黄土地区螺杆桩与CFG桩复合地基承载特性对比研究

为研究粉土地基中螺杆桩的承载特性,以新建吴忠—中卫铁路为工程背景,采用室内模型试验对比分析螺杆桩和CFG桩复合地基承载特性。分析结果表明:在相同桩径和桩长的情况下,螺杆桩复合地基承载力较CFG桩复合地基高39%;螺杆桩的轴力在直杆段与螺纹段交界点出现明显拐点;CFG桩复合地基顶部存在负摩阻区,而螺杆桩复合地基在直杆段与螺纹段交界点下方出现负摩阻区,在工程设计、施工中应注意变截面处的处理。     

高速铁路螺杆桩复合地基桩侧摩阻力原位试验研究

结合太焦高速铁路螺杆桩复合地基工程,开展螺杆桩复合地基桩侧摩阻力原位测试试验,通过分析获得的螺杆桩单桩静荷载-桩顶沉降曲线以及桩身内力分布曲线,研究高速铁路复合地基中螺杆桩侧摩阻力演化规律及螺杆桩的荷载传递过程。结果表明:螺杆桩-土接触面荷载传递过程可划分为弹性、弹塑性和极限状态3个阶段,弹性阶段桩侧摩阻力比小于等于0.5,弹塑性阶段桩侧摩阻力比为0.5~0.7,极限状态阶段桩侧摩阻力比为0.7~1.0;螺杆桩直杆段和螺纹段侧摩阻力演化规律为,在弹性阶段螺纹段侧摩阻力小于直杆段侧摩阻力,在弹塑性阶段螺纹段侧摩阻力接近直杆段侧摩阻力,在极限状态阶段螺纹段侧摩阻力大于直杆段侧摩阻力。     

砂土地层钉形变径桩变截面处端阻计算方法研究

变径桩具有承载力高、施工速度快以及经济性强等特点，被广泛运用于铁路桥梁基础中。然而，现有桩基承载力计算方法主要针对等直径桩基，未能考虑变径截面带来的影响。由于桩基变径截面的存在，其竖向承载机制区别于普通的等直径单桩。采用有限元分析方法，分析竖向荷载作用下，砂土地基中钉形变径桩在变截面处的承载模式。计算结果表明：变截面以下有限范围内的土体存在刚性核，与变截面共同承担上部荷载；与普通等直径桩相比，变截面桩的桩身轴力在变截面处出现明显的突变现象；依据球孔扩张理论，引入变截面处承载力的计算公式，结合传统的桩基端阻与侧阻计算原理，推导了变径桩的竖向承载力计算公式。与现有规范对比表明，提出的公式可较好地计算砂土地基中变径桩的竖向承载力。     

桩筏复合地基负摩阻段分析及桩土应力比计算

通过对桩筏复合地基桩顶负摩阻段桩-土相互作用分析,得到桩顶负摩阻段桩间土中附加应力计算方法。在此基础上,利用弹簧组模型对桩筏复合地基桩-土-垫层相互作用进行分析,得出桩顶处桩和桩间土竖向有效应力及桩顶刺入变形计算方法。分析垫层对应力调节、沉降控制的影响。结果表明:在桩与桩间土间摩擦力作用下,桩间土竖向有效应力随深度增加衰减,并在某一深度衰减到较小水平,可不考虑该位置以下桩土相互作用对桩顶处桩土应力比的影响。垫层模量对桩顶处桩、土应力调节起重要作用,并对桩顶上刺量影响显著。垫层模量越小刺入量越大,且随模量减小刺入量增长速度加快。     

水泥土搅拌桩复合地基承载特性现场测试分析

结合200~250 km/h客货共线的达成铁路的水泥土搅拌桩复合地基,现场埋设混凝土应变计、沉降位移计和土压力盒,分析在路堤荷载作用下水泥土搅拌桩复合地基荷载传递及变形规律。测试结果表明,复合地基的变形特性表现为地表沉降大,加固区中部地基层沉降小,加固区下部地基沉降最大。承载特性为桩体存在摩阻力零点,即中性点,中性点以上为负摩阻力,以下为正摩阻力。在群桩状态下,不存在临界桩长。承载与变形耦合关系表现为:桩体轴力最大点恰是复合地基压缩量最小的点。     

高速铁路CFG单桩复合地基稳定性研究

研究目的:为提高高速铁路单桩复合地基的稳定性,对采用单桩复合地基的承载力和沉降量来控制高速铁路地基的稳定性进行研究。提出用单桩复合地基静载试验确定复合地基的承载力和沉降量,比只用单桩复合地基承载力控制高速铁路地基稳定性可靠。研究结论:高速铁路硬塑粉质黏土单桩复合地基承载力的稳定,可由单桩复合地基静载试验确定。试验应将承压板放在复合地基的密实土上进行,使其单桩复合地基承载力特征值满足设计要求,且单桩复合地基承载力特征值极差不超过平均值的30%,使其单桩复合地基承载力特征值对应承压板宽度的沉降量不超过S=0.004d,单桩复合地基承载力特征值的沉降量极差不超过其平均值的30%。     

黏土地基劲性复合桩水平承载性能数值分析

采用三维非线性有限元,对黏土地基中劲性复合桩的单桩水平承载性能进行研究,重点分析水平荷载-位移关系曲线、桩体材料受拉损伤因子分布、水平极限承载力、土体极限抗力等结果,揭示桩体尺寸、桩体和土体材料力学性能等因素的影响规律。研究结果表明:随着水平荷载的增加,素混凝土、水泥土先后受拉开裂,破坏区逐渐扩展,直至桩身出现塑性铰。劲性复合桩的水平极限承载力随桩体直径、桩体和土体材料强度的增加而增加,其中影响相对明显的是水泥土桩的直径。基于计算结果,给出桩侧土体极限抗力的分布形式建议和劲性复合桩的水平极限承载力简化计算方法。     

高压旋喷桩复合地基承载力研究

以某铁路枢纽西南环线铁路路基为背景,运用高压旋喷桩桩体低应变动态测试试验、抽芯检测及单桩复合地基承载力静载荷试验,以及理论计算和数值分析,研究高压旋喷桩复合地基承载力。结果表明:该路基的356根高压旋喷桩中,一类桩占95.5%,二类桩占4.5%,桩体强度均大于1.6MPa;现场试验所得单桩复合地基承载力特征值为169~181kPa,理论计算所得特征值为248.7kPa,表明当现场加载未达到极限状态时,所得复合地基承载力特征值偏小;数值模拟所得单桩复合地基承载力为155kPa,其荷载—沉降曲线变化趋势与现场试验结果相同;该复合地基成桩质量及承载力能够满足工程设计要求。     

夯扩载体CFG桩复合地基工程研究及分析

研究目的:夯扩载体CFG桩复合地基应用日益广泛,但其理论研究还较少。本文结合某夯扩载体CFG桩复合地基工程实践,通过现场监测数据及FLAC计算软件,研究不同荷载、单桩承载力、褥垫层厚度、桩长、桩间距对地基承载力及变形的影响规律。研究结论:本文研究了该新型复合地基对各种参数的敏感性,并得知:夯扩载体CFG桩负摩阻力作用范围比普通CFG桩长,中性点降低,或无中性点。夯扩载体CFG桩桩体作用明显,褥垫层的厚度在普通CFG桩的基础上应该适当增大。     

边载对水泥土搅拌桩复合地基承载特性的影响

通过现场试验 ,研究边载作用下水泥土搅拌桩复合地基的承载特性 ,得到环形边载、单侧边载、无载条件下水泥土搅拌桩单桩复合地基、自由单桩、桩周土的承载力变化曲线。用考虑桩土共同作用的有限元法计算单侧边载作用下水泥土搅拌桩复合地基的侧向变形 ,计算结果与实测结果比较吻合     

CFG桩复合地基最大承载力检测在武广客专咸宁车站中的应用

用最有效方法检测CFG桩复合地基的最大承载力的确定采用低应变检测桩身质量完整性，静力触探检测桩间土承载力，单桩静载试验检测单桩极限承载力，综合计算CFG桩复合地基最大承载力，其检测效果好，效率高，费用低。     

基于螺杆桩的高铁梁场软土地基加固技术研究

为解决高铁梁场深厚软土地基加固问题,结合南沿江城际铁路金坛西梁场项目,对CFG桩、水泥搅拌桩、旋喷桩、钻孔灌注桩、预应力管桩、螺杆桩等加固方法,从技术可靠性、经济可行性等方面进行比选,最终选取螺杆桩作为高铁梁场制梁、存梁台座的地基加固方式;并对制梁、存梁台座下螺杆桩加固的复合地基设计及施工控制要点进行了阐述。对单桩及复合地基承载力进行了检测,对制梁、存梁台座使用时的变形沉降进行了监测,结果都满足设计及使用要求;这表明螺杆桩复合地基能满足高铁梁场深厚软土加固的需要,可供类似工程参考。     

高速铁路深厚松软土层CFG桩桩筏和桩网复合地基沉降特性的试验研究

依托京沪高速铁路李窑试验工点,对深厚松软土层中CFG桩桩筏和桩网复合地基的沉降特性及规律进行了试验研究,得出如下主要结论:桩网复合地基的路堤底面地表沉降比桩筏复合地基的大20%.桩网复合地基加固区和下卧层沉降分别占相应总沉降的28%和72%;桩筏复合地基加固区和下卧层沉降分别占相应总沉降的25.5%和74.5%.桩网复合地基CFG桩桩顶和桩间土间的沉降差远远大于桩筏复合地基,二者最大比值超过10倍;桩筏复合地基CFG桩桩顶和桩间土之间的沉降差很小,可忽略不计.就沉降和承载力特性而言,桩筏复合地基的整体性好于桩网结构.     

时间对复合地基桩间土承载力的影响研究

结合青藏铁路西格段增建二线工程碎石桩复合地基工程实例,通过重型动力触探试验和桩间土承载力计算分析,研究了复合地基桩间土承载力随软土固结时间提高的特性,得到了动力触探曲线随时间变化的规律;理论分析了地基处理后瞬时桩间土承载力与处理前地基承载力的关系,得到了时间对桩间土承载力影响的规律,给碎石桩复合地基的处理效果提供评价依据,为碎石桩复合地基上层的路基施工提供科学指导.     

带帽PTC型刚性桩工作性状现场试验研究

为了解带帽PTC型刚性桩在处理深厚软土地基的工作性状,在某绕城高速公路两试验区进行现场足尺试验,研究了在不同地质条件下带帽刚性单桩的荷载沉降、桩身轴力、桩侧摩阻力、地表土应力及桩土荷载分担比等性状的变化规律。研究表明:带帽长桩较带帽短桩易于控制地基沉降变形和增强地基承载力,土层条件的差异对桩的极限承载力、地表土应力和桩土荷载分担比有着较大的影响。试验研究成果有助于建立带帽刚性桩计算模型,优化工程设计。     

高速铁路黄土地基水泥土柱锤冲扩桩工作性能研究北大核心

以兰张(兰州—张掖)三四线铁路工程为依托,通过现场试验与数值模拟,评价了水泥土柱锤冲扩桩的挤密效果,测得了单桩与复合地基的荷载与沉降之间的关系,研究了复合地基的桩土应力特征,计算得到单桩与复合地基的承载力特征值,分析了桩体力学特征与复合地基破坏模式。结果表明:水泥土柱锤冲扩桩单桩挤密范围为0.50 m(1.25倍桩径),挤密系数最大为0.96;复合地基桩间土的挤密系数相比于原状土显著提升;单桩与复合地基的荷载-沉降曲线均为缓变型;桩土应力比特征曲线整体趋势表现为先激增后非线性减小,最终收敛于定值,其中最大值为12.65,稳定后维持在4.00左右;桩身侧摩阻力主要集中在上部,桩体所受的外部荷载主要由桩体上部侧摩阻力承担;复合地基最终破坏模式为整体剪切破坏。     

CFG单桩及单桩复合地基承载力试验研究

研究目的:通过"高速铁路软土地基沉降控制试验研究"项目的路基试验段研究试验,和对CFG单桩及单桩复合地基承载力进行的静载检测及数据分析,验证采用CFG桩网复合结构加固地基的处理方法是可行的,可为高速铁路路基的设计、施工提供指导.研究结论:通过对路基试验段的试验研究和静载检测及数据分析,总结出了检测CFG单桩及单桩复合地基承载力的静载试验方法;证明了静载试验能够检测CFG单桩及单桩复合地基的承载力;试验结果为完善CFG单桩及单桩复合地基加固软土地基检测标准提供了依据,为在高速铁路软土地基加固工程中推广应用提供了指导.     

铁路路基螺杆桩质量检测技术

近年来螺杆桩因其施工快捷、高经效比等特点被应用于铁路路基处理,但由于螺杆桩上端直杆、下部螺杆的异形特点,其检测施工质量是个难题。本文通过对螺杆桩成桩工艺的分析和现场桩基试验提出了路基螺杆桩质量检测的解决方案。低应变反射波法能解决螺杆桩桩长及直杆段问题,但对螺杆段的螺纹叶片裂损、破坏检测效果不明显。现场检测应在保持低应变法检测的桩基数量比例不变的基础上,增加钻孔取芯与静载测试的比例。     

旋喷桩加固桩板墙桩前软弱地基模型试验

桩板墙嵌固段的水平承载力受桩截面尺寸、桩间距、嵌固段长度,以及嵌固段中上部地层强度的影响。基于蒙华铁路某桩板墙工点,通过开展旋喷桩加固桩板墙桩前地基模型试验,研究不同桩长时桩板墙桩身应变、桩顶水平位移、土压力变化规律,并探讨旋喷桩加固桩板墙桩前地基的合理深度。研究发现,采用旋喷桩加固可以有效提高桩板墙的阻滑效果;桩前土体抗力主要集中在桩前30 cm,随着深度增加抗力逐渐减小;当旋喷桩加固深度超过嵌固段深度的75%时,继续增大加固深度对控制桩身水平变形作用极为有限。     

碎石桩极限承载力计算的几种方法

研究目的:碎石桩极限承载力计算是复合地基承载力计算的关键,本文阐述了碎石桩极限承载力Hughes-Withers计算式、Brauns计算式、盛崇文计算式、刘杰等计算式,并通过工程实例进行计算、分析与比较,推荐可采用的计算式,以期对今后规范和标准的修编,以及类似工程提供借鉴。研究结论:推荐单桩极限承载力按盛崇文推导的公式计算,既考虑了群桩效应,又避免了地基土各种物理力学指标的采集,计算简单,且偏于安全;建议复合地基承载力按极限承载力设计,再除以1.3～1.5的安全系数,不仅概念明确,也经济合理。