后顶扩臂压浆桩竖向承载机理及其桩盘力学性能研究

为了有效提高桩基础承载力,创新性提出后顶扩臂压浆技术与后顶扩臂压浆桩基础形式。其桩臂顶扩压浆后形成的桩盘力学以及承载特性直接影响基础承载力。为此,在砂土中开展后顶扩臂压浆桩模型试验以及桩盘力学性能试验,通过分析荷载位移变化规律、荷载分担比、桩盘破坏模式等,探究后顶扩臂压浆桩竖向承载特性以及桩盘的力学性能,揭示桩盘承载机理以及后顶扩臂压浆桩承载力提升机制。试验结果表明:通过后顶扩臂压浆技术,不仅提高桩土接触面积同时提升桩周土体强度,压浆效果呈圆柱型,桩臂包裹效果较好。以压浆量250mL为例,单盘后顶扩臂压浆桩承载力是普通桩的5.0倍左右,是其他桩型的2.0~3.0倍,承载力提升效果显著。单桩盘分担荷载占总荷载的80%~90%,且盘径比越大、桩盘个数越多,桩盘分担荷载越高。桩盘承载力与压浆量成线性关系,压浆量越高桩盘承载力越大。根据试验结果,建立了桩盘力学模型以及后顶扩臂压浆桩竖向承载力简化计算模型,提出桩盘承载力计算方法以及后顶扩臂压浆桩承载力计算方法。并与试验结果进行对比验证,以期可为后顶扩臂压浆桩承载力计算提供参考。

刚性桩复合地基的载荷试验问题

《建筑与市政地基基础通用规范》(GB 55003—2021)对刚性桩复合地基承载力验收的条文是:复合地基承载力的验收检验应采用复合地基静载荷试验,对有粘结强度的复合地基增强体尚应进行单桩静载荷试验。在实际工程中,可能会遇到这样的情况:(1)复合地基静载荷试验合格,单桩静载荷试验不合格,复合地基承载力真的不合格吗?(2)复合地基和单桩静载荷试验都合格,复合地基承载力就一定合格吗?本文对此进行了分析讨论,认为与地质条件有关,规范方法主要是针对单一均匀地基的情况,对于多层土地基,规范方法有局限性,由于试验压板尺寸小,压板试验还不能反映深层土的影响。对于大尺寸的基础,还要进行科学的分析,应对实际尺寸的基础沉降进行计算分析,才能判断和保证工程的安全,仅靠小尺寸的压板载荷试验是不够完善的。

再生骨料强夯桩承载性能的三维离散-连续耦合数值模拟

建立了三维离散-连续耦合数值模型对再生骨料强夯桩的承载性能进行模拟,研究了再生骨料强夯桩的承载变形机理、桩体破坏模式及荷载传递规律,并分析了不同桩长和不同孔隙率的再生骨料强夯桩的承载性能。结果表明:再生骨料强夯桩破坏时在水平方向表现为鼓胀变形,鼓胀变形主要集中在3倍桩径范围内。桩周土体形成贯通地表的连续剪切滑裂面,地表会有隆起和抬升。全长桩底部3倍桩径长度并不承担荷载,有效长度为7倍桩径。随着孔隙率减小,再生骨料强夯桩的承载性能逐渐提高。

移动射流加固吸力式沉箱基础承载特性试验研究

吸力式沉箱基础基础因其尺寸范围广、极限水深大、经济性好、施工便捷等优势,受到了广大工程师青睐。然而软黏土中吸力式沉箱基础水平与竖向承载力较低,尚未形成一套有效的吸力式沉箱基础承载力提升技术。为了有效提高吸力式沉箱基础承载力,创新性提出了移动射流加固技术及劲性复合吸力式沉箱基础形式。通过吸力式沉箱基础移动射流加固试验以及加固后模型试验,研究加固后吸力式沉箱基础水平与竖向承载特性。试验结果表明:加固后的沉箱模型水平承载力是未加固沉箱模型的2.5~3.5倍,加固后的沉箱模型竖向抗拔承载力是未加固沉箱模型的3.5~5.0倍,可以看出加固后沉箱基础水平与竖向承载提升较为明显。通过后移动射流加固技术,不仅提高桩土接触面积同时提升桩周土体强度,移动射流管道布置越多,浆液包裹越好,包络线面积越大,荷载玫瑰越均匀,承载力差异较小。在移动射流管道布置时需考虑射流参数、土体特性等因素,移动射流管道布置需满足相邻破土半径搭接要求。通过对移动射流加固吸力式沉箱基础承载特性的初步探究,为吸力式沉箱基础移动射流加固技术工程应用以及劲性复合吸力式沉箱基础理论分析提供参考。

基于沉降标准的卵砾石层中后注浆桩承载力预测

用桩顶位移标准来确定桩的承载力对后注浆桩的设计有重要意义。在分析后注浆减小桩基沉降机制的基础上,通过对桩端位于卵砾石层的后注浆桩承载力提高量的统计分析得出在不同桩顶位移条件下承载力提高系数的分布情况,并通过正态分布函数进行拟合,给出一种基于沉降控制标准的后注浆承载力预测方法,并通过一个工程实例说明该方法的合理性。另外,统计表明在现有极限承载力设计体系下,当桩顶荷载对应于设计注浆桩承载力特征值时桩顶沉降比范围为1～2;当桩顶荷载对应于设计注浆桩极限承载力标准值时,桩顶沉降比范围为3～4。

土工合成材料加筋土地基承载性能数值分析

对土工合成材料加筋地基进行了数值模拟,旨在研究加筋材料布置方式对加筋地基承载性能的影响及其变化规律。在已有加筋土地基模型试验结果的基础上,建立了加筋土地基数值模型,针对不同的加筋材料布置方式,进行有限元计算并对结果进行了系统分析。分析结果表明:①随首层筋材埋深的增大,承载力提高系数先增大后减小,存在峰值;②加筋土地基承载力提高系数随加筋层数的增加而增大,但不宜超过3层;③承载力提高系数随加筋层间距的减小而增大,但存在一个合理的布筋间距;④随加筋长度增加,地基承载力提高而基础沉降减小,但加筋长度增加不宜超过3倍基础宽度。所得出的结论是,基础下存在一个合理的布筋范围,超过此范围,加筋对提高地基承载力作用不大。分析成果可为土工合成材料加筋土地基的工程应用提供借鉴。

高压旋喷注浆法加固黄土地基试验研究

采用高压旋喷注浆法对黄土地基加固进行了试验，研究分析了影响旋喷桩承载力的因素，对单桩承载力的计算公式提出了改进建议。

桩侧桩端联合后注浆提高承载力及其数值模拟

某高层建筑自重荷载大,对基桩承载力要求高,对该工程桩侧桩端联合后注浆提高基桩承载力的10根试验桩和2根未注浆的锚桩进行了现场检测试验,并在FLAC3D中分别用土体参数、桩土界面参数和等效桩径模拟后注浆提高基桩承载力的机理。结果表明:联合后注浆桩的桩长满足要求,桩身完整;后注浆比未注浆的基桩承载力提高70%以上;将单桩竖向极限承载力取为8800kN是偏于安全的;注浆压力和注浆量、土体的性质对后注浆提高基桩承载力的影响较大,后注浆结石体性质对桩承载力的影响相对较小;用等效桩径法可有效模拟后注浆提高桩承载力的机理。

强夯法加固水力吹填砂及其下软弱地基

三个夯击加固试验区的试验结果表明,用强夯法加固的水力吹填砂及其下深厚软弱地基的物理力学性指标和强度均有较大的提高.地基承载力由天然地基的70kPa提高到380kPa,能满足拟建结构物对地基承载力和变形的要求.

横琴滨海超软土地区地下工程建设基础选型

对横琴滨海超软土地区地下工程建设(包括地下综合管廊、大型商业地下空间)地质条件、承载力、沉降控制、基础比选论证等进行分析,提出横琴地区地下工程基础推荐方案,并给出不同覆土深度下的合理间距,形成基础设计的标准化文件并将其成功地应用于工程实践中,达到"结构安全可靠、经济合理可控、工程实施可行"的总体要求。

评价水泥搅拌桩复合地基加固效果的新思路

在桩土应力比计算水泥搅拌桩复合地基承载力理论基础上,提出了利用桩土平均瑞利波速评价复合地基承载力的一种新思路,并利用数值分析的方法验证了这种思路的可行性。

桩与土工格栅联合作用对高速公路路堤地基承载力影响的有限元分析

针对目前国内采用桩与土工格栅联合作用加固高速公路软土地基的新方法,利用平面应变弹塑性有限元方法,建立路基的二维有限元模型进行数值分析计算。对人们普遍关注的土工格栅在提高地基承载力和稳定性方面的有效性进行分析,并研究在置换率相同情况下桩径和桩间距的变化以及在置换率变化条件下不同桩径和桩间距的选取对复合地基承载力的影响规律,为今后桩基的优化设计提供可靠的参考依据。

基于改进角点理论的砂土非共轴模型及其应用

基于传统角点理论建立的非共轴模型虽然能够描述砂土的非共轴行为,但却具有一定的理论缺陷。提出了一种改进的角点理论并将其应用到了砂土状态相关剪胀模型中,从而建立了一个新的砂土非共轴模型。该模型仅在主应力方向改变的加载条件下给出非共轴塑性变形,克服了传统角点模型的不足。构建了模型的隐式积分算法和相应的一致性切线刚度张量,并通过Toyoura砂的单剪试验对算法进行了验证,证明了算法的正确性。最后,利用建立的模型分析了条形基础的承载力,预测结果表明:非共轴塑性的引入使得地基模型整体刚度下降,导致力学响应表现出一些软化特征,忽略非共轴塑性的影响可能导致工程设计偏于危险。

深圳机场轨道交通区改良土道床层试验研究

以深圳机场T4航站区软土地基处理工程为依托,分析了26种不同配合比改良土的地基承载力、反应模量、轻型动力触探、重型动力触探、击实试验、无侧限抗压强度试验等原位测试、室内试验结果,研究了水泥改良土的物理力学性能,并提出机场道床层改良土技术要求。结果表明:水泥改良土能有效改善原状土的道基反应模量、加州承载比、地基承载力等力学性能指标,且随着时间延长改良土力学性能会继续增强;改良土最优配合比为素填土掺8%水泥。

振动沉管碎石挤密桩处理可液化地基

振动沉管碎石挤密桩,通过在地基中形成密实桩体和挤密作用,与原地基构成复合地基,具有良好的透水性,可加速地基固结,有效地消除液化,提高地基承载力。碎石挤密桩技术可靠,机具设备简单,施工方便节约投资,工程进度快。

浅谈常州地区闷灰法施工石灰土路基基层

闷灰法施工石灰土路基基层是一种特殊的石灰土拌和施工工艺,此方法可以是含水量较大的土质通过闷灰施工工艺方法达到降低含水量、改良土质性能、提高路基基层承载力目的。此施工方法简单、施工速度快、造价低,既经济又实惠。本文对此施工工艺简要进行介绍,希望能对其类似工程起到指导作用。

水泥搅拌桩复合地基承载力的可靠度研究

对影响水泥土搅拌桩复合地基承载力可靠度的不确定性因素进行了探讨,采用抽样检验的贝叶斯方法对依据计算模型得到的可靠度进行更新,同时,采用自编的改进遗传算法计算复合地基的可靠指标,对可靠指标进行了灵敏度分析,得到一些规律性和有益的结论。

植筋技术在地基基础加固改造工程中的应用

对植筋连接新旧混凝土结合面抗剪承载力研究现状进行了分析,结合工程实例,探讨其在地基基础加固改造中的应用。在确定结合面抗剪承载力时可参考现有研究成果和国外相应规范,选择适合的理论公式,在承载力计算和构造要求的综合控制下进行植筋设计,并留有适当的富余量,以保证结构安全。

沉降对应的支盘桩承载力控制方法研究

支盘桩在小沉降变形增量下可产生显著的承载力增量,控制桩顶荷载和沉降同时达到控制标准能够充分发挥支盘桩承载潜力。首先基于理论分析,引入0.5倍极限承载力对应的位移参数建立无临界位移的支盘桩荷载传递方程;基于Meyerhof地基承载力理论建立盘周土体破坏模型并确定直杆段侧阻力的有效作用长度;建立不同盘间距下支盘桩桩土破坏模型,基于桩土破坏模型和临界桩顶位移对应的盘承载力确定最优盘间距;基于桩顶设计边界条件和桩端控制边界条件改进荷载传递分析方法,建立沉降对应的支盘桩承载力控制方法,一次性实现承载力和沉降双控目标。其次,开展现场试桩静载试验结合数值模拟验证支盘桩桩土破坏模型并确定荷载传递方程计算参数。最后,通过上述理论优化现场工况下支盘桩桩长及支盘桩布置,验算案例在满足设计要求的条件下较原方案桩长减少缩短14.3 m,减少3支1盘,并且极限承载力理论值与数值模型计算值误差为2.9%。

不同水泥掺量大湾区淤泥加固土性能变化规律及微观分析

为了深入了解不同掺量水泥对广东大湾区淤泥的加固效果,掺入不同比例P.O 42.5水泥,制作了淤泥固化土试块。进行了1、3、7、14、28 d标准养护下的SEM分析及XRD分析。结果表明,在1~7 d时,水泥掺量为8%和10%的固化土试样水化产物含量差别不大,均有明显的针棒状物AFt产生。养护28 d时,10%水泥掺量的固化土水化产物C-S-H明显增多。结合工地现场的钻孔抽芯和静载检测结果,28 d龄期后10%水泥掺量固化效果更好,虽然水泥掺量仅增加了2%,但是强度和地基承载力分别提高了32.6%和54.6%,说明水泥固化淤泥的效果存在掺量下限阈值。研究结果对采用水泥固化淤泥工程实践有一定的参考价值。