碴土桩在黄土,杂填土及饱和软土地基中的应用

本文介绍了某工程采用碴土桩处理松散杂填上、Ｉ级非自重湿陷性典土及饱和软土设计、施工与检测结果,通过三种不同桩间距的对比试验,探讨了地基加固效果,从而分析桩间距与承载力关系。文中最后对在复合地基上所做的大小压板试验进行了对比,表明用小压板试验推算大压板复合地基承载力是可靠的,可取代大压板试验。     

某砂土液化地基处理中二元桩复合地基的设计及应用

北京市通州区某场地地基土层基本不满足建筑要求.鉴于场地土具有承载力低和中等液化性,利用了二元桩复合地基进行地基加固,其中振动沉管碎石桩用于处理液化问题,而夯实水泥土桩则用于提高低地基土承载力.具体设计时,通过优化设计参数确保了施工进行.经施工检测,用该方法处理的地基均达到结构设计要求.     

大型石化地基振冲碎石桩处理现场试验研究

针对大型炼厂工程地基处理的复杂性,开展了振冲碎石桩的现场试验。利用静力触探试验检测桩体密实度和判别饱和砂土液化。基于旁压试验、标准贯入试验和重型动力触探试验结果,分析了施工前后地基承载力和土体工程特性变化情况。以单桩和复合地基载荷试验结果验证了桩间土、单桩及复合地基的承载性能。研究结果表明,振冲碎石桩对桩长范围的砂土具有明显的挤密效应,工程特性和场地的均匀性在处理后有了明显改善和提高,有效地消除了桩长范围内砂土的液化可能性。静载荷试验结果表明,振冲碎石桩复合地基承载力能达到设计要求;振冲碎石桩对砂土层下卧黏性土层的加固作用不明显,部分深度范围内土体强度降低;当地面以下10 m内不存在厚度大于5 m的软土夹层时,较薄的软土夹层状对挤密加固其余深度的砂土未产生明显影响,对地基承载力影响亦较小。     

水泥粉体深层喷射搅拌桩复合地基处理及其效果

水泥粉体深层喷射搅拌桩与干振碎石桩,干振灰土等一样,也是处理松软地基土的一种有效方法。但与干振碎石桩等其他挤密型复合地基处理方法不同,水泥粉体深层喷射搅拌桩属于摩擦桩型。由于天然地基土对桩体的侧摩擦力和端阻力的共同作用,使复合地基的承载力大幅度提高。然而人们普遍认为,水泥粉体深层喷射搅拌桩法复合地基处理不能解决场地土的液化问题。本文通过工程实例和瑞雷波检测结果,证实了该方法处理的复合地基,除了承协     

振冲碎石桩处理软土地基效果分析

振冲碎石桩在工程上应用广泛,各种问题都得到了不同深度的研究。本文通过对振冲碎石桩处理软土地基,结合超重型动力触探、重型动力触探的试验结果,取得参数,验证振冲碎石桩处理软基后具有提高了复合地基地基承载力、变形模量和减少沉降的作用。工程实践表明:该方法处理软基经济合理,便于施工,完全满足设计的要求,可以广泛推广使用。     

利用正交试验分析进行CFG桩复合地基优化设计

通过对CFG桩复合地基的主要设计参数 (桩径、桩长及桩间距 )的正交试验计算 ,分析了其主要设计参数对地基处理效果的显著性影响水平 ,提出了CFG桩复合地基优化设计的可靠方法     

大功率振动水冲碎石桩在超大储油罐软土地基中的应用

大功率振冲法可增加碎石桩直径、桩长等,有效提高复合地基承载力,在软地基处理方面具有较好的应用前景,施工中确保加密电流、留振时间和加密段长度是保证大功率振动水冲碎石桩质量的关键。以中国北方港曹妃甸原油码头储油罐桩基工程为实例,对大功率振动水冲碎石桩在超大储油罐软土地基中的应用进行了探讨。     

HGP桩在地基处理中的应用

通过工程实例,介绍HGP桩复合地基的设计计算及施工工艺,根据现场检测结果,说明采用HGP桩能有效提高地基强度、控制地基变形,而且HGP桩具有施工机具简单、可操作性强、造价低、不受场地条件限制等优点。HGP桩在地基处理中具有很好的推广应用价值。     

刚性桩复合地基抗震性能的振动台试验研究

为研究刚性桩复合地基的抗震性能,设计并完成了刚性桩复合地基1:10比尺的振动台试验。试验采用柔性容器这一较新的技术较好地模拟了地基在地震作用下的振动变形。此外,为解决模型与原型难以较好相似的问题,模型中尝试采用了在基础底板施加竖向力、在结构上附加阻尼器等措施。通过大量激振试验,对刚性桩复合地基的地震反应性态、柔性容器的效果等问题进行了研究。结果表明,柔性容器能够较好地解决模型试验的边界问题,刚性桩复合地基具有良好的抗震性能,桩身应变在地震作用下均未达到极限值,上部结构特性对桩身变形有一定影响,振动使土体对基础的约束减弱,但对桩的约束增强。     

路堤荷载下碎石桩处理软基沉降计算

以沉降控制为目的的碎石桩复合地基,其沉降计算在设计、施工中具有重要地位。本文基于典型的桩土单元体模型,建立了复合地基体积压缩系数与复合地基弹性模量的关系,考虑施工中的时间因素及相应的固结度对沉降的影响,提出相应的沉降计算公式,并结合四川省遂-资高速公路软基变形监测的数据进一步验证其可行性。研究表明本算法计算值比实测沉降约大10% ～20%。填筑过程中,计算沉降历时曲线与实测曲线拟合较好,更接近实测值;在此基础上,初步探讨了影响路堤荷载下碎石桩处理软基沉降变化的因素,得出桩径、桩间距对其影响较为明显。同时结合本例,建议布桩时桩间距与桩径比值最好控制在2～4之间。     

砂土中群桩的压拔加载试验研究

进行砂土的单桩和2×2群桩的压、拔试验,测定桩身轴力、桩顶荷载、位移以及桩端阻力。试验研究结果表明,群桩的抗压群桩效应系数 >1,最优桩间距为4D(D为直径),对应的 约为1.2;桩端阻力群桩效应系数 大于桩侧摩阻力群桩效应系数 ,其最优桩间距为5D,对应的 值约为1.3;桩侧摩阻力群桩效应系数在3D时约为1.2,但随桩间距的增大而减小。与前人理论分析的结果不同,由于砂土的挤密效应,试验测得抗拔群桩效应系数也大于1,最优桩间距在4D～5D之间,系数约为1.2。桩间距为7D时压、拔群桩效应系数均趋近于1,可基本忽略群桩效应。     

Experimental investigation of the behavior of pile groups in sand under different loading rates

The behavior of pile groups in sand under different loading rates is investigated. A total of 60 tests were conducted in the laboratory using model steel piles embedded in a medium dense sand. The model piles have an outside diameter of 25 mm and embedment length of 500 mm. Five different configurations of pile groups (2 × 1, 3 × 1, 2 × 2, 2 × 3, 3 × 3) with center to center spacing between the piles of 3d, 6d and 9d (d is the pile diameter) were tested. The piles were subjected to axial compressive loads under four different loading rates: 1.0, 0.5, 0.1 and 0.05 mm/min. Test results indicated that the axial compressive capacity of pile group increases with the loading rate such that the pile capacity versus logarithm of loading rate data plot approximately along a straight line. The slope of this line increases as the number of piles in a group increases and it decreases by increasing the spacing between piles in a group.     

覆水砂土场地中桥梁群桩基础地震响应离心试验研究

为探究覆水饱和砂土场地中土-群桩基础-桥梁结构体系动力相互作用规律,自主设计并制作了直（斜）群桩基础-桥梁结构物理相似模型,开展了不同地震动强度和不同特性地震波输入下的离心机振动台试验,分析了群桩基础-桥梁结构动力特性指标,探究了覆水饱和砂土地基超孔隙水压力发展规律和桩-土相互作用动力响应特性。研究结果表明：覆水的存在对地基土-桥梁结构体系的基本周期和阻尼影响很小,但会导致直群桩基础桥梁结构的振动幅值增加20%,而斜群桩基础桥梁结构的振动幅值降低10%;斜群桩基础模型阻尼比是直群桩基础模型的2倍。上覆水导致饱和砂土地基由受低频振动液化深度更大变为受高频振动地基液化深度更大,同时导致小震作用下促进超孔隙水压力发展,而大震作用下则反之。上覆水会增大桥梁上部结构的动力响应和桩身弯矩。上述研究结果可为覆水场地中桥梁工程抗震设计提供关键参考依据。     

厚垫层-砂桩复合地基现场试验研究

以瓯江北口大桥南锚碇巨型沉井场地地基处理为科研背景,研究厚垫层-砂桩复合地基的适用性及其承载力的影响因素,针对不同的垫层材料、垫层厚度和砂桩间距共进行了9组静载试验。为得到砂桩施工对周围已完成砂桩的影响程度,还进行了砂桩施工相互影响试验。试验结果表明：厚垫层-砂桩加固软土地基效果非常好,是大型沉井地基处理较为理想的方式;垫层含水率、垫层材料和垫层厚度对其承载力的影响程度均大于砂桩间距;砂桩施工过程对周围已完成砂桩的影响和对周围土体的影响具有很大差别,利用传统沉桩挤土理论分析砂桩施工对周围已完成砂桩的影响将产生较大偏差;砂桩施工对周围已完成砂桩会产生较大影响,最大影响范围主要集中在地表以下1/3桩长范围内,影响程度与土层的种类和性质有密切关系,土性越好,影响程度越小;可利用增大砂桩间距和已有砂桩的阻隔效应减小影响程度。     

砂土中开口管桩沉桩过程的颗粒流模拟研究

基于颗粒流理论,采用PFC2D程序,模拟再现不同型号开口管桩在沉桩过程中土塞的形成演化规律、土颗粒细观结构变化以及桩周土应力场分布情况,并通过分析土体细观变化模式揭示沉桩过程中宏观力学响应的内在机制。计算结果表明,管桩直径对土塞效应影响很大,外径为30 mm的开口管桩,沉桩过程中土塞增量填充率（IFR）值较小,土塞效应明显,土塞高度小,类似闭口桩;随着管桩直径的增大,土塞效应迅速减小,大直径管桩在砂土中沉桩全部闭塞的可能性很小。细观因素（孔隙率和滑动比例）与土体宏观位移表现之间存在着明显的相互对应关系,并依此将桩周土划分3个区域。桩周土体水平应力、竖向应力和剪应力都在桩底附近形成“应力核”,不同型号管桩桩周土应力场分布相近。     

水泥胶结钙质砂地层中单桩竖向承载特性试验研究

钙质砂属于岩土工程中一种特殊的岩土材料,除具有颗粒形状不规则、易破碎等特征,还具有胶结性。针对钙质砂具有胶结性的地质现状,通过室内模型试验研究了胶结钙质砂地层中钢管桩的承载能力、沉降情况及其影响因素,同时与未胶结钙质砂中的桩基承载特性进行了对比。研究结果表明：与未胶结钙质砂中的钢管桩相比,胶结钙质砂的相对密实度对桩基承载力影响程度明显减弱,桩的承载形式依然表现为端承桩,随着钙质砂胶结程度的提升,桩端阻力承载占比越来越高;胶结程度较高的钙质砂地层中桩身侧摩阻力发挥存在异步过程,这是因为桩基沉降时桩身下部破坏砂层形成了更为紧密的新接触面,该接触面对桩身的径向膨胀更为敏感;胶结钙质砂中桩基 q_s-S_u 线没有出现明显的硬化阶段,与未胶结钙质砂地层中桩基的 q_s-S_u多段折线变化规律不同,胶结钙质砂地层中桩基的 q_s-S_u曲线更为接近双曲线线型。     

砂土地层圆形深基坑三维分析与测斜仪测量

介绍了铁皮坑开挖中测斜仪监测和三维有限元反分析的结果。所研究的铁皮坑为深度27 m、总直径26 m的圆形深基坑,最终开挖面以上土层以砂土为主。每个开挖阶段采用腰梁加固的咬合桩作为挡土墙对基坑进行支护。采用硬化土模型作为土体本构模型,反分析结果表明,桩墙位移的趋势与测斜仪测量的结果接近,最大位移为5.1mm。案例中胶结土的有效黏聚力c′取决于胶结砂层的厚度,约为50～200kPa。NSPT为标准贯入试验中分离式取样器打入土体30cm的锤击数。模拟结果表明,砂土模量约为1 400NSPT～2 000NSPT（单位：k Pa）,而对于胶结砂,其模量为7 000NSPT。还研究了腰梁和外部荷载对咬合桩变形和受力的影响。结果表明,外部荷载对桩墙位移具有主导作用;同时,腰梁对减少桩墙位移没有明显作用。     

周期分布桩体对平面SH波隔振效应的解析求解

将排桩对平面SH波的隔振简化为弹性波散射的二维平面问题,基于全空间中无限周期结构的周期特性,给出了一种求解无限周期分布桩体对平面SH波隔振效应的解析方法。该方法采用波函数展开法并结合Graf加法定理,利用全空间中相邻周期单元的散射波场在频域内相差一个相位的特性,仅选取一个周期单元,将入射波场和所有散射波场的贡献叠加后,根据边界条件求解待定系数,从而求得整个散射波场。该解析解能够精确求解无限周期分布桩体的散射问题,分析周期分布桩体数量较多时的隔振规律,弥补了以往理论分析中桩体个数较多时难以求解的不足。重点讨论了桩体个数、桩体刚度、桩体间距和桩体类型等因素对隔振效果的影响,结果表明：（1）该方法显著降低了求解大量桩体问题时的存储量和计算量,有限周期模型计算结果随桩体个数增多收敛于无限周期模型,反映了该方法的正确性;（2）整体上桩体刚度增大有利于提高隔振效果,但桩体刚度对隔振效果的提升有限,桩体剪切波速为土体5倍时已具有足够的隔振效果;（3）桩间距对隔振效果有着直接影响,间距越小则低频禁带宽度越大;（4）桩体类型对隔振效果有着显著影响,实心桩有着良好的隔振效果,而具有柔性内填充的管桩在低频段有着更佳的隔振效果。     

沙漠地区砂层预处理对钢筋混凝土灌注桩承载力的影响

通过现场在天然状态下和经过振冲密实砂桩处理后的两个区域进行的单桩竖向静载荷试验和桩身应力测试,确定了不同区域的单桩竖向抗压极限承载力,并对天然和经挤密砂桩处理两种不同状态下的桩身侧阻力及桩端阻力进行了对比分析,得出在沙漠地区,经过振冲密实砂桩处理后,钢筋混凝土灌注桩的桩身侧阻力及桩端阻力会有较大地提高,设计上可以通过减短桩长来大大节约此类项目在地基基础上的资金。     

排桩对柱面SH波散射问题研究：解析求解

采用波函数展开法结合Graf加法定理,利用桩体与土体之间的位移和应力连续边界条件,给出了全空间单排桩对柱面SH波散射解析解,并采用傅里叶逆变换,求得时域结果。该方法考虑了入射波曲率的影响,在频域内分析了柱面SH波入射时排桩散射的频谱规律,给出了时域排桩柱面SH波散射位移云图,讨论了桩数与桩间距对柱面SH波入射时排桩散射的影响。研究表明：在振源距排桩较近（d/a=10）时,低频段（η=0~1.0）排桩对柱面SH波的隔离作用显著;振源距排桩较远时,各频段排桩对柱面SH波的隔离作用均较为显著。桩间距固定时,增加桩数,排桩后方首次出现的最大位移响应相应减小,排桩散射的影响范围随之增大;对柱面SH波进行阻隔时,为提高阻隔效率的同时节约成本,不仅需要考虑桩数,还应考虑波源与桩体、桩间空隙相对位置的影响;排桩分布宽度固定时,由于入射波曲率对排桩散射的影响,减小桩间距,排桩后方首次出现的最大位移响应有可能会出现放大的情况,故应采用合理的桩间距对柱面SH波进行阻隔。