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。     

刚性桩加固高速公路软基土拱效应现场试验研究及其与解析解的比较

用刚性桩处理高速公路软基能减小路堤沉降,提高路堤稳定性,缩短工期。土拱对路堤的承载变形性状有重要影响,到目前为止,对路堤中土拱效应的研究还不深入。本文结合某高速公路刚性桩处理软基试验段,实测了路堤填筑过程中及填筑结束后一段时间内桩帽、桩间土土压力及相应的沉降,分析了桩土沉降差、路堤高度、桩间距、桩帽大小等因素对土拱效应的影响,并与现有的几种土拱效应计算方法进行了比较。结果表明:①土拱效应的发挥程度与桩土沉降差密切相关;②当路堤较高,桩间距较小,桩帽较大时,桩体荷载分担比较大;③根据Hewlett&Randolph及陈云敏改进的土拱效应计算方法所得到的桩体荷载分担比与实测结果比较接近。     

台华高速公路路堤失稳原因分析与对策

台华高速公路采用干振碎石桩进行软土地基处理,在路堤填筑过程中发生了地基失稳滑移.通过数值方法对路堤填筑过程中地基沉降、超静孔隙水压力及地基塑性区的发展变化进行了模拟计算,并结合现场补勘数据,分析了引起路堤失稳滑移的原因.在此基础上,提出刚性桩地基处理加固方案.数值计算及现场勘查结果表明,在强度较低的软土中采用干振碎石桩进行地基处理是不成功的,施工不仅没有形成完整的碎石桩体,还因扰动降低了原状地基土强度,路堤填筑速度过快则直接导致了地基滑移破坏;当采用刚性桩加固软基时,桩间土仅承担小部分路堤荷载,而大部分路堤荷载由桩承担并传递给深层承载力较高的土层,因此路堤的稳定性高、沉降小,可实现快速填筑.数值分析及现场刚性桩试验段测试结果均表明：刚性桩方案可以满足路堤填筑要求.     

塑料套管混凝土桩加固公路软土地基现场试验研究

根据某一高速公路塑料套管混凝土桩加固软土地基工程实例,对桩土应力、地表沉降、横向位移、不同深度孔隙水压力进行观测,讨论了塑料套管混凝土桩桩承式路堤的工作机理。结果表明：塑料套管桩加筋路堤的临界高度约为1.26倍桩净距,观测期末,荷载分担比接近89%;桩帽和桩间土最大差异沉降为30 mm左右,且应力集中比随着差异沉降的增大而线性增大;路堤堤脚附近不同深处横向位移随着路堤填筑高度的增加而增加,施工结束时,地表以下2.5 m处横向位移最大,为12.86 mm;横向位移-沉降比和横向位移增加率随着路堤填筑高度的增加逐步减小并趋于稳定,塑料套管混凝土桩加筋路堤系统能够有效防止路堤横向位移的发展和改善路堤的整体稳定性。     

刚柔性桩复合地基加固双层软弱地基现场试验研究

为研究路堤荷载下刚柔性桩对深厚双层软弱地基的加固效果及其桩土荷载传递规律,结合连云港港某铁路软基处理工程,采用带帽预制方桩和带扩大头的双向搅拌粉喷桩联合加固,对路堤填筑过程及预压期内地表沉降、桩土差异沉降、深层水平位移、超静孔隙水压力、桩土应力比以及桩土荷载分担的变化规律进行了分析。结果表明:载荷试验中复合地基桩土应力比随外荷载增加而增加;地基变形发生在填土期,预压期内沉降变形继续并逐渐趋于稳定;填土荷载向刚性桩及搅拌桩桩顶集中,刚性桩桩顶应力增长较快;面积置换率为22.2%的预制方桩(含桩帽)承担了56.2%的荷载,但其承载力只发挥了不到18%;面积置换率和土质条件是桩土荷载分担比的主要影响因素。     

CFG桩复合地基施工过程监测与数值分析

结合高速铁路某试验段工程,开展CFG桩+垫层处理地基试验。实测复合地基沉降变形、桩顶应力、桩间土应力;分析路基沉降变形、桩土应力比随填筑高度的变化规律;利用FLAC-3D建立路堤荷载下CFG桩复合地基三维参数化数值计算模型,将现场实测数据与数值计算结果进行对比,分析研究路堤荷载作用下CFG桩复合地基的工作性状。研究成果有助于高速铁路复合地基沉降控制、承载特性和应力传递机理的研究。     

软土地基上路堤沉降变形特征分析

在软土地基上修筑高速公路 ,不同地基处理方法、不同填土高度下 ,硬壳层和软土层厚度对路基沉降的影响不同。通过对某高速公路采用粉喷桩和砂垫层预压法两种方法加固软基后 ,路基填筑过程中实测路堤沉降资料的深入分析 ,总结出在该地区硬壳层和软土层厚度对路堤沉降变形的影响规律 ,并提出了相应的填土临界高度 (约 2 .5m)。     

不同方法加固路堤下上覆砂层下卧淤泥层地基的效果对比

对于高速铁路路堤下上覆松散厚砂层、下卧厚淤泥层的地基,采用何种地基处理方法控制工后沉降更为经济高效尚不清楚。本研究基于某铁路路基的原位测试数据及数值模拟方法对旋喷桩仅加固下卧淤泥层(简称"旋喷桩地基")和预应力管桩加固上覆砂层及下卧淤泥层(简称"管桩地基")两种地基处理方式的效果进行对比。结果表明:由于上覆砂层的压密沉降在路堤填筑施工期间即可完成,仅加固下卧淤泥层的地基处理方法技术、经济效果更佳。"旋喷桩地基"与"管桩地基"相比,虽然总沉降大很多,但工后沉降几乎相同;"旋喷桩地基"充分利用路堤荷载的预压作用使上覆砂层形成密实的稳定土层,而"管桩地基"的上覆砂层仍为松散状态。因此在列车运行往复荷载作用下"旋喷桩地基"具有更高的长期可靠性;"旋喷桩地基"上覆砂层经路堤荷载预压形成密实的"垫层",使其下地基土与旋喷桩分担上覆荷载;与"管桩地基"相比,不仅桩长减短,而且桩身应力降低。     

高速铁路软土路基沉降计算方法探讨

根据某高速铁路试验段搅拌桩复合地基和真空预压软土地基路堤,在预压期及轨道结构荷载作用下的实测沉降数据,探讨了路堤荷载的实用简化方法、预压荷载及轨道结构荷载作用下复合地基下卧层不同沉降计算方法以及真空预压地基再加载条件下模量的取值范围。分析结果表明:路堤荷载按高度进行等效,与实际情况更接近;利用实测数据反算了真空预压处理过的软土地基再加载条件下,沉降计算中模量的取值为原压缩模量的2.5~3.2倍;在预压荷载作用下采用Boussinesq法计算的下卧层沉降较采用应力扩散角法计算的下卧层沉降小,采用后者计算的复合地基总沉降与实测数据更接近;在计算轨道结构荷载引起的沉降时,分别采用附加应力从路基面和地基面扩散两种方式进行计算时,所得结果差异较大,前者的计算结果与实测沉降更接近。     

双向增强体复合地基工作性状的时效性研究

为了揭示双向增强体复合地基的工作性状随时间的变化规律,采用数值模拟方法对其四种典型情况下的工作性状的时效性开展研究(1.桩端穿透软土层,瞬时加载;2.桩端穿透软土层,分步加载;3.桩端未穿透软土层,瞬时加载;4.桩端未穿透软土层,分步加载)。探讨四种情况下软土地基中超静孔隙水压力的分布规律和消散特性,分析了填土的最大水平位移、沉降和差异沉降及桩体中性点位置的变化特性,以及筋材拉力、桩体轴力和桩体荷载分担比随时间的变化规律。研究结果表明,加载方案和桩体的受力型式对双向增强体复合地基工作性状的时效性有显著的影响。瞬时加载方案产生的最大超静孔隙水压力远大于分步加载方案的结果;相同的加载方案下,桩端穿透软土层时,软基中的最大超静孔隙水压力远小于未穿透软土层情况。分步加载方案的固结时间小于瞬时加载方案的固结时间,桩端穿透软土层时的固结时间远小于未穿透软土层时的固结时间。     

桩承地基处理大面积软基的现场测试及分析

为了解桩承地基的工作机理,对深圳机场停机坪大面积桩承地基处理区域的桩顶沉降、桩间土沉降以及孔隙水压力进行现场测试,并对测试结果进行详细的分析和比较。结果表明:桩承地基能够有效地减小地基总沉降和桩土沉降差,桩土沉降差在19～25 mm;路堤填土中存在明显的土拱效应,土拱高度集中在0.83～1.04倍桩净间距,平均为0.94的桩净间距;桩土沉降差与土拱效应发挥程度密切相关,桩土沉降差是产生土拱效应的前提条件。     

珠江三角洲一高速公路软基处理实例分析

针对珠江三角洲一高速公路穿越厚度不均匀的深厚软基,开始采用砂桩结合砂垫层、土工格栅处治,由于填土速度过快及砂桩本身的特点,路基填土出现开裂;后采用卸除填土,并利用预应力混凝土管桩结合钢塑格栅进行处治。通过对整个过程的沉降、侧向位移、孔隙水压力等现场观测数据进行分析,得出在厚度不均匀的深厚软基路段不宜采用无抗剪强度的砂桩处理,宜采用具有一定抗剪强度的处治措施,且加载过程应该采用“薄层轮加法”填筑,确保地基的稳定性。     

粉喷桩加固软土路基筑堤试验原位观测

对萧线增建二线软土路基三种粉喷桩的加固方案进行了沉降，侧向位移，桩土应力比等分析，得出粉喷短桩方案的最优结论。     

塑料套管混凝土桩承载试验及沉降计算方法研究

塑料套管混凝土桩(TC桩)是由预先打设在地基中的塑料套管内浇注混凝土组成的,适用于软土地基处理工程中,具有承载力高、施工速度快和成桩质量可靠等优点。通过TC桩承载力的模型和现场试验,研究了TC桩的工作性状,并考虑到路堤柔性荷载下刚性桩复合地基桩土存在沉降差,分别采用Mindlin应力解计算塑料套管桩群在复合地基中产生的附加应力,采用Boussinesq解计算地基土荷载产生的附加应力,叠加塑料套管桩群桩和地基土产生的附加应力,采用分层总和法计算复合地基沉降量。研究结果表明:TC桩承载力具有明显的时效性,其不同间歇期的承载特性有显著差别;所建立的TC桩沉降计算方法的计算值与实测值相一致。     

大直径钻孔灌注桩负摩阻力试验研究

 针对大面积堆载情况下,周边土体的沉降使桩基产生负摩阻力从而导致桩基承载力特性变化的问题,以宁海电厂工程2组冲孔灌注桩的现场负摩阻力试验为例进行讨论。通过对原位试验结果的全面分析,探讨桩周土体固结沉降对桩身所受下拉荷载和中性点位置的影响。根据实测桩土沉降曲线确定的中性点与根据桩身轴力沿深度变化曲线确定的中性点位置大体相一致,位于可压缩土层下部,桩身最大轴力随固结时间而增大,中性点位置也随时间略有上移;分析桩侧摩阻力系数的大致范围以及施工工艺对负摩阻力的影响,现场试验得到的桩侧摩阻力系数为0.3～0.4,由于桩基施工的影响导致该值与规范相比略大,工程中应充分考虑成桩工艺对负摩阻力的影响;指出负摩阻力桩基的设计分析中沉降计算至关重要。得出的结论可指导同类工程的设计和施工。     

长短桩组合路堤桩荷载分担规律离心模型试验与数值模拟

采用离心模型试验和三维有限元法,探讨路堤荷载下长短桩组合路堤桩的荷载分担规律。共进行4组离心模型试验,得到不同桩长比时长桩和短桩的桩土应力比随分级加载过程的变化曲线,以及相应的长桩和短桩桩身轴力的传递规律。基于离心模型试验的基本参数建立三维有限元模型,采用Gibson地基模拟离心场中软土地基强度沿深度方向逐渐增大的特性。计算结果与离心模型测试结果的对比验证模型建立的合理性;并且进一步研究长短桩组合路堤桩应用于存在持力层时的层状地基中的桩土荷载分担规律。研究结果表明:随着荷载的增加,长桩分担的荷载逐渐增大,而短桩和桩间土分担的荷载逐渐减小,且都趋于稳定值;桩长比越大,长桩分担的荷载越大;存在持力层时的层状地基更有利于长短桩组合路堤桩加固效果的发挥。