基的桩土分担特性起到重要的作用.得出的结论亦可以为相关工程应用提供一定的参考.     

水泥土搅拌桩复合地基沉降计算方法浅析

1 前言 水泥土搅拌桩是一种介于刚性桩和柔性桩之间的具有一定压缩性的半刚性桩,它与桩间土共同作用的复合地基亦具有一定的压缩性。因此,在复合地基设计时,除应考虑建筑物上部荷载要求外,还应考虑如何控制相对沉降量,即复合地基的变形,使上部结构与地基相协调,避免引起建筑物的沉降过大或不均匀沉降。 复合地基的变形计算方法较多,且其变形与地质条件、上部荷载分布、桩体的设计参数等都有密切关系。现就太原市河西区所进行的较典型的水泥土搅拌桩复合地基施工后建筑物沉降实测值与几种理论计算值之间相比较,以选择接近地区实际的经验     

刚柔性基础下复合地基桩土应力比的对比试验研究

桩土应力比是复合地基承载性能中的重要技术指标,基础刚度及桩体变形刚度是影响复合地基桩土应力比的关键因素之一.本文通过现场试验研究对比分析了刚性基础与柔性基础条件下,长短桩复合地基的桩土应力比的变化规律,总结了基础刚度及桩体变形刚度对复合地基桩土应力比的影响规律,对实际工程中有效提高复合地基桩土应力比、降低地基沉降变形具有理论和工程指导意义.     

多元复合地基设计与检测方法探讨

在简要介绍多元复合地基概念的基础上,提出了多元复合地基的设计方法。并通过两个工程实例探讨了多元复合地基的检测方法,结果表明,提出的设计和检测方法是符合工程实际的,是可行的。     

带褥垫层刚-柔性桩复合地基性状试验研究

为了研究带褥垫层刚-柔性桩复合地基这种新型复合地基桩土共同作用特征,在温州地区选择了一个采用刚-柔性复合地基的工程开展静荷载试验研究。在条形基础下抽取一根钻孔灌注桩(刚性桩)和四根水泥搅拌桩(柔性桩)进行刚-柔性复合地基静荷载试验,分析整个加荷过程中复合地基的承载变形规律。试验结果表明复合地基Q-s曲线呈缓变形,承压板底土反力分布呈现出中部大边部小的形态,土应力在桩端平面出现应力增大现象,复合地基中刚性桩、柔性桩桩顶均出现负摩阻力。另外,通过反分析方法确定本次试验中钻孔灌注桩、水泥搅拌桩和桩间土的承载力发挥度分别为0.97、0.73、0.99。     

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     

基于沉降控制的端承型复合桩基工程实践

 针对端承桩无法满足桩、土变形协调的特点,通过专门研制的变形调节装置,协调桩、土变形差,提出在桩顶设置变形调节装置的端承型复合桩基,实现地基土承担上部结构大部分荷载,仅通过少量端承型桩来控制建筑物沉降的目的,并进行工程实践。该工程地基土承载性能良好,天然地基承载力可以满足要求,但建筑物沉降过大,通过采用该方法使地基土承担上部结构55%的荷载,且沉降控制效果良好,取得了显著的经济效益和社会效益。通过对一系列现场测试数据的分析,验证本工程基于沉降控制的端承型复合桩基方案的合理性和有效性。该工程端承型复合桩基的设计思路与方法可供同类工程借鉴和参考。     

实现桩土共同作用的机理及若干方法

通常情况下,桩、土支承刚度差异显著,相同荷载水平下两者存在变形差,因此要实现桩土共同作用,必须要消除桩土的变形差,保证桩土的变形协调。在分析桩土共同作用机理的基础上,对现有桩土共同作用的实现方法和发展趋势进行归纳与总结并将其分为三大类:补偿位移法、刚度调整法以及预加位移法。其中,补偿位移法又包括摩擦桩复合桩基与刚性桩复合地基,刚度调整法主要为笔者提出的设置调节装置的端承桩复合桩基,预加位移法主要指桩顶设置柔性材料以及桩顶预留净空复合桩基。对上述每类所包含的具体方法进行了介绍,并对各自的适用条件、优缺点进行了对比与分析。     

刚柔组合二元复合地基布桩对结构的影响分析

刚柔组合二元复合地基将竖向增强体复合地基中的柔性桩、刚性桩综合用于加固软弱地基,具有良好的技术优势和经济效益。在考虑上部结构与筏基及二元复合地基三者共同作用的前提下,针对二元复合地基各种不同布桩方式对三者共同作用所产生的影响进行了分析。分析中,上部结构为一个十层的框架结构,筏基为平板式筏基,二元复合地基采用石灰柔性桩和CFG刚性桩两种桩型。在桩总数不变,两种桩数各占一半的前提下,布桩方式采用"内强外弱"、"外强内弱"、"中部强内外弱"、"中部弱内外强"四种。综合四种情况下的竖向增强体桩顶反力、筏基沉降、筏基内力分布、上部结构内力对比表明,各种布桩方式各有利弊,相对而言,"中部弱内外强"的组合方式既可以使筏基沉降减至较低,又能适当减小上部结构及筏基的弯矩值,是一种相对优化的布桩方式。     

柔性基础下粉喷桩复合地基的承载力计算

通过现场实测及有限元计算,讨论了采用粉喷桩处理饱和黄土与淤泥质土所形成的复合地基,在柔性基础作用下,基础刚度及复合地基中的桩体对复合地基承载力的影响。结果表明:减小基础刚度有利于桩间土体承载力的发挥;桩体对饱和黄土承载力的影响程度大于对淤泥质土体承载力的影响程度。最后依据实测及有限元分析结果,在原有刚性基础下粉喷桩复合地基承载力计算公式的基础上,增加了基础刚度影响系数与桩间土体承载力提高系数,并给出了各影响系数的建议取值范围,使其适用于柔性基础下复合地基的承载力计算。     

覆盖层上面板堆石坝趾板与基础连接方式的研究

采用三维弹塑性有限元分析,对那兰水电站混凝土面板堆石坝趾板与基础的两种连接方式——刚性连接与柔性连接进行了比选及技术论证。不同连接方式下的坝体应力与变形计算结果表明:两种连接方式对坝体、坝基及混凝土面板的应力与变形影响很小;但对防渗墙和趾板的变形有较大影响,刚性连接下防渗墙与趾板的变形要小于柔性连接情况;两种连接方式下防渗墙和趾板的应力总体上没有很显著的差异,都在其应力允许范围内;两种连接方式下,面板周边缝变位差别较大,采用刚性连接方式时,面板周边缝有较大沉陷,甚至超过一般止水构件所能承受的变形能力。综合对比两种连接方式下的坝体应力、变形计算结果,建议采用柔性连接方式连接趾板与基础。     

刚性桩复合地基的桩土应力比计算方法

刚性桩的桩体刚度比较大,承担较大荷载后桩身变形较小,其桩土应力比远大于半刚性桩的桩土应力比。刚性桩复合地基设计仍沿用半刚性桩复合地基经验设计,导致刚性桩复合地基设计过于保守,问题的关键在于如何准确确定其桩土应力比。基于刚性桩荷载传递规律、桩-土-垫层变形协调条件,综合考虑了桩体的上下刺入变形、桩侧正负摩阻、桩长、桩径、土性等影响因素,推导得到了刚性桩复合地基桩土应力比简化公式,并与刚性桩复合地基室内模型试验和现场实测结果进行对比分析,该公式便于工程应用,更有利于刚性桩复合地基定量化设计和计算沉降。