双向增强复合地基桩土应力比计算方法研究

研究目的:桩土应力比是反映双向增强复合地基工作特性的重要指标。由于路堤荷载下双向增强复合地基承载变形机理复杂,本文以双桩范围内的路堤与双向复合地基为研究对象,考虑路堤土拱效应、加筋层网兜效应、应力扩散效应等多重效应的共同作用,建立路堤-水平加筋垫层-竖向桩体-桩间土协调变形的二维理论分析模型,探究各影响因素对桩土应力比的影响规律。研究结论:(1)桩土应力比随填土重度、桩间距的增加而减小,随填料内摩擦角的增大呈先增加后减小趋势,随路堤填筑高度、格栅层数、填料黏聚力的增加而增大;(2)桩土应力比对各参数的敏感性由高到低排序为:桩间距、路堤填筑高度、路堤填土重度、路堤填料黏聚力、格栅层数及路堤填料内摩擦角;(3)本研究成果可为类似工程的桩土应力比计算提供理论依据及工程借鉴。

高速公路边坡预应力锚索桩板墙结构参数优化与受力特征分析

桩板墙是高速公路滑坡治理中常用的一种支护措施,其结构参数的优化设计是工程施工的研究重点。以云南省红河州建水(个旧)至元阳高速公路工程AK0+560~AK0+660段桩板墙工程为背景,采用数值模拟与灰色关联分析、正交试验设计相结合的方法,研究桩体嵌固长度、桩间距、桩宽3种结构参数的影响与优化,最终验证优化后的结构参数在地震工况下的稳定性。结果表明:桩间距为主要影响因素,桩体嵌固长度和桩宽的关联度相近,为次要影响因素;桩板墙结构参数最优组合为桩体嵌固长度15.0 m、桩间距5.0 m、桩宽3.0 m;地震工况下,抗滑桩悬臂段土压力以及桩身偏移量和沉降差满足规范要求,边坡稳定性较好。

路堤下复合地基的垫层对桩土应力比的影响分析

垫层是复合地基的核心,其主要作用是调节桩土应力比。但是,目前复合地基的垫层多采用厚度约30 cm的砂石垫层。简单模式的垫层,尚不能充分发挥垫层对桩土应力比的调节作用,使得复合地基的工作性状最优。针对路堤下不同黏结强度桩复合地基垫层的弹性模量、厚度对桩土应力比的影响展开数值模拟分析,得出:复合地基桩土应力比随垫层弹性模量和垫层厚度的增加而提高,但它的提高幅度反而逐步缩小。每种复合地基垫层都有其敏感厚度,垫层的敏感厚度可以作为垫层厚度设计的参考。垫层的敏感厚度与复合地基桩本身的黏结强度、垫层的弹性模量有关。桩的弹性模量越大,桩土应力比对垫层的弹性模量和厚度变化越敏感,变化幅值也越大。可以通过改变复合地基垫层材料、密实度、黏结强度、厚度等来改变垫层对桩土应力比的调节作用,改善复合地基的工作性状。

逐级加载下水泥搅拌桩复合地基桩土应力的研究

在工程中设计桩土复合地基的主要目的是充分发挥桩体承担荷载的效应,以达到变形协调的作用,桩土应力比是反映桩体加固效果的重要参数,为此探索桩土复合地基在逐级填土加载的过程中,桩身与桩间土所受应力的变化情况.本文以实际工程项目为依托,通过有限元建模计算,结合现场实测,研究桩土应力比的变化趋势.研究发现,桩土应力比在分级填筑的过程中会逐渐增加;在第三级填筑之前,路肩处桩土应力比大于路基中部;停止路堤填土后,桩土应力比曲线走势平稳,路基中部桩土应力比大于路肩处.桩体弹性模量对桩土应力比有显著影响,当桩体弹性模量从150 MPa增加至400 MPa,路基中部与路肩处桩土应力比最大值均有增加.

孔内深层强夯复合地基桩土应力比试验研究

通过开展孔内深层强夯单桩复合地基现场静载试验和桩土应力测试,获取了不同荷载作用下孔内深层强夯复合地基的平均桩顶应力、桩间土应力、桩土应力比、荷载分担比及其变化规律。试验结果表明:孔内深层强夯复合地基的桩间土承担了主要的上部荷载,约占50%~63%,随着荷载增大,桩间土承担的荷载比例逐步增大;对于孔内深层强夯复合地基,随着荷载的增大,桩土应力比随荷载的增大而减小,数值介于2~5之间;对粘性素填土地基,孔内深层强夯复合地基在处理后的桩间土地基承载力比处理前可提高220%。

水泥土搅拌桩长芯复合地基桩土应力比计算研究

桩土应力比是复合地基的重要设计参数,加芯搅拌桩复合地基桩土应力比的计算是一个工程技术难题。针对长芯搅拌桩,采用“截面法”将其划分上部等芯桩和下部刚性桩:前者采用考虑柔性性荷载作用下的侧阻分段非线性分布模式,后者采用线性侧阻分布模式;采用叠加原理计算长芯搅拌桩的桩土应力比。研究表明:高填方路堤柔性荷载作用下,侧阻分段非线性分布模式提高了桩的竖向荷载的分担比。桩径越大、桩长越长,桩土应力比越大。桩长对桩土应力比的影响幅度大于桩径。本文结果可为相关研究提供参考。

预应力空心方桩与预应力管桩力学性能比较和经济性分析

对预应力高强混凝土空心方桩(PHS)与预应力高强混凝土管桩(PHC)两种桩型的桩身物理性能和力学性能进行比较分析,并结合工程案例,进一步对两种桩型的单桩竖向承载力、桩基础工程量及造价进行了力学性能及经济性比较,最后对两种桩型的堆放方式进行了简单介绍。

预应力锚索桩基托梁挡墙设计与施工分析

文中以某高填方边坡工程支护工程为例,对预应力锚索桩基托梁挡墙设计进行分析,利用仿真模拟软件分析该支护结构力学响应,并对预应力锚索桩基托梁挡墙的施工效果进行了监测。结果表明,上级桩基托梁挡墙墙顶最大水平位移为17.8 mm,墙顶最大沉降量为6.5 mm;墙底最大水平位移为7.4 mm,最大沉降量为5.2 mm。所有监测点处的墙体变形量及沉降量均未超过设计预警值,证明预应力锚索桩基托梁挡墙的施工效果良好,安全系数较高,即预应力锚索桩基托梁挡墙可以大量推广应用于山区边坡的支护工程,这对于提升边坡工程的施工安全性具有十分重要的意义。

CFG桩复合地基褥垫层厚度与桩土应力比的数值模拟和试验

CFG桩复合地基设计中,褥垫层厚度的确定一般是根据经验在一定范围内选取,这样给出的褥垫层厚度值并不确定是否是最适合的,从而对CFG桩复合地基承载力的发挥造成不确定性的影响。为了充分发挥桩与桩周土的承载能力,使两者更好的协同工作,本文通过数值模拟结合试验验证的方法,分析了影响桩土荷载分担比的两个主要因素,其一是所受荷载的大小,其二是褥垫层厚度。建立在此前成果上,研发了针对CFG桩复合地基设计时确定垫层厚度的计算模拟技术,旨在提供科学选取垫层厚度的理论支持,确保桩体及其周围土的承载能力得以充分发挥。

预应力锚索桩板墙加固斜坡稳定性研究

斜坡稳定性是土木工程中的一大挑战,尤其是在复杂的水文地质和环境条件下。预应力锚索桩板墙技术作为一种新兴的斜坡加固方法,因其优越的支护效果和经济性而被广泛应用。文章阐述了预应力锚索桩板墙的组成及分类,分析了预应力锚索桩板墙加固斜坡的优势,通过实际工程案例系统地研究了其在斜坡稳定性加固中的应用效果。研究结果表明,预应力锚索桩板墙能够有效控制斜坡的变形,提高斜坡的整体稳定性。同时,该技术在适应复杂地质条件和减少环境影响方面展现了显著优势。该研究不仅为斜坡稳定性加固提供了科学的理论依据,也为工程实践提供了有效的技术支持和设计指导。

预应力方桩高压旋喷水平顶拉法纠偏的工程应用

因淤泥质土层具有高压缩性、抗剪强度低、触变性特性,在该土层中采用静压法施工预应力方桩时,因“挤土效应”较容易发生桩身倾斜及桩位偏差的质量问题。通过高压旋喷水平顶拉法对预应力方桩进行纠偏,能达到较好的处理效果。且相比于补桩等常规处理方式,从施工难易程度、场地条件要求、施工成本等方面均有较强的优势。但该方法适用时有一定的局限性,采用前应邀请专家进行专家论证。

不同工况下螺锁式预应力混凝土实心方桩的桩身完整性分析

螺锁式预应力混凝土方桩的桩身完整性检测方法主要采用低应变法,实测曲线中接桩位置经常出现明显同向反射,对桩身完整性的合理判定产生影响。在没有桩周土和施工工艺影响的工况下,采用低应变法对 3 组桩的桩身完整性进行对比验证,结果表明同时采用螺锁式和密封材料连接工艺的桩的桩身完整性可满足要求。在实际项目的桩基承载力问题处理过程中,低应变法无法准确判定接桩位置的缺陷程度,而高应变法可以作为基桩施工质量综合判定的有效手段。

螺锁式机械连接预应力混凝土方桩施工技术

为了解决当前预应力混凝土方桩施工中存在的问题,保证整体施工质量以及施工效率,工作人员提出需要对连接方式进行妥善处理与选择,以此提升方桩连接的紧固性,保证整体施工质量以及施工效率。本文在进行分析的过程中,讨论螺锁式机械连接预应力混凝土方桩施工技术现状,发现当前施工存在一定的问题,且传统施工方式无法满足当前施工建设的需求,因此以厦门海隆码头有限公司厦门港海沧港区20#、21#泊位6#仓库工程施工为案例,对螺锁式机械连接预应力混凝土方桩施工技术的运用展开讨论,解决当前施工存在的问题,并对其后续的应用进行了展望。螺锁式机械连接预应力混凝土方桩施工技术的应用提升了施工质量与施工效率,满足施工需求,提升了建筑工程的稳定性以及安全性。

预应力混凝土波浪桩在水利工程中的应用——以卫河干流(淇门—徐万仓)治理工程为例

预应力混凝土波浪桩是离心成型的预应力半圆环型构件,采用先张法工艺制作,在河道治理工程中单独或结合其他材料形成护岸结构,具有耐久性强、满足多种施工条件、提升施工效率、降低后期维修管护成本、绿色生态等特点。以卫河干流(淇门—徐万仓)治理工程为背景,通过在建水利工程施工中出现的问题,分析现场地质情况,对比波浪桩护岸型式特性,论述波浪桩施工方法、施工要点等技术内容,以期对其他水利工程建设提供参考和借鉴。

预应力混凝土U形板桩在软土地基防渗中的应用

软土地基防渗围封设计与选型是水利工程建设与管理关注的重点。以火炬开发区孖涌泵站工程为例,从应用依据、方案选型、控制过程、运用效果等方面,全面介绍了预应力混凝土U形板桩在珠三角软土地区水利工程基底垂直防渗围封中的应用。结果表明,预应力混凝土U形板桩在使用耐久性、施工便捷性、成桩质量、工期进度等方面均具有优势,在做好设计与施工控制的情况下,具有良好的基底防渗效果,可为软土地区类似工程基底防渗围封选型提供参考。

复合地基土拱效应与桩土应力比研究

现场试验表明,在填土荷载作用下,桩体复合地基中桩与桩间土之间产生差异沉降,引起其上填土不均匀位移并调动自身强度以抵抗荷载而自然形成土拱。土拱将其上填土荷载传递至桩体,土拱下土体不承担拱上填土荷载,从而使复合地基承载力提高、沉降减小。在顶面水平的填土荷载作用下,填土中土拱由拱脚支承在相邻桩桩顶的主拱与搭接于主拱上的次拱组成,拱轴线均为悬链线。通过对主、次拱的静力平衡分析得出主拱轴向应力的计算公式,根据主拱拱脚处应力达到极限平衡状态的条件求得主、次拱的拱高及主拱对桩顶的压应力,由此导出复合地基桩土应力比计算公式。计算公式经工程实例验证,可用于复合地基设计。

CFG桩复合地基桩土应力比计算与影响因素分析

基于目前对带垫层的复合地基桩土应力比计算理论的研究不够完善和为了满足工程实际中桩土应力比计算的需要,从单元变形模式出发,综合考虑桩体的负摩擦阻力、桩顶刺入垫层和桩端刺入持力层的情况,并将土层按等沉面的位置分为上下两层土体,采用简化和收敛的方法,导出带垫层的CFG桩复合地基桩土应力比的计算公式。运用该方法对桩长为6.8-7.6 m的CFG桩复合地基进行计算得到的等沉面位置位于距桩底0.6-0.7的桩长处,应力比值在14-19。计算值与现场试验结果吻合较好,说明该计算方法能满足实际工程计算的需要,适用于刚性桩复合地基的桩土应力比计算。运用该分析方法对桩土应力比影响因素的分析表明：选择合理的桩间距、桩径、桩长和垫层材料能充分发挥CFG桩复合地基的承载能力。

带帽桩复合地基复合桩土应力比的计算及影响因素分析

在分析带帽刚性桩复合地基试验成果的基础上,提出复合桩土应力比的概念,以合理反映带帽桩复合地基的力学性状。以土力学和弹性理论为基础,基于合理假定,采用等沉面的思想,考虑复合桩体发生上、下刺入变形现象,推导出能够反映层状不均质地基和带帽桩复合地基空间三维沉降变形特征的复合桩土应力比隐式计算公式。通过工程算例,分析了桩体中心间距、桩长、桩帽尺寸、垫层变形模量、下卧层土体变形模量、桩帽间土体变形模量和静止侧压力系数等因素的影响,提出了利用复合桩土应力比进行带帽桩复合地基按桩帽间土体沉降量控制优化设计的思路。

考虑负摩阻力的刚性桩复合地基中性面深度及桩土应力比计算

研究了刚性桩复合地基桩侧摩阻力在线性模式下中性面深度及桩土应力比的计算方法。根据刚性桩复合地基各组成部分的沉降变形关系,推导了垫层–桩–土的变形协调方程。考虑负摩阻力对桩土工作性状的影响,将桩侧摩阻力分布由试验曲线简化为线性模式,同时考虑桩顶刺入褥垫层,桩底刺入下卧层,结合桩土变形协调方程推导了中性面深度、桩顶平面桩土应力比、中性面桩土应力比的计算公式。分析了多种因素对中性面深度及桩土应力比的影响,结果表明：刚性桩复合地基的中性面深度比在0.15~0.35之间,中性面桩土应力比相比桩顶平面桩土应力比增大10%~40%。最后应用于某工程现场载荷试验和某刚性桩复合地基模型试验,计算值与试验值吻合较好。

路堤荷载作用下碎石桩复合地基桩土应力比计算及试验研究

深入分析了路堤等柔性荷载作用下碎石桩复合地基的工作机理,对路堤-碎石桩-桩间土系统进行合理简化,建立了桩土应力比计算模型,并给出关键参数的求解过程。基于最小势能原理,导得路堤荷载下碎石桩复合地基桩土应力比计算解析表达式,结合大型室内模型试验,通过对比试验过程中的全程监测数据,验证了理论解的正确性。探讨了各主要影响因素与桩土应力比之间的关系,结果表明:桩土模量比和置换率是应力比的主要影响因素,路堤高度与路堤材料的影响次之;当路堤高度较小时,随着高度增加,桩土应力比提高明显;但当路堤高度增大到一定值时,桩土应力比基本不变;增大填料剪切模量可略微增大应力比。