CFG桩复合地基褥垫层效用的有限元分析

水利工程中为提高泵站地基的承载力,常采用CFG桩(长螺旋成孔)复合地基进行地基处理。由于上下游存在水位差,褥垫层材料常采用水泥土或黏性土代替散粒体材料。利用有限元软件ABAQUS,建立单桩复合地基有限元模型,分析了不同褥垫层材料、不同厚度及不同变形模量对桩土应力比的影响规律。该研究为CFG桩复合地基褥垫层材料的选择及褥垫层厚度的设置提供了依据,有利于复合地基的优化设计。

膨胀土边坡防护方案比选研究

针对膨胀土边坡的防护问题,对土工膜、砂垫层、表砂层和水泥改性土4种防护方案进行室内模型试验,在膨胀土模型边坡干湿循环工况下,对比每种方案下模型边坡的膨胀变形、裂隙开展和含水率变化情况,讨论了各方案的防护效果及工程应用问题。结果表明:4种防护方案中,水泥改性土方案的防护效果最优;采用土工膜方案时应注意土工膜间的搭接处理;采用砂垫层方案时应根据气候条件确定合理的砂垫层厚度;表砂层方案不宜单独使用,可作为辅助措施;采用水泥改性土方案时,在保证防护层厚度的基础上应注意控制其压实度并做好养护工作。

水泥土搅拌桩复合地基荷载传递机理的试验研究

根据静载荷试验结果,研究褥垫层厚度对荷载在水泥土搅拌桩四桩复合地基中传递的影响规律。共完成四种厚度褥垫层的水泥土搅拌桩复合地基现场静载荷试验,在复合地基的不同位置埋设土压力盒,根据压力盒的读数算得桩和土中的应力。对桩、土应力的比较分析表明:随着褥垫层厚度的增大,桩侧负摩阻力增大,桩身最大应力位置下移,桩身应力随深度衰减速度减慢,桩身最大应力出现在距离桩顶2～4倍桩径范围;加载稳定期间桩土应力比n的变化表明了桩土间的荷载有协调重分配的过程,桩土应力比n随着荷载的增加先增大后减小,n值与褥垫层的厚度成反比。根据以上结论,对水泥土搅拌桩复合地基的设计提出几点建议,以提高水泥土搅拌桩复合地基的承载力。

水泥搅拌桩荷载传递机理研究

通过模型试验和轴对称有限元 无穷元耦合分析 ,研究了软土层中水泥搅拌桩的荷载传递。分析结果表明 ,基础、桩长和垫层对水泥搅拌桩复合地基的荷载传递有较大影响。在软土中桩身上部桩土之间可以产生相对滑移 ,产生相对滑移的深度与桩土模量比有关 ,砂垫层虽能增大桩间土分担比 。

垫层对水泥土搅拌桩复合地基沉降的影响研究

根据静载荷试验和数值模拟的结果,研究垫层厚度对水泥土搅拌桩复合地基沉降的影响规律。针对珠海地区广泛存在的淤泥质土,进行了天然地基和4种垫层厚度的水泥土搅拌桩复合地基现场静载荷试验。在地基中预埋沉降管和沉降磁环,利用带刻度的探头感应加载过程中沉降磁环位置的变化,获取地基的分层沉降量,据此分析复合地基的沉降规律。在现场试验的基础上,对水泥土搅拌桩4桩复合地基进行了数值分析,将数值计算得到的不同垫层厚度复合地基中桩、土的分层沉降进行比较,结果表明垫层的设置减小了桩的沉降量,但过厚的垫层不能够有效地提高复合地基的承载力,反而会增大沉降。建议对褥垫层厚度的选取,除了要综合承载力和沉降两方面因素之外,还要考虑实际的地质条件。垫层厚度可取20～40cm,当淤泥层位于桩身中部以下取高值,位于桩身中上部取低值。

水泥土垫层下CFG桩复合地基的桩土应力比研究

CFG桩复合地基水泥土垫层对桩土应力比的调节作用不同于砂石垫层的,有其独特的特点。以新建兰（州）新（疆）铁路第二双线DK821＋600-DK821＋900软弱盐渍土地基加固试验段作为依托工程,通过对试验段的1 m厚水泥土垫层下CFG桩复合地基的桩顶、桩间土不同部位的应力测试得出：在同级荷载下,桩顶不同区域的应力值,以桩中心区域最大,其次是桩边缘区域,再是二者之间的区域;桩间土上应力,离桩间土中心越近,应力越大;在各级荷载下,桩顶上的应力要明显大于桩间土上的应力;随着荷载的增大,桩土应力比逐渐减小。表明随着荷载的增大,荷载有向桩间土转移的趋势,桩土共同承担荷载的特征越来越明显。

水泥土搅拌桩的加固机理及其应用

水泥土桩加固软土地基,一般形成半刚性桩复合地基。从水泥土桩复合地基的构成,对水泥土桩桩身、垫层及桩间土的受力特性及相互作用机理进行了分析和探讨,同时对水泥土搅拌桩复合地基的设计理论进行了阐述,对施工方案及施工注意事项提出相关建议。

垫层对CFG桩复合地基承载力评价的影响研究

为了能正确利用静载荷试验评价CFG桩复合地基承载力,进行了两组载荷板下不同厚度和材料垫层条件下的CFG桩复合地基垂直静载荷试验,对桩土反力进行了测试。根据试验结果和复合地基桩土共同作用的特性,研究了外荷载增加时不同厚度垫层条件下CFG桩复合地基桩土应力比、荷载分担比以及沉降的发展历程。认为垫层厚度和材料对CFG桩复合地基的承载力性状有很大影响,两者之间有个匹配问题。提出在CFG桩静载荷试验时,可以采用厚度为50～150mm的石屑+中粗砂、碎石+中粗砂或碎石+石屑垫层,桩间土的承载力发挥系数为0.75～1.0。

水泥土搅拌桩复合地基的试验和数值模拟分析

水泥土搅拌桩处理软土地基可以提高地基承载力并减小沉降量。针对珠海地区的淤泥质土,进行了4种垫层厚度的水泥土搅拌桩复合地基现场静载荷试验,并在现场试验的基础上采用FLAC3D对水泥土搅拌桩复合地基进行了数值模拟分析。将数值模拟得到的4种垫层厚度复合地基的沉降曲线与现场试验的沉降曲线进行了比较,两者基本吻合。采用此模型计算了不同桩径和桩距复合地基的承载力和沉降量,研究了桩径、桩距的改变对复合地基承载力和沉降量的影响,并对改变桩径和桩距两种方案进行了比较,为水泥土搅拌桩复合地基的设计提供了参考。

模量对搅拌桩复合地基承载性能影响的数值研究

在现场试验的基础上,利用FLAC3D建立数值模拟模型,分别改变复合地基的褥垫层、持力层和桩体材料的模量,计算采用不同模量时复合地基的沉降以及桩土的应力,分析模量变化对复合地基承载力和沉降的影响规律。结果表明,褥垫层的材料和模量影响到桩间土承载力的发挥,褥垫层宜采用级配砂石,模量取值范围为20～50MPa。持力层模量增大可以提高复合地基承载力减小沉降,因此水泥土搅拌桩的桩端要进入到具有一定硬度的土层中,除软弱土外,其他土层做持力层其强度对复合地基承载力和沉降的影响不大。在一定范围内增大桩模量可以有效提高复合地基承载力减小沉降,采用水泥土搅拌桩加固软土地基时,桩的模量不要过大,建议取值范围为200～400MPa。

夯实水泥土桩复合地基共同作用的试验研究

为研究夯实水泥土桩复合地基中桩体、垫层、地基土的共同作用及其工作性状,进行了不同桩长、不同配比单桩载荷试验,不同桩长的单桩及四桩复合地基载荷试验,不同面积置换率的9桩复合地基载荷试验。通过专门的测试元件对复合地基中的地基土反力分布、桩侧摩阻力等进行测定。根据试验结果分析了复合地基破坏模式,探讨了桩体、垫层、地基土的相互作用特性。对地基土反力分布特征、桩土荷载分担比、桩土应力比、单桩及复合地基中桩侧摩阻力分布特征等进行了研究。

对水泥土桩承载力确定的几个问题的分析

根据水泥土桩桩土接触面载荷传递模型试验、水泥土桩与灌注桩承载力的现场足尺对比试验和有限元分析 ,对水泥土桩载荷传递机理和破坏机理进行了分析 ,对水泥土桩复合地基载荷试验承压板桩土相互作用进行了研究 ,进一步分析了复合地基载荷试验方法对单桩进行检验的局限性 ,辨证分析了褥垫层对水泥土桩复合地基承载力确定的影响 ,不能简单地认为垫层对提高复合地基承载力和减少沉降是有利的 .

深层搅拌桩复合地基沉降变形研究

通过现场复合地基静载荷试验和桩土应力比的测试,探讨了水泥土复合地基桩距拉大以后桩土应力比和承载变形机理.对桩距 s =（2.57～2.64） d 的复合地基而言,由于搅拌桩周侧摩阻力的充分发挥,桩间土中的应力不会相互叠加,使复合地基的加固区形成较为坚实的＂加筋复合垫层＂,从而有效扩散应力,使得复合地基的沉降量大大减小.

桩顶与承压板新型构造方式下的单桩承载特性

首次提出在桩顶黏贴一块10 mm厚的聚苯乙烯泡沫板,并在泡沫板上铺设150 mm厚砂垫层的一种新型构造方式。在山东省东营市伟浩中央花园,通过不同状态下的现场静载荷试验,对竖向荷载作用下,承压板与桩顶新型构造方式下的粉喷桩单桩复合地基以及自由单桩的承载特性进行了对比研究。结果表明:承压板与桩顶新型构造方式下的粉喷桩单桩复合地基承载力比自由单桩承载力增加很多;承压板与桩顶新型构造方式可有效利用土的承载力,减少桩顶应力过分集中,同时可使桩间土压缩提前发生,强化桩土相互作用,使得桩土更趋于整体沉降,达到有效减小工后沉降的目的。

水泥土搅拌桩复合地基承载力折减系数α和β的试验研究

《建筑地基处理技术规范》分别给出含有折减系数α的单桩承载力计算公式和含有系数β的复合地基承载力计算公式,为了得到适用于本地区的α和β的取值范围,为今后规范的修订提供参考数据,对珠三角地区有代表性的淤泥质土地基采用水泥土搅拌桩进行加固处理,进行单桩、天然地基以及设置4种厚度褥垫层的水泥土搅拌桩四桩复合地基的静载荷试验。通过对试验数据的分析和反算,对规范给出的承载力计算公式中折减系数α和β的取值范围进行修正,给出详细的取值建议。同时分析褥垫层厚度对复合地基承载力的影响,并建议褥垫层厚度取200～400mm,为珠三角地区水泥土搅拌桩复合地基的设计提供参考。

夯实水泥土桩复合地基垫层效应研究

基于试验结果,分析垫层刚度对复合地基中桩顶及桩间土表面应力发挥进程的影响,指出对于土质相对较好的地基中应用夯实水泥土桩复合地基,会因垫层刚度的不同造成复合地基破坏模式的改变,从而影响复合地基的承载力的大小。因此,天然地基土相对较好的地基土质条件下,为防止桩身过早压坏,导致p–s曲线产生陡降,合适的垫层刚度非常重要。载荷板宽度不同会造成垫层刚度的差异,采用载荷试验确定复合地基承载力要考虑这种垫层刚度差异的影响。

褥垫层参数变化对多元复合地基的影响

本文主要通过改变褥垫层的设计参数,对水泥粉煤灰碎石 (CFG)桩与水泥土搅拌桩多元复合地基进行三维有限元模拟分析,其结果完善了多元复合地基的设计计算理论,可用于指导工程实践。

浅谈软土地基的处理方法及其适用性

软土地基具有天然含水量大,高压缩性,强度低和承载能力低等工程特性,如果对此技术处理不当会给人们的生命和财产安全造成严重的威胁,从勘察到设计、施工,在每个建设环节中软土地基的处理都属重中之重。本文从设计和施工规范入手,简要介绍了三种常用的软土地基处理方法(即换点垫层法、预压法和水泥土搅拌桩复合地基法),并介绍这三种方法的适用性和工程中应注意的问题。

CFG桩复合地基褥垫层效用的三维有限元分析

水利工程中常采用CFG桩复合地基以提高水闸地基的承载力。由于上下游存在水位差,褥垫层材料常采用水泥土或黏性土代替散粒体材料。利用大型通用有限元软件ABAQUS,建立单桩复合地基三维有限元模型,分析了不同褥垫层材料、不同桩体模量及不同桩长对桩土应力比和桩土沉降的影响。为CFG桩复合地基褥垫层材料的选择、桩长及桩体模量的设置提供了依据,有利于复合地基的优化设计。

水泥砂浆桩复合地基力学性状的数值分析

基于有限差分数值方法,考虑地基材料的非线性特性,通过模拟复合地基桩土应力比、复合模量随荷载、桩长、置换率和褥垫层的变化情况,分析了水泥砂浆桩复合地基桩土作用机理、桩土荷载分担规律及其变形特性。结果表明:桩体置换率增加,桩土应力比逐渐减小,复合模量逐渐增加,置换率超过20%,桩土应力比变化很小,并趋于稳定。置换率超过25%,置换率对复合模量的影响较小;桩长增加,桩土应力比增大,复合模量增加,桩长超过14 m,桩土应力比增长缓慢,复合模量亦趋于稳定;桩土应力比随着褥垫层厚度的增大而减小,随着褥垫层模量的增加而增大,宜设置褥垫层厚度100 mm^300 mm,褥垫层模量30 MPa^60 MPa。