Experiments of Multi-element Composite Foundation with Steel Pipe Pile and Gravel Pile

A set of serf-developed apparatus for foundation physical model were utilized to conduct model tests of the multi-element composite foundation with a steel pipe pile and several gravel piles. Some load-bearing characteristics of the multi-element Composite foundation, including the curves of foundation settlement, stresses of piles, pile-soil stress ratio, and load-sharing ratio of piles and soil, were obtained to study its working performances in silty sand soil. The experimental results revealed that the multi-element composite foundation with steel pipe pile and gravel pile contributed more than the gravel pile composite foundation in improving the bearing capacity of the silty fine sand.

含漂砂卵砾石深厚覆盖层复合地基处理施工关键技术的研究与应用

以硬梁包水电站为依托,针对深厚覆盖层地质条件复杂多变且含巨漂砂卵砾石地层条件,阐述了通过对防渗墙及地下连续墙采用精准施工技术、发泡泥浆护壁工艺、超常规振冲碎石桩填料自动化精确测量、反滤层精准布设施工工艺、振冲桩承载力快速简便检测方法、超深防渗墙防渗单元质量智能融合与辨识关键技术、智能化精确计量超常规振冲碎石桩填料等基础加固和防渗处理方法开展的研究与应用,有效地解决了泥浆漏失和护壁稳定性问题以及超常规碎石桩施工中遇到的技术难题,实现了对超深防渗墙质量的分析和定量评价,降低了防渗体出现隐患的风险,可对差异沉降进行有效管控,对项目施工进度和质量起到了促进作用,所取得的经验可供类似工程参考。

填方灰土桩复合地基大底盘建筑倾斜特性数值分析

目前建筑倾斜事故频繁发生,但对于大底盘建筑倾斜全过程的变形力学行为受到了较少的关注。因此,研究了填方灰土桩复合地基倾斜过程的沉降变形特性及受力特性。基于数值模拟,探讨了填方灰土桩复合地基大底盘建筑倾斜特性相应变化规律,分析填方灰土桩复合地基倾斜过程中沉降变形及大底盘基础变形受力特性,研究了填方区地基处理优化方案。研究结果表明:建筑倾斜过程中,基础边缘处剪切变形最大,剪切变形值与倾斜值呈正相关;大底盘建筑倾斜过程中基础顶板混凝土首先开裂,其弯曲点不断变化;基础底板尚未开裂但底板南半段出现隆起现象,在靠近倾斜建筑0.2 L(L为底板长度)位置处存在开裂风险,倾斜过程弯曲点基本不变;水泥粉煤灰碎石桩(cement fly-ash gravel,CFG)桩地基处理方案剪应变最大值比原有方案剪应变最大值降低了67.08%,沉降值和倾斜值分别降低了67.52%、73.83%,达到此类建筑倾斜率不应超过3‰的规范要求;研究结果为类似复合地基大底盘建筑纠偏加固提供了借鉴和参考。

含碎石芯软黏土复合试样大三轴试验研究

以拟建的某水电站碎石桩地基处理为背景,研发了能提高重塑软黏土固结效率、减小试样扰动的含碎石芯软黏土复合试样的室内试验制样方法,开展了不同围压和碎石芯置换率的复合试样室内大三轴试验研究.研究表明,复合试样在较小围压下表现出应变硬化特性,在较高围压下则基本呈现软化特征,且碎石置换率越小,软化特征越明显,相同围压时,复合试样的初始变形模量随试样面积置换率的增大而增大;在高围压和低置换率时,软黏土碎石芯复合试样的剪切破坏面明显,在低围压和高置换率时,复合试样中部出现较明显的鼓胀现象,碎石芯最大鼓胀量总体随着围压和置换率的提高而增大.规范方法高估了复合试样(地基)的内摩擦角,面积置换率越大,规范计算值与试验结果的差值越大.高围压下传统应力叠加法高估了软黏土振冲置换碎石桩复合地基的承载能力,低估了复合地基的沉降,置换率越高,相同轴向应变时与复合试样大三轴试验的偏应力误差越大.

深中通道沉管隧道深层水泥搅拌桩复合地基沉降计算分析

基于深中通道沉管隧道深层水泥搅拌(DCM)桩复合地基现场试验结果,考虑厚垫层和高置换率DCM桩对复合地基荷载传递机理及沉降特性的影响,将碎石垫层、DCM桩复合地基和桩端下卧层作为协同作用的系统,考虑系统各部分在接触面上的应力与变形协调,通过分析典型单元体,推导海底DCM桩复合地基桩土应力比和沉降的理论计算公式.将理论计算得到的DCM桩复合地基荷载-位移曲线和桩土应力比变化曲线与现场静载试验实测曲线进行对比,相对误差均不超过±10%,验证了所提理论计算公式的合理性.分析置换率和垫层柔度系数对海底DCM桩复合地基的荷载传递机理及沉降特性的影响规律,结果表明:复合地基沉降随垫层柔度系数的增大而增大,随置换率的增大而减小;复合地基桩土应力比随置换率的增大而增大,随垫层柔度系数的增大而减小;置换率对复合地基沉降和桩土应力比的影响较垫层柔度系数更大.

桩底复合式后压浆桥梁桩基承载特性试验研究

桥梁灌注桩开式压浆难以控制注浆区域、注浆压力和注浆量,注浆效果不稳定、单桩承载力波动大。为提升桩基后压浆的可靠性,提出一种新型桩底复合式后压浆技术,通过在桩底安装中空环形钢板胶囊,采用“外-内-外”3次注浆加固桩端土体。为探明该技术对桩基承载力的提升效果,依托在建汾石高速S340跨线桥工程开展2根试桩的桩端复合式后压浆作业,研究压浆过程中注浆压力、注浆量和桩顶位移的动态变化情况,并对注浆效果进行弹性波CT测试;然后开展了采用桩端复合式后压浆和不注浆两种工况下的桩基静荷载对比试验。结果表明:桩底复合式后压浆可有效消除桩底沉渣,形成桩端扩大头,桩基承载力提升34.1%,桩端阻力增强系数为1.70,浆液影响范围内桩侧摩阻力增强系数为1.32~1.37。

双龙特大桥新型组合式拱座基础设计与施工

重庆巫山县双龙特大桥主桥为计算跨径245 m的中承式钢箱拱桥。双龙岸拱座位于溶隙普遍发育、溶蚀作用强烈的角砾状灰岩中,针对拱座处复杂的地质条件及受力要求,提出一种新型“墙式基础+竖桩”组合基础,墙式基础和竖桩分别承担水平推力和竖向压力,受力明确。拱座横桥向宽21.6 m,顺桥向长11 m,为钢筋混凝土重力式实体结构,采用承台群桩基础,拱座后接4 m厚背墙,背墙连接3根地梁,地梁后接墙式基础。计算结果表明:桩顶最大水平位移2.95 mm,单桩轴向受压承载力安全系数2.22,墙式基础最大主拉应力0.35 MPa,拱座基础抗推、抗压、抗裂能力强。拱座基础按地梁、墙式基础和拱座开挖→桩基开挖、浇筑→墙式基础、地梁和拱座浇筑的顺序施工,并采取注浆加固、护壁支护、桩基防水等施工防护措施,确保施工安全。

CFG桩复合地基在高层建筑中的应用与分析

以广东一高层建筑使用的CFG桩复合地基为例,分析CFG桩的设计以及处理效果,探究在本地区的适用性,进行复合地基增强体静载试验以及复合地基静载试验。试验表明:CFG桩可以大幅度提高复合地基承载力,有效降低建筑沉降,同时荷载在加载到最大设计值时,Q-S曲线仍未出现陡降段,承载力仍有很大的储备空间,可以对设计进行更深的优化。

加筋碎石桩复合地基工作状态影响因素分析

为制定合理的软土地基加筋碎石桩处治方案,采用有限元软件进行数值模拟分析。通过对比不同条件下的复合地基沉降量计算结果,分析不同因素对复合地基工作状态的影响。研究认为:在考虑经济性的情况下,建议桩土模量比选择为25,加筋体刚度取800kN/m,加筋体长度取1/2 H,并优先选择内摩擦角大的碎石。

挤密碎石桩处理场地液化砂土研究

砂土液化作为地震灾害的一种,会导致出现地基喷砂冒水、地基破坏等问题。文章依托月亮湾海堤工程,采用规范方法对场地填砂进行液化判别。为消除填砂液化沉降,提出了挤密碎石桩的处理措施。通过标准贯入试验、重型动力触探试验及复合地基荷载试验,评估了挤密碎石桩的处理效果,并复核处理后的地基承载力。研究表明,挤密碎石桩处理对地基深层土体的标准贯入击数改善效果更好,场地填砂层由轻微液化变为不液化;三根试验桩大部分桩身的锤击数均超过七次,可见大部分桩身均处于密实状态;经挤密碎石桩加固后的土层,地基承载力显著提升,满足设计要求。

土工格室碎石垫层-碎石桩复合地基相似模型试验

为深入研究土工格室碎石垫层-碎石桩复合地基这一新型多元复合地基加固体系的承载力和沉降变形机理,应用量纲分析法推导了土工格室碎石垫层-碎石桩复合地基模型试验的相似准则,根据相似理论设计和完成了3组具有可比性的模型试验,获得大量荷载-沉降、桩土应力比和应力分布数据。试验结果分析表明:在土工格室碎石垫层-碎石桩复合地基这一水平向-竖向多元复合地基共同作用的加固体系中,结合了土工格室碎石垫层的水平向增强体作用和碎石桩的竖向增强体作用;土工格室碎石垫层和碎石桩复合地基相互作用,共同工作构成的荷载传递和支撑体系是其提高承载力,减少沉降和差异沉降的主要机理。

寒区复合地基的温度场、水分场与变形场三场耦合模型

在冻土多相介质静力平衡方程、质量守恒原理、能量守恒原理、土骨架与冰颗料、水之间的传力机制及水、冰之间相变机制的基础上,系统地推导了冻土中土、冰、水三相介质的温度场、变形场、水分场三场耦合问题的微分控制方程,开发了相应的冻土三场耦合数值分析软件CDST,并对该软件的可靠性及分析精度进行了验证,最后对一寒区碎石桩复合地基实例进行了三场耦合有限元分析,分析计算结果显示:a.冻胀与融沉量不仅与温度升、降幅有直接关系,还与土体渗透系数有密切关系,将复合地基的渗透系数降低一个数量级,入冬时地基的孔隙水渗透变缓、冻胀加剧;b.碎石桩与砂土地基因不同的导热性、渗透性造成不同的冻胀、融沉特点,说明了碎石护坡,碎石路基施工措施的防冻胀机理,进一步的系统分析与数值试验,可为寒区岩土工程的设计与施工提供量化的科学依据。

混凝土芯砂石桩复合地基加固堤防软基试验研究

介绍了一种新型的地基处理方法——混凝土芯砂石桩复合地基法及其在水利防洪堤软基加固工程中的应用情况。通过现场原位观测和试验,研究了混凝土芯砂石桩复合地基固结变形、孔压消散、桩土应力分担及承载力特性,结果表明混凝土芯砂石桩强度高,排水固结能力强,能迅速提高桩间土强度和承载力,应用于水利堤防工程既能控制堤防深厚软基的工后沉降,又能提高堤防边坡的稳定性,推广应用前景良好。

垫层对CFG桩复合地基承载力评价的影响研究

为了能正确利用静载荷试验评价CFG桩复合地基承载力,进行了两组载荷板下不同厚度和材料垫层条件下的CFG桩复合地基垂直静载荷试验,对桩土反力进行了测试。根据试验结果和复合地基桩土共同作用的特性,研究了外荷载增加时不同厚度垫层条件下CFG桩复合地基桩土应力比、荷载分担比以及沉降的发展历程。认为垫层厚度和材料对CFG桩复合地基的承载力性状有很大影响,两者之间有个匹配问题。提出在CFG桩静载荷试验时,可以采用厚度为50～150mm的石屑+中粗砂、碎石+中粗砂或碎石+石屑垫层,桩间土的承载力发挥系数为0.75～1.0。

京沪高速铁路CFG桩-筏复合地基现场试验研究

结合京沪高速铁路凤阳试验段工程,开展CFG桩+垫层+筏板处理地基试验。实测桩-筏复合地基沉降变形、桩顶应力、桩间土应力、筏板顶面土应力、钢筋应力及桩身应变;分析路基沉降变形、桩土应力比随填筑高度和固结时间的变化规律;获得地基面桩土应力分布、筏板顶面土应力分布、钢筋应力分布、桩身轴力和侧摩阻力分布;研究路堤荷载作用下CFG桩-筏复合地基的工作性状。研究成果有助于高速铁路桩-筏复合地基沉降控制、承载特性和应力传递机理的研究,并为京沪高速铁路及其它相关工程的桩-筏复合地基设计方法提供数据支持。

水泥粉喷桩复合地基受力性状试验研究

在水泥粉喷桩单桩、复合地基以及天然地基载荷试验的基础上 ,阐述了桩身应力应变随深度呈非线性分布、桩土应力分担比随荷载而变化、复合地基与天然地基载荷板下应力分布以及复合地基与天然地基承载力等的试验结果 。

竖向管式格栅加筋碎石桩承载力计算方法

为了研究竖向管式格栅加筋碎石桩承载力的计算方法,根据其受力特性,提出可能发生破坏的3种模式:桩顶鼓出破坏、格栅套筒下方碎石桩鼓出破坏和桩端刺入破坏。基于Brauns的计算方法,给出了桩顶鼓出破坏模式的承载力计算公式,推导出了格栅套筒下方碎石桩鼓出破坏模式的单桩极限承载力的理论计算方法,给出了根据格栅抗拉强度来判断破坏模式的计算公式。对现场试验的算例进行了复核验算,将计算结果与现场静载荷实验结果进行了比较,两者吻合较好。

路堤荷载作用下碎石桩复合地基桩土应力比计算及试验研究

深入分析了路堤等柔性荷载作用下碎石桩复合地基的工作机理,对路堤-碎石桩-桩间土系统进行合理简化,建立了桩土应力比计算模型,并给出关键参数的求解过程。基于最小势能原理,导得路堤荷载下碎石桩复合地基桩土应力比计算解析表达式,结合大型室内模型试验,通过对比试验过程中的全程监测数据,验证了理论解的正确性。探讨了各主要影响因素与桩土应力比之间的关系,结果表明:桩土模量比和置换率是应力比的主要影响因素,路堤高度与路堤材料的影响次之;当路堤高度较小时,随着高度增加,桩土应力比提高明显;但当路堤高度增大到一定值时,桩土应力比基本不变;增大填料剪切模量可略微增大应力比。

桩-网复合地基加固机理现场试验研究

通过在广东某环城高速公路深厚软土地基加固工程中设置桩—网复合地基试验段,研究路堤荷载下桩—网复合地基的工作机理,深入分析其沉降变形、荷载传递、桩土应力比、网的受力等性状。试验成果表明：桩—网复合地基可以有效减少沉降量,可以用于填土高、软土厚度大的路段;路堤荷载下管桩与桩间土沉降不协调,土工格栅调节桩土分荷比的作用非常明显;长桩区格栅上、下的桩土应力比相差较大,桩土应力比最大值接近80;未达到持力层上的短桩桩土应力在14-22之间比较小,格栅兜提作用随桩土沉降差增大而得到发挥;在传递荷载方面,格栅作用要强于土拱的作用,满载时各向桩顶传递30%左右的荷载,土工格栅应变最大仅为1%,且桩帽边缘处应变最大,桩间应变最小。

高速铁路CFG桩-筏复合地基沉降试验研究

为了解路堤荷载作用下CFG桩-筏复合地基沉降变形特性,在京沪高速铁路凤阳试验段进行了沉降变形现场试验.设置沉降板、观测桩和测斜管,分别监测地基面桩土沉降、路基顶面沉降和地基侧向水平位移,分析了沉降变形随路堤填筑高度和时间的变化规律,探讨了双曲线沉降预测方法.研究结果表明:CFG桩-筏复合地基沉降随路堤填筑高度和时间的增加而增大;路基经过6个多月的静置后,沉降已趋于稳定;复合地基总沉降量小于15mm,桩土沉降差小于2mm;路堤坡脚线外1m处的地基侧向最大水平位移小于4mm;采用双曲线法进行路基沉降预测是可行的,且预测精度较高.采用CFG桩-筏复合处理后的地基总沉降、沉降差和水平位移均较小,路基沉降稳定较快,能够提高路基的稳定性并缩短工期.