长短组合桩复合地基承载性状的试验研究

针对应用前景广阔的长短组合桩型复合地基,进行了承载性状的现场试验。通过对单一桩型复合地基和三组长短组合桩复合地基中桩土垂直受力特性试验数据进行整理、对比和综合,得到了组合桩复合地基中桩土应力、分担荷载比和桩土应力比等随总荷载的变化规律,提出了组合桩型复合地基承载力特征值新的取值标准、破坏模式和破坏标准。研究表明,随着总荷载增加,组合桩型复合地基的桩、土应力的增长率与桩、土的强度或承载力呈正相关关系;短桩的承载能力先于长桩得到发挥,长桩承载能力逐渐被调动;破坏模式受垫层的调节,桩间土先达到塑性状态,桩体承受大部分荷载增量,为组合桩型复合地基设计提供一定的理论依据。     

三元和四元复合地基工程特性的对比试验研究

多元复合地基具有较好的技术效果和经济效益,但目前尚无比较成熟的分析方法供设计和检测使用。在桩、土顶部安装压力盒(计)和传感器,对三元和四元复合地基进行静载试验研究,结果表明:复合地基中桩、土应力随总荷载加大而增长,增长率与强度或相对刚度成正比;不同的桩、土应力增长率使桩体分担荷载比和桩土应力比随总荷载的变化规律有较大差别;两种复合地基的p-s曲线均呈缓变型,可用双曲线法模拟,便于建立破坏标准、获得切线模量;受压后,桩间土先达到塑性状态,大部分荷载增量由桩体承受,总效应是变形增大,故三元和四元复合地基宜按变形控制设计。本文结果可供进一步的理论研究和工程设计参考。     

多元复合地基中桩土应力比的试验研究

通过对刚-柔性桩组合的多元复合地基模型在不同褥垫层厚度的静载荷试验所得的数据,分析了多元复合地基中桩土应力比、桩土荷载分担比随荷载的变化关系及不同褥垫层厚度对桩土应力的影响。试验结果表明:在刚-柔性桩组合的多元复合地基中,随着总荷载的增加,刚性桩分担的荷载百分比及桩土应力比均增加,而柔性桩及桩间土分担的荷载百分比均减小,随着褥垫层厚度的增大,刚性桩和柔性桩与土之间的应力比均降低,但刚性桩的桩土应力比减小的幅度比柔性桩大得多。     

刚性桩复合地基尺寸效应试验研究

 为了研究刚性桩复合地基承载性状受基础尺寸大小变化的影响规律,自主研制一个模型箱试验装置,开展4个不同尺寸压板的地基土以及复合地基载荷试验和单桩载荷试验等相关模型试验,获得一套模型试验测试成果。试验结果表明,在基底应力和置换率相同的条件下,复合地基沉降随压板尺寸增大而增大,桩–土应力比随压板尺寸增大而增大,桩分担的荷载随压板尺寸增大而增大。在试验成果的基础上,从理论上对刚性桩复合地基尺寸效应进行分析,所揭示的规律与试验结果也是一致的。由于尺寸效应的存在,现场载荷试验承载性状不能代替实际基础复合地基承载性状,进而提出由桩–土组合叠加计算模型的方法,来解决复合地基尺寸效应问题,模型试验及工程实例计算结果证明了该方法是可行的。结果可为解决复合地基尺寸效应问题及探讨复合地基承载能力检测方法提供参考。     

季节性冻土CFG桩复合地基冻融循环后承载力数值模拟

运用ABAQUS软件研究了寒区季节性冻土区,具有不同初始弹性模量桩体和不同褥垫层厚度的CFG桩复合地基在经历冻融循环后的荷载分担比、桩-土应力比及荷载-桩沉降曲线的规律。结果表明,冻融循环会降低桩体分担荷载,降低桩-土应力比并加剧地基沉降。具有相同褥垫层材料的CFG桩,褥垫层越厚,相同冻融循环后的桩-土应力比相差越小。文中结果可为寒区CFG桩复合地基设计提供参考。     

水泥土搅拌桩复合地基承载特性的试验研究

完成了一组水泥土搅拌桩4桩复合地基载荷试验及桩顶应力、桩间土反力的原位测试。试验结果表 明,复合地基承载力高于单桩承载力;桩体屈服前,复合地基桩土应力比、桩土分担荷载比、应力集中系数、桩 间土承载力折减系数随外加荷载的增加而增加;应力减少系数随外荷载的增加而减小。     

复合地基桩土应力比的研究

复合地基的基本特点是地基中的加强体与地基中的自然土体共同承担外部荷载的作用。经水泥桩加固后形成的水泥土桩复合地基 ,其特点不同于天然地基。在外部荷载作用下 ,复合地基的应力场和位移场都发生了较大的变化 ,在桩体上将产生应力集中。桩体和桩间土共同承担上部荷载。本文研究的桩土应力比等参数是影响复合地基承载力的重要因素。１桩土应力比桩土应力比（ｎ）是指复合地基中桩顶上的平均应力和桩间土上的平均应力的比值。在桩土复合地基中设计的基本原则是使桩体和桩间土能最大限度地发挥作用。桩土应力比是反映复合地基工作性状的一…     

刚性桩复合地基模型试验研究

通过刚性桩复合地基群桩(桩数3×3)模型试验,对不同垫层厚度刚性桩复合地基的变形特性、不同桩位桩体和桩间土的受力特性进行测试,并对桩土应力比和荷载分担比等反映桩土共同工作性能的指标进行分析,得出了刚性桩复合地基的承载特性和变形规律。结论可为刚性桩复合地基的优化设计提供依据。     

水泥土桩复合地基桩土分担荷载的试验研究

本文结合水泥土桩复合地基载荷试验， 现场量测了桩顶反力、桩间土反力， 分析了复合地基的桩土应力比、桩体应力集中系数、桩间土应力减小系数，并对复合地基中桩土分担荷载的特性进行了研究。     

刚性桩复合地基的桩土应力比计算方法

刚性桩的桩体刚度比较大,承担较大荷载后桩身变形较小,其桩土应力比远大于半刚性桩的桩土应力比。刚性桩复合地基设计仍沿用半刚性桩复合地基经验设计,导致刚性桩复合地基设计过于保守,问题的关键在于如何准确确定其桩土应力比。基于刚性桩荷载传递规律、桩-土-垫层变形协调条件,综合考虑了桩体的上下刺入变形、桩侧正负摩阻、桩长、桩径、土性等影响因素,推导得到了刚性桩复合地基桩土应力比简化公式,并与刚性桩复合地基室内模型试验和现场实测结果进行对比分析,该公式便于工程应用,更有利于刚性桩复合地基定量化设计和计算沉降。     

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。     

岩溶地区高层建筑刚性桩复合地基现场试验研究

某高层建筑建造于岩溶场地,采用刚性桩复合地基。在现场开展了大型坑下综合性原位试验,包括多项载荷试验、桩与土的应力测试以及沉降观测等。运用BOTDA分布式光纤技术,获得复合地基桩身应力及桩侧摩阻力连续分布曲线。基于试验数据,对复合地基的荷载传递机制、荷载分担变化与发展规律、桩与土承载力发挥状况等进行了分析,研究了土层注浆和桩底后注浆对复合地基承载力与应力分布的影响。研究表明：增强体采用非挤土置换成桩工艺,对桩间土具有加固效果;桩底后注浆对复合地基的加固效果主要体现在加载后期的较高荷载水平下;土层注浆在提高桩间土和复合地基承载力的同时,降低了桩、土相对刚度,总体上有利于发挥土的承载作用;土层注浆对桩侧正、负摩阻力发挥均具有作用,可减少荷载经桩传递产生的下卧层附加应力,有利于下伏溶洞的安全。根据研究结果,给出了采用土层注浆时复合地基承载力发挥系数的建议值。     

变刚度布桩复合地基模型试验研究

以模型试验方法研究了变刚度复合地基的承载特征、沉降分布、变形影响范围、桩土荷载分担比及基桩荷载传递特性。试验数据表明:在荷载较大的核心筒区密集布桩而在荷载较小的边角区稀疏布桩或不布桩,能有效地减少基础沉降差,同时减少基桩工程量,复合地基筏下布桩的平均桩顶反力应小于基桩的单桩极限承载力以保证基础总体沉降满足安全要求。     

某工程水泥搅拌桩复合地基的载荷试验研究

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的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地发挥,从而使复合地基可以较好地满足承载和沉降的要求。     

大型油罐CFG桩复合地基变形与承载性能试验研究

 兰州原油末站大型油罐群,是我国首次在饱和黄土地基修建的大型储油设施。由于天然饱和黄土地基承载力仅为60 kPa,采用CFG 桩复合地基。依托其中一座15×104 m3储油罐工程开展CFG桩复合地基变形与承载特性试验研究。在地基处理范围内埋设土压力盒、孔隙水压计、沉降计等测试元件。现场试验结果表明,CFG桩复合地基承载力特征值达到275 kPa。结合罐体充水试验研究CFG桩复合地基在罐体充水过程中桩土应力、孔隙水压力、沉降及油罐环墙基础变形的变化规律。结果表明,环墙基础最大沉降量为30 mm,最小为11 mm。实测油罐任意直径方向的沉降差最大值为16.0 mm,油罐沿周边弧长方向最大非平面倾斜值为0.002 46。CFG桩桩土应力比随荷载呈增大趋势,在最大试验荷载下达到12.6,油罐底部反力沿半径方向呈“V”型分布。研究表明采用CFG桩处理饱和黄土地基是可行的,试验研究成果对饱和黄土地基修建大型储油罐提供技术依据。     

不同型式复合地基试验对比分析

基于相似理论,设计并完成了土工格室加筋垫层、砂井、散体材料桩、柔性桩等九组复合地基模型试验,并对其加固效果进行对比分析,分析结果表明：水平加筋垫层的设置可扩散上部荷载,提高复合地基承载力,土工格室的加强效果优于土工格栅;桩体复合地基须考虑群桩效应的影响,其承载能力明显好于加筋垫层复合地基;不同加载范围下桩和土体的承载能力发挥程度不同,单桩加载下桩体承载能力发挥较三桩、七桩加载时大,碎石桩桩顶桩土应力比>碎石桩+土工格栅>碎石桩+土工格室,而柔性桩+土工格室的桩顶桩土应力比>柔性桩+土工格栅>柔性桩;砂井和各种型式的碎石桩复合地基桩底桩土应力比在1左右,各种型式的柔性桩桩底桩土应力比较大,最大达24;软基浅部较深部孔隙水压力大、消散速度快;桩体复合地基孔隙水压力较土工格室复合地基和软土地基小,砂井和碎石桩复合地基的排水速度明显快于柔性桩复合地基。     

路基下载体桩及载体桩复合地基的受力研究分析

本文通过单桩和载体桩载荷试验分析研究了载体桩受力与普通桩基受力的区别,并结合载体桩复合地基的载荷试验,分析了载体桩复合地基在受力情况下载体桩受力与载体桩桩基受力的区别,研究了载体桩复合地基的受力机理。通过监测载体桩复合地基载荷试验和路基填土荷载下载体桩复合地基桩顶的桩土应力比和桩身钢筋受力随荷载的变化,分析了载荷板试验情况下及实际填土工况下复合地基受力的不同之处,以便选择更加合理的检测方法检测路基下复合地基的承载力。