刚柔性长短桩复合地基性状分析

对刚柔性长短桩复合地基的工程性状进行了分析研究。利用有限元方法对不同的垫层模量、垫层厚度、短桩模量及长桩长度对长短桩复合地基的总沉降、长短桩应力比和长短桩桩身应力所产生的影响及规律进行了分析。结果表明,优化材料参数可以较好地改善长短桩复合地基的受力性状,使基础受力更合理。另外,长桩的存在可有效减小地基沉降值。结合对温州某小区该类型地基埋设压力盒的现场监测,分析了实际工程中刚柔性长短桩复合地基的应力比和土压力的发展规律。其结果可为该类型复合地基的设计和应用提供参考。

软土地层中刚柔性长短桩复合地基的承载特性及其影响因素分析

为了分析刚柔性长短桩复合地基的承载特性及其关键影响因素,通过数学建模和FLAC仿真建立三维刚性基础下长短复合地基模型。在统一其他计算条件(地基特性、荷载等)的情况下,采用控制变量法分别研究长桩桩长、长桩桩径、短桩弹性模量、褥垫层厚度、褥垫层模量对基础沉降的影响变化,及以上要素变化时长桩、短桩、桩间土的荷载分担比变化。研究结果表明:在一定范围内,随着长桩桩长、长桩桩径、短桩弹性模量、褥垫层模量的增加,承台沉降均有所减小,同时桩间土的荷载分担比相应减小,桩的荷载分担比有所增加;但随着褥垫层厚度的增加,相应的基础沉降减小,桩间土的荷载分担比会增加。

刚柔性长短桩复合地基工程特性有限元分析

以邢衡高速公路一期工程为例,采用数值模拟的方法,对高速公路路基下刚柔性长短桩复合地基的桩土应力比和沉降变形的变化规律进行了研究。研究结果表明:桩间距、柔性桩桩长、下卧层土体变形模量对桩土应力比的影响较小,适当提高柔性短桩变形模量可增加柔性短桩的荷载分担比;适当减小桩间距和提高柔性短桩变形模量可在一定程度上减小路基的沉降变形;下卧层土体的变形模量对路基的沉降变形影响较大。

厚软土层下高层建筑长短桩复合地基承载性能研究

为了提升厚软土层下高层建筑地基的承载力,提出长短桩复合地基承载性能研究。基于地质勘测结果设计长短桩复合地基,分析其承载性状及沉降情况;利用Mohr-Coulomb模型,完成承载性能模拟。实验结果显示:在短桩和长桩桩体的单桩承载载荷最大时,沉降结果均在5.00 cm左右;楼体层高为30.00 m时,单位载荷沉降平均值为0.51 cm。所提方法能够可靠分析厚软土层的高层建筑长短桩复合地基承载性能,为厚软土层的高层建筑长短桩复合地基设计提供可靠依据。

刚-柔性长短桩复合地基在软基处理中的应用分析

针对水利工程中常见的软土地基高压缩性、低强度、触变性等问题,提出了刚-柔性长短桩复合地基的处理措施。以淮河中游大型泵站陈郢站为例,通过对淤泥质土基上预应力混凝土管桩与水泥土搅拌桩相结合的复合地基承载力、基础变形量的计算分析,论证了以上处理方式柔性短桩增强浅层地基,刚性长桩全深度加固并控制沉降变形,充分满足建筑物对地基强度、变形控制等方面的要求,可为类似工程基础处理提供一定的借鉴意义。

套筒强夯长短桩复合地基承载特性研究

【目的】随着大型海洋工程项目不断发展,对水下软土地基处理提出了新的挑战,水下挤密砂桩和水下水泥搅拌桩复合地基等传统方法具有定位难、制桩难、桩体质量差等问题,始终制约着其在海洋工程中的应用和发展。【方法】借鉴陆上孔内深层强夯施工方法,因地制宜地提出水下套筒强夯复合地基成桩技术,该技术使用套筒阻隔海水进入桩孔,具有定位准、加固深和强度高等优点,通过模型试验的方法对该技术进行研究。【结果】结果表明,在强夯碎石桩与传统碎石桩相结合的工况下,地基极限承载力提高50%以上,等长度群桩复合地基极限承载力比长短桩复合地基提升18%;在全部采用强夯碎石桩的工况下,地基极限承载力提高170%以上,等长度群桩复合地基极限承载力比长短桩复合地基提升3.7%。【结论】全部采用强夯碎石桩的复合地基比强夯碎石桩与传统碎石桩组合而成的复合地基承载力提高更多,在提高承载力方面,采用套筒强夯长短桩复合地基更加经济有效。

长短桩复合地基在深厚软土地基处理中的应用

滨海商务区机场东路东侧排洪泵闸工程副排洪渠水闸淤泥、淤泥质土厚度超过50 m,软土厚度大,地基处理难度大。笔者通过对真空联合堆载预压法、水泥土搅拌桩、钻孔灌注桩、预应力高强度混凝土管桩(PHC管桩)等4种常用的软土地基处理方法进行分析比较,推荐闸室、挡土墙等建筑物采用大直径水泥土搅拌桩与PHC管桩组成的长短桩复合地基。结果表明,地基处理后,显著地提高了地基承载力,建筑物沉降较小,方案安全可靠且投资较省。该研究成果可为类似软土地基处理提供参考。

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。

刚-柔性桩复合地基试验研究

阐述了深厚软土地基中刚-柔性长短桩复合地基的设计思想。针对椒江地区土体的工程特性和拟建建筑物的特点,通过大型现场试验,介绍了其在某国家康居示范工程中的应用,并分析了此类复合地基的主要工程性状,研究了桩土应力比以及荷载分担比的发展规律。试验表明,此类复合地基能使刚性桩、柔性桩以及土体协调变形,合理发挥它们各自的承载能力,为以后的设计和推广应用提供了依据。

长短刚性桩复合地基桩、土承载性状与厚径比相关关系试验研究

通过室内模型试验,实测得到了在等厚径比条件下,长短刚性桩复合地基长桩、短桩、桩间土的承载力发挥系数,得到了长桩、短桩、桩间土承载性状与厚径比的相关关系,长短刚性桩复合地基采用等厚径比,使长桩、短桩和桩间土承载力都得到充分发挥是很困难的,且短桩承载力发挥较长桩更为充分。在等厚径比试验结果基础上,对长短刚性桩复合地基变厚径比设计进行了研究探讨,认为长短刚性桩复合地基宜采用变厚径比设计,降低长桩厚径比、提高短桩厚径比,让长桩厚径比小于短桩。变厚径比设计可采用等褥垫厚度变桩径(长桩桩径取大值)或等桩径变褥垫厚度(长桩选用较薄褥垫)来实现。

刚-柔性桩复合地基变形特性有限元分析

在现场试验基础上对条形基础下刚-柔性桩复合地基进行有限元模拟分析。着重讨论了褥垫层、承台、刚性桩、柔性桩等的参数变化对刚-柔性桩复合地基沉降特性的影响。结果表明,复合地基沉降随着褥垫层厚度减小而减小,随着褥垫层模量增加而减小,承台厚度增加有利于减少差异沉降,刚性桩是控制沉降的主要构件,柔性桩桩长增加可以减少差异沉降。分析结果为刚-柔性桩复合地基的优化设计提供理论基础。

刚-柔性桩复合地基中桩荷载传递规律试验研究

为了解刚-柔性桩复合地基中刚性桩和柔性桩的荷载传递规律,在温州地区选择了2幢采用刚-柔性桩复合地基的建筑物进行原位试验。试验前在钻孔灌注桩桩身埋设了钢筋应力计,在水泥搅拌桩桩身埋设了振弦式应变计,在建筑物施工过程中同步检测传感器的变化情况。试验结果表明,不同部位及不同类型桩荷载传递规律不同,中部刚性桩摩阻力相对于边部刚性桩重心下降,刚性桩荷载传递长度大于柔性桩。无褥垫层刚-柔性桩复合地基中部刚性桩在层数低时会出现负摩阻力,有褥垫层刚-柔性桩复合地基中在施工期间始终存在负摩阻力。中部桩端承力要高于边部桩端承力。

刚性长短桩复合地基桩土应力比试验

通过现场试验研究,对刚性基础与柔性基础下刚性长短桩复合地基桩、土应力及桩土应力比曲线的性状以及桩土应力比随荷载变化的规律及影响因素的作用机制进行了分析.研究表明柔性基础下的复合地基桩土应力比数值比刚性基础下的小,长、短桩桩土应力比差别不如刚性基础突出,反映出基础刚度对复合地基桩土荷载分担特性的影响;刚性基基础下长桩桩土应力比变化比短桩剧烈,其峰值是短桩的3倍左右,且刚性基础下复合地基桩土应力比随荷载变化规律也与柔性基础下的复合地基明显不同.

循环荷载下长短桩桩网复合地基变形性状数值分析

为研究不同因素对循环荷载下长短桩桩网复合地基的变形性状的影响,基于正交数值试验方法设计了12组试验,通过PLAXIS 3D软件建立三维有限元模型,分析桩帽边长、刚性长桩桩长、柔性短桩桩长、土工格栅层数及土工格栅刚度对地基最大沉降和格栅最大张拉力的影响,通过极差分析确定最优组合,并计算出各因素的贡献率,确定其影响大小。结果表明:桩帽边长对地基最大沉降量的影响最大,其次是格栅层数和刚性长桩桩长;桩帽边长对格栅最大张拉力的影响最大,其次是柔性短桩桩长和刚性长桩桩长。该结论可为长短桩桩网复合地基设计提供参考。

考虑桩体损伤的柔性基础下刚性桩复合地基中桩体受力及破坏特征分析

为了模拟桩体局部损伤或破坏后的应力迁移,采用混凝土损伤模型实体单元,利用ABAQUS软件建立柔性基础下刚性桩复合地基三维分析模型,研究路堤填筑及后期加载过程中刚性桩复合地基中桩体的受力状态及破坏特征。研究结果表明:损伤模型能较好的模拟混凝土桩体受损后桩身刚度降低、内力重分布的过程;而线弹性桩体模型所得桩身弯矩偏大,桩身位移偏小;桩体所能承受的极限弯矩与其在复合地基中的位置有关,且与纯弯状态下的桩体极限弯矩有较大差异;路肩以外桩体破坏模式主要表现为拉弯和压弯破坏;路堤中心下方的桩体以承受竖向压力为主,桩体先破坏的可能性不大,其破坏往往是由于路堤边坡失稳后诱发产生的;复合地基中刚性桩发生受剪破坏的可能性不大。

有无褥垫层刚-柔性桩复合地基性状对比研究

由于对刚-柔性桩复合地基的桩土共同作用机理认识不深,工程界对这种复合地基是否设置褥垫层有一定的争议。笔者在温州地区开展了两种不同情况下复合地基静荷载试验,并在承压板下不同深度和位置埋设了钢弦式压力盒、钢筋应力计及应变计。试验结果表明:有褥垫层刚-柔性桩复合地基和无褥垫层刚-柔性桩复合地基的荷载-沉降关系、土反力分布、桩身应力分布、荷载传递机理均有较大的区别,有褥垫层刚-柔性桩复合地基的桩土共同作用情况优于无褥垫层刚-柔性桩复合地基。建议工程实践应用中采用有褥垫层刚-柔性桩复合地基。

刚-柔性桩复合地基中承载性状原位试验研究

为了研究刚-柔性桩复合地基在长期荷载作用下应力场的分布规律,在温州地区开展了原位足尺试验。试验结果表明,地基应力分布与上部结构刚度有关,当上部结构层数较低时,桩间土承担了较高的荷载份额;当上部结构层数较高时,刚性桩和柔性桩桩顶均出现应力集中现象.复合地基中不同部位桩应力随层数增加呈现出不同的变化规律,褥垫层的设置可以减小不同部位桩的应力差异,刚性桩荷载分担比在无褥垫层时比有褥垫层时要大得多.

刚-柔性桩复合地基复合模量的一种解析解

基于剪切位移法理论,在一定假设条件下推导刚–柔性桩复合地基复合模量的解析解。该解析解考虑刚性桩及柔性桩桩长、刚性桩及柔性桩模量、土模量以及置换率对刚–柔性桩复合地基复合模量的影响,并定量分析以上参数变化对复合模量的影响程度。工程实例表明,这种方法比传统方法相对要精确,与实际吻合较好,可以在实践中应用。

刚-柔性桩复合地基荷载分担比研究

为了分析刚-柔性桩复合地基的荷载传递机理,基于弹性计算模型,根据刚-柔性桩复合地基的荷载与沉降关系,通过理论推导获得了荷载分担比的解析解,该解析解全面考虑了褥垫层、刚性桩、柔性桩、地基土的性质、面积置换率等影响因素.根据有限元数值模拟结果,对影响荷载分担比的各因素分别进行拟合,建立了荷载分担比简单实用的拟合公式.对比研究发现,荷载分担比的解析解与实测结果吻合较好,拟合公式具有一定的地区性,但总体上可以满足工程要求,可以通过积累各地区的试验参数对该公式进行适当的修正.

变参数刚-柔性桩复合地基研究

为了研究刚-柔性桩复合地基的承载和变形特性,在温州地区进行了6个大型不同试验参数条件下刚-柔性桩复合地基试验,并在静荷载试验中对刚性承压板下压力盒进行同步检测。根据检测成果较系统地分析了褥垫层的设置与否、褥垫层厚度及材料、刚性桩置换率对刚-柔性桩复合地基特性的影响,为工程设计提供一些可以借鉴的结论。