软土地区基坑前排倾斜双排桩支护现场试验及工作机理

基坑倾斜桩支护大幅提高了无支撑支护结构的适用深度,具有造价低、施工便捷、绿色低碳、变形控制好等特点,然而目前研究多集中在单排倾斜桩,对前排倾斜双排桩支护的试验、理论与应用的研究均较少。针对前排倾斜双排桩支护基坑开展了现场试验,同时采用有限元方法分别从前排斜桩、桩顶连梁及桩间土体作用3个方面深入探究了前排倾斜双排桩支护的工作机理,进一步分析了直斜桩长度和排距对前排倾斜双排桩支护结构受力变形性能的影响。结果表明,相比传统竖直双排桩,前排倾斜双排桩支护结构的支护性能显著提升,前排斜桩主要发挥“斜撑”作用,连梁主要起到将直斜桩及冠梁连接成一个空间刚架的作用,桩间土体能够提高桩土摩阻力,进而有效减小前排倾斜双排桩变形。研究成果有助于前排倾斜双排桩的推广和应用。

水泥土复合管桩在深圳市龙岗区中心城岩溶地区应用研究

水泥土复合管桩型为在水泥土桩中植入预应力混凝土管桩的一种复合桩,其充分发挥了两种桩型优良的受力性能,且比灌注桩具有明显的优势。经过近年来的不断发展,该种桩型的技术已经基本成熟,但在华南岩溶地区仍未得到充分有效的推广使用,且业界对于该种桩型的应用未进行深入研究。本文对该种桩型在深圳市龙岗区中心城岩溶地区的应用进行了深入研究,研究结果表明该种桩型设计桩长为30 m左右,桩长适中;相对于预应力混凝土管桩,其单桩抗压承载力提高了35%左右,两者的抗拔承载力相当。本文的研究结果为该种桩型在岩溶地区的推广应用,将起到积极的推动和借鉴作用。

复合地基褥垫层工作性能的混合试验研究

褥垫层是影响复合地基工作性能的关键影响因素。由于研究手段的欠缺,目前对复合地基褥垫层工作性能的认识还有待深入。采用开发的混合试验装置及数据交互系统开展混合试验,建立了褥垫层与上部加载的物理模型与桩土地基数值模型相结合的全组件参与的试验方法,大大缩减了模型试验工作量。利用该试验方法开展了3组不同褥褥垫层厚度的混合试验,分析了复合地基褥垫层的工作性能,揭示了桩土荷载传递规律、沉降规律及桩侧摩阻力的分布。随着褥垫层厚度的增加,桩间土承担的荷载以及桩土相对位移增加;当褥垫层厚度超过200mm时,桩土荷载分担比趋于稳定。

竖向受荷横截面异形桩弹塑性变分解

现有计算理论无法严格考虑弹塑性土中竖向受荷横截面异形桩的异形效应。针对该问题,基于虚功原理推导出桩-弹塑性土模型的控制方程,采用保角变换技术克服了复杂边界条件控制方程求解问题,结合双曲形D-P本构模型的本构积分算法获得弹塑性土中竖向受荷横截面异形桩的半解析算法,建立了能够考虑横截面异形效应的竖向受荷横截面异形桩荷载传递理论模型。将理论模型的预测结果与有限元计算结果对比,验证了理论模型的可靠性和计算的高效性。最后,通过参数分析探讨了横截面异形效应对荷载沉降曲线的影响,结果表明:在正常工作荷载下,横截面异形效应对桩顶沉降影响不大;横截面异形效应主要对桩的极限承载力大小产生影响。

CFG桩在软土地区道路桥梁工程中的应用

文中探究了福州滨海地区某道路桥梁工程质量问题发生的原因,重点对软土地基两种加固处理方案展开对比论述,得出最优方案,以期为类似工程的施工应用提供有效建议,保障道路桥梁建设工程质量安全。

过渡段地基加固作用对桥台桩工作性状的影响分析

为研究过渡段地基加固作用(桩间距为3d,4d,5d和6d,d为CFG桩径)对邻近桥台桩工作性状的影响,进行离心模型试验及三维数值模拟。研究结果表明:过渡段地基加固作用对桥台桩受力变形影响表现为在竖向上利用CFG桩荷载深层传递作用改变软土地基沉降变形特性,在水平方向上CFG桩对软土的侧向流动起显著阻拦作用;随着CFG桩间距增大,受负摩阻力作用的桥台桩中性点位置下移,最大轴力增大,桩端阻力随之增大;桩身弯矩最大值随CFG桩间距增加而增大,其位置(最危险截面)从桩长1/2处逐渐转移至桩顶;桩身剪力分布大致呈"反S"型,2处拐点分别位于土层界面及CFG桩端平面,且随着CFG桩间距增加,土层界面处桩身剪力增大而CFG桩端平面处剪力减小;桥台桩水平位移随桩间距增加以一固定点呈旋转式增大,桩身挠曲也越明显,而桥台转角及水平位移随桩间距近似线性增加;与天然地基相比,CFG桩在一定程度上限制了路基荷载下土体蠕变特性的发挥。

超大面积深厚软土桩-网复合地基现场试验研究

结合潮汕车站软基处理工程设置监测断面,埋设相关监测仪器,对桩-网复合地基上部路堤填土施工过程中地表沉降、深部分层沉降、深部水平位移、桩顶应力、桩间土应力、土工格栅伸长量等的变化进行观测分析,结果表明,在加载初期,桩间土和桩顶土的应力都存在一个迅速增大的过程,但桩顶土应力增大的速率要大于桩间土应力增大的速率;当填土达到一定高度时,桩间土应力出现极值,产生的土拱效应会使4桩中心处的应力小于2桩中心处的应力值;管桩的轴力、摩阻力和地层情况密切相关,且均随时间、荷载的增加而增大;地基分层沉降的速率与路堤填土的速率呈正相关,沉降量的大小与地层深度和地层特征有关;土工格栅的拉伸位移量随着填土高度的增加而增加,且其增长速率经历了由慢到快再到缓的过程;地基水平位移随荷载的增加而增大,随深度增加而减小,管桩有效地限制了地基的水平位移。

夯实水泥土桩复合地基承载特性分析

基于夯实水泥土桩复合地基载荷试验的结果,分析了复合地基在竖向荷载作用下垫层、桩及桩间土的共同作用机理,假设桩侧摩阻力分布形状,建立夯实水泥土桩复合地基的分析模型,考虑复合地基中桩、土变形协调,提出了一种计算复合地基桩土应力比的方法.利用该方法对夯实水泥土桩复合地基在竖向荷载作用下的承载特性进行深入研究,重点分析了垫层模量、桩端持力层模量、桩土相对刚度比、桩长径比对桩土应力比的影响.结果表明:夯实水泥土桩复合地基中垫层的模量对桩土应力比的影响要远大于桩端土持力层的模量;桩长径比的增加会使桩土应力比趋于一定值,说明复合地基中临界桩长的存在;增大桩长并同时提高桩土相对刚度比能显著提高桩土应力比.

复合土钉墙工作性状的有限元模拟与分析

针对软土地区复合土钉墙(CSNW)的应用特点及施工方法,采用非线性有限元方法建立简单土钉墙及复合土钉墙受力变形的计算模型。对两种计算模型的土钉轴力分布、超前桩的受力以及土体的位移模式等进行研究,以明确复合土钉支护在加入搅拌桩以后其与简单土钉支护工作性状的差异,为复合土钉支护设计计算方法的改进提供依据。

刚性桩复合地基桩土应力比计算及承载特性分析

分析了刚性桩复合地基中垫层、桩及桩间土的共同作用机理,考虑复合地基中桩、土变形协调,提供一种计算复合地基桩土应力比的方法;在此基础上研究复合地基中垫层模量、桩端持力层模量、桩土相对刚度比、桩长径比、面积置换率等因素对复合地基桩土应力比的影响,分析刚性桩复合地基的承载特性。

层状地基中混合桩型复合地基的分析方法

在均质地基中混合桩型复合地基积分方程求解方法的基础上,引入弹性层状理论,推导出层状地基中混合桩型复合地基的积分方程解答,从而建立层状地基中混合桩型复合地基较为完整的理论分析体系。通过数值计算,可求得垫层作用下桩身各点处的轴力、剪力和位移等主要工程性状,并与典型算例进行对比,验证了本文方法和计算程序的正确性。最后还针对一个工程实例进行具体分析,说明本文方法能够适用于实际工程问题,具有工程应用前景。

复合土钉墙工作特性的细观数值模拟研究

为了明确复合土钉墙的工作特性及其支护变形机理,应用离散元PFC~(2D)软件,根据搅拌桩、土钉及面层的物理力学特性,建立了颗粒流数值模型,分析基坑开挖过程中复合土钉墙支护时的细观工作机理,并与单一搅拌桩支护和单一土钉墙支护形式的细观工作特性进行了比较。研究发现:复合土钉墙支护的位移场和坑外地表沉降特性与单一土钉墙支护、单一搅拌桩支护相比有较大差异;在限制基坑水平位移、抗侧向变形能力和限制地表沉降方面,复合土钉墙支护要优于单一搅拌桩和单一土钉墙支护。通过对复合土钉墙的工作机理进行研究,明确了复合土钉墙支护的变形机理和影响范围,不仅可为实际工程中复合土钉墙的设计、施工和监测提供依据,也可为应用离散元方法模拟基坑工程支护特性提供参考。

大口径开口钢管桩打桩过程对周围土体的影响分析

对900开口长钢管桩在打桩过程中对周围土体孔隙水压力的影响进行了跟踪测试。根据小孔扩张原理及弹塑性理论，对周围土体产生的水裂及弹塑性区范围进行了分析。结果认为：大口径开口钢管桩打桩过程中桩周一定范围内的土体产生裂缝，土体进入塑性状态，降低了土体有效应力。建议在桩基附近进行其它地下建筑物施工时，应采取适当措施。

格构形复合抗滑钢板桩的阻滑机理研究

首次提出了利用格构形复合抗滑钢板桩来治理滑坡工程的新方法,并从不同的理论角度对格构形复合抗滑钢板桩的阻滑机理进行了研究,提出了设桩后确定滑坡极限剪切破坏面的新方法。通过对实例进行极限平衡法和有限元法的计算分析比较,验证了理论分析结果的正确性。同时,揭示了格构形复合抗滑钢板桩的阻滑机理主要表现在以下两个方面:一是格构形复合抗滑钢板桩的存在,有效地改变了滑动面的形状;二是间接提高滑动面的物理力学参数。

路堤荷载下碎石桩复合地基沉降计算研究

在对碎石桩复合地基加固机理、破坏模式及复合地基与路堤共同作用机理分析的基础上,对路堤荷载作用下碎石桩复合地基沉降计算进行研究,提出碎石桩复合地基沉降的三段计算模式,即碎石桩鼓胀段采用应力修正法、非鼓胀段采用复合模量法、下卧层采用分层总和法的计算模式,并给出了相应的计算公式。文末以某工程实例对本文计算方法进行了验证。结果表明,碎石桩复合地基沉降三段计算方法可有效考虑路堤与碎石桩复合地基相互作用特点,方便工程应用。

3500m^3/h系列绞吸式挖泥船定位钢桩强度分析及改造

3 500 m^3/h绞吸式挖泥船是中交三家航道局的主力船型,在国内外大型工程项目中发挥着重要的作用。定位钢桩作为绞吸挖泥船的重要设备,担负着船体定位、传递作用力矩的作用,其在作业工况下的强度对绞吸挖泥船的安全作业和持续施工具有不可忽视的意义。文章以3 500 m^3/h绞吸式挖泥船定位钢桩为研究对象,针对恶劣工况,利用桩-土理论进行分析,采用有限元数值模拟计算的方法,研究钢桩的强度和改进方法。优化改进后的钢桩结构提高了施工安全系数。

竖直荷载作用下桩与桩间土协同工作机理分析

对承台下群桩及桩间土的受力和变形机理进行了分析,应用桩与桩间土的变形协调条件,推算出桩间土分担上部荷载的定量计算式,其表达式物理力学概念简明清晰.通过工程算例,阐明了其计算过程和方法,计算结果表明,在桩与桩间土共同工作的适用条件下,桩间土分担上部荷载的效果明显.

土质边坡板椅式桩板挡墙工作机理数值计算分析

板椅式桩板挡墙是深厚斜坡软土地段路基边坡的一种新型支挡结构,亟需对其工作机理进行深入分析.运用ABAQUS有限元软件,建立了板椅式桩板挡墙的三维数值模型,对结构的内力变形、岩土体作用及主要影响因素进行了分析.结果表明：内力极值出现于桩梁交接处与岩土交界面附近,横梁需作为特殊构件设计;现有土压力分布假定基本能满足结构计算要求;覆土模量大于100 MPa或基岩模量大于10 GPa时,可不计岩土体参数对结构内力变形的影响;副桩布设于主桩内侧可有效降低椅式桩内力、转换桩基拉压属性,桩梁刚度比需控制在1-3范围内.

搅拌桩在复合型土钉支护中的工作性能研究

利用三维非线性有限元方法对复合型土钉支护中水泥土搅拌桩的工作性能进行了分析研究,得出水泥土搅拌桩沿桩长方向的水平位移、弯矩、剪力、应力等参数随开挖步增加的变化曲线,可供复合型土钉支护工程的设计和施工人员参考.

工法桩在地道桥工作坑支护中的应用探讨

结合具体工程实例,针对工法桩在地道桥工作坑支护中的应用进行了探讨,结合该工程周边环境和地质条件,介绍了工作坑中工法桩支护设计,并对其进行了初步验算,从而得出了科学的结论,为今后同类工程的工作坑支护设计提供了借鉴和参考。