长短桩复合地基的受力特性及其影响因素分析

针对在实际工程中单一短桩或长桩无法满足工程需求的问题,文章通过将短桩和长桩相组合,提出了长短桩复合地基。其中,柔性短桩能够优化浅层软土特性,刚性长桩可以减小土体沉降,褥垫层能够合理分配桩间土和桩体间的荷载。文章以随州市文化公园片区公园三号小区项目为依托,通过建立数值模型,分析了桩间距、桩长、褥垫层厚度等因素对复合地基受力情况的影响,研究结果表明:桩间土应力会随褥垫层刚度和桩身长度的增加而逐渐降低,但持续增大褥垫层刚度并不能大幅度减小桩间土的应力;桩间土应力随着桩间距与褥垫层厚度的增大而增大,但较大的桩间距会导致桩间土受力面积比例增大,作用在桩体上的荷载比例减小,不利于控制地基沉降。通过综合考虑场区地质情况、工程特点和工程成本后,确定褥垫层刚度为40 MPa,厚0.4 m,桩间距为4倍桩径,桩长18 m。文章研究成果可为类似地基处理工程提供借鉴和参考。

等芯长柔刚复合桩承载力试验及模拟研究

对等芯长柔刚复合桩的施工工艺进行介绍,并对其进行抗压承载力试验,之后通过计算可知,等芯长柔刚复合桩的破坏发生在外芯与桩周土之间,且该桩属于摩擦型桩,则可考虑在压送高强度砂浆过程中增大注浆压力,使砂浆在土体中进一步扩散,挤密固化周边土体,通过增加桩侧摩阻力来增大复合桩承载力。通过有限元分析软件ABAQUS建立了等芯长柔刚复合桩及PHC管桩有限元模型,并将模拟结果与现场试验数据进行对比,发现数值模拟能较好地与试验结果相吻合。同时通过模拟计算结果可知,等芯长柔刚复合桩的极限承载力相比于PHC管桩提高30%左右,说明柔性桩的砂浆对管桩的承载力提高效果明显。

刚柔性长短桩在某软土路基加固工程中的应用

本文以某建筑工程项目为例,阐述了刚柔性长短桩的概念,说明了刚柔性长短桩复合地基承载力与沉降计算方法,分析了某工程软土路基中刚柔性长短桩的应用。此研究以分析刚柔性长短桩在某软土路基加固工程中的应用为目的,从而有效提高了刚柔性长短桩的应用效果。

超长单桩轴向刚度的计算及其影响因素

采用弹塑性荷载传递函数,以解析法推导了与桩顶荷载—桩顶沉降整个关系曲线上相对应的单桩轴向刚度计算式。分析了桩长、桩径、桩的刚度系数、桩端土弹性模量与桩周土弹性模量之比和桩周土泊松比等因素对超长单桩轴向刚度的影响后表明,只有桩长、桩径及桩的刚度系数对超长单桩轴向刚度的影响较大。

刚柔性长短桩复合地基性状分析

对刚柔性长短桩复合地基的工程性状进行了分析研究。利用有限元方法对不同的垫层模量、垫层厚度、短桩模量及长桩长度对长短桩复合地基的总沉降、长短桩应力比和长短桩桩身应力所产生的影响及规律进行了分析。结果表明,优化材料参数可以较好地改善长短桩复合地基的受力性状,使基础受力更合理。另外,长桩的存在可有效减小地基沉降值。结合对温州某小区该类型地基埋设压力盒的现场监测,分析了实际工程中刚柔性长短桩复合地基的应力比和土压力的发展规律。其结果可为该类型复合地基的设计和应用提供参考。

路堤荷载下刚柔长短桩复合地基承载特性研究

为研究路堤荷载下刚柔长短桩复合地基的承载特性,结合某桥头过渡段带帽薄壁管桩(pre-stressed thin-wall concrete,PTC)联合水泥土搅拌桩(cement deep mixed,CDM)的软基处理工程,开展了PTC-CDM组合式长短桩复合地基承载特性现场试验,对路堤填筑过程中桩土应力比、荷载分担比以及桩土沉降差的变化规律进行了分析,并进一步采用有限元对刚柔长短桩复合地基的路堤荷载传递规律进行了数值模拟.试验与计算结果表明:CDM桩顶与桩间土应力增长缓慢,PTC桩帽上应力增长相对较快;填土达到一定高度土拱完全形成后,大量的路堤荷载转移至刚性长桩;刚性长桩和柔性短桩的桩土应力比分别达到7.5和2.1;短桩的存在减少了长桩桩顶荷载和上部桩身出现负摩阻力的深度,中性点位置上移;短桩达到一定桩长时再增加其长度,对路基总沉降影响不明显,因此,短桩桩长可根据承载力要求的临界桩长来设计.

长短刚性桩复合地基桩、土承载性状与厚径比相关关系试验研究

通过室内模型试验,实测得到了在等厚径比条件下,长短刚性桩复合地基长桩、短桩、桩间土的承载力发挥系数,得到了长桩、短桩、桩间土承载性状与厚径比的相关关系,长短刚性桩复合地基采用等厚径比,使长桩、短桩和桩间土承载力都得到充分发挥是很困难的,且短桩承载力发挥较长桩更为充分。在等厚径比试验结果基础上,对长短刚性桩复合地基变厚径比设计进行了研究探讨,认为长短刚性桩复合地基宜采用变厚径比设计,降低长桩厚径比、提高短桩厚径比,让长桩厚径比小于短桩。变厚径比设计可采用等褥垫厚度变桩径(长桩桩径取大值)或等桩径变褥垫厚度(长桩选用较薄褥垫)来实现。

长短桩复合地基试验研究及数值模拟分析

结合郑州某高速公路试验段进行了多组单桩、单桩复合地基及4桩复合地基静载荷试验。在此基础上,通过有限元软件对刚性桩复合地基承载性能进行了数值模拟,并与现场静载荷试验结果进行对比分析。结果表明:桩土应力比随着桩数和桩长的增加不断加大;长短桩复合地基中长桩桩土应力比相对较大,桩间土分担荷载降低。此外,受群桩效应的影响,4桩复合地基沉降变形要大于单桩复合地基,其群桩效应系数为0.578,且随着桩长增加群桩效应系数增大。

刚性承台群桩沉降简化计算方法

基于考虑桩土滑移和桩顶整体刚度动态调整的群桩计算方法,分析平均端阻比与荷载水平、桩土刚度比、桩长、桩径、桩距、桩数以及桩侧、桩端荷载传递函数等因素影响规律,用统计方法拟合端阻比与上述参数的近似表达式。参考等代实体基础计算模式,提出考虑了桩身压缩量和桩端刺入变形的群桩沉降简化计算模式,该方法考虑了沉降与荷载非线性关系。最后,通过离心模型试验验证实用简化计算方法的准确性。研究结果表明:采用简化计算方法所得结果与精确计算方法所得结果以及试验结果均吻合;桩身压缩量和桩端刺入变形不能忽略。

长短桩复合地基沉降试验模型与研究

复合地基的沉降特性是一个非常复杂的问题,尤其是在长短桩复合地基方面。通过室内长短桩复合地基模型试验对复合地基在竖向荷载作用下的沉降进行分析,研究分析长短桩共同加固区、短桩与下卧层交接面的沉降变化规律,同时分析了在竖向荷载作用下的下卧层应力变化规律。试验表明:(1)长短桩复合地基的沉降与桩长的变化呈负相关。桩长越长,总沉降量越小;桩长越短,总沉降量越大。长桩作为主控桩对沉降量的控制有显著效果。(2)在长短桩共同加固区域,桩体沉降变化幅度不大;长桩单独加固区对沉降控制效果比较明显。(3)受到加固区桩土相互作用的影响,下卧层中的附加应力和桩间土附加应力的受力机理相反。长桩受迫沉降,带动桩间土协同变形,以致使中心桩下卧层应力最大。

刚柔长短组合桩-网复合地基工作性状研究

研究目的:为了探讨刚柔长短组合桩-网复合地基控制深厚软土路基工后沉降的可行性,须深入研究该类复合地基在深厚软土路基中的工作性状。为此,依托哈大高速铁路新营口车站路基处理工程,有针对性地开展现场试验研究。研究结论:(1)桩体刚度与桩间土体刚度存在较大的差异,是路堤填土中产生"土拱效应"的直接原因,且土拱效应的强弱取决于差异刚度的大小;(2)该类复合地基下的沉降变形模式主要包括路堤等沉区域、路堤土拱效应影响区域、负摩阻力作用区域、正摩阻力作用区域以及下卧土层等沉区域等五方面,且褥垫层基础的刚度是桩体与土体差异沉降大小的主要影响因素;(3)该类复合地基中CFG桩桩顶压力平均值是桩间土压力平均值的196倍,而MIP桩桩顶压力平均值是桩间土压力平均值的22倍,MIP桩有效提高了浅层土体的地基承载力;(4)采取刚柔长短组合桩-网复合地基联合堆载预压法加固深厚软土路基,可消除96%以上的沉降量,工后沉降可控制在2.0 mm左右,能满足高速铁路运营期间的稳定性要求;(5)研究成果能够为高速铁路、高速公路的深厚软土路基处理提供良好的指导作用。

基于cut-off方法刚性承台下群桩基础优化分析

针对刚性筏板下群桩基础优化设计问题进行分析,通过改变桩长分布来调整各桩的荷载分担,群桩分析采用基于弹性理论的积分方程方法,并通过cut-off方法来反映桩的弹塑性特性,实现群桩基础的弹塑性优化分析,改进了常规弹性分析方法的缺陷。算例分析表明,随着外荷载的不断增加,角桩首先达到极限荷载,对角桩超出极限荷载的部分进行重新分布,继而使得边桩逐渐达到极限承载状态,继续加载直至内桩也达到极限承载状态,从而引起桩筏基础的整体破坏。采用cut-off方法可以改进基础变刚度优化设计,使之与实际情况更为吻合。

新建宜万线渡口河大桥动力特性分析

新建的宜昌—万州线上的渡口河大桥为一座高墩大跨度连续刚构桥,为了研究其动力特性,分别按桩土连续梁模式、桩土空间刚架模式模拟桩土的共同作用,建立了相应的空间有限元模型。通过比较不同建模方法对动力分析的影响,深入分析了渡口河大桥的动力特性。研究了二期恒载、承台的质量、主墩的混凝土强度等级和边支座纵向弹性约束对结构动力特性的影响。计算结果表明,大跨度桥梁结构的动力分析必须建立详尽的分析模型,以反映结构的实际动力特性。

渡口河大桥地震响应分析

渡口河大桥为在建宜万线上的一座高墩大跨度连续刚构桥,为了研究其地震响应特性,分别按桩土连续梁模式、桩土空间刚架模式来模拟桩土共同作用,建立了相应的空间有限元模型,采用数值模拟方法合成了桥址处地震动时程。研究比较了这两种模型和不考虑桩土作用模型按反应谱输入方式下结构的地震响应,并对地震竖向分量的影响、不同波速的行波效应进行了探讨。通过分析计算,得出了一些对实际工程有意义的结论。

褥垫层设计参数对刚柔长短桩复合地基的特性影响研究

本文对工程中常用的刚柔性长短桩复合地基在不同褥垫层设计参数下的工程特性进行分析,利用有限元方法分析了不同的褥垫层弹性模量、褥垫层厚度对刚柔性长短桩复合地基刚性桩、柔性桩的承载特性、桩土应力比、复合地基沉降等的影响。分析结果表明,刚性桩、柔性桩与土的应力比都随褥垫层弹性模量的增大而增大,随褥垫层厚度的增大而减小,沉降也随褥垫层弹性模量的增大而减小,随褥垫层厚度的增大而增大。根据分析,文中给出了褥垫层弹性模量和厚度的参考值,可为该类型复合地基的设计和应用提供参考。

刚性长短桩体复合地基及其工程应用

本文重点介绍了刚性长短桩体复合地基的基本理论并对目前常用的几种设计计算方法进行了分析和讨论,进而展望了承载理论和计算方法的发展趋势。结合工程实例分析,表明了刚性长短桩体复合地基与桩基础、浅基础的本质区别与联系。能充分调动桩间土体参与工作并在竖向方向上的刚度变化与附加荷载的变化趋势相同的刚性长短桩复合地基,因其高承载力、经济性优越和施工灵活并工期短,成为桩基础的巨大挑战。

刚性桩复合地基的探讨研究

刚性桩在复合地基中现在有着比较广泛的应用,但有些问题仍然存在争议。就目前理论和应用中的相关问题,根据有关文献和工程项目使用及计算模拟进行讨论分析。

超长桩桩身压缩的试验与数值模拟研究

基于试验资料和数值模拟，对超长桩的桩身压缩问题进行了研究。结果表明：（1）持力层对超长桩的桩身压缩有重要影响。入基岩的超长桩2（直径1m，长81．5m）的竖向变形一直以压缩变形为主（占84．50k-1000k）；未入基岩（以含砾中粗砂为持力层）的超长桩1（直径1m，长78．5m）的竖向变形以加载初期的压缩变形为主逐渐转变为加载后期的刚体变形为主（占75．3％）。（2）持力层上覆土性对桩身压缩也有影响。当其它条件相同而只有持力层上覆土层土性不同时，持力层上覆土层硬时桩身压缩量要大。（3）长径比对桩身压缩也有重要影响。一般情况是，相同的桩顶荷载时长径比越大，桩身压缩量也越大。

柔性基础下复合地基理论在某事故处理中的应用

针对某钢厂原料场地基局部地段出现的问题,按刚性、柔性基础分别复核原设计的复合地基承载力,并按柔性基础下复合地基的荷载传递机理,分析事故原因;在此基础上,采用"半刚性垫层"、"长短桩复合地基"和"复合挡墙"3种措施进行二次加固。全过程监测结果表明:二次加固处理措施效果明显,原料场安全达到预定堆高;本工程处理方法对诸如深厚软土地区高填方的公路与铁路路堤、土石坝、原料场、储油罐等柔性基础下复合地基理论研究、工程设计和事故处理等有一定的参考意义。

刚性长短桩复合地基竖向传力机制研究

利用三维有限元弹塑性分析方法,建立刚性长短桩复合地基模型进行模拟计算,分析了刚性基础下褥垫层对复合地基中长短桩的上刺入变形及桩侧负摩阻力的发生发展规律,以及不同位置短桩侧摩阻力和端阻力对长桩侧摩阻力发挥水平的影响规律,研究了刚性长短桩复合地基的荷载-沉降特性及长、短桩的竖向传力机制,建议了复合地基中长短桩的设计原则.