盾构隧道下穿对高速铁路CFG桩复合路基影响规律研究

针对城市地铁隧道下穿高速铁路的施工过程中,CFG桩复合路基对地层沉降的响应机理不明确、路基的沉降预测与控制理论缺乏的问题,依托郑州轨道交通8号线盾构区间下穿郑州东站咽喉区工程,提出CFG桩复合路基沉降预测方法 .基于地基加固理论,分析CFG桩对路基的加固效果,并通过物理模型试验,研究盾构隧道下穿对高速铁路CFG桩复合路基的影响规律.研究结果表明:CFG桩可以大幅提升路基压缩模量,盾构隧道下穿不会影响CFG桩复合路基的整体性,复合路基的变形规律符合Peck沉降曲线;CFG桩复合路基能够将地层的等效内摩擦角提高约50%,降低约23%的地层沉降量;盾构隧道下穿引起CFG桩复合路基的沉降量最大值为1.65 mm,在盾构隧道掌子面距离路基中线10 m时地层开始发生显著沉降变形,其中83.6%沉降量发生在盾构穿越阶段;盾构远离阶段,路基沉降量仍会继续增大,建议沉降监测持续到沉降稳定.研究结果可为盾构隧道下穿高速铁路CFG桩复合路基的沉降预测和加固处理提供参考.

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。

盐渍土地区CFG桩水泥土褥垫层性能的研究

利用MIDAS-GTS NX数值模拟软件,针对褥垫层厚度和弹性模量变化对桩的沉降和桩土应力比的影响等问题,通过数值模拟对CFG桩桩顶沉降、桩顶应力、桩土应力比等进行研究,并得出以下结论:随着弹性模量的增大,桩土应力比增加趋于平缓,桩顶沉降增加;随着水泥土褥垫层厚度的增大,桩顶应力变化趋势也随之增大,且趋势基本相似;褥垫层厚度小于600 mm,弹性模量小于100 MPa时,地基沉降与二者参数变化有着较大关联;盐渍地区600 mm的水泥土褥垫层理论上可以有400 mm碎石褥垫层的工作性能。

CFG桩联合泡沫混凝土处理桥头跳车问题研究

主要研究了软土地基中的桥头跳车问题,结合天然地基和CFG桩复合地基以及CFG桩联合泡沫混凝土地基的数值模拟分析,得出了3种工况下路基的沉降变化规律,同时明确了CFG桩联合泡沫混凝土处理桥头跳车问题的有效性。天然地基工况下的最大工后沉降为22.5 cm,不符合规范要求,CFG复合地基的最大工后沉降为6.2 cm;天然地基工况的沉降最大值位于路基顶面,CFG桩复合地基工况位于地基与路基的交界面。采用泡沫混凝土进行台后15 m范围内的换填后,减小了台后的差异性沉降,15年后最大工后沉降为3.61 cm,有利于治理桥头跳车问题。

高富水淤泥质地层中CFG桩软基加固施工技术研究

CFG桩软基加固是高富水淤泥质地层处理的一种手段,对提高高富水淤泥质地层承载能力和稳定性具有重要作用,为此提出高富水淤泥质地层中CFG桩软基加固施工技术研究。通过施工准备、长螺旋钻进成孔、泥浆制备、注浆成桩,完成高富水淤泥质地层中CFG桩软基加固施工。通过实际案例应用,加固后高富水淤泥质地层路基承载力得到了有效的提升,沉降变形得到了有效的控制,具有良好的加固效果。

Settlement Characteristics of Cement Fly-Ash GravelPile-Plate Composite Foundation of High-Speed Railway

Field tests on settlement characteristics were carried out on the cement fly-ash gravel （CFG） pile-plate composite foundation on Beijing-Xuzhou section of Beijing-Shanghai high-speed railway. The settlements of the piles and the soil between pries were measured and analyzed. The results show that the settlement-time dependency experienced three phases： rapid development phase, stable development phase and stable phase. Therefore, surcharge preloading was necessary to reduce the settlement after construction. The finite element software Plaxis was used to calculate the deformations of the pile top and the soil between piles at the embankment center, as well as the settlements of CFG pile reinforcement area and the underlying stratum under surcharge preloading. The calculation results and the field test results were compared and analyzed. Both the results show that the settlement of the composite foundation mainly occured in underlying stratum. The settlement characteristics of pile-plate composite foundation under high embankment are also concluded.

建筑工程中CFG桩基检测技术研究与沉降分析

本文以实际工程为研究对象,对CFG桩施工过程中的检测方法及结果和后续施工阶段桩身沉降变形规律进行了深入分析。首先总结了适用于建筑桩基础的各项检测方法,并对研究对象所进行的桩基检测结果进行分析,结果表明CFG桩施工质量满足设计要求。在此基础上,对基坑沉降量随时间变化规律进行分析,发现了桩基沉降曲线存在沉降平台期、沉降异常点等情况。综合分析发现地下水波动会对桩基沉降量产生明显的规律性影响。因此,本文为建筑桩基础应力变形规律的研究提供了一定程度上的理论支持。

高速公路CFG桩处治盐渍土路基变形特性分析

为确定高速公路CFG桩处治盐渍土路基的变形特性,应用有限元软件对路基沉降和水平位移进行计算,并与现场监测结果进行对比分析。通过分析盐渍土路基变形计算结果,发现随着填筑高度的增加,路基沉降和水平位移随之提升,路基中心位置沉降量最大,路基两侧水平位移较大。经与现场监测结果对比,可知施工期间路基沉降量较大,工后逐步趋于稳定,且实测值与计算值较为接近,最大误差仅为5.45%,可证明计算结果准确,路基结构稳定。

铁路高填方CFG桩复合地基沉降分析

目的研究高填方CFG桩复合地基的沉降变形规律,为同类型工程项目的施工提供参考。方法以新建长株潭城际铁路与长石铁路联络线CSLLXZQ-1标高填方CFG桩复合地基工程为背景,采用ABAQUS软件建立高填方CFG桩复合地基三维模型,针对该工程路堤填筑高度相对较高的情况,采用“生死单元”方法模拟高填方路堤的分层填筑过程,并将模拟计算结果与沉降实测结果进行对比研究。结果随着高填方CFG桩复合地基桩长、桩径、垫层厚度分别增大100%、33.3%、66.6%,桩间距减少40%时,复合地基沉降量分别减少63.2%、46.9%、7.9%、61.3%。结论在数值模拟中采用“生死单元”方法分级加载来模拟高填方路堤荷载,与实测结果更加吻合。

CFG桩处理软土路基沉降监测及FLAC3D模拟分析

为研究CFG桩对复合地基变形性能的影响,论文基于某一工程的典型工点的沉降监测数据进行分析,同时通过FLAC3D建立数值模型进行计算,对CFG桩加固路基的变形特性进行分析,所得结果如下:(1)路基的工后沉降量占总沉降量的比值随着路基填土高度的增加逐渐降低;(2)随着填土高度的增加,路基的总沉降量、整体水平位移和桩体位移均增大,总沉降量随着距路基中心的距离增大而减小;(3)CFG桩加固的路基沉降量远小于天然路基沉降量,且CFG桩加固的路基,其中心与路肩之间的差异沉降值也远小于天然路基,说明CFG桩加固路基对于减小软土路基的沉降量有着非常显著的效果。

CFG桩复合地基在某岩溶强发育场地高层建筑中的应用

针对岩溶强发育场地高层建筑桩基础在一定深度范围内的找不到完整持力层的问题,通过对该场地的工程地质和水文地质条件及建筑物结构荷载进行综合分析,提出了采用CFG桩对岩溶场地进行地基处理的思路。详细介绍了该项目的工程概况、工程地质和水文地质条件、岩溶发育特征及CFG桩复合地基处理方案,并进行了复合地基检测和建筑物沉降观测。结果表明:CFG桩复合地基承载力特征值能达到450kPa,满足了设计要求;建筑物沉降观测最后120d的最大沉降速率为0.013mm/d,满足规范规定的稳定状态标准。CFG桩复合地基在岩溶强发育场地高层建筑中的应用取得了较好的效果,为类似工程项目建设提供了一定的经验。

CFG桩在软土地基处治中的影响参数研究

桥头跳车问题一直是路桥过渡段不可避免的问题,梳理了CFG桩网复合地基的作用机理,并采用有限元模拟分析了CFG桩网复合地基在不同桩长、桩径、桩间距、褥垫层模量等参数变化过程中模型的沉降变化规律,明确了CFG桩网复合地基对地基沉降控制的有效性。其中复合地基桩间距的减小有利于减小地基沉降,也有利于减小CFG桩和桩间土的差异性沉降。对于CFG桩长的设置,应伸入持力层,当伸入持力层后,桩长的再增长对地基沉降降低效果甚微,同时桩径越大,CFG桩网复合地基的沉降值越小,但桩径的大小直接影响工程造价,应做适当取舍。褥垫层模量的变化对复合地基的沉降值影响较低。

CFG桩复合地基在深层软土路基处理中的应用

软土具有含水量高、孔隙比大、强度低、压缩性高等特点,导致修建在深层软土地基上的道路存在路基失稳、工后沉降大的问题,因此对深层软土地基的路基处理关乎工程成败,是道路建设中的一个重要问题。文中通过分析现有的常用软土路基处理方法后,认为CFG桩复合地基具有稳定性好、施工简便、承载力高、工程沉降控制方面更有优势,有较好的应用价值。

西安地区砂层地基上PHC管桩和CFG桩的应用分析

西安渭河阶地地表以下约20 m深存在密实砂层,高层建筑能否选用以该层为桩端持力层的中短桩基础是设计面临的问题。结合同一场地两栋相同百米住宅楼的地基设计,通过方案分析、地基承载力和变形计算、载荷试验,采取调整筏板尺寸和沉降后浇带的位置,使结构重心与筏板平面形心重合等措施,选择基底下浅层密实中细砂层为桩端持力层,两栋楼分别采用11 m长PHC管桩和12 m长CFG桩复合地基,避免了该地区常用的长桩穿越砂层的困难和质量问题。结构封顶后的沉降观测数据结果验证两种方案可行,得出PHC开口管桩可利用土塞效应,其实际竖向抗压承载力比规范估算值提高约36%,管桩实际沉降量约为CFG桩的一半,且沉降稳定周期短,CFG桩复合地基采用Boussinesq解答分层总和法,计算沉降量与实测值差异不大。本工程充分利用地质条件,选择中短桩地基处理,节约了造价和工期,对类似场地的工程有借鉴作用。

某高速公路深厚软基路桥过渡段跳车病害处治研究

结合某在役高速公路路堤深厚软基桥头跳车实测累计沉降量40.60 cm病害处治工程,开展室内土工试验、理论计算及GEO5模型计算分析。结果表明:15年内的累计剩余沉降量均超规范中桥头路基容许工后剩余沉降量不大于10.00 cm要求;提出“CFG桩+路面重铺”等处治方案,进行检算校核,计算得剩余总沉降量9.76cm,表明处治设计方案较为可靠。结合工点需保通及基底存在前期已施工CFG桩特点,制定通车条件下的施工顺序及工艺,确保方案可行。

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。

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。

基于荷载传递法的CFG桩复合地基沉降计算

深入分析了CFG桩复合地基的荷载传递机制,针对CFG桩复合地基中桩、土、垫层相互作用特点,基于荷载传递法,通过简化桩土单元体竖向相对位移分布模式,引入弹塑性荷载传递模型,并考虑桩体的上刺与下刺变形,建立出CFG桩复合地基沉降计算的基本微分方程,进而提出了一种新的能考虑桩-土-垫层体系共同作用的复合地基沉降计算方法。采用该沉降计算方法对某试验进行分析,其结果表明,沉降计算值与实测值吻合较好,且该方法计算工作量小,便于工程应用。

CFG桩复合地基加固高速公路软基的现场试验研究

CFG桩复合地基处理高速公路软基的设计参数是否合理,应看其实际发挥的承载能力及承载时变形的性状。通过对CFG桩复合地基桩、土应力和表面沉降的现场观测,研究了路堤荷载下CFG桩复合地基桩顶、桩间土的应力和沉降变化规律,根据实测数据分析了褥垫层厚度、桩间距及桩体强度等设计参数的合理性。结果表明,路堤荷载下,CFG桩、土最终可达到变形协调,桩、土应力比与桩、土沉降差有着密切的关系,疏桩形式时桩间土承担着大部分荷载;同时,CFG桩复合地基作为路堤荷载的地基时,可设计为桩间距较大的疏桩形式,桩体设计强度可以取得低一些,褥垫层厚度也应适当取大。

软土地区CFG桩群孔效应引发的地表沉降

在软土地区CFG桩施工形成的大量空桩孔如不及时回填会产生群孔效应,造成地表沉降,进而威胁邻近建筑物、隧道及管线等基础设施的安全.本文基于某工程实测结果,利用有限元研究了单孔和多孔情况下引起的地表沉降情况及多孔叠加机理,提出了多孔合并法来解决实际工程中数量庞大的桩孔较难模拟问题,并对群孔效应引发周边严重沉降的工程进行了模拟分析.研究结果表明,单孔引发的沉降值主要受孔径影响,呈正相关;沉降最大值位置主要受孔深影响,呈线性正相关.孔心距较小时,空孔周边土体中水平和竖向上的土应力拱的相互影响与削弱导致每个空孔的内缩变形均大于单孔时的变形值,是导致群孔效应引发周边严重沉降的主要原因.群孔引发的沉降与孔数呈对数关系,孔数增大到一定值时沉降不再显著增长.所提出的多孔合并的群孔研究方法及合并转化系数?,为进一步研究群孔效应奠定了基础.