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。

不同垫层下管桩复合地基现场对比试验研究

为比较管桩+钢筋混凝土板复合地基、管桩+桩帽+土工格室复合地基、管桩+桩帽+土工格栅复合地基的受力和沉降控制效果,开展了3种复合地基处理深厚软土路基的现场试验,分析研究了不同垫层条件下管桩复合地基受力和变形规律,结果表明:路堤荷载作用下,桩顶和桩间土应力由路基中心向路肩、坡脚处逐渐减少,土工格栅垫层时桩土应力比为2.47~5.42,土工格室垫层加固桩土应力比为2.30~6.25;钢筋混凝土板垫层时桩土应力比为8.05~14.81;随着路基填土荷载的增大,土工格栅、土工格室拉力逐渐增大,路肩位置拉力最大,相同荷载作用下土工格室所受拉力大于土工格栅;3种复合地基加固措施中管桩+钢筋混凝土板对路基沉降的加固效果最好,稳定后地基面沉降分别为土工格栅和土工格室桩网复合地基地基面沉降的68.46%和72.56%.

PCC桩复合地基褥垫层作用数值分析

褥垫层是PCC桩复合地基的重要组成部分。通过有限元数值模拟,探讨了PCC桩复合地基褥垫层刚度、厚度对桩土应力比以及沉降量的影响,得出桩长方向桩土应力比的分布规律。刚度和厚度是影响褥垫层流动调节能力的主要因素,随其刚度的增加或厚度的减小,桩土应力比增大,沉降减小。从桩顶到桩底,桩土应力比先增大后减小,验证了桩侧负摩阻区的存在,并分析了褥垫层刚度、厚度对该桩土应力比分布以及负摩阻区范围等的影响,得出了一些有益的结论。

加筋褥垫层在PCC桩复合地基中的影响研究

通过现场试验,测得了路堤下PCC桩复合地基桩土差异沉降及应力比随路堤填筑的变化过程线。试验表明,加筋褥垫层性质对桩土差异沉降以及应力比会产生影响;加筋材料不同的预张拉程度会产生前期增长型和后期增长型两种桩土应力比增长模式,提高预张拉程度对减小地基水平位移是有利的。此外,采用数值模拟方法对褥垫层中加筋材料抗拉强度及铺设层数和位置的影响研究表明,提高加筋材料的抗拉强度,对减小桩土差异沉降、提高桩土应力比是有利的;改变加筋材料铺设层数和位置也会产生一定的影响,但影响程度较小。

刚性桩复合地基沉降变形与影响因素分析

探讨天津软土地区刚性桩复合地基桩、土、垫层共同作用的特点,分析不同荷载作用下刚性桩复合地基桩土位移场及桩土应力比的变化规律;采用ANSYS有限元软件分析垫层模量、桩间土模量及桩间距等因素对复合地基沉降变形的影响。研究表明,桩间土模量的变化对刚性桩复合地基的整体沉降量影响较显著,复合地基的整体沉降量随桩间土体模量的增加而减小;桩间距是控制刚性桩复合地基整体沉降量的主要因素之一。地基沉降量随桩间距的减小而减小,但桩间距过小时,对减少刚性桩复合地基整体沉降量的作用并不明显。

考虑纵横耦合变形的土工格室加筋体变形分析

针对土工格室加筋体的受力变形特点,将其视为小挠度弹性圆薄板,考虑土工格室与桩土加固区的变形协调、土工格室垫层耦合的水平与竖直变形以及上下界面的摩阻效应,建立此轴对称条件下薄板的挠曲变形控制微分方程,利用Bessel复变函数构造竖向及水平位移解析表达式,从而得出双向增强复合地基网下桩土应力比、沉降及桩土差异沉降的计算公式.采用某工程试验结果对该计算方法进行了验证,证明本文计算方法的合理性.参数分析表明:在一定范围内改变加筋体的复合弹性模量、桩土刚度比、上下界面摩阻系数比等因素可以起到调节双向增强复合地基网下桩土应力比和降低格室体沉降的作用.

温州粮库水泥搅拌桩联合加筋垫层复合地基性状分析

基于温州典型软弱土地基上修建国家储备粮库的工程实践,结合现场监测结果,进行复合地基沉降常规方法和有限元数值计算,研究了加筋垫层对水泥搅拌桩地基沉降和桩土应力分担比的影响,分析了水泥搅拌桩联合加筋垫层加固软土地基性状。实践表明,采用本文方法较好地解决了大跨度粮库的地基沉降与不均匀沉降问题,可为相关工程提供借鉴。

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.

加筋垫层对桩-网复合地基桩土应力比影响试验

由于加筋材料的拉膜效应,加筋垫层不仅加大了桩体承担荷载的能力,对上部路堤填土中的拱效应也有直接的影响。为了较好地研究加筋垫层对路堤荷载下桩-网复合地基桩土应力比的影响,设计了模型对比试验,分别对垫层底面和顶面的土压力进行了连续观测。结果表明,加筋垫层有助于桩-网复合地基桩土应力比的提高,尤其在填筑初期桩土应力比增长较快,并能进一步削弱上部路堤填土中的拱效应。因此加筋垫层可以提高桩-网复合地基桩的应力比,并且可以削弱上部路堤的拱效应。

桩承土工格栅加筋垫层复合地基力学变形特性三维数值分析

桩承土工格栅加筋垫层复合地基作用机理复杂,设计计算主要以经验为主,给设计与施工带来盲目性。采用有限元分析软件Ansys,建立群桩三维模型,对其力学变形特性进行了分析。结合工程实例,将数值模拟结果与现场监测结果进行比较分析,两者较为吻合。结果表明:桩与桩端土均具有最优弹性模量;桩土最大应力比在桩顶下某一深度,桩身最大轴向应力在桩顶下中性点,由于应力集中,在桩端处两者均突然减小;桩端土刚度在离桩底某一深度范围对桩土应力比产生影响;加筋垫层刚度仅在其下某一深度范围内对桩间土应力产生影响,刚度较小时对应力比的调节作用更明显;加筋垫层尺寸对桩身轴向应力和桩侧摩阻力都产生显著影响,桩顶下0.3倍桩长处最显著。

考虑水平摩阻力和大变形的刚性桩网复合地基桩土应力比计算方法

为了研究水平摩阻力对加筋垫层挠度和复合地基桩土应力比的影响,以单桩处理范围内的刚性桩网复合地基为研究对象,考虑加筋垫层的大变形效应和三维尺寸效应,运用大挠度薄板理论对加筋垫层荷载传递特性进行分析,建立其挠度控制微分方程,并结合真实边界条件和桩土相互作用,将荷载传递过程分为假定状态和实际状态,运用伽辽金法和功能原理对其挠度进行分步求解.在此基础之上,利用Winkler地基梁理论对桩土应力比进行计算.采用室内足尺试验对计算方法进行验证,并综合分析土体基床系数、桩间距、桩径和界面摩擦刚度等因素对桩土应力比的影响.研究表明:理论计算结果与试验结果较为吻合,桩土应力比随桩间土基床系数和桩径的增大而减小,随桩间距、界面摩擦刚度和桩体基床系数的增大而增大,成果可为工程实践提供参考.

桩网复合地基桩身受力特性模型试验

以某沿海铁路软土地基处理工程为依托,对桩网复合地基桩身受力特性进行了室内模型试验,得出了桩身轴力随着路堤填土荷载的增加而增大,随着桩间距的加大,桩身中性点下移;桩土应力比随着路堤填土荷载的增加而增大,随着桩间距加大明显增大等结论,为工程设计提供了理论参考依据。

垫层厚度及压缩模量对刚性、半刚性桩复合地基的影响性能研究

现以土力学和弹性理论为基础推导出了刚性、半刚性桩复合地基的竖向变形协调方程,应用Berrum公式计算桩侧摩擦阻力,从理论上建立了垫层厚度及压缩模量对刚性、半刚性桩复合地基性质和形状影响的数学表达式.在此基础上,得出了不同的垫层厚度及垫层模量对桩土应力比、桩身最大应力位置、桩身最大应力、桩土荷载传递的影响,这与工程实践中的数据相符.利用该方法可对刚性、半刚性桩复合地基进行优化设计.

褥垫层对刚性桩复合地基工作特性影响的数值分析

根据工程实例的土质情况建立计算模型,通过ANSYS三维有限元的数值分析,研究了在竖向荷载作用下,褥垫层厚度、模量对刚性桩复合地基工作特性的影响。本文的计算分析为刚性桩复合地基的优化设计提供了依据。

大桩距搅拌桩加固软土技术在工程中的应用

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在桩距S>2.5d的情况下其承载性状和桩土应力比。试验结果表明复合地基在"有效桩长"范围内,承载力可以满足要求,并形成"加筋垫层",有效扩散应力,使沉降变形减小;桩土应力分布合理,使桩和土体各部分的承载潜能均可以得到较好的发挥,从而使复合地基可以较好满足承载和沉降的要求。

褥垫层参数对CFG桩复合地基承载特性的影响研究

为研究褥垫层物理参数对CFG桩复合地基承载特性的影响,采用Midas/GTS建立了某工程CFG桩复合地基有限元模型,分析了不同工况下的地基沉降量和桩土应力比。研究结果表明,随着上部荷载的增大,地基沉降量和桩身应力比也呈增大的趋势,褥垫层能降低地基沉降量。垫层厚度越大,地基沉降量越小,桩土应力比越大;垫层模量越大,地基沉降量越小,桩土应力比越大。选择合理的褥垫层参数有利于调节桩土荷载分担比例,充分发挥地基承载性能。考虑经济效益和安全性能范围内,该工程褥垫层厚度宜取值为400 mm,模量宜取值70 MPa,实际工程的合理设计具有指导作用。

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。

基于薄板理论的刚性桩网复合地基桩土应力比计算

桩土应力比是反映刚性桩网复合地基工作特性的重要指标。根据刚性桩网复合地基的荷载传递特点,对其在路堤填土荷载作用下的桩土应力分担比进行研究。根据加筋垫层–桩–桩间土应力和位移连续条件,将加固区视为整体进行研究。结合加筋垫层的应力–应变特点,选用大挠度薄板理论模拟加筋垫层的受力和变形。考虑加筋垫层的真实边界条件,首先假定加筋垫层四角点简支其余位置自由并进行桩土应力比求解。在该假定基础之上,考虑桩土相互作用影响,通过功能原理推导出真实情况下刚性桩网复合地基的桩土应力比计算方法。采用室内足尺试验对计算方法进行验证,并综合分析褥垫层模量、桩间距、土体基床系数和桩径对桩土应力比的影响。结果表明理论计算结果与试验结果较为吻合,可为工程实践提供参考。

桩承加筋垫层复合地基桩土应力比分析

对带桩帽的桩承式复合地基水平加筋垫层进行受力变形分析,得出加筋体的挠曲变形量及筋材拉应力。在此基础上,视复合地基中竖向桩体和桩间土体为线弹性体,由静力平衡及变形协调条件,同时考虑筋材拉应力的作用,得到水平加筋垫层上下桩土应力比的计算方法。该方法能反映桩土间的差异沉降量、水平向加筋体抗力作用、桩间距、桩帽直径等因素对桩土应力比的影响。最后,采用该方法对某一现场试验结果进行分析,理论值与实测值吻合较好。水平加筋垫层的存在使复合地基桩土应力比增大,地基承载力提高,用文中方法计算桩承加筋垫层复合地基桩土应力比是可行的。

刚性桩复合地基沉降机理与影响因素研究

探讨了天津软土地区刚性桩复合地基桩、土、垫层共同作用的特点,分析不同荷载作用下刚性桩复合地基桩土位移场及桩土应力比的变化规律;采用ANSYS有限元软件分析了垫层模量、桩间土模量,以及桩间距等因素对复合地基沉降变形的影响。研究表明:桩间土模量的变化对刚性桩复合地基的整体沉降量影响比较显著,复合地基的整体沉降量随桩间土体模量的增加而减小;桩间距是控制刚性桩复合地基整体沉降量的主要因素之一,地基沉降量随桩间距的减小而减小,但桩间距过小时,对减少刚性桩复合地基整体沉降量的作用并不明显。