水泥土搅拌桩复合地基承载力的确定

在水泥土搅拌桩复合地基设计中,复合地基承载力是最重要的设计依据。本文通过对多个搅拌桩工程的单桩和复合地基载荷试验结果进行分析,发现工程中的水泥土单桩的实际承载力一般难以达到设计或理论计算值。在此基础上,对工程中如何确定水泥土搅拌桩复合地基承载力特征值提出了一些合理化建议。     

水泥土搅拌桩复合地基的试验和数值模拟分析

水泥土搅拌桩处理软土地基可以提高地基承载力并减小沉降量。针对珠海地区的淤泥质土,进行了4种垫层厚度的水泥土搅拌桩复合地基现场静载荷试验,并在现场试验的基础上采用FLAC3D对水泥土搅拌桩复合地基进行了数值模拟分析。将数值模拟得到的4种垫层厚度复合地基的沉降曲线与现场试验的沉降曲线进行了比较,两者基本吻合。采用此模型计算了不同桩径和桩距复合地基的承载力和沉降量,研究了桩径、桩距的改变对复合地基承载力和沉降量的影响,并对改变桩径和桩距两种方案进行了比较,为水泥土搅拌桩复合地基的设计提供了参考。     

水泥土搅拌桩复合地基载荷试验数值分析

水泥土搅拌桩在高速公路的软基处理中得到了广泛应用,但是对水泥土搅拌桩地基深层桩土应力比和变形未能有深入的认识.笔者应用弹性层状体系和Mindlin附加应力联合求解的方法,对水泥土搅拌桩复合地基载荷试验进行数值分析计算,总结了水泥土搅拌桩复合地基深层桩土应力比的变化规律,讨论了水泥土搅拌桩复合地基深层桩土变形协调问题.     

利用载荷试验研究水泥土搅拌桩的有效桩长

本文根据某高速公路软基处理中不同桩长的水泥土搅拌桩单桩载荷试验结果,探讨了复合地基中水泥土搅拌桩的有效桩长。研究结果表明:水泥土搅拌桩的有效桩长与地基条件和桩身强度直接相关,在设计中考虑有效桩长有其必要性。最后,作者对有效桩长的确定方法提出了建议。     

钉形水泥土双向搅拌桩加固软土地基的效果分析

针对水泥土搅拌桩应用中存在的问题,介绍了最新研制的钉形水泥土双向搅拌桩及其施工工艺。施工质量检验表明,钉形水泥土双向搅拌桩桩体质量好于常规水泥土搅拌桩,钉形水泥土双向搅拌桩单桩及复合地基承载力分别较常规水泥土搅拌桩的单桩及复合地基承载力有较大提高。通过对试验段的观测成果分析,论证了钉形水泥土双向搅拌桩加固软土地基优越的工程特性。     

水泥搅拌桩复合地基承载力研究

根据室内模型试验和现场载荷试验,对水泥搅拌桩复合地基承载力的确定进行了分析,证明从提高承载力角度来说,过分增加桩长是无意义的,桩长主要是用来控制变形。对水泥搅拌桩复合地基承载力的确定和优化设计提出了建议。     

夯实水泥土桩复合地基有效桩长与桩身强度关系试验研究

通过室内模型试验,实测得到水泥土材料的破坏形式、夯实水泥土桩复合地基桩土荷载分担比、桩土应力比、桩间土深层变形等承载及变形性状。给出了文中试验条件下,给定桩身强度的夯实水泥土桩复合地基的有效桩长或有效复合土层厚度,认为设计夯实水泥土桩复合地基时,应考虑桩身强度对承载力的影响桩体,设计应以桩身强度控制,使由桩身强度确定的单桩承载力大于（或等于）由桩周土和桩端土的抗力所提供的单桩承载力。     

邯郸东部工程地质特征及地基处理方案研究

在工程实践基础上,对邯郸东部地基处理方法的设计,施工工艺、质量控制及施工效果进行了分析和比较,在经济技术分析和环保分析基础上,确定了本区地基处理方案的选择原则。提出了当设计地基承载力特征值大于或等于200kPa时,应采用CFG桩法进行地基处理;当设计地基承载力特征值小于200kPa时,东区应采用水泥土搅拌桩（干法）复合地基,西区应采用夯实水泥土桩法复合地基或水泥土搅拌桩（湿法）复合地基,北区和南区应采用水泥土搅拌桩复合地基。     

水泥土搅拌桩复合地基承载力公式中折减系数取值的分析

水泥土搅拌桩复合地基承载力设计公式中的桩间土承载力折减系数 值需根据经验确定,且取值范围较大。因此,要准确计算出复合地基承载力有一定难度。本文根据桩土共同作用机理,探讨了折减系数 的各种影响因素。在比较研究了一些典型工程静载试验的实测资料之后,对系数 的取值作了具体分析并给出了合理的建议值。     

垫层对水泥土搅拌桩复合地基沉降的影响研究

根据静载荷试验和数值模拟的结果,研究垫层厚度对水泥土搅拌桩复合地基沉降的影响规律。针对珠海地区广泛存在的淤泥质土,进行了天然地基和4种垫层厚度的水泥土搅拌桩复合地基现场静载荷试验。在地基中预埋沉降管和沉降磁环,利用带刻度的探头感应加载过程中沉降磁环位置的变化,获取地基的分层沉降量,据此分析复合地基的沉降规律。在现场试验的基础上,对水泥土搅拌桩4桩复合地基进行了数值分析,将数值计算得到的不同垫层厚度复合地基中桩、土的分层沉降进行比较,结果表明垫层的设置减小了桩的沉降量,但过厚的垫层不能够有效地提高复合地基的承载力,反而会增大沉降。建议对褥垫层厚度的选取,除了要综合承载力和沉降两方面因素之外,还要考虑实际的地质条件。垫层厚度可取20～40 cm,当淤泥层位于桩身中部以下取高值,位于桩身中上部取低值。     

素混凝土劲性水泥土复合桩承载机理分析

在软基中先施打半刚性水泥土类桩（M桩）,水泥未硬凝时再施打劲性桩,形成素混凝土劲性水泥土复合桩（MC桩）。结合工程实例,根据现场静载试验、应力监测及ABAQUS有限元计算结果,研究了素混凝土劲性水泥土复合桩的受力性状,分析总结了素混凝土劲性复合桩的承载机理。通过与常规劲性桩的比较表明：（1）素混凝土劲性水泥土复合桩呈现复合地基性状;（2）素混凝土桩身应力集中显著,沿深度急剧减小,至桩端接近为“0”,通过劲芯传递到侧壁和桩端的水泥土体中,增大了荷载作用于水泥土体的面积,使复合桩全长范围内的侧阻力和端阻力得到充分发挥;（3）素混凝土桩芯比常规劲性桩更能与水泥土协调匹配,不会刺入水泥土外芯的底端。     

循环荷载作用下水泥土桩复合地基模型试验研究

设计并完成了循环荷载作用下水泥土桩复合地基的模型试验。对水泥土桩复合地基的竖向附加应力、桩土应力比、孔隙水压力及沉降等问题进行了研究讨论。结果表明,（1）水泥土桩加固饱和软基后发生了应力重分布;（2）循环荷载作用下复合地基桩土应力比受加荷周数、循环应力比和置换率等因素的影响较显著;（3）水泥土桩加固饱和软基降低了孔压值,减小了由于孔隙水压力的消散而产生的工后沉降;（4）水泥土桩复合地基在循环荷载作用下桩顶和桩间土变形并不协调,桩顶永久沉降小于桩间土永久沉降,且加荷周数越大这种趋势越显著。     

考虑土的非线性的水泥土桩复合地基特性分析

以水泥土桩单桩复合地基静载荷试验为原型,采用上海典型粘土层的非线性本构模型,以三维有限元对水泥土桩复合地基中的桩身应力、桩间土应力、位移特性进行计算分析,取得了一些用实测手段难以得到的结果,并将部分计算结果与实测资料进行对比分析。     

循环荷载作用下水泥土桩复合地基变形性状分析

采用自行研制的油压式循环加载设备,对水泥土桩复合地基在循环荷载作用下的竖向变形进行了大比尺的模型试验。试验结果表明,在循环荷载作用下复合地基同样存在临界循环应力比,其值大于单纯饱和软基的临界循环应力比,而且受水泥掺入比的影响不显著。另外,在循环荷载作用下循环应力比和加荷周数对复合地基竖向变形有显著的影响。     

深厚软土中长短桩复合地基试验

为了研究水泥土长短桩复合地基在深厚软土的加固效果及其承载特性,实测了长桩、短桩和桩间土顶面应力,探讨了这种复合地基桩土应力比及其变化规律。研究表明,长桩和短桩桩土应力比均表现为先增大,后减小,再趋于稳定的趋势,并在临界荷载P_c前后,复合地基主次桩顺序发生变化。得出考虑荷载水平的水泥土长短桩复合地基承载力计算公式及桩土承载力发挥系数取值方法。结果表明:β取值范围在0.778~0.838,β₂的取值范围为0.945~0.971,并且建议取s/b比值为0.001 48~0.002 04对应的承载力为长短桩复合地基承载力特征值。      

Thermo-mechanical behavior of energy piles in high plasticity clays

Energy piles make use of constant and moderate ground temperature for efficient thermal control of buildings. However, this use introduces new engineering challenges because the changes of temperature in the foundation pile and ground induce additional deformations and forces in the foundation element and coupled thermo-hydro-mechanical phenomena in the soil. Several published full-scale tests investigated this aspect of energy piles and showed thermally induced deformation and forces in the foundation element. In parallel, significant progress has been made in the understanding of thermal properties of soils and on the effect of cyclic thermal load on ground and foundation behavior. However, the effect of temperature on the creep rate of energy piles has received practically no attention in the past. This paper reports the experimental results of an in situ tension thermo-mechanical test on an energy pile performed in a very stiff high plasticity clay. During the in situ test, the pile was subjected to thermal loading by circulating hot water in fitted pipes, simulating a thermal load in a cooling-dominated climate, at different levels of mechanical loading. The axial strain and temperature in the pile, and the load–displacement of the pile were monitored during the tension test at different locations along the center of the pile and at the pile head, respectively. The data showed that as the temperature increases, the observed creep rate of the energy pile in this high plasticity clay also increases, which will lead to additional time-dependent displacement of the foundation over the life time of the structure. It was also found that the use of geothermal piles causes practically insignificant thermally induced deformation and loads in the pile itself.     

刚-柔性桩复合地基中刚性桩和自由状态下刚性桩性能比较

刚-柔性桩复合地基中刚性桩的荷载传递规律及变形性状明显不同于自由状态下的单桩,由于复合地基中刚性桩、柔性桩、土的互相作用,桩的工作性状要复杂得多。为了比较两者的承载变形特性,在温州地区进行同根桩在不同状态下静荷载对比试验,在静荷载试验过程中同步检测桩身应力情况,结合测试数据对桩沉降特性、荷载传递机理、压缩量特性进行了分析,分析结果对工程设计施工有一定的借鉴价值。     

考虑桩端刺入沉降的桩土自平衡式复合地基设计

复合地基的本质是增强体与地基土通过变形协调共同承担上覆荷载。褥垫层的设置起到了协调桩土变形的作用,但褥垫层工作性状及变形特性尚不明确,其厚度设计仍然参考规范依靠经验判断,往往不能充分发挥地基土的承载作用。目前复合地基设计通常采用褥垫层调节桩土变形,而忽略了桩端刺入沉降协调桩土变形来发挥地基土的承载作用,为了利用桩端刺入沉降协调桩土变形,充分发挥桩间土承载的作用,减薄褥垫层或不设褥垫层并减小设计桩长,以期降低地基处理费用,实现桩土共同承担荷载的目的,建立了通过控制桩端刺入沉降协调桩土变形的自平衡式复合地基设计方法。通过与褥垫层方法对比以及工程实例计算,结果表明,该方法可更好地发挥桩土承载作用,为复合地基优化设计提供参考。