不均匀地层中刚性桩复合地基变形及加固措施分析

刚性桩复合地基凭借其工后沉降小、施工周期短、整体稳定性强、社会经济效益高等优势,逐渐得到广泛应用,但也伴随着一些工程问题,如在不均匀地层下刚性桩复合地基路堤容易出现稳定性问题。本文针对不均匀地层下刚性桩复合地基典型工程案例展开研究,采用有限元软件建立三维模型,揭示改进方案前后不均匀地层下刚性桩复合地基的变形规律,研究3种加固方式对于刚性桩复合地基稳定性的增强效果。结果表明:不均匀地层下刚性桩复合地基会产生偏应力进而引起路堤差异沉降,结构稳定性较差,改进方案可以有效降低路堤沉降,提高结构整体稳定性,横梁加固可以有效提高刚性桩复合地基的水平稳定性。

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。

基于数值模拟的桩网复合地基加固效果对比分析

利用有限元分析软件ABAQUS建立了二维桩网复合地基模型,分析了预应力高强度混凝土(prestressed high-strength concrete,简称PHC)桩网复合地基、桩承式复合地基、PHC桩砂桩复合地基这3种复合地基加固方式,在路堤荷载下的变形、受力特性。数值计算结果表明:桩承式复合地基的路面沉降最小,PHC桩网复合地基其次,PHC桩砂桩复合地基最大;桩承式复合地基的桩土应力比、桩体荷载分担比最大,土拱效应最明显。计算分析数据说明,针对复杂的、软土较深厚的高速公路、铁路的路基,可采用桩承式复合地基加固,加固效果更好。

基于现场试验的CFG桩复合地基桩帽与垫层效应分析

【目的】柔性垫层和桩帽对CFG桩复合地基的桩土应力比、荷载分担比和沉降均有较大影响,但目前柔性垫层与桩帽在现场试验中如何共同影响复合地基特性仍有待进一步的研究。【方法】以CFG桩复合地基软基处理的某路段作为工程背景,在土工格栅层数不变的情况下,对垫层厚度为100 mm、200 mm、300 mm,桩帽尺寸为0.8 m、1.0 m、1.2 m组合下的形式进行了现场原位试验,研究了CFG桩复合地基的桩土应力比、荷载分担比和沉降特性。【结果】现场试验表明:随着垫层厚度由100 mm增大到300 mm,桩土荷载比减小了51.5%,桩土应力比减小了52.5%,总沉降量增大了7.9%;随着桩帽直径由0.8 m增大到1.2 m,桩土荷载比增大了29.0%,桩土应力比减小了29.2%,总沉降量10.4%.本文区域地质条件,宜选用垫层厚度100 mm、桩帽直径为1.2 m的CFG桩复合地基形式。

PHC管桩复合地基失稳分析及加固处治设计

湖南省某高速公路位于洞庭湖平原区,以湖相及河湖相沉积盆地的软土为主,失稳路段采用PHC管桩复合地基处治,当路基填筑到96区时,路基发生失稳滑移。以失稳滑移路段为依托,分析了管桩复合地基失稳的原因,发现了其失稳的破坏模式并非剪切破坏而是弯曲破坏,提出了加固处治设计。通过1.5 a的监测,其数据均已收敛,表明了其加固处治设计是安全可靠的,确保了高速公路如期通车和运营安全。

深度修正后有黏结强度的复合地基增强体所受荷载的探讨

通过研究《建筑地基处理技术规范》(JGJ 79—2012)中有黏结强度的复合地基承载力特征值的估算公式,本文对修正后的有黏结强度的复合地基承载力特征值及增强体承载力进行了推导计算,得出按基础埋深修正后复合地基增强体实际承担的荷载大于按照规范公式估算得出的单桩承载力特征值,并给出了二者之间的关系式。增强体桩身强度作为复合地基能够正常工作的必要条件,须按照实际的基底压力进行强度验算。本文对修正后增强体桩身强度的验算进行了探讨,提出了与规范不同的验算公式。

沿海地区水泥熟料库基础选型及水泥土复合管桩施工工艺研究

为保证沿海地区荷载较大建筑物的地基承载力,桩基的分析及基础选型尤为重要。结合北海市铁山港区某水泥熟料库项目,对该地质条件下地基基础进行了工艺、效果和经济性方面的对比,确定了劲性复合桩的新工艺,并具体阐述了水泥土复合管桩施工工艺控制措施。结果表明,施工后桩基质量良好、减少了施工工期,可为类似工程提供参考。

复合桩基在既有基础加固中的应用

对既有基础结构进行加固时,通常会选择采用注浆方案或桩基方案。注浆方案对地层有着适用性,注浆质量不易控制;桩基方案安全可靠,但造价高,工期长。依托天津某实际案例,对比多种备选方案,并通过造价、工期和施工等方面进行对比分析,最终采用前压浆微型钢管桩复合桩基对既有基础进行加固,并采用盈建科对承载力和沉降进行有限元分析。

基于附加应力法的刚性桩复合地基沉降影响参数分析

针对现有文献中刚性桩复合地基沉降的影响因素分析较为缺乏这一问题,基于刚性桩复合地基的附加应力法,对地基土、刚性桩、路堤等因素对加固区沉降、中性面深度、负摩擦力等的影响规律进行了分析。研究结果表明,加固区沉降随淤泥质粉质黏土压缩模量、工作垫层厚度、工作垫层侧阻力逐渐增加;中性面深度随工作垫层厚度逐渐增加,但随工作垫层侧阻力逐渐减小;负摩擦力均随工作垫层厚度、工作垫层侧阻力逐渐增加。加固区沉降均随桩端土极限端阻力、总极限端阻力和单桩极限承载力逐渐增加。相对于开口条件,桩端为闭口时,桩端阻力较大,单桩承载力较高,加固区沉降较小。加固区沉降均随路堤高度、路堤填料重度、路堤顶宽和路堤边坡坡率逐渐增加;中性面深度和负摩擦力也随之呈现增加趋势。此研究结果可为刚性桩复合地基设计与计算提供一定参考。

CFG桩复合地基在高层建筑中的应用与分析

以广东一高层建筑使用的CFG桩复合地基为例,分析CFG桩的设计以及处理效果,探究在本地区的适用性,进行复合地基增强体静载试验以及复合地基静载试验。试验表明:CFG桩可以大幅度提高复合地基承载力,有效降低建筑沉降,同时荷载在加载到最大设计值时,Q-S曲线仍未出现陡降段,承载力仍有很大的储备空间,可以对设计进行更深的优化。

某高速公路下穿铁路方案设计及地基处理应用

目前,通过现场试验和工程实例分析,对不同桩型复合地基加固后的桩土应力比、破坏模式、承载力计算方法以及沉降计算等进行了研究和讨论。文中以某高速公路下穿既有铁路刘家沟大桥为例,详细介绍了高速公路下穿既有铁路桥的解决方案以及对地基进行处理的方法。通过微型砼桩地基处理和路肩墙的设置,将上部填土荷载分散和传递至基岩中,同时避免了对铁路桥墩的侧压,解决了施工净空偏小和桥梁结构需要挖方的问题。总的来说,该工程以分离式路基+微型桩处理地基+路肩墙的方式成功下穿既有铁路桥,解决了施工难题,节约了工程投资,并为类似工程提供了参考。

加筋碎石桩复合地基工作状态影响因素分析

为制定合理的软土地基加筋碎石桩处治方案,采用有限元软件进行数值模拟分析。通过对比不同条件下的复合地基沉降量计算结果,分析不同因素对复合地基工作状态的影响。研究认为:在考虑经济性的情况下,建议桩土模量比选择为25,加筋体刚度取800kN/m,加筋体长度取1/2 H,并优先选择内摩擦角大的碎石。

地聚合物搅拌桩加固软黄土地基试验研究

基于新疆G577公路项目高含水率软黄土试验土样,采用室内模型试验和数值模拟的方法,进行地聚合物搅拌桩复合地基承载特性的试验研究。结果表明:地聚合物桩体可有效控制复合地基沉降,其沉降随着置换率的增加而逐渐降低;桩间土应力在每级荷载施加的瞬间会显著增加,随后在每级荷载持续的过程中逐渐减小至平稳;而桩顶应力在每级荷载施加的瞬间会略微增加,随后在每级荷载持续的过程中线性增加;桩土应力比n总体呈逐渐减小至平稳的趋势,且最终稳定于7~8;相比置换率,桩长对复合地基沉降影响更大,建议当沉降量较大不能满足设计要求时,宜优先考虑增加桩长。

水下深层水泥搅拌法在斜坡堤地基加固中的应用

本文结合水下深层水泥搅拌法(CDM工法)在国内的应用案例及现状,深入分析CDM工法各类加固地基形式的适用范围及优缺点,依托中海壳牌惠州三期乙烯项目填海造地工程(三标),首次提出一种复合型CDM加固地基形式,解决CDM工法在惠州大亚湾复杂边界条件下斜坡堤地基加固的问题。并从工期、安全、质量、施工成本等方面进行对比,取得了良好的应用效果及效益,为类似斜坡堤地基加固设计、施工提供解决办法和经验借鉴。

软土地区深基坑工程绿色支护技术的应用

我国碳达峰战略目标的确定,对基坑工程提出了更高的要求。文章以上海理工大学军工路516号校区某建设项目为背景,基于校园环境敏感、文明施工要求极高的特点,创新性地采用以预制、装配、可回收支护结构为主的绿色支护技术,包括型钢水泥土搅拌墙、预应力组合式型钢支撑、混合配筋预应力混凝土管桩等绿色工艺,减少了泥浆和废弃物排放,并采用矿渣、钢渣等工业废渣制成的高性能复合型土体硬化剂代替水泥进行土体加固。该项目的顺利实施对地下工程传统行业绿色转型,实现地下空间开发碳中和、碳达峰目标等有一定的借鉴意义。

高速铁路CFG桩复合地基沉降计算适用方法研究

以京沪高速铁路京徐试验段DK190+124—DK190+354试验工点的CFG桩网和桩筏复合地基为例,通过比较和分析铁路地规法、铁路桥规法和M-B联合e-lgp法3种解析方法以及数值模拟法的计算结果,研究适合计算高速铁路CFG桩复合地基沉降的方法。研究表明:铁路地规法以土为主的沉降计算思路会导致计算地基的加固区沉降时结果偏大,M-B联合e-lgp法由于计算的加固区附加应力整体偏大,也同样会造成加固区沉降的计算结果较大,而采用这2种方法计算地基的下卧层沉降结果较为合理;采用M-B联合e-lgp法计算时,对于浅部土层的附加应力,应按照桩间土顶面的应力线性减至零进行计算,之下土层的附加应力应按照Mindlin方法进行计算;铁路桥规法由于计算过程过于简化,忽略了加固区的变形,计算得到的沉降结果全部由下卧层产生,导致计算的下卧层应力偏大,因此沉降的计算结果偏差最大,该方法不适合较低刚度CFG桩复合地基的沉降计算;用数值模拟方法计算的加固区和下卧层沉降结果均较接近实际。

柔性基础下桩体复合地基的解析法

柔性基础、垫层、复合地基、下卧层土体的共同作用一直没有得到较好的考虑。将四者作为一个共同作用的系统,假设桩土界面之间存在相对滑移且同一水平面上地基土沉降不同,考虑系统四部分界面上的应力与变形协调,对典型单元体建立荷载传递基本微分方程并给出其解答,从而得到表征复合地基性状的沉降和桩土应力比等的求解公式;与某工程实测成果及按现行规范推荐方法计算所得结果对比表明该解答是合理的,柔性基础下桩体复合地基中的桩土荷载分担比、荷载传递机制等均与刚性基础下的复合地基不同,工程设计中要高度重视和运用等沉面和中性面的概念;最后对进一步的解析法研究提出了建议。

铁路柔性基础下CFG桩复合地基承载力确定方法研究

针对铁路CFG桩复合地基上的铁路路堤为柔性基础的实际情况,运用数值分析和现场载荷试验,研究铁路柔性基础下CFG桩复合地基承载力的确定方法。数值分析和现场载荷试验均表明,柔性基础下CFG桩复合地基中桩及桩间土的沉降和受力规律与刚性基础差别较大,桩的荷载分担比差别也较大,故目前采用刚性基础的方法确定铁路柔性基础下的CFG桩复合地基承载力是不合适的,而柔性载荷试验可以更好地反映铁路柔性基础下CFG桩复合地基的实际受力情况。因此,建议采用柔性载荷试验确定铁路柔性基础下的CFG桩复合地基承载力。

桩网复合地基土工格栅加筋效应的试验研究

以遂渝铁路松软地基为工程背景,原位测试了铺设与不铺设土工格栅两种情况的粉喷桩复合地基的剖面沉降、桩顶和桩间土的土压力、土工格栅拉力。分析结果表明:桩顶和桩间土的土压力与填土高度成正比,铺设土工格栅能有效改善附加应力的传递,提高桩土应力比,粉喷桩+土工格栅加筋垫层复合地基的桩土应力比为3.75。土工格栅的拉力与沉降成幂函数关系。分析结果对的粉喷桩桩网复合地基设计有重要参考价值。

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。