墊層厚度對(duì)長(zhǎng)短樁復(fù)合地基性狀影響的試驗(yàn)

長(zhǎng)短樁樁復(fù)合地基、長(zhǎng)短樁基技術(shù)——利用剛性長(zhǎng)樁與剛性、半剛性或柔性短樁相結(jié)合對(duì)地基進(jìn)行的綜合處理　　　　長(zhǎng)短樁復(fù)合地基在有效減小建筑物沉降量的同時(shí)，可降低基礎(chǔ)沉降差，使基礎(chǔ)受力更均勻；　　　　另外，由于長(zhǎng)樁的存在，可使淺層土應(yīng)力減少、較...

針對(duì)褥墊層厚度對(duì)復(fù)合地基承載力的影響,建立三維復(fù)合地基數(shù)值計(jì)算模型,其樁群為cfg樁,采用midas/gts有限元計(jì)算軟件模擬不同褥墊層厚度下,復(fù)合地基的受力特征和地基沉降變形大小,并根據(jù)復(fù)合地基承載力特性對(duì)褥墊層厚度進(jìn)行優(yōu)化,得出使復(fù)合地基承載力最佳的褥墊層厚度,為實(shí)際工程提供數(shù)據(jù)參考.

螺桿型長(zhǎng)短樁復(fù)合地基的應(yīng)用——本文主要介紹了工程的概況、螺桿型長(zhǎng)短樁復(fù)合地基的原理、設(shè)計(jì)、施工工藝和效果分析。

以樁土相互作用理論和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),采用實(shí)體建模對(duì)長(zhǎng)短樁復(fù)合地基進(jìn)行建模,通過接觸單元模擬樁基與土體、褥墊層與土體之間的摩擦作用,借助midas/gts有限元軟件對(duì)長(zhǎng)短樁復(fù)合地基進(jìn)行數(shù)值模擬,分析討論長(zhǎng)短樁的長(zhǎng)細(xì)比、樁間距等對(duì)不同加固區(qū)沉降的影響。研究結(jié)果表明:長(zhǎng)樁的長(zhǎng)細(xì)比較短樁的長(zhǎng)細(xì)比對(duì)加固區(qū)和下臥層的變形的影響要大,土體的豎向沉降量符合雙曲線模型,而土體的豎向應(yīng)力符合半拋物線模型。

長(zhǎng)短樁復(fù)合地基自使用以來(lái),由于其在地基的處理中能降低工程造價(jià),能較好的減少地基沉降,從而一直被廣泛應(yīng)用于土木工程建設(shè)中.主要從長(zhǎng)樁樁長(zhǎng)變化以及短樁樁長(zhǎng)變化入手,應(yīng)用abaqus三維有限元處理軟件,分析樁長(zhǎng)變化對(duì)復(fù)合地基基礎(chǔ)沉降的影響.通過分析,可以得出在地基處理中,由于長(zhǎng)樁長(zhǎng)度的增加可以有效的減小地基沉降,從短樁的角度來(lái)看,不僅可以減小工程造價(jià),而且可以最大限度的減小施工難度.

以長(zhǎng)短樁復(fù)合地基處理工程為原型,進(jìn)行了\"五長(zhǎng)四短\"的長(zhǎng)短樁復(fù)合地基室內(nèi)模擬試驗(yàn),分別探究了改變長(zhǎng)樁樁長(zhǎng)、樁徑、樁距對(duì)長(zhǎng)短樁復(fù)合地基樁土荷載分擔(dān)比的影響.結(jié)果表明,當(dāng)增大長(zhǎng)樁樁長(zhǎng),樁徑以及適當(dāng)減小樁間距時(shí),樁承擔(dān)荷載的比例會(huì)增大,同時(shí)也能夠使樁較早的發(fā)揮承擔(dān)更多荷載的作用,而樁間土承擔(dān)的荷載比例在減小.

闡述了長(zhǎng)短樁復(fù)合地基的工作機(jī)理及應(yīng)用,對(duì)各種長(zhǎng)短樁復(fù)合地基進(jìn)行了歸類和分析,總結(jié)了近年來(lái)國(guó)內(nèi)外長(zhǎng)短樁復(fù)合地基的發(fā)展情況,指出長(zhǎng)短樁復(fù)合地基與傳統(tǒng)樁基礎(chǔ)相比有很大的優(yōu)勢(shì),具有很大的工程經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

該工程位于河南省鄭州市中牟縣,總建筑面積約11萬(wàn)m~2。因原場(chǎng)地開發(fā)已按照原建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)完成了預(yù)應(yīng)力管樁的施工,新建建筑根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)、場(chǎng)地地質(zhì)情況和設(shè)計(jì)要求等,選擇采用長(zhǎng)樁與短樁相結(jié)合的方法對(duì)地基進(jìn)行處理。通過本工程的設(shè)計(jì)和施工實(shí)踐,驗(yàn)證了長(zhǎng)短樁復(fù)合地基設(shè)計(jì)方案的合理性。

地基的承載特性是整體工程質(zhì)量的保證,為了提高地基的承載能力,在民用建筑地基施工工作中通常會(huì)采用長(zhǎng)短樁復(fù)合地基,主要由于其長(zhǎng)樁具有較強(qiáng)的支撐作用,能夠控制和減少地基的沉降,短樁同時(shí)具有較強(qiáng)的土層加固作用,能有效提高淺層地基的承載能力.兩者共同作用能有效提高地基工程的整體性能.主要研究了長(zhǎng)短樁復(fù)合地基承載特性.

分析了長(zhǎng)短樁復(fù)合地基的工作機(jī)理及承載性能,介紹了其在我國(guó)工程中取得成功應(yīng)用的案例,指出采用長(zhǎng)短樁復(fù)合地基進(jìn)行軟基處理,能夠有效的進(jìn)行沉降控制,大幅度提高地基的承載力,節(jié)約工程成本,說(shuō)明了該技術(shù)具有廣闊的應(yīng)用發(fā)展前景。

現(xiàn)以土力學(xué)和彈性理論為基礎(chǔ)推導(dǎo)出了剛性、半剛性樁復(fù)合地基的豎向變形協(xié)調(diào)方程,應(yīng)用berrum公式計(jì)算樁側(cè)摩擦阻力,從理論上建立了墊層厚度及壓縮模量對(duì)剛性、半剛性樁復(fù)合地基性質(zhì)和形狀影響的數(shù)學(xué)表達(dá)式.在此基礎(chǔ)上,得出了不同的墊層厚度及墊層模量對(duì)樁土應(yīng)力比、樁身最大應(yīng)力位置、樁身最大應(yīng)力、樁土荷載傳遞的影響,這與工程實(shí)踐中的數(shù)據(jù)相符.利用該方法可對(duì)剛性、半剛性樁復(fù)合地基進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì).

帶帽cfg樁復(fù)合地基應(yīng)用于高速鐵路處理深厚軟土地基工程中,其設(shè)計(jì)有別于建筑工程的設(shè)計(jì)。工民建房屋建筑基礎(chǔ)為剛性基礎(chǔ),而鐵路路基直接承受上部路堤的自重和列車運(yùn)行產(chǎn)生的動(dòng)荷載為柔性基礎(chǔ)。因此,對(duì)于柔性基礎(chǔ)條件下cfg樁樁帽復(fù)合地基褥墊層厚度的優(yōu)化十分有意義。在現(xiàn)場(chǎng)載荷試驗(yàn)過程中利用橡膠板模擬高速鐵路的柔性路基基礎(chǔ),通過改變?nèi)靿|層厚度,研究樁帽復(fù)合地基沉降變形及樁土荷載分擔(dān)特性。

褥墊層在剛性樁復(fù)合地基中起到協(xié)調(diào)樁土變形的作用,其厚度及變形模量等特性對(duì)剛性樁復(fù)合地基承載性狀有較大影響,褥墊層關(guān)鍵參數(shù)值在工程常規(guī)值范圍內(nèi)變化時(shí),復(fù)合地基承載性狀有何影響并不清楚。為探討褥墊層的厚度及變形模量在常規(guī)值范圍內(nèi)變化時(shí)對(duì)剛性樁復(fù)合地基承載性狀的影響,結(jié)合工程實(shí)例進(jìn)行了相關(guān)計(jì)算分析。結(jié)果表明,褥墊層厚度在100~500mm之間及變形模量在40~140mpa之間范圍內(nèi)變化時(shí),對(duì)復(fù)合地基樁土應(yīng)力比的影響較大,但對(duì)復(fù)合地基總沉降量的影響較小。另外,由于樁頂刺入褥墊層,樁身產(chǎn)生負(fù)摩阻力,負(fù)摩阻力對(duì)樁身承載有一定影響,但對(duì)復(fù)合地基總沉降量的影響有限,復(fù)合地基沉降計(jì)算時(shí)可以忽略其影響。

通過現(xiàn)場(chǎng)靜載荷試驗(yàn),研究了不同厚度、不同材料的褥墊層對(duì)夯實(shí)水泥土單樁及多樁復(fù)合地基承載特性的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明,隨墊層厚度的增加,樁身分擔(dān)荷載的比例逐漸減小,而樁間土分擔(dān)荷載的比例卻逐漸增大,表現(xiàn)為樁土應(yīng)力比隨墊層厚度增加而降低的特點(diǎn)。另一方面,墊層材料性能越好,則調(diào)整樁土協(xié)調(diào)變形的能力越強(qiáng),即要求設(shè)置的褥墊層厚度越薄。對(duì)試驗(yàn)的兩種材料不同厚度的褥墊層,其最佳厚度為0.2～0.3m。

開展了柔性長(zhǎng)短樁組合型復(fù)合地基和傳統(tǒng)的等長(zhǎng)樁復(fù)合地基2組離心模型試驗(yàn),研究路堤荷載下柔性長(zhǎng)短樁組合型復(fù)合地基的加固機(jī)理。試驗(yàn)中路堤表面關(guān)鍵點(diǎn)處設(shè)置位移計(jì),布設(shè)分層沉降標(biāo)示點(diǎn),在土層不同深度處埋置孔壓傳感器和土壓傳感器等。試驗(yàn)結(jié)果表明:長(zhǎng)短樁組合型復(fù)合地基中長(zhǎng)樁的樁土應(yīng)力比明顯增大,并且在總樁長(zhǎng)相同的條件下比等長(zhǎng)樁復(fù)合地基更利于控制總沉降和側(cè)向位移。

本文通過對(duì)地基處理技術(shù)發(fā)展概況的分析,概括說(shuō)明了復(fù)合地基理論,從而闡述了基礎(chǔ)剛度和墊層對(duì)樁體復(fù)合地基性狀影響。

運(yùn)用長(zhǎng)短樁復(fù)合地基進(jìn)行地基加固，是工程領(lǐng)域十分常見的軟土地基加固方法，這種加固方法在山區(qū)軟土地區(qū)的地基加固中十分常見。本文通過對(duì)長(zhǎng)短樁的復(fù)合地基進(jìn)行詳細(xì)的闡述,對(duì)山區(qū)軟土條件下的復(fù)合地基加固方式提出設(shè)計(jì)方案，提升山區(qū)軟土地基的承載力，并借助直接檢測(cè)和間接檢測(cè)兩種方法，對(duì)復(fù)合地基的加固情況進(jìn)行全面評(píng)析。

樁承加筋土復(fù)合地基作為一種先進(jìn)的地基處理技術(shù),因其在技術(shù)領(lǐng)域如控制地基沉降和差異沉降等方面具有良好表現(xiàn),并具有良好的經(jīng)濟(jì)效益,近年來(lái)已得到廣泛應(yīng)用。本文通過樁承加筋土復(fù)合地基現(xiàn)場(chǎng)的靜載試驗(yàn)和循環(huán)荷載試驗(yàn),測(cè)得沉降、樁土應(yīng)力和土工格柵張拉力在不同荷載作用下的變化狀況,由此得到了樁土應(yīng)力比,進(jìn)而分析其工作性狀和工程性能。

對(duì)cfg樁復(fù)合地基墊層進(jìn)行分析,探討了墊層厚度和模量對(duì)樁土應(yīng)力比、樁側(cè)摩阻力、沉降變形、承載力的影響,并得出一些規(guī)律

通過室內(nèi)三維模型試驗(yàn)結(jié)果,對(duì)cfg樁復(fù)合地基褥墊層材料及厚度進(jìn)行研究與分析,探討了褥墊層厚度和模量對(duì)樁土應(yīng)力比、樁身應(yīng)力分布、樁側(cè)摩阻分布、沉降變形、承載力的影響規(guī)律。分析了cfg樁復(fù)合地基褥墊層的作用機(jī)理,為cfg樁復(fù)合地基的設(shè)計(jì)施工提供一定的參考數(shù)據(jù)。

根據(jù)地質(zhì)情況的不同,闡述了長(zhǎng)短樁復(fù)合地基的設(shè)計(jì)理論,并根據(jù)長(zhǎng)樁作用形式的不同提出了長(zhǎng)短樁復(fù)合地基的承載力和沉降計(jì)算模式,并得到了工程實(shí)例的驗(yàn)證。

本文利用了長(zhǎng)短樁復(fù)合地基的設(shè)計(jì)思路進(jìn)行方案優(yōu)化,較長(zhǎng)的剛性樁貫穿淺層軟土將荷載向深層土傳遞,改善各層土狀態(tài)以達(dá)到較小的沉降變形,較短的柔性樁改善淺層軟土承載力,減少沉降,柔性短樁也具有相對(duì)于剛性樁造價(jià)低的特點(diǎn),通過一工程案例方案設(shè)計(jì),施工過程及施工后跟蹤沉降觀測(cè),表明長(zhǎng)短樁復(fù)合地基在處理軟土地基中既技術(shù)可行,且經(jīng)濟(jì)合理,實(shí)現(xiàn)了節(jié)約資源,降低造價(jià)的目的。