碎石桩地基处理技术研究

文章结合工程实例,阐述了碎石桩在地基处理中加固机理及施工方法.并从碎石桩的加固机理、破坏形式及碎石桩复合地基承载力等方面进行阐述,以保证碎石桩复合地基承载力的工程质量,提高碎石桩的设计和施工水平.     

沉管干振碎石桩对土层的挤密效应

探讨了沉管干振碎石桩对土层的加固效应,通过在不同土质条件中对不同充盈系数的碎石桩在成桩过程中的孔压、侧向位移的量测以及碎石桩处理后对桩间土进行的标准贯入试验和瞬态瑞利波的检测,经过分析认为：碎石桩的地基处理效果与土层性质关系很大,在粉土层中碎石桩处理效果明显,在粘性土中碎石桩处理后土体强度提高不大;充盈系数大的碎石桩对桩周土挤压明显;围压也是影响碎石桩处理效果的一个重要因素,因此在碎石桩地基处理中应综合考虑各种因素,以获得最佳的技术和经济效益。     

碎石桩技术在软土路基中的应用探讨

本文主要对碎石桩技术在软土路基中应用问题进行了探讨,首先概述了碎石桩地基的分类和作用,然后分析了碎石桩的加固机理,最后研究了碎石桩技术在软土路基中的应用问题。     

循环荷载下筋箍碎石桩复合地基动力特性数值分析

过7组三维有限差分数值模拟试验,研究了循环荷载作用下筋箍碎石桩复合地基的动力特性,着重分析了4个重要参数对其性能的影响,并将数值计算结果与室内模型试验结果进行了对比分析,验证了数值计算结果的合理性. 结果表明,在循环荷载作用下,筋箍碎石桩复合地基的应力和沉降变化具有明显的动力特性. 相同循环加载条件下,增大碎石密度可有效提高碎石桩的承载力. 筋材使碎石桩的力学性能得到了改善,不同长度的加筋会对碎石桩产生明显不同的效果,在一定范围内增加碎石桩的加筋长度可以有效提高碎石桩的承载力. 筋材对复合地基顶部的累积沉降和应力集中率有显著影响. 筋材能提高碎石桩的整体性,加筋长度越长的碎石桩的振动协调性越好. 桩径对筋箍碎石桩复合地基顶部累积沉降的影响比较明显,碎石桩的最佳L/d值为8/3. 数值计算结果与室内模型试验结果拟合较好,沉降值最大相差7%,桩侧应力值最大相差9%.     

碎石桩和CFG桩加固地基的比较

目前 ,加固地基的方法很多 ,并且特点各异 ,本文想探讨一下碎石桩复合地基和ＣＦＧ桩复合地基在加固地基方面的不同之处。1　碎石桩复合地基碎石桩是指用振动或冲击荷载将底端装有活瓣式桩靴的桩管挤入地层 ,在软弱地基中成孔后 ,再将碎石从桩管投料口处投入桩管内 ,然后边击 (振 )实 ,边上拔桩管 ,形成密实碎石桩 ,使之在地基中形成挤密碎石桩复合地基。挤密碎石桩一般可用于加固路堤、原料堆场、低层建筑物基础的地基等。1 .1　加固机理　 (1 )人工填土 :疏松的人工填土 ,颗粒间孔隙大 ,受力后易产生较大的变形 ,因而不宜作天然地基。在挤…     

碎石桩单桩受荷模型试验的离散单元法数值模拟

为了克服连续介质模型无法有效反映碎石散体特性的缺陷,将碎石桩视为凸多边形离散块体集合,桩周软土视为理想弹塑性材料,采用二维离散单元与有限差分耦合数值方法建立了软土地基中碎石桩单桩竖向受荷模型,对碎石桩单桩受荷变形破坏及桩土相互作用全过程进行了模拟,通过荷载-沉降曲线、桩体及土体变形场应力场讨论了碎石桩单桩承载破坏机制.数值模拟结果与室内模型试验实测的荷载-沉降曲线、桩体鼓胀变形吻合良好,验证了本文数值模型的合理性.利用离散单元法建立的碎石桩模型无需复杂的本构模型假设便能较好地反映其鼓胀变形和失稳特性,同时讨论了模型的不足与有待进一步研究的问题.     

包裹碎石桩在粉质黏土地基中的承载特性研究

为了探究包裹碎石桩对粉质粘土地基的加固效果,本文基于模型试验和数值模拟方法,对包裹碎石桩与传统碎石桩复合地基承载力特性进行了研究,并分析了碎石模量、碎石内摩擦角和土工格栅刚度等参数对包裹碎石桩复合地基承载及变形的影响。结果表明：传统碎石桩复合地基在荷载小于20kPa时,沉降增大不明显。当荷载大于30kPa时,沉降迅速增大,复合地基失稳破坏;在一定的粒径范围内,相同级配下,碎石粒径越大,碎石桩整体变形越小,承载能力越高;包裹碎石桩的碎石模量在高应力状况下,对复合地基沉降的影响效果较为明显。当桩土模量比大于30时,其对复合地基的沉降影响逐渐减弱;增大碎石内摩擦角能有效增大桩土应力比,并提高桩身应力传递效率。随着内摩擦角的增大,复合地基的沉降逐渐减小,在高荷载水平下,其影响效果更加明显;土工格栅的包裹能减少复合地基沉降,但影响程度有限,当包裹刚度J>1000kN/m时,对沉降的影响逐渐减弱。     

包裹碎石群桩模型试验分析

为了研究包裹碎石桩群桩的承载性能,开展了具有不同面积置换率的包裹碎石群桩模型试验.采用百分表和土压力盒监测包裹碎石桩复合地基的应力和位移关系、端阻力以及桩侧应力分布等,并根据试验中包裹碎石桩承载特性推导其承载力计算公式.试验结果表明,包裹碎石桩能明显提高软弱土的承载力,在承压板顶面产生相同位移时,面积置换率为14%的包裹碎石桩复合地基承受的应力相比未加固地基提高约3.5倍,且置换率较大者应力提高的倍数也较大.桩体底端与顶端应力之比随承压板顶面位移的增大而减小,直至承压板顶面产生的位移大于7%,应力比基本稳定在17%左右.包裹碎石桩侧向应力影响深度较碎石桩大,其分布与面积置换率有关.     

竖向荷载下软土中碎石单桩破坏模式及承载力计算

采用有限差分法对软土地基中碎石桩单桩竖向受荷破坏全过程进行数值模拟研究.引入考虑体积应变截断的塑性硬化模型模拟碎石桩体,能够较好地反映碎石桩体的非线性剪胀力学行为以及由此引起的桩土相互作用.重点分析了桩体鼓胀变形、桩侧土压力演化以及由此决定的单桩破坏模式与典型荷载沉降曲线.传统单桩极限承载力公式所假设的整体剪切破坏模式仅适用于刚度较大的土体,而在软土中局部剪切破坏模式更为常见.为此,基于弹塑性介质中圆孔扩张理论推导了考虑桩体鼓胀变形及桩周土体刚度的碎石桩单桩承载力计算公式,并通过对比数值解验证了推导公式的有效性.较为系统地研究了软土地基中碎石桩单桩的承载机理及破坏模式,可为进一步研究碎石桩复合地基承载机理打下坚实的基础.     

循环荷载作用下碎石桩加固液化地基试验研究

应用简易振动台和叠层剪切变形模型箱,进行了循环荷载作用下碎石桩加固液化地基试验研究,试验分析了碎石桩的加固效应,并着重分析了碎石桩的排水效应.复合地基模型采用三角形及矩形两种方案加固细砂土液化地基,试验结果表明:无论是矩形加固方案还是三角形加固方案,碎石桩均有效地防止了地基液化,并且激振结束后,碎石桩加速了孔隙水压力的消散.     

振冲碎石桩处治粉砂性湿软地基研究

为了提高粉砂性湿软地基的承载能力,采用振冲碎石桩进行处治.基于Drucker-Prager模型,应用数值分析软件对实际工程中加固后的不同填高路基及不同桩径、不同桩间距的碎石桩复合地基进行数值模拟.结果表明,随着碎石桩桩径的增大、桩间距的减小,振冲碎石桩能减少路基沉降量,最大减小量分别为31.4 mm和23.4 mm,但坡脚的水平位移增大;随着路基填高和桩间距的增大,碎石桩复合地基坡脚的水平位移减小.综合分析认为,当桩径为0.5 m且桩间距为1.5 m时,较为经济合理.     

振冲碎石桩的试验检测

阐述了碎石桩加固地基的原理,通过实例说明桩间土标准贯入试验、桩身动力触探试验和复核地基静荷载试验检测碎石桩的方法。     

碎石填芯钢管桩加固抗液化特性的试验研究

为了进一步研究碎石填芯钢管桩加固液化土地基的效果和机理,制备了钢管桩、碎石桩及碎石填芯钢管桩加固三种地基模型,模拟地震荷载,进行振动台对比试验。结果表明,碎石填芯钢管桩不仅消散了孔隙水压力,还可以增强土体强度及减小桩体位移,具有良好的加固液化土体的效果。     

碎石桩加固软土地基的试验研究

碎石桩作为处理软弱地基土的一种有效手段,往往需要对其试验效果进行分析。论文以秦沈线高填方地基处理工程为背景,介绍了碎石桩法加固软弱土层的现场试验,并对碎石桩处理后复合地基的加固效果进行了检测分析。包括碎石桩体和桩间土检测,最后综合动力触探测试及载荷试验检测结果得出,碎石桩对本工程软弱地基的处理能达到预期的加固效果,其复合地基承载力高于设计要求。     

碎石桩桩身鼓胀变形测试技术研究

针对竖向荷载作用下碎石桩等散体材料桩桩身竖向压缩同时伴有侧向鼓胀变形这一特性,自行开发研制出量测桩身鼓胀变形的测试仪器,其原理是通过量测变形后的桩身周长来确定碎石桩的鼓胀量.通过与水玻璃胶结碎石桩量测其变形后周长等方法测试结果对比分析,验证碎石桩桩身鼓胀变形测试技术的可行性和测试精度.将该技术应用于室内模型试验中碎石桩鼓胀变形量的量测,测试结果表明,碎石桩鼓胀变形量随上部竖向荷载的增加而增加,同一荷载等级下鼓胀变形先随深度的增加而增加,后又随深度的增加而减小.     

复合振冲碎石桩加固机理及施工过程数值模拟

采用振动荷载作用下超孔隙水压力产生的能量模型,考虑耗散能量和孔径扩张的影响及相互作用,并进行合理的简化,对复合振冲碎石桩施工过程做了数值模拟。采用有限差分离散求解复合振冲碎石桩边值问题,编制相应的数值程序,基于模拟结果详细讨论了排水井的存在对复合振冲碎石桩孔隙水压力发展变化的影响。最后对普通碎石桩和复合碎石桩的地基加固效果进行对比分析。数值模拟结果表明,复合振冲碎石桩由于排水井的存在,使地基加固范围明显增大,并且可以应用于渗透系数较小的粉土和砂质粉土地基中。     

复合地基垫层破坏模式的试验研究与数值模拟

为了研究复合地基中不同厚度碎石垫层的破坏机理,在室内模型试验中,利用数字图像无标点量测技术,研究了复合地基碎石垫层的变形场与变形模式,得到了碎石垫层的变形范围、滑动面位置与形状,再现了碎石垫层破坏形成完整破坏滑移线的全过程.通过开发颗粒流程序,模拟室内模型试验中碎石垫层在加载过程中的破坏过程,并与模型试验结果进行了对比.结果表明:当垫层厚度小于桩径时,桩身中性点位置集中于0.2～0.4倍桩长处,垫层发生局部剪切破坏;当垫层厚度大于桩径时,桩身中性点位置集中于0.7～0.9桩长处,垫层发生整体剪切破坏.刚性桩复合地基碎石垫层破坏机理的揭示对于优化复合地基碎石垫层的设计具有重要的参考价值.     

格栅碎石桩加固软基的机理及计算方法

格栅碎石桩是碎石桩应用于软土地基加固的特殊形式．为了保证软土地基中碎石桩的承载力,对格栅的强度应有一定的要求,即格栅受到的环向拉力不能达到或超过其抗拉强度极限值,否则会导致格栅失效,影响加固效果．基于弹性力学的基本假定通过受力分析提出了计算碎石桩中应力及格栅环向拉力的简化算法,采用有限元模拟法与简化算法分别对算例进行分析,阐述了两种算法所得结果的异同点,验证了简化计算法的可行性,进而分析了各种因素对碎石桩及格栅中应力的影响．研究表明基础刚度对碎石桩及格栅中应力的分布有较大影响;格栅的存在对于提高碎石桩的承栽力效果显著;当上部荷载增大时格栅受到的环向拉力有可能达到其极限抗拉强度．     

竖向管式格栅加筋碎石桩承载力计算方法

为了研究竖向管式格栅加筋碎石桩承载力的计算方法,根据其受力特性,提出可能发生破坏的3种模式:桩顶鼓出破坏、格栅套筒下方碎石桩鼓出破坏和桩端刺入破坏.基于Brauns的计算方法,给出了桩顶鼓出破坏模式的承载力计算公式,推导出了格栅套筒下方碎石桩鼓出破坏模式的单桩极限承载力的理论计算方法,给出了根据格栅抗拉强度来判断破坏模...     

不同桩体加固液化土性状的振动台试验分析

为进一步研究不同桩体加固液化土机理,通过振动台模拟地震荷载,对性质不同的水泥土桩、碎石桩、水泥土桩与碎石桩复合加固液化土形式展开一系列试验,进行不同桩体加固液化土的研究。针对不同加固模式,采集不同埋深处的超静孔隙水压力、沉降量、土压力、加速度的相关数据,整理组合得出时程曲线,分析不同加固形式下液化土各变量之间的关系,探讨其变化规律。研究结果表明:水泥土桩加固土体遭受地震破坏在浅层,碎石桩加固、复合桩加固土体遭受地震破坏在中部;碎石桩加固有利于孔隙水压力消散,水泥土桩加固增强了土体刚度;实际工程尽量考虑采用碎石桩与水泥土桩复合加固形式加固液化土。