微型桩与人工碎砖桩两种复合地基

本文概述了南通沿海软土工程地质特征,并根据几年来的设计实践,介绍采用微型桩复合地基与人工碎砖桩复合地基的两种加固沿海软土地基的设计方法,供同行参考.     

软土地基微型桩抗拔试验研究

微型桩具有布置形式灵活,施工机械小型化,经济环保等优点,针对杆塔基础交通不便、环保要求高、地质情况差等工程特点,微型桩的优势在杆塔基础中能够得到充分发挥。承受上拔荷载是杆塔基础的主要功能之一,而以往对软土地基上微型桩抗拔特性的研究较少。通过软土地基中微型桩单桩和群桩的抗拔试验,研究施工工艺对微型桩单桩抗拔承载力的影响,实测单桩桩身轴力和桩侧摩阻力的分布,研究微型桩荷载—位移特性、群桩效应系数等。试验结果表明采用二次注浆工艺能显著提高微型桩抗拔极限承载力,有效地减小抗拔桩位移;由于二次注浆对桩周土体加固作用,群桩的荷载–位移曲线呈"缓变型",桩土共同作用的群桩效应明显,实测群桩效应系数相对较小,这对于软土地基上杆塔基础的设计具有参考价值。     

微型桩复合地基在工程上的应用

根据工程实践,采用微型桩复合地基加固软土地基的设计方法及应用时的有关注意事项。     

软土地基中塔杆微型桩基础施工工艺

微型桩相较于一般的钻孔灌注桩,其施工场地相对偏小,但拥有极高的承载力,能够适应各种土层,可进行灵活布置。我国开始应用微型桩的时间并不长,对其不是很了解,特别是它的变形特性,同时也不具备成熟的计算理论。设计过程中,一般以普通大直径桩为主。根据现有的软土地基开展微型桩试验,并计算出软土地基需要多少微型桩。文章通过进行室内试验,结合现场施工的实际情况,总结了微型桩施工该采用哪种工艺。     

微型桩复合地基在工程中的应用

根据工程实践，介绍采用微型桩复合地基加固软土地基的设计方法及应用时的有关注意事项。     

软土中超长水泥搅拌桩复合地基承载力研究

对软土中18m长水泥搅拌桩复合地基,进行了现场单桩静载试验、承压板下有无褥垫层的单桩复合地基载荷试验、四桩复合地基载荷试验及桩中心插12m长微型加劲钢管的单桩复合地基载荷试验,研究了复合地基破坏模式、褥垫层、桩身强度等因素对复合地基承载力的影响,对软土中超长水泥搅拌桩复合地基承载力检验方法及承载力评价提出了建议。     

佛山地区微型桩基础上拔试验

选择佛山地区典型软土地基条件,通过现场真型试验,对微型桩单桩及群桩基础抗拔承载力进行了试验研究,试验表明,所设计的微型桩群桩基础具有良好的抗拔承载能力,能够满足工程需求,可在今后工程中进一步推广应用。     

山地型软土地层中人工挖孔桩采用微型钢管桩围护结构的应用

结合工程实例总结了特殊地质条件下,山地型软土地层中采用微型钢管桩围护结构进行人工挖孔桩的施工方案,并对微型钢管桩围护结构的设计、施工顺序及技术要点进行了阐述。实践证明,该微型钢管桩围护结构施工方案缩短了工期,降低了经济投入,提高人工挖孔桩的施工安全度,对特殊地质条件下山地型软土地层的工程处理效果良好,对同类地层条件下的工程项目地基处理提供了参考,值得推广。     

天津地区微型桩杆塔基础真型试验

为研究微型桩杆塔基础在天津地区的适用性，选择天津地区典型软土地基，进行了现场真型试验。试验表明。所设计的微型桩群桩基础具有良好的承载能力，能够满足工程需求，可在今后工程中进一步推广应用。     

微型桩在软土地基加固工程中的应用

以软土地区某建筑物的加固设计和施工为例,结合第三方监测数据,详细分析了某工程建筑物沉降及倾斜发生的原因。通过对某工程的微型桩加固设计及施工工艺方法描述,提出了针对软土地区地基处理及地基基础加固施工方案的建议。该工程微型桩复合桩基加固方案,加固效果良好,有效控制了建筑物的后期沉降,且施工工艺简单,经济性突出,可为类似加固、纠倾工程提供参考,对软土地区地基处理及加固施工有一定的指导意义。     

基于极限抗力分析的微型桩群加固土质边坡设计方法

微型桩是一种常用边坡快速加固手段,多大面积成群布置。基于梁柱理论和弹塑性地基系数法中的P–y曲线法建立了微型桩加固边坡的水平抗力分析模型,提出了确定微型桩截面极限弯矩以及最大抗剪力的迭代分析方法;采用有限差分法推导了轴向和横向复合外力作用下微型桩内力和变位的计算公式;以最大限度发挥微型桩群横向抗力为目标,重点研究了微型桩群中微型桩横向间距和纵向间距的确定方法。在此基础上,形成了采用微型桩群加固土质边坡的设计方法,内容主要包括微型桩群布设位置的选取、微型桩选型、桩长选取、微型桩群断面设计、微型桩群平面设计以及顶梁设计等。将该方法应用于某公路路堤边坡病害加固工程设计中,监测资料表明,坡体位移在微型桩群的作用下逐渐趋于收敛,坡体病害得到了根治,从而验证了设计方法的有效性。     

Design method for stabilization of earth slopes with micropiles

As one of the measures for slope fast reinforcement, micropiles are always designed as a group. In this paper, an analytic model for the ultimate resistance of micropile is proposed, based on a beam–column equation and an existing p–y curve method. As such, an iterative process to find the bending moment and shear capacity of the micropile section has been developed. The formulation for calculating the inner force and deflection of the micropile using the finite difference method is derived. Special attention is given to determine the spacing of micropiles with the aim of achieving the ultimate shear capacity of the micropile group. Thus, a new design method for micropiles for earth slope stabilization is proposed that includes details about choosing a location for the micropiles within the existing slope, selecting micropile cross section, estimating the length of the micropile, evaluating the shear capacity of the micropiles group, calculating the spacing required to provide force to stabilize the slope and the design of the concrete cap beam. The application of the method to an embankment landslide in Qinghai province, China, is described, and monitoring data indicated that slope movement had effectively ceased as a result of the slope stabilization measure, which verified the effectiveness of the design method.     

微型桩群加固土坡稳定性分析

微型桩是一种边坡快速加固技术,多大面积成群布置。基于强度折减技术研究了微型桩群加固边坡安全系数的数值计算方法,并对微型桩群加固均质土坡和含软弱夹层土坡的稳定性进行了对比分析。结果表明,微型桩群加固均质土坡的破坏模式与其布设位置关系密切,采用传统非耦合方法假定滑动面位置不变进行微型桩群的工程设计值得商榷;对于均质土坡,微型桩群锚固深度较小时,桩身变形以刚性旋转为主,随着锚固深度的增加,微型桩群的变形由刚性倾斜转化为柔性弯曲变形,对于含软弱夹层边坡,微型桩群的变形主要是弯曲变形;微型桩群最优锚固长度约为滑面以上自由段长度的1.5~2.0倍。削剪作用能够改善微型桩群受力并降低成本;对于均质土坡,当削剪长度小于自由段长度1/4时,不会降低加固边坡的安全系数,对于含软弱夹层边坡,最大削剪长度约为自由段长度的1/2;实际工程中对于可削剪的微型桩部分,无需设计加筋体,仅将钻孔回填压实即可,能够在确保加固效果的同时降低成本。     

微型桩杆塔基础水平承载力试验研究

通过现场真型试验,对微型桩基础的水平承载力进行研究。试验研究表明:二次注浆工艺有利于提高微型桩水平承载力,当采用投石注浆成桩时,应用于输电线路工程的微型桩必须采用二次注浆工艺;二次注浆工艺对微型桩水平承载力的提升作用因上部土层性质而异,尚需更多的试验和实践确定不同土层性质下二次注浆对微型桩水平承载力的提升效果;适当在微型桩群桩中布置一定的斜桩有利于提高群桩的水平承载力,但应考虑斜桩施工困难会对施工工期产生影响;进行微型桩基础设计时宜按水平允许位移进行控制,在合理选用设计参数的情况下,可采用本文提供的设计方法进行微型桩基础水平承载力的初步设计。     

Knicknachweis von Mikropfählen in geschichteten Böden

Buckling resistance of micropiles in varying soil layers. Micropiles are used as a foundation or supplementary foundation element. These piles with diameters less than 0.3 m are regulated in EN 14199. Slender micropiles subjected to axial compression are prone to buckling failure if the lateral foundation of the soil is insufficient. According to design codes the buckling resistance has to be checked if the undrained shear strength is less than 10 to 15 kN/m². Recently a design formula for the buckling resistance of a micropile under constant compression in a homogenous soil layer has been published and it has been shown that a buckling failure can also occur for higher undrained shear strengths. In this paper the design formula is extended to micropiles which penetrate varying soil layers and carry the load by skin friction.     

砂土地基小直径单桩的浅层土p–y曲线

小直径桩在桩基础的抗震设计、加固中已得到越来越多的应用。针对美国石油协会(API)规范的p–y曲线法和中国规范的m法对小直径单桩的适用性问题,通过拟静力试验研究了砂土地基小直径单桩的浅层土(深度小于1 m)p–y曲线。对实测桩身弯矩采用分段函数的拟合方法来推算土反力和桩身变形,获得了小直径单桩在饱和中砂中的浅层土静力p–y曲线,并基于试验结果提出了三线性本构。进一步地,通过数值模拟分析比较了所提出的浅层土三线性p–y曲线、API规范的p–y曲线、中国规范的m法对预测小直径桩基受力和变形的有效性。结果显示API规范的p–y曲线可能稍低估桩基的水平承载力,并获得更深的桩身最大弯矩位置,而提出的浅层土三线性p–y曲线可更好地预测桩基的整体水平力和位移关系、桩身弯矩及变形。另外,传统的m法仍然适用,当桩身变形较小时(土面桩身变形不超过6 mm),m值宜取推荐范围内的较大值,而当桩身变形较大时,m值宜取推荐范围内的最小值。     

集约式微型桩群水平承载性能试验研究

 对矩形布置的集约式微型桩群支护体系采用分级加载的方法,进行水平荷载原型试验及数值计算,研究滑坡推力作用下集约式微型桩群抗滑作用机制,并分析桩间土体参数、桩身强度、桩排间距等设计参数变化对桩群水平承载性能影响的敏感程度。结果表明,在滑体介质为粉质黏土的地层中,当滑坡推力超过某一定值时前排桩才会发挥支挡作用,桩群前方土压力峰值的位置深于桩群内部,微型桩群与土体水平荷载分担比约为7：3;控制最佳排间距,相比优化其他设计参数对提高集约式微型桩群水平承载力、减小桩顶位移效果明显。试验成果为深入分析集约式微型桩群的抗滑机制和优化工程设计提供了参考。     

压力注浆对微型桩抗拔承载力影响的试验对比

微型桩一般采用投石注浆法成桩,因此压力注浆工艺对微型桩承载力具有很大的影响.结合现场试验,对压力注浆工艺对微型桩抗拔承载力的影响展开研究.试验研究表明,采用一次注浆成桩和直接灌注细石混凝土成桩的微型桩抗拔承载力相差不大,而采用二次注浆工艺可较大幅度提高微型桩的抗拔承载力,适当增大二次注浆量有利于提高微型桩的抗拔承载力....     

滑坡微型桩连梁作用试验研究

为研究微型桩连梁在抗滑作用中的效果,进行了滑坡微型桩抗滑作用大型物理模型试验,对比了有无连梁情况下,微型桩的破坏情况及其抗滑效果。试验结果为:连梁能有效减小微型桩桩身的破坏程度;能减小微型桩桩顶60%左右的位移;能够有效减小滑面处桩身位移,提高桩体的整体抗滑性,能促进其滑面处抗剪强度;连梁能有效提高滑坡体稳定性4.5%。研究结果可为微型桩加固滑坡机理提供参考。     

微型桩基础下压试验研究

选择典型软土地基条件，对采用二次注浆工艺的微型桩单桩及2×2群桩进行了现场下压载荷试验，确定了相应的抗压极限承载力，并初步研究了微型桩基础下压承载力计算方法。