高速公路CFG桩复合地基褥垫层作用机理研究

CFG桩 (cement fly-ash gravel pile) 复合地基的核心技术是设置褥垫层,而褥垫层设计的是否合理,对CFG桩复合地基的承载与变形特性都产生较大的影响。根据太沙基基本理论,详细地讨论了CFG桩复合地基褥垫层作用机理,并推导出CFG桩复合地基最佳桩间距、合理褥垫层厚度、桩土应力比、实际置换率的解析表达式。计算结果与工程实例对比表明了该解答的可行性,能够为CFG桩复合地基的优化设计提供帮助与指导。     

不同厚度褥垫层刚性桩复合地基工作特性研究

对刚性桩复合地基褥垫层的工作机理进行了分析。并据此设计了桩竖向刚度很大的刚性桩复合地基模型试验。进行了桩顶进入不同厚度褥垫层的复合地基试验,研究了刚性桩复合地基褥垫层在竖直荷载作用下的工作性状。结果表明：竖向刚度很大的桩即使在100 mm厚褥垫层情况下也很难充分发挥其承载力,桩顶下设置一定厚度的褥垫层有助于提高桩的荷载分担比,减小刺入量。     

CFG桩复合地基褥垫层的试验研究和有限元分析

针对CFG桩复合地基褥垫层效应问题,通过12根桩的单桩复合地基载荷试验,研究了不同厚度、不同材料的褥垫层对桩土应力比的影响。试验结果表明,褥垫层的厚度和刚度对CFG桩复合地基的桩土应力比均有影响,褥垫层过薄及过厚将使桩的承载力得不到有效发挥。利用有限元软件包ANSYS,建立了单桩复合地基有限元模型,分析了褥垫层厚度和变形模量对桩土应力比的影响,经与试验数据进行分析比较,得出了与试验结果相一致的结论。通过有限元分析结果与试验结果的对比分析,确定了CFG桩复合地基褥垫层的选用原则,从而为复合地基设计中褥垫层的设计提供了依据。     

变荷载下不排水桩复合地基桩间土和下卧层土固结分析

基于悬浮不排水桩复合地基超静孔隙水压力解答,建立了变荷载条件下复合地基桩间土和下卧层土平均固结度的解析解。通过与有限元解答的对比,证明了解析解的正确性和有效性。利用解析解对桩间土和下卧层土的固结性状进行了分析。研究发现,桩间土的固结速率远大于下卧层土,并随置换率和桩土模量比的增加而增大。在工程设计采用的置换率范围内,桩的贯入比较小时,下卧层土的固结速率受置换率和桩土模量比的影响很小;桩的贯入比较大时,下卧层土的固结速率随置换率和桩土模量比的增加而增大。桩间土和下卧层土的固结存在临界置换率和临界桩土模量比,超过临界值后,桩间土和下卧层土的固结速率不随桩土模量比和置换率的增加而增大。桩间土和下卧层土的固结速率随加荷速率的增加而增大。     

开挖卸荷对既有群桩竖向承载性状的影响分析

既有建筑下增层开挖对已有桩基础的影响不同于基坑开挖对坑内桩基的影响。基于工程实例验证的有限元参数,用硬化土弹塑性模型模拟土体,用接触面单元模拟桩土相互作用,建立了桩筏基础-地基-增层开挖三维有限元模型,对增层开挖后群桩基础的竖向承载性状进行研究。分析了桩顶刚度、桩身轴力、桩侧摩阻力、桩端阻比以及土体回弹的变化规律,并研究了不同桩端土体刚度和增层开挖深度对这些参数的影响。结果表明,增层开挖后群桩中不同基桩表现出不同的承载性状,增大桩端土体刚度可明显提高单桩承载力和端阻比临界值;随着增层开挖深度的增加,侧阻和端阻的发挥程度也随之提高。研究结果有望为地下室增层开挖施工中的结构托换变形控制和补桩设计提供依据。     

粉质粘土中的桩承载性能分析

应用桩静载荷试验和数学分析的方法,对粉质粘土层中的桩的承载性能进行分析研究。结果显示,粉质粘土层中的桩的侧摩阻力标准值为37.6kPa,桩的端阻力标准值可达3.34M Pa,位于粉质粘土层中的桩端阻力占桩承载力的50%±,桩为端承摩擦桩,而非纯摩擦桩,且桩的承载力较高,沉降变形小,可以满足一般建筑物的荷载需求,设计时应充分挖掘该土层的潜力。     

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。     

试论桩侧向最大挤压力的黄金分割

根据桩侧孔隙水压力和挤压力曲线的分析研究,最大值正是硬层和断桩出现部位,约为桩入土深度乘以0.618之黄金分割处。据此,为打(压)桩施工地基侧向变形最大值发生深度的估算提供了一个简捷的方法。     

超高层建筑桩筏基础的桩顶反力计算研究

根据上海高88层、筏板厚度为4 m的金茂大厦和高101层、筏板厚度为4.5 m的上海环球金融中心桩筏基础的实测沉降资料,论证超高层建筑的桩筏基础为弹性体。对以上两幢超高层建筑和正在建造中的高121层、筏板厚度为6 m的上海中心大厦的桩筏基础,采用偏心受压公式和高层建筑与地基基础共同作用理论方法(混合法)进行详细对比计算,论证按弹性体计算桩顶反力的合理性,阐明《建筑桩基技术规范》(JGJ 94–2008)的3.1.8条的正确性和合理性。期望能够改变过去按偏心受压公式计算桩顶反力的传统观念,提高设计水平。     

北京第三系岩层工程地质特性与高层建筑基桩承载性状试验分析

在北京市区西部,厚层第四纪卵砾石沉积层以下普遍分布有第三系岩层,此类岩土层性质极易受环境影响,具有遇水软化特征明显,崩解且耐久性差,浸水饱和单轴抗压强度低等特点。该地区的M、G项目选取第三纪岩层作为桩端持力层,试验桩数据表明桩侧阻力只有部分发挥,桩端阻力未发挥,分析原因是岩石工程特性变化及桩端沉渣过厚;侧阻力与端阻力并非各自独立,由于孔底支承刚度而存在着相互影响机制。基于对第三系岩层工程特性研究及M、G项目试验桩检测数据的分析,丽泽SOHO最终选取厚层第四纪卵石层为桩端持力层;通过试验桩检测数据的分析,表明此区域选择第四系卵石层作为桩端持力层更能有效地发挥桩侧及桩端阻力,并且避免了桩基施工对第三系岩层的扰动。后期工程检验桩检测数据也进一步验证基桩设计方案的合理性。     

昆明古滇池湖积层与冲积层工程桩荷载传递特性研究

昆明市广泛分布第四系古滇池冲洪积层与湖积层,通过采用静载加压、桩身应力测试方法,以获取桩端承载力及桩侧摩阻力.单桩承载力(轴向压力)在桩顶呈现最大,一般为顶压力的60％～80％,随着深度增加,承载力(轴向压力)近似直线下降,到达桩底时轴向压力最小,最小值接近桩顶压力的1％.物理力学指标高的(岩)土层侧摩阻力特征值较大....     

刚性桩复合地基褥垫层设计厚度计算探讨

本文针对刚性桩复合地基的褥垫层合理厚度设计进行了探讨。根据目前刚性桩复合地基应力场研究成果,对应力场进行简化,利用桩、土变形协调条件推导考虑负摩阻力时褥垫层厚度;对褥垫层进行受力分析,利用受力平衡条件推导不考虑负摩阻力时的褥垫层厚度。进行结果比较,提出对刚性桩复合地基褥垫层合理厚度设计的建议,供设计参考。     

复合地基中褥垫作用机理研究

利用数值试验的方法, 系统研究了 4 种模量的代表性群桩复合地基( 极柔性桩、一般柔性桩、半刚性桩、刚性桩) 施加褥垫后的承载性状, 分析了褥垫在复合地基中的加固机理与作用。 提出利用褥垫层对复合地基承载力进行优化设计的基本方法与思路。     

上海软土地区打入桩基长期沉降性状研究

通过对上海25栋高层建筑打入桩基长期沉降观测资料的对比分析,研究压缩层的组成与桩周土特性对打入桩基长期沉降性状的影响,指出桩周浅部厚砂土层对打入桩基长期沉降性状的影响同压缩层有密切的关系。当压缩层以准砂土为主（准砂土比 ? > 75 %）时,桩周厚砂土层对降低桩基沉降及改善沉降性状有明显作用;当准砂土比? < 50 %（或可塑性黏土比?3 > 50 %）时,桩周厚砂土层的上述作用将消失。即使在桩周存在厚砂土层时,压缩层组成对桩基沉降性状的基本特征起主导作用仍然是具有普遍意义的概念。在浅部厚砂土层中得到的上述研究结果,实际上同挤土桩施工的复杂作用有关。     

水域工程钻孔桩施工常见问题及对策

通过工程实例(超厚抛石层、大口径嵌岩桩、多束嵌岩锚固桩、漏浆),介绍了水域工程钻孔桩施工常见问题以及注意事项,阐明了一些常见事故及处理措施.     

大功率振冲碎石桩处理液化地基应用研究

北京某地铁车辆段占地面积约20 hm^(2),场地20 m深度范围内的饱和粉细砂(2)5层为地震液化层,该液化层厚度约为5 m,液化等级为轻微—中等(局部为严重)。在轨道交通工程中首次应用大功率(100 kW)、疏排振冲碎石桩对液化地基进行处理,检测结果及施工实践表明,该方法既满足地基液化处理设计要求,同时也为后期灌注桩原位施工创造了条件。此外,该工程应用大功率振冲碎石桩与CFG桩组合地基处理方式解决了地基液化和轨道路基工后沉降问题。     

PLAXIS超高层桩筏基础设计与分析——以北京丽泽商务区某建筑为例

<正>该项目紧邻地铁14号线及16号线的丽泽商务区站,基础持力层为第四纪厚层卵石层,考虑到地铁联络线对工后沉降的要求,采用桩筏基础形式;基桩综合分析不同桩长、不同持力层的单桩承载变形性状,最终确定采用“短桩”“不入岩”方案;选择第四纪卵石层作为桩端持力层,避开第三系不利影响,充分发挥砂卵石层桩侧摩阻力。该项目作为丽泽商务区内“短桩”桩基方案的典型超高层案例,现场试验桩及工程检验桩数据分析以及基础沉降观测数据为此区域工程研究积累了重要资料。     

CFG桩垫层效应研究

利用载荷试验研究了CFG桩桩顶的中粗砂、砾砂、碎石褥垫层的桩土应力比.对褥垫层性质及厚度进行了讨论.并建议CFG桩的桩顶褥垫层采用10～20cm厚,碎石层为宜.     

考虑成层土路堤荷载下复合地基加固区沉降计算

考虑土的成层性,假定桩周成层土弹性模量的不同不影响桩中性点位置,应用弹性理论和桩土位移协调条件及边界条件,推导了路堤荷载下复合地基加固区桩及桩周土压缩量计算的解析式,同时得到了各层土范围内桩、桩周土竖向应力及桩侧剪应力的表达式,并利用有限元分析了桩周土弹性模量的变化对桩中性点位置的影响规律,验证了假定。结果表明:使用该计算方法分析路堤荷载下复合地基加固区内桩和桩周土的变形,计算结果与有限元及实测结果比较接近,满足工程计算精度要求,能为类似地基土成层分布工程沉降分析提供有益参考。     

刚性承台下考虑有效桩长的柔性桩复合地基沉降计算方法研究

试验研究和理论分析表明,柔性桩存在有效桩长。考虑刚性基础对桩顶部桩-土相对位移的限制,假定桩侧摩阻力为双折线三角形分布,根据桩-土协调变形,推导出复合地基中柔性桩的有效桩长,并在此基础上提出将柔性桩复合地基压缩层分为三层进行沉降计算。通过实例验证该方法是有效且可行的。