CFG桩复合地基边桩效应分析

CFG桩复合地基是软土地基处理中的一种较为有效的方法,近年来得到广泛的应用。通过有限元分析程序对CFG桩复合地基边桩效应进行分析,讨论边桩对CFG桩复合地基沉降、土体应力和承载力的影响。分析表明由于边桩的存在,限制了桩间土体的侧向挤出,减小了土体的竖向位移。同时,边桩增大了附加应力影响范围,能够在一定程度上提高复合地基的承载力,并促进了桩间土承载潜力的发挥。     

复杂岩溶地区CFG桩与高压旋喷桩复合地基的应用

CFG桩与高压旋喷桩复合地基广泛应用于土木工程各个领域,但在桂林岩溶地区将CFG桩与高压旋喷桩结合来处理复杂地基的实例相对较少,两种桩之间共同作用机制尚不十分清楚。通过对CFG桩与高压旋喷桩组合型复合地基分析及工程实例验证,认为最大限度地发挥CFG桩和高压旋喷桩的优点,软弱地基的承载力能得到大幅度提高。对深部存在的软弱层,采用高压旋喷桩加固,能使地基变形得到有效控制,特别是在复杂岩溶地区,在基岩面高低错落、起伏大、溶沟(槽)陡倾的情形下,高压旋喷桩与CFG桩有机结合,其复合地基具有质量可靠、造价经济、工期可控等优点。      

CFG桩复合地基沉降计算探讨

CFG桩（水泥粉煤灰碎石桩）复合地基是新近发展起来的一项地基处理技术,具有承载力提高幅度大,地基沉降小,适用范围广,造价低,施工方便等特点。阐述了CFG桩复合地基加固机理及沉降模式,详细讨论了其沉降计算,包括它的计算厚度、影响因素、压缩模量选取及附加压力计算等。提出按变形控制理论进行变形计算有其优点,但仍有很多工作要做。     

岩溶区CFG桩复合地基的桩土作用研究

水泥粉煤灰碎石桩简称CFG桩。本文以某小区地基处理工程为例,采用数值模拟方法,从桩-桩间土、桩-桩端、桩-桩长、桩-桩身弹性模量等的沉降关系及复合地基-置换率、褥垫层―桩土应力的关系几个方面对CFG桩的桩土作用进行研究。结果表明,桩沉降量随着桩间土模量、桩端模量、桩身弹性模量、桩长、置换率等的增加沉降量减少。褥垫层越薄,桩顶应力越大,桩间土应力越小,垫层越厚,桩顶应力越小,但垫层厚度超过一定的临界值后,对桩土间应力就不会产生较大影响。得出CFG桩复合地基的适用性,为同类工程技术施工提供参考。     

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。     

CFG桩复合地基承载力工程应用分析

CFG桩复合地基作为一种新型的软弱地基处理技术，能够较好地发挥桩土共同作用，目前已被广泛应用于地基处理工程中。本文结合贵州省首例CFG桩复合地基工程，采用ANSYS软件建立复合地基模型，并考虑褥垫层影响，把计算结果与荷载试验结果进行了对比分析，得出CFG桩复合地基桩土共同作用效果明显，但目前设计桩承担荷载的比例过高的结论。据此对CFG桩复合地基的改进方向提出了建议。     

CFG桩复合地基的讨论

对ＣＦＧ桩桩体材料、施工方法、褥垫层设置等进行了讨论,并对其适用条件,设计方法等方面作了探讨。     

基于HPSO算法的CFG桩复合地基优化设计

复合粒子群优化(HPSO)算法是一类随机全局优化技术,具有搜索能力强、收敛速度快、搜索精度高的优点。针对水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩)复合地基设计中的优化问题,利用FLAC软件自带的fish语言实现了HPSO算法对CFG桩复合地基多个设计参数的优化辨识。该方法从设计参数的随机值出发,以CFG桩施工时所需混合料方量作为目标函数来评价参数的品质,利用HPSO算法规则实现设计参数的进化,搜索出全局最优的设计参数值,从而实现了CFG桩复合地基设计参数的自适应辨识。利用该方法对某工程CFG桩复合地基进行了多参数优化设计。结果表明,HPSO算法用于CFG桩复合地基优化设计是有效的,能在满足设计及相关规范的前提下有效降低工程成本,提高经济效益。     

CFG桩复合地基现场试验及有限元模拟分析

在厚褥垫状态或路堤荷载作用下复合地基的破坏主要取决于桩-褥垫体系的作用,复合地基中单桩的承载力远未发挥出来。由有限元计算结果得出以下规律：(1) 随着褥垫厚度增加,桩土应力比减小;褥垫厚度超过300 mm后,褥垫厚度的影响急剧减小;褥垫厚度超过500 mm后,褥垫厚度的影响继续减小。(2) 褥垫厚度较薄时（ 100 mm）,褥垫模量对桩土应力比影响很大;褥垫厚度超过300 mm时,褥垫模量对桩土应力比的影响减小;褥垫厚度达到500 mm后,褥垫模量对桩土应力比影响很小。(3) 承载板刚度小于6.25 MN•m2时,桩土应力比随刚度增大;承载板刚度大于6.25 MN•m2时,刚度对桩土应力比的影响很小。     

CFG桩复合地基工程应用研究

简要探讨了CFG桩复合地基的加固机理,以工程实例说明了CFG桩复合地基在淤泥质粘土地基处理中的成功应用。     

岩溶地区桩基的有限元分析

岩溶地区长桩存在着遇洞率的问题。为了研究岩溶地区桩的受力特点,采用有限元法模拟岩溶地区桩基的工作方式,分析了岩层厚度对桩的影响以及桩的受力状态,并研究了去桩的可能性。计算结果表明:岩层厚度对桩的影响较大,岩层的位置对桩的应力不产生影响,仅对桩的位移产生影响。     

基于荷载传递法的CFG桩复合地基沉降计算

深入分析了CFG桩复合地基的荷载传递机制,针对CFG桩复合地基中桩、土、垫层相互作用特点,基于荷载传递法,通过简化桩土单元体竖向相对位移分布模式,引入弹塑性荷载传递模型,并考虑桩体的上刺与下刺变形,建立出CFG桩复合地基沉降计算的基本微分方程,进而提出了一种新的能考虑桩-土-垫层体系共同作用的复合地基沉降计算方法。采用该沉降计算方法对某试验进行分析,其结果表明,沉降计算值与实测值吻合较好,且该方法计算工作量小,便于工程应用。     

粉喷桩单桩复合地基承载特性的有限元分析

采用有限元法对粉喷桩单桩复合地基的承载特性进行数值试验。.分析了在整个加荷过程中单桩荷载传递特性和该复合地基的桩土应力比的变化规律,同时分析了褥垫层厚度及其变形模量对桩土应力比的影响。     

刚柔复合桩基性状的有限元分析

通过建立的6×6桩刚柔桩基模型,对复合桩基协同工作性状进行了三维有限元分析。研究了在不同刚、柔性桩数比例与不同荷载水平下桩顶荷载、地基中应力与应变的变化规律。如果刚、柔性桩数比例不变、桩承受荷载小于其承载力极限值,则在不同荷载水平下刚、柔性桩顶所受荷载比值基本不变;同一荷载水平下存在刚性桩数与总桩数的一个经济比例（不大于40 %）,当刚性桩数与总桩数比小于该比例时,增加刚性桩数量能有效减少浅层土中的应力,减沉效果明显;当刚、柔性桩数比例大于该比例时,增加刚性桩数量,地基中应力与应变减少效果不显著。     

高速铁路穿透型CFG桩复合地基沉降计算修正系数分析

为掌握铁路工程CFG桩复合地基在路堤荷载作用下的沉降计算修正系数变化特点,基于武汉－广州高速铁路24个路堤断面的地基沉降测试数据,结合地勘和设计参数,分析了地基沉降计算修正系数的变化规律及工后沉降的时间效应特征,结果表明,软弱土层浅薄的穿透型CFG桩复合地基具有优良的沉降控制效果,对应的地基沉降计算修正系数在0.63～0.17之间,较当量压缩模量相当的《铁路工程地基处理技术规范》推荐值偏低约1/3;地基沉降表现出显著的时间效应特征,地基工后沉降占最终沉降的比值有随时间逐渐降低的趋势;路堤填筑速率加快和地基布桩间距加大,对穿透型CFG桩复合地基工后沉降占最终沉降的比值有明显增大作用,地基沉降稳定所需的时间更长。     

Design of raft–pile foundation using combined optimization and finite element approach

This paper describes the application of a structural optimization approach combined with the finite element method for the optimal design of a raft–pile foundation system. The analysis takes into account the non-linear behaviour of the soil medium and the piles. For the optimization process, the sensitivity analysis is carried out using the approximate semi-analytical method while the constraint approximation is obtained from the combination of extended Bi-point and Lagrangian polynomial approximation methods. The objective function of the problem is the cost of the foundation. The design variables are the raft thickness, cross-section, length and number of piles. The maximum displacement and differential displacement are selected as the constraints. The proposed method is shown to achieve an optimum design of raft–pile foundation efficiently and accurately. Copyright © 1999 John Wiley & Sons, Ltd.     

岩溶地区桥墩桩基钢护筒变形加固处治技术

本文以大王山矿坑工程中桥墩桩基钢护筒变形事故为研究背景,通过理论分析与现场实际相结合,展开了岩溶地区桥墩桩基础钢护筒变形处治与力学分析研究,其主要研究结论如下：（1）桩钢护筒变形处理采用气切割钢护筒和千斤顶孔内校正变形法,并以内支撑、C30高流态混凝土填充、注浆加固辅佐;（2）型钢内撑采用80 mm×80 mm×2.5 mm矩形钢管,环向布置分为3个三角形,竖向设置间距以0.5 m为最优;（3）桩周预埋8根注浆小导管以及4根小导管向上倾斜插入溶洞内注浆,注浆加固效果明显;（4）气切割法逐层切割,每层切割高度50 cm,环向划分为3块进行切割,并用2 cm厚钢板弯制成2个半圆,焊接封闭成环。本项目研究内容可为类似工程提供理论和实践支持。