刚性排水桩和碎石桩加固液化地基的数值模拟研究

采用有限差分软件FLAC3D对普通桩、刚性排水桩和碎石桩加固液化地基进行数值模拟,分析了3种桩体加固液化地基的抗液化效果。研究表明刚性排水桩和碎石桩抗液化能力显著,但距桩中心的不同距离和不同土层深度抗液化效果有所不同。     

多桩型刚性承台下刚性长短桩复合地基载荷试验分析

通过两组四桩多桩型刚性桩复合地基现场载荷试验,分析了多桩型刚性长短桩复合地基桩–土应力、荷载分担及其发展变化的工作性状;基于复合地基桩土应力及加载过程中深层土体水平位移实测结果,讨论刚性桩复合地基的应力扩散角理论;讨论了多桩型刚性长短桩复合地基承载力采用应力复合法计算参数的取值方法。相关成果将有助于复合地基特别是多桩型刚性桩复合地基的理论研究和工程应用,同时表明进一步进行多桩型复合地基现场试验研究与工程实测的必要性与紧迫性。     

路堤下带帽刚性桩复合地基位移场数值模拟

采用非线性有限元方法,研究和分析了新建高速公路路堤填土过程中带帽刚性桩复合地基地表沉降、竖向位移和侧向位移的变形特征,分析结果能为带帽刚性桩复合地基的理论研究、工程施工和设计提供有益的指导。     

刚性桩复合地基垫层作用分析

基于理论分析和数值分析,本文对刚性桩复合地基垫层的效用以及设置垫层的必要性进行了探讨,得到复合地基垫层的一些有用的结论。     

模拟桩端为岩层的刚性桩复合地基承载性状试验研究

刚性桩复合地基具有提高承载力幅度大、控制变形能力强等优点,在工程实践中得到广泛应用。工程实践表明,在岩层埋置较浅的地区,也可采用刚性桩复合地基技术来提高地基的承载力。然而,由于桩端为岩层的刚性桩复合地基的理论研究较少,对该类刚性桩复合地基桩端持力层的选择存在不同认识。针对该问题,本文选用桩端为岩层的刚性桩与不同厚度褥垫层进行复合地基的承载特性试验研究。通过试验结果分析,证明了褥垫层对于刚性桩和土的荷载分配调节能力很强,通过合理设置褥垫层,能够使桩端为岩层的桩间土承载力得到发挥,保证桩土共同作用,从而使刚性桩与桩间土构成复合地基。本文研究成果可以深化人们对刚性桩复合地基的理论认识,为桩端为岩层的地质情况下选用刚性桩复合地基提供技术支持。     

刚性桩加固软弱地基上路堤的稳定性问题(Ⅰ)——存在问题及单桩条件下的分析

目前各类刚性桩在软土路基加固中已有较多应用。首先对复合抗剪强度极限平衡法存在的问题进行了分析。在此基础上,基于刚性桩的刚度及强度特征,采用三维有限差分方法和二维强度折减有限差分数值方法,针对刚性桩复合地基支承路堤的整体稳定分析,对单桩位于路堤下不同位置时的路堤稳定性进行了研究,并与传统复合抗剪强度极限平衡法稳定分析结果进行对比。结果表明,当路堤下单桩位于不同位置时,路堤填筑过程中桩土相互作用机理、桩的破坏形式及桩对路堤稳定的贡献机理不同,桩的刚度对路堤稳定存在显著影响。路堤趋于稳定破坏时,位于路堤下不同位置的刚性桩的弯曲破坏比剪切破坏更易于发生。对刚性桩加固路堤,复合抗剪强度极限平衡法不能反映不同位置单桩的破坏机理,将显著高估路堤稳定性。     

刚性桩复合地基上建筑物掏土法纠偏研究

以某高层建筑纠偏项目为工程背景,采用实测数据分析和数值计算研究等方法对刚性桩复合地基上高层建筑物纠偏机理展开了系统研究。现场依据信息化监测数据分步、分批次对褥垫层掏土,采用多台钻孔机沿建筑纵向多个作业段同步掏土作业,实现了纠倾过程中建筑物的均匀回倾。建立了刚性桩复合地基上建筑物纠偏的三维数值计算模型,通过对比分析数值模拟结果和实际工程监测数据,得到了掏土量和掏土孔进深等因素对建筑物纠偏变形的影响规律。该研究可为类似纠偏工程的设计和施工提供参考。     

双排刚性桩屏障对平面SH波的隔离性状研究

基于Twersky的理论,引入圆柱体对声波和电磁波的多重散射解析解,对用排桩隔离环境振动的问题,提出了一种新的求解任意排列、任意直径刚性桩对平面SH波多重散射的理论方法,解决了传统的假设单重散射的计算方法中不考虑桩列作为整体屏障从而忽略桩间相互干涉关系的不足.随后,在数值计算分析中讨论了散射重数,排间距,桩间距等因素对双排刚性桩隔振效果的影响,对实际工程中利用排桩进行振动污染治理和屏障隔振的设计提出了有意义的结论.     

抗液化刚性排水桩振动台试验的数值模拟研究

抗液化刚性排水桩的基本原理是,在桩身部分范围内设置排水体,以便形成良好的排水通道,在地震作用下,桩周土体积累的超孔隙水压力可以由桩身的排水体快速排出,从而增大桩周土体的有效应力,达到抗液化的目的。利用小型振动台,对刚性排水桩和未设置排水体的普通桩在振动荷载作用下的抗液化性状进行研究,得到抗液化刚性排水桩的基本特性。基于试验结果,建立排水桩和普通桩振动台试验的三维数值分析模型,通过振动台试验与数值分析的比较,发现两者在土体超孔隙水压力发展和分布的主要规律方面表现一致,进一步验证了抗液化刚性排水桩的抗液化特性。数值分析结果还表明,在动力作用下,排水桩工况由于排水体的存在,形成良好的排水通道,孔隙水得以及时排出,桩身附近一定范围内土体的超孔隙水压力得到及时有效的消散,其消散作用随着与桩体距离的增大而逐渐减弱。桩周土体的孔压分布呈漏斗状,渗流矢量指向桩体,桩身附近土体的超孔压比峰值较小且在达到峰值后有明显的下降趋势。     

刚性桩复合地基沉降计算方法的分析探讨及研究应用

在刚性桩复合地基设计中,刚性桩布桩间距等于（3-5）倍桩径,桩长和桩径根据复合地基承载力和沉降设计目标值确定,刚性桩复合地基的承载力计算、特别是刚性桩复合地基沉降计算是刚性桩复合地基设计的关键。本文通过对现有刚性桩复合地基理论和考虑承台效应的复合基桩理论进行分析探讨,并利用刚性桩现场单桩荷载试验和多桩复合地基大型荷载试验成果,对现有计算刚性桩复合地基沉降的方法进行改进,得出的初步结论可供设计参考。     

刚性桩复合地基沉降计算方法的研究及应用

在刚性桩复合地基设计中,刚性桩布桩间距等于3～5倍桩径。桩长和桩径根据复合地基承载力和沉降设计目标值确定。就刚性桩复合地基承载力和沉降计算水平比较而言,刚性桩复合地基沉降计算水平尤为重要,且按变形控制设计比按承载力控制设计更合理。通过对现有刚性桩复合地基理论和考虑承台效应的复合桩基理论进行分析探讨,利用刚性桩现场单桩荷载试验和多桩复合地基大型荷载试验成果,对现有计算刚性桩复合地基沉降的方法进行改进,得出初步结论。     

带帽刚性桩复合地基现场足尺试验研究

为深入、全面了解带帽刚性桩复合地基工作性状,通过在苏州绕城高速公路两试桩区的现场足尺试验,重点研究带帽刚性桩复合地基的荷载沉降、载荷板与桩体的沉降差、地表土应力分布特征、剖面沉降等性状规律。试验研究结果表明:带帽长桩型复合地基较带帽短桩型复合地基易于控制地基沉降变形和提高地基承载力,在设计荷载下带帽短桩型复合地基较带帽长桩型复合地基更能发挥地基土承载作用,桩帽下土体与桩帽间土体承载性能及发挥程度不同。由于桩帽能均化桩顶应力,起到刚性板作用,带帽桩体与桩帽下土体能产生近似等量的竖向变形,同时保证了垫层的整体效应。试验分析成果有助于建立带帽刚性桩复合地基计算模型、完善带帽刚性桩复合地基工作性状研究以及优化工程设计。     

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。     

多元复合地基设计与检测方法探讨

在简要介绍多元复合地基概念的基础上,提出了多元复合地基的设计方法。并通过两个工程实例探讨了多元复合地基的检测方法,结果表明,提出的设计和检测方法是符合工程实际的,是可行的。     

不同类型刚性桩复合地基测试结果与分析

在复合地基中,桩土应力比是一个重要的设计参数,通过对广东不同地区不同类型刚性桩复合地基进行压板和原型测试,获得了桩土应力变化规律。测试结果表明,桩土应力比与桩土的相对刚度密切相关;对同样的褥垫层厚度,不同刚度的刚性桩,桩在复合地基中承受的荷载为50%～85%。这对刚性桩复合地基设计有一定的参考意义。     

带帽桩复合地基复合桩土应力比的计算及影响因素分析

在分析带帽刚性桩复合地基试验成果的基础上,提出复合桩土应力比的概念,以合理反映带帽桩复合地基的力学性状。以土力学和弹性理论为基础,基于合理假定,采用等沉面的思想,考虑复合桩体发生上、下刺入变形现象,推导出能够反映层状不均质地基和带帽桩复合地基空间三维沉降变形特征的复合桩土应力比隐式计算公式。通过工程算例,分析了桩体中心间距、桩长、桩帽尺寸、垫层变形模量、下卧层土体变形模量、桩帽间土体变形模量和静止侧压力系数等因素的影响,提出了利用复合桩土应力比进行带帽桩复合地基按桩帽间土体沉降量控制优化设计的思路。     

沉降控制理论在处理某高层建筑桩基中的运用

结合工程中桩基未能按设计要求进入持力层足够的深度，桩基承载力不能满足设计要求的现状，比较了桩基质量事故的处理方案，介绍了沉降控制理论在刚性复合地基方案中的应用，最终将建筑物沉降控制在正常范围内。     

多桩型长短桩复合桩基在高层建筑桩基加固中的应用

基于多桩型复合地基理论,将长短桩应用于复合桩基的加固设计中。针对某高层住宅楼桩基承载力不足的问题,分析了原因,对桩基加固设计方案选择进行了比选,提出了采用补较长钻孔灌注桩加固处理预应力管桩基础的方案,并对该加固方案进行了计算分析。监测结果表明,沉降变形稳定,未出现不均匀沉降及主体结构倾斜,取得了良好的加固处理效果。     

刚性桩长变化对CM复合地基工作性状影响

在CM复合地基中,刚性桩起到将荷载传递到深层较好的土层,充分调动发挥各土层的承载能力的作用。本文基于某实际工程,利用ABAQUS软件建立计算模型,对刚性桩桩长在一定范围内变化对CM复合地基整体工作性能的影响进行分析研究,得出荷载变化时刚性桩桩长变化对刚性—亚刚性桩复合地基的沉降变化影响规律,以及对500 kPa荷载作用下对桩身轴力的影响规律,对荷载变化时对刚性桩、亚刚性桩的桩顶应力的影响规律,在荷载变化和500 kPa荷载作用下对刚性桩、亚刚性桩和桩间土的荷载分担比的影响规律,以及对复合地基位移场变化的影响规律,可为相关工程设计与实践提供参考。     

后注浆技术在刚性桩复合地基中的应用分析

结合后注浆技术在刚性桩复合地基工程中的应用,探讨后注浆技术提高刚性短桩承载力的作用机理。实测结果表明,桩底后注浆处理后,持力层的端阻力提高约100％。刚性桩复合地基承载力提高约35％。因此,钻孔灌注桩的后注浆技术同样可以提高刚性桩复合地基的承载力。