CFG桩网复合地基加固物流地坪深厚软土地基的三维数值模拟分析

结合湖州某物流园采用CFG桩网复合地基处理大面积深厚软土的工程实例,运用Midas GTS有限元软件建立桩网人工复合地基三维固结模型,计算模拟不同垫层厚度、土工格栅层数、桩长等设计参数对沉降变形的影响以及土工格栅在桩网固结模型中的受力特征。计算结果表明:地基整体沉降变形随填土垫层厚度的增加而增大,随土工格栅层数的增加而减小,随桩长增加而减小;土工格栅最大拉力随着土工格栅层数增加而减小,在桩帽顶部角点处产生部分应力集中,且在桩帽之间挠度明显增加。为此,控制垫层厚度、土工格栅层数、桩长等措施能有效减小地基沉降变形,为今后软基沉降控制等相关工程提供借鉴。     

粉喷桩联合土工格栅加固桥头软基试验研究

软基桥头跳车是目前公路建设中常见的通病之一。通过对实际工程中水泥粉喷桩联合土工格栅处理的桥头软基进行监测与分析认为:填土过程中的应力分配是一个逐渐调整的过程,粉喷桩承受了大部分的上覆荷载,桩土在整个受荷过程中是相互协调共同发挥作用,并能有效减少加固区沉降量与桥台连接处的差异沉降;土工格栅在整个施工过程中,通过调整荷载分配,提高地基的承载力和整体稳定性,从而减少路基沉降;粉喷桩联合土工格栅处理桥头软基的方法对减少侧向位移也是有良好效果的。因此,粉喷桩联合土工格栅是一种良好的软基处理方法,对桥头软基处理,消除桥头跳车病害具有重要指导意义。     

预应力薄壁管桩在公路软基处理中应用的试验研究

带桩帽的预应力薄壁管桩结合土工格栅加筋垫层的刚性桩复合地基处理高速公路深厚软土地基,具有施工质量易控制、施工速度快、工后沉降及不均匀沉降小、地基处理深度大、复合地基承载力大、造价比较适中等突出优点。本文结合连盐高速公路试验段施工期间和路堤填筑期间的实测资料,通过对填筑期间土压力、沉降、侧向变形的分析,突出体现了预应力管桩在加固深厚软土地基中的实用性和优越性。     

一种桩网路堤荷载传递机制的简化分析方法

桩网路堤已经被认为是解决软土地基上修建路堤沉降以及不均匀沉降过大的有效途径。针对正方形布桩的桩网路堤的正方形布桩型式,提出一种桩网路堤荷载传递的简化分析方法。该方法考虑了土拱效应、地基支承作用、土工格栅效应以及桩土间力的传递,将土工格栅的变形用抛物线方程表示,最终推导得到关于地基表层荷载的一元三次方程。通过求解此方程得到地基表层荷载,进而求得地基表层最大沉降、土工格栅拉力和变形方程。最后通过现场试验验证并与主流计算方法进行对比分析,表明本文提出的方法推导概念和计算过程简便,计算结果可靠,可用于桩网路堤的设计计算。     

CFG桩复合地基土工格栅抗拉强度数值分析

对土工格栅在CFG桩复合地基中的工作机理进行了数值模拟,研究了在不同的桩间距、垫层模量下,格栅抗拉强度EA对路基的沉降、坡脚水平位移和桩承担荷载的影响,研究表明,格栅抗拉强度EA对桩与土沉降影响不大,通过改变格栅抗拉强度EA来影响桩土沉降差远没有通过改变垫层模量来影响桩土沉降差效果好,提高格栅抗拉强度可以减小路基坡脚水平位移。     

筒桩桩承式加筋路堤现场试验研究

为了进一步明确筒桩桩承式加筋路堤的工作机制,在广州绕城高速公路九江—小塘段进行现场试验。试验结果证明,筒桩单桩竖向承载力大,均以刺入方式破坏,并且筒桩单桩复合地基承载力大,沉降小。筒桩桩承式加筋路堤荷载传递机制主要受"土拱效应"和"拉膜效应"控制,桩土应力比随路堤荷载以及桩顶与桩间土之间沉降差的变化而变化。路堤荷载下筒桩复合地基,总沉降小,桩帽上和桩间土上的土体存在沉降差,沉降差的发展可以反映土拱效应的发挥程度。另外,路堤荷载在地基土中产生的超孔隙水压力很小,且随深度迅速减小,地下6.0m处超孔压已接近0。路堤侧向变形小且随深度迅速减小,最大侧向变形发生在地下3.0～4.5m处。     

沉管灌注筒桩在处理高速公路桥头软基的应用

介绍了杭-宁高速公路长兴段沉管灌注筒桩(简称筒桩)处理高速公路桥头车的试验研究。通过桩身质量检测,高、低应变测试,竖向和水平向静载等试验,证明筒桩的成桩质量可靠。从桩土荷载、孔隙水压力、表面沉降、分层沉降、水平位移等方面对 4 个监测断面进行了观测。综合分析表明,与塑料排水板、粉喷桩等处理方法相比,筒桩处理桥头软基具有技术优越、经济合理等优点。     

高速公路通道软基低强度混凝土桩处理试验研究

在国内首次采用低强度混凝土桩复合地基加固高速公路通道深厚软土地基,解决通道地基处理中的二次开挖、桥头跳车等问题。介绍了在杭宁高速公路通道地基低强度混凝土桩处理中进行的桩土应力、桩土表面沉降、分层沉降、侧向变形等项目的现场测试成果,并以此对路堤荷载作用下低强度混凝土桩复合地基的性状及其处理效果进行分析。     

中低压缩性土地区桩承式加筋路堤现场试验研究

将桩承式加筋路堤技术应用于中低压缩性土地区高速铁路桥台和涵洞之间填方路基的处理,通过逐渐改变CFG桩桩长形成刚度均匀变化的地基加固区,严格控制线路纵向差异沉降。通过现场试验对桥台、涵顶和路基中心地基沉降进行了长期观测,同时对桩承式加筋路堤桩间土沉降、孔隙水压力、格栅上下表面土压力和格栅变形进行了长期监测分析。研究结果表明:桩承式加筋路堤可有效减小中低压缩性土地基沉降,总沉降小且很快趋于稳定;桩承式加筋路堤通过土拱效应和张拉膜效应将路堤荷载向桩帽传递,格栅下桩土应力比明显高于格栅上,张拉膜效应明显,格栅上桩土应力比接近1.0,土拱效应较弱;格栅在路肩处发挥的作用强于线路中心处。     

深厚软土桩网复合地基土工格栅变形分析

通过监测广东潮汕车站深厚软土地基沉降断面,建立了全断面有限元数值模型,分析了土工格栅在上部荷载作用下的拉力变化与变形大小,结果表明,土工格栅竖向位移沿整个路堤呈"盆形"分布,随着土工格栅刚度的增加,格栅拉力逐渐增大,拉力在桩帽边缘处最大,桩间次之,桩帽中心处土工格栅拉力最小;粗颗粒的垫层材料可以限制土工格栅的变形,进而均匀土工格栅拉力。     

桩承式加筋路堤受力机理及沉降分析

作为一种经济、有效的软土地基处理方法,桩承式加筋路堤在国内外已开始使用。把单桩处理区域及上部路堤等效为圆桩体,采用弹塑性有限元法分析了瞬时加载后地基中超静孔隙水压力的分布特征及消散过程,研究了加筋格栅的受力和路堤的沉降特性等,分析了桩长、桩间距及桩托板大小对桩体荷载分担比和路堤沉降的影响。研究结果表明,打桩后桩体所受荷载向下传递,地基中的初始最大孔隙水压力出现在桩端以下土层。打穿软土层情况下,路堤的沉降量决定于浅部桩间土的压缩,而未打穿情况下,路堤的沉降量决定于桩端以下软土层的压缩。桩长是控制路堤沉降的最主要因素,其次是桩间距和桩托板尺寸。最后对一个工程实例进行了分析。     

加筋褥垫层在PCC桩复合地基中的影响研究

通过现场试验,测得了路堤下PCC桩复合地基桩土差异沉降及应力比随路堤填筑的变化过程线。试验表明,加筋褥垫层性质对桩土差异沉降以及应力比会产生影响;加筋材料不同的预张拉程度会产生前期增长型和后期增长型两种桩土应力比增长模式,提高预张拉程度对减小地基水平位移是有利的。此外,采用数值模拟方法对褥垫层中加筋材料抗拉强度及铺设层数和位置的影响研究表明,提高加筋材料的抗拉强度,对减小桩土差异沉降、提高桩土应力比是有利的;改变加筋材料铺设层数和位置也会产生一定的影响,但影响程度较小。     

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。     

超大面积深厚软土桩-网复合地基承载性状分析

通过有限元Plaxis软件,对厦深高速铁路潮汕车站的超大面积深厚软土桩-网复合地基承载性状进行全断面数值模拟,系统地分析了其沉降变形、土压力变化、桩体受力、土工格栅拉力、超孔隙水压力变化等情况。结果表明:土层的沉降随填筑高度的变化具有一定的间歇性,沉降主要集中于加固区下面的下卧层中;土压力的发展变化呈现出明显的阶梯状,并贯穿于整个施工阶段。在竖向,管桩桩体轴力的峰值出现在淤泥质黏土层顶部,而没有出现在桩体顶部;在横向,沿路基中心向外,桩体剪力及弯矩依次逐渐增大。土工格栅的最大拉力出现在桩帽边缘处,桩间的拉力较小,在管桩顶部加设桩帽有助于均匀格栅中的拉力,避免局部应力集中;桩端土层以下超孔隙水压力随填筑加载而增长的幅度较大,桩端土层以上则较小,桩体有效地将上部荷载传递到深部较好土层,减轻了浅部软弱土层的负担,从而达到控制沉降的目的。     

附加应力法计算刚性桩复合地基路基沉降

部分刚性桩复合地基路基实际沉降超过计算沉降的重要原因之一是现有沉降计算方法存在严重缺陷。在分析桩土沉降关系和桩土作用的基础上,提出了路堤下刚性桩复合地基沉降计算新方法——附加应力法。首先根据桩土作用计算桩土附加应力,然后采用分层总和法计算复合地基沉降。经工程实例验证后,利用附加应力法研究了桩长、桩间距、扩底、桩帽等因素对路基沉降的影响,并与现行方法计算的沉降进行对比。分析表明:附加应力法可以考虑单桩竖向承载力、桩帽转移荷载能力、桩土相互作用等因素的影响,计算沉降与实测沉降接近;利用桩帽将路堤大部分荷载转移到桩顶可以有效减小路基沉降;扩底比桩长加大更经济合理;按"强桩、大间距、大桩帽"原则设计的复合地基比密桩复合地基更经济合理。     

混凝土芯砂石桩复合地基现场试验研究

从控制工后沉降和差异工后沉降思想出发,介绍了混凝土芯砂石桩复合地基加固深厚软基新技术。混凝土芯砂石桩复合地基采用按沉降或工后沉降控制设计思路,以土工格栅加筋碎石垫层作为基底垫层,芯桩砂石壳作为竖向排水体,预制钢筋混凝土芯桩作为竖向增强体,堆载作为加压系统。该技术充分利用了芯桩砂石壳的排水作用,使桩间软土的固结和沉降在施工和预压期间大部分完成,以解决路堤等建筑物在使用期间的沉降和不均匀沉降问题,达到控制工后沉降和差异工后沉降及充分发挥桩间软土承载力的目的。文中对路堤荷载下的芯桩顶应力和桩间土应力、桩顶和桩间土的沉降和差异沉降、分层沉降、侧向位移、超静孔隙水压力和桩身钢筋应力进行了较全面的现场观测,结果表明:混凝土芯砂石桩复合地基法工后沉降和差异工后沉降小,沉降稳定快,能适应快速加荷和质量可靠,特别适合于高含水率、高有机质含量地区对工后沉降和工后沉降差有严格要求的深厚软基处理,同时论证了该工法的有效性和优越性,具有较大的推广应用价值。     

基于沉降控制的端承型复合桩基工程实践

 针对端承桩无法满足桩、土变形协调的特点,通过专门研制的变形调节装置,协调桩、土变形差,提出在桩顶设置变形调节装置的端承型复合桩基,实现地基土承担上部结构大部分荷载,仅通过少量端承型桩来控制建筑物沉降的目的,并进行工程实践。该工程地基土承载性能良好,天然地基承载力可以满足要求,但建筑物沉降过大,通过采用该方法使地基土承担上部结构55%的荷载,且沉降控制效果良好,取得了显著的经济效益和社会效益。通过对一系列现场测试数据的分析,验证本工程基于沉降控制的端承型复合桩基方案的合理性和有效性。该工程端承型复合桩基的设计思路与方法可供同类工程借鉴和参考。     

逆作法复合桩基承载性能的室内模型试验

通过对单桩、两桩以及四桩的逆作法复合桩基室内模型试验,研究在极限荷载作用下逆作法复合桩基的荷载与沉降关系及桩、土荷载分担特性。试验结果表明:逆作法复合桩基的荷载-沉降曲线具有两个拐点,分别对应封桩结束并加下一级荷载时刻和基础破坏时刻;逆作法复合桩基封桩前的沉降量介于浅基础与复合地基的沉降量之间,桩不直接参与分担上部荷载,只起到改善土体刚度的作用;合理选择封桩时机可以控制桩、土的荷载分担比;封桩后基础总体刚度大幅度提高,基桩不但参与基础受力而且控制基础沉降;在基桩达到极限承载力之前,基桩分担了大部分复合桩基阶段的荷载,基础的沉降也得到了明显的控制;在基桩达到极限承载力之后,上部荷载又大部分由地基土承担。