混凝土芯水泥土复合桩竖向承载特性分析方法

基于Euler梁理论和状态空间法,建立了综合考虑非线性芯桩-水泥土-桩周土界面作用的双层叠合直梁分析模型及其状态方程,推导了成层土中不同组合形式的复合桩截面内力与变形的统一解析解,有效地考虑了复合桩分析中土与结构相互作用、结构局部参数发生变化等难点。通过与已有文献中现场试验和数值计算结果对比,验证了该方法的有效性,并讨论了桩径比、芯长比和水泥土弹性模量对桩承载特性的影响。研究结果表明:(1)桩径比增大,可提供的桩侧摩阻力和桩端阻力增大,复合桩竖向承载力基本呈线性增长;(2)芯长比增大,复合桩竖向承载力的增长幅度逐渐增大;(3)水泥土弹性模量对于桩竖向承载力影响较小。

混凝土碎石复合桩加固倾斜可液化场地的数值模拟研究

地震震害调查显示,缓倾场地的液化侧向扩展是常见的地基失效形式。由于混凝土桩具有较高的竖向承载能力和抗剪能力,而碎石桩具有较高的渗透性,可有效降低周围场地的液化程度,因此,混凝土碎石复合桩能否作为有效应对缓倾场地液化侧向大变形的工程措施,其可行性值得深入研究。基于OpenSees有限元平台建立了可液化土-桩基础的数值模型,并验证了模型的有效性。在此基础上,研究了混凝土碎石复合桩对倾斜液化场地的加固效果。此外,讨论了混凝土芯桩面积占比、碎石壳厚度对倾斜液化场地动力响应的影响。结果表明:混凝土碎石复合桩抗侧移效果明显,可有效降低周围场地侧向位移和混凝土桩身弯矩。当桩体的混凝土芯占比约为20%、碎石面积占比80%时为最优设计方案。

微型钢管桩内接于灌注桩围护结构计算方法探讨

针对土岩结合二元地层深基坑工程中“吊脚桩”围护结构存在的问题,提出了灌注桩内接微型钢管桩围护结构。考虑微型钢管桩与桩间岩土的“纽结效应”和开挖后桩间岩石与带裂缝混凝土相似性,将该结构等效为上部灌注桩+下部带裂缝的钢筋混凝土无腹筋等效梁阶梯变截面桩(梁)模型,下部等效梁中微型钢管为纵向钢筋,桩间岩石为带裂缝混凝土。用侧向刚度折减来定量表征围护结构截面减少和岩体裂缝对围护结构刚度影响,提出基于侧向刚度折减的弹性支点法来计算围护结构内力,并考虑纵筋销栓作用计算等效梁抗剪承载力。工程实例计算表明,侧向刚度折减系数β由0.85减至0.12,上部灌注桩弯矩增大55.8%,下部等效梁弯矩减少48.7%,上部灌注桩剪力减少13.6%,下部等效梁剪力减少22.0%,桩顶水平位移增加39.5%。开挖至土岩结合面处该结构相对于“吊脚桩”围护结构,桩顶水平位移、竖向沉降没有明显突增,桩顶最终水平位移、竖向沉降仅为“吊脚桩”围护结构的43%、69%。桩顶水平位移监测值为5.5mm,仅为计算包络值的35%,说明刚度折减系数可适当提高。本研究可为土岩结合二元地层深基坑支护提供参考。

大直径素混凝土桩复合地基在全风化砂岩层中的应用研究

大直径素混凝土桩复合地基因具有适应性强、承载力高、施工便捷、造价低等优势被广泛采用。以成都市龙泉驿区某在建项目为工程背景,对其大直径素混凝土桩复合地基的设计过程进行了详细阐述,并在建筑结构施工过程中对桩及桩间土的应力进行了监测。结果表明:随着上部荷载的增加,桩顶和桩间土的应力均逐渐增大,桩土应力比增长速率整体呈现先缓后急的变化趋势;当上部荷载较大时,上部荷载主要由桩分担,桩明显提高了复合地基的承载力;筏板基础具有应力调节作用,可以使不同区域的基底应力值逐渐向趋于基本一致方向发展。

素混凝土桩复合地基在四川地区富水软土地基中的运用

阐述素混凝土桩复合地基与富水软土地基的基本特性,结合四川某工程项目,探讨素混凝土桩复合地基在富水软土地基中的实际运用效果。进行静荷载试验以及低应变检测试验,检测结果显示,单桩竖向抗压极限承载力最大值为800kPa,最大沉降量为11.2mm,复合桩中Ⅰ类桩占检测总桩数的90%,Ⅱ类桩占检测总桩数的10%,使用合格率达到100%。

基坑开挖对超深软土复合地基桩体的影响研究

复合地基中素混凝土桩是一种易脆性折断的桩体。为研究场地真空预压及基坑开挖作用下超软超深软土区域桩体的受力特征,本文采用数值计算分析了真空预压及基坑开挖作用下素混凝土桩的轴力、弯矩和剪力变化规律。结果表明:越靠近基坑开挖侧,桩体位移越大,近基坑侧桩身上部至下部轴力逐渐减小,而弯矩主要分布在群桩的两侧并随开挖的进行逐渐增大;轴力和弯矩最大值出现在桩身1/3处,分别达到了85kN和13.5kN·m/m,剪力最大值处在开挖面标高位置为5.5kN/m,桩体的承载能力验算表明受拉侧会出现断裂。最后基于超软超深软土区域素混凝土桩的成桩特点,提出了防止桩体断裂的施工措施。

混合桩型复合地基试验研究

通过混合桩型复合地基载荷试验测定了不同桩型及桩间土上的应力 ,分析了这种新型复合地基的桩土应力比的变化规律及破坏模式。通过与邻近的桩间土及单桩静载试验结果进行对比 ,对混合桩型复合地基中各类桩及桩间土的承载力折减系数及其影响因素进行了分析。

高承载素混凝土桩复合地基现场试验研究

某高层建筑采用素混凝土桩复合地基。基坑开挖后,进行了多项原位载荷试验以及桩、土应力测试;在建造过程中,进行了沉降观测,并对复合地基应力变化做了跟踪测试。基于试验数据,对复合地基的工作机理、荷载分担特性、桩身应力分布特征、基础沉降特点等进行了分析,并探讨了桩底后注浆工艺对复合地基工作性状的影响。研究表明:素混凝土桩复合地基具有高承载力和低变形的性能;非挤土成桩工艺增强体,对桩间土也具有加固效果;采用桩底后注浆工艺,可提高复合地基承载力、减小变形,加固效果在高荷载水平下较好;基础底板及上部结构刚度对桩的不均匀受力具有一定的调整能力。提出了根据荷载和地基反力分布状况,采取针对性的变刚度调平措施的建议。

刚性基础下现浇X形桩复合地基桩-土应力比分析

桩土应力比是反映复合地基承载特性的重要参数之一,可反映复合地基的荷载传递和变形机制。做为一种新型桩,目前尚未得出统一的计算X形桩复合地基桩土应力比的公式。沉淀池、滤池等构筑物是典型的具有混凝土底板(刚性基础)的结构,刚性基础下桩复合地基的承载性能有别于柔性基础。故结合南京桥北污水处理厂地基处理工程做现场静载荷试验,应用有限元软件ABAQUS建立刚性荷载板下现浇X形混凝土桩复合地基的模型,模拟不同桩身弹性模量、桩周土压缩模量、桩长、褥垫层厚度和压缩模量等参数下现浇X形混凝土桩复合地基的桩土应力比,结果表明,桩身或褥垫层模量增大、桩周土体模量减小、褥垫层厚度减小、桩长等增加都能使桩土应力比增大;现浇X形桩复合地基桩土应力比理想值为20～25,此时桩身模量取10～20 GPa,碎石褥垫层的厚度为20～40 cm,模量为30～45 MPa。

砼芯水泥土搅拌桩单桩的有限元分析

用ANSYS7.0有限元分析软件对由水泥土和混凝土两种材料组成的新型复合桩 砼芯水泥土搅拌桩单桩进行了分析.重点分析了该桩在竖向荷载作用下桩身内外芯和桩土各部分间的分配,荷载沿深度的传递和向外扩散等,并通过就不同的水泥土和桩周土体的弹性模量、芯桩的长度、芯桩的直径等诸因素对地基沉降的规律进行了研究.

组合桩的竖向承载力特性研究

组合桩是钢筋混凝土桩插入水泥土搅拌桩复合而成的新型桩。为掌握组合桩的荷载传递机理、破坏模式和竖向承载力特性,通过对3根14m长桩的载荷试验,分析了桩身轴力和桩周的侧摩阻力的分布及影响组合桩承载力因素。试验得到了组合桩的Q-S曲线、S-logt曲线、桩的极限承载力。为分析该桩竖向力的传递路线,应用有限元方法分析了混凝土桩、水泥土和桩周土的传力特点。试验和有限元分析结果表明混凝土桩的插入改变竖向荷载的传递规律,形成了从混凝土桩到水泥土再到土的传递模式,更有效地发挥了桩周的侧摩阻力;水泥土的固化效应、混凝土桩的挤土效应和混凝土桩的荷载传递是组合桩高承载力的主要来源。组合桩具有较高的单桩竖向承载力且造价低,在软土地基工程中具有广泛的应用价值。

软土地基中组合桩承载性状试验研究

为掌握组合桩(钢筋混凝土桩插入水泥土搅拌桩复合而成的桩)的荷载传递机理、破坏模式和竖向承载力特性,通过对3根14 m长桩的载荷试验和桩身应变的测量,分析了桩身轴力的分布和桩周的侧摩阻力分布及影响组合桩承载力因素。试验得到了组合桩的Q-S曲线、S-logt曲线、桩的极限承载力;试验表明混凝土桩的插入改变竖向荷载的传递规律,形成了从混凝土桩到水泥土再到土的传递模式,更有效地发挥了桩周的侧摩阻力;水泥土的固化效应、混凝土桩的挤土效应和混凝土桩的荷载传递是组合桩高承载力的主要来源。组合桩具有较高的单桩竖向承载力且造价低,在软土地基工程中具有广泛的应用价值。

素混凝土劲性水泥土复合桩承载机理分析

在软基中先施打半刚性水泥土类桩(M桩),水泥未硬凝时再施打劲性桩,形成素混凝土劲性水泥土复合桩(MC桩)。结合工程实例,根据现场静载试验、应力监测及ABAQUS有限元计算结果,研究了素混凝土劲性水泥土复合桩的受力性状,分析总结了素混凝土劲性复合桩的承载机理。通过与常规劲性桩的比较表明:(1)素混凝土劲性水泥土复合桩呈现复合地基性状;(2)素混凝土桩身应力集中显著,沿深度急剧减小,至桩端接近为"0",通过劲芯传递到侧壁和桩端的水泥土体中,增大了荷载作用于水泥土体的面积,使复合桩全长范围内的侧阻力和端阻力得到充分发挥;(3)素混凝土桩芯比常规劲性桩更能与水泥土协调匹配,不会刺入水泥土外芯的底端。

高强透水纤维混凝土管碎石芯桩软厚土复合地基处理技术应用研究

在公路路基软厚土基处理中,应用高强透水纤维混凝土管碎石芯桩复合地基处理方案具有能够缩短施工工期、有效控制施工质量、提高复合地基承载力以及减小工后沉降量等优点,本研究以常溧高速公路施工为例,采用高强度透水纤维混凝土新材料,通过悬辊工艺成型制作出强度等级>C40透水混凝土管桩。在软厚土地基路段静压入管桩,在管桩内插入软式透水盲管并在管桩内腔充盈满碎石,由高强透水纤维混凝土管桩、透水混凝土桩帽、碎石垫层以及钢塑格栅等组成复合地基处理结构。复合地基形成后,在施工期和预压期内能快速达到路基的沉降稳定。通过单桩及复核地基荷载试验得知,该路段复合地基承载力达到147kPa,以沉降观测数据推算,工后沉降能够有效控制在8cm左右。

基坑支护形式与边坡位移的相关性分析

通过一超深基坑工程案例,根据现场监测数据探讨了复合土钉、灌注桩-锚杆等支护形式与基坑边坡位移的相关性。分析表明,对于复合土钉支护,加强对开挖浅层土时基坑边坡位移的控制(如在基坑浅部加大土钉长度、减小间距或较早设置预应力锚杆并加大其长度),对于有效控制基坑开挖过程中的边坡位移及其发展态势具有重要意义。工程实践表明,在严格的保证施工质量条件下复合土钉支护结构可以应用于挖深超过18 m的深基坑工程中。

混凝土桩与石灰桩多元复合地基室内模型试验研究

通过改变设计参数,对混凝土桩与石灰桩多元复合地基进行一系列室内模型试验,得到混凝土桩与石灰桩多元复合地基的荷载沉降曲线特征,混凝土桩、石灰桩和桩间土的应力特点,桩土应力比特点.该模型虽然不能完全模拟现场混凝土桩与石灰桩多元复合地基的工作性状,但从定性上分析混凝土桩与石灰桩多元复合地基的工作性状是可行的.试验表明,对于粉细砂类土,混凝土桩与石灰桩联合处理的效果很好.

现浇混凝土薄壁管桩复合地基桩土应力比影响因素分析

桩土应力比是复合地基设计计算中一个重要参数。基于盐―通高速公路单桩复合地基静载试验,通过有限元模拟,研究了褥垫层模量和厚度、桩体模量、桩长、基础刚度等影响因素对现浇混凝土薄壁管桩复合地基桩土应力比的影响。结果表明所建立的模型是合理的。褥垫层模量增大或厚度减小导致桩土应力比增大,桩体模量、桩长和基础刚度的增加可使桩土应力比增加。

考虑土体非线性的CCSG桩复合地基固结解

混凝土芯砂石桩(CCSG)桩复合地基是一种新型多元复合地基。通过引入地基土体的e-lgσ和e-lgk对数模型,考虑地基土体固结过程中压缩模量和渗透系数非线性变化的特征,推导出基于等应变假设的CCSG桩复合地基非线性固结解析解,且现有的考虑土体非线性的砂井固结解和碎石桩复合地基固结解均是文中解的特例。根据该解析解得到桩土模量比、土体压缩指数与渗透指数比、荷载增量等无量纲参数变化时,CCSG桩复合地基的固结度曲线。分析结果表明,按应力和按变形定义的两种固结度不相等,通常按变形定义的固结速度较快;土体压缩模量和渗透系数的非线性变化对固结影响较大。最后通过和由实测数据获得的固结度曲线对比,验证了解析解的正确性。

砼芯水泥土桩复合地基工作性状研究

考虑地基土体分层以及砼芯和深层水泥土搅拌桩(DCM桩)长度不同的情况,提出刚性基础下砼芯水泥土桩复合地基工作性状的迭代分析方法,并将该法所得沉降计算结果与实测结果进行比较,验证该方法的可靠性;随后采用所提方法分析含芯率、芯长比、面积置换率以及荷载水平等因素对复合地基桩土应力比和沉降的影响。研究结果表明:含芯率、芯长比、面积置换率以及荷载水平均会对复合地基的工作性状产生较大影响,且含芯率、芯长比与桩土应力比呈正相关,面积置换率、荷载水平与桩土应力比呈负相关;在复合地基各部分的沉降中,纯水泥土桩段压缩所造成的沉降量占比较高,且受芯长比、面积置换率以及荷载水平的影响较大。

素混凝土桩复合地基承载特性分析

通过两组试验得到了素混凝土桩复合地基桩土应力分布的一些规律。在试验荷载范围内,桩土应力比随荷载的增加而增大,实测最大荷载下桩土应力比大多在9～13之间,桩的荷载分担比可达0.7以上。试验证明素混凝土桩复合地基具有承载力高、沉降变形小的优点,具有良好的应用前景。