曾小波[1]2008年在《CFG桩—帽—网复合地基性状研究》文中指出CFG桩复合地基因其沉降量小、承载力高、稳定快、工期短、桩体强度可变、加固效果显着等特点,取得了较好的社会效益和经济效益。CFG桩自1988年成功运用于工程实践以来,已在建筑、矿山、水利交通等各个领域得到广泛的应用,成为国内外土木工程学者广泛关注的焦点。近年来,CFG桩复合地基又引入桩帽元素,改变了CFG桩复合地基的性状,因此,对CFG桩—帽—网复合地基性状的研究具有重要的工程意义。本文首先结合高速铁路CFG桩复合地基现场试验实测资料,利用FLAC3D建立起路堤荷载下CFG桩复合地基叁维数值计算模型,并将计算结果与现场实测数据进行对比分析,验证模型的可靠性。然后,对影响路堤荷载下CFG桩—帽—网复合地基性状的因素(包括桩间距、桩帽尺寸、褥垫层模量、褥垫层厚度、桩伸入持力层深度、桩间土模量、持力层模量),分别进行数值分析研究,从沉降和桩土应力两方面分析得出各因素对CFG桩—帽—网复合地基性状的影响规律及其影响程度,从而对CFG桩—帽—网复合地基性状作出全面的分析。本文还对软土地基常用的处理方法(桩网、桩—帽—网、桩板结构复合地基)进行了数值计算对比分析,得出叁种地基处理方法在沉降和桩土应力比、荷载分担比方面各自表现出来的特征,从而对实际工程中复合地基设计给予了一定的借鉴作用。最后,在对CFG桩—帽—网复合地基的性状作出全面分析、对比叁种不同地基处理方法的基础上,总结得出CFG桩—帽—网复合地基与其它地基处理方法相比所具有的特点。
熊钊[2]2009年在《CFG桩复合地基桩土共同作用性状研究》文中研究说明CFG桩复合地基是高粘结强度桩复合地基的代表,因其受力合理,能节省大量的材料,在软弱地基处理中得到了广泛的应用,由于CFG桩复合地基考虑桩土共同作用时涉及因素众多,造成目前的设计理论和计算方法远远滞后于工程实践,因此对CFG桩桩土共同作用的力学性状还需作进一步的研究。本文借助有限差分数值模拟软件建立CFG桩复合地基叁维弹塑性应变数值分析模型,分析了荷载作用下桩土的应力分布特性和位移特性及桩土共同作用下桩土的荷载传递规律。探讨了不同褥垫层模量、不同褥垫层厚度、不同荷载大小、不同桩间土弹性模量、不同桩长以及不同桩径条件下CFG桩复合地基的工作性状。提出了桩土共同作用下CFG桩复合地基优化设计方法。获得了以下结论:①CFG桩复合地基应力在加固区中上部的有所减少,加固区下部及下卧层中的应力相应增大。在复合地基加固区中上部存在“等沉面”,等沉面以上桩间土位移等值线向上凹,土体距桩水平距离越大,位移越大;垂直埋深越大,位移越小。等沉面以下桩间土位移等值线向下凹,土体距桩水平距离越大,位移越小;垂直埋深越大,位移越大。②CFG桩的桩身轴向应力随桩深逐渐增加,在约0.15~0.25倍桩长处达到峰值,然后开始逐渐减小。桩间土的应力随加固区深度逐渐减少,在0.15~0.25倍加固深度达到极小值,然后开始增加,加固区底部应力最大。③褥垫层是保证桩土变形协调、共同作用的关键。褥垫层厚度增加,桩土应力比减少,褥垫层模量增加,桩土应力比增大,褥垫层厚度取100mm~300mm,模量取40MPa~90MPa较合理。④荷载越大,桩土应力比越大,桩间土模量越高,桩土应力比越少;桩长越长,桩土应力比越大,但桩长对桩土作用发挥程度的影响有限;桩径越大,复合地基的置换率越大,桩土应力比越小。⑤由桩土承载力标准值确定应力比目标值,以目标应力比为控制,根据CFG桩复合地基各参数与应力比的关系曲线确定出各参数值,提出了基于桩土共同作用的CFG桩复合地基优化设计方法。
石洋海[3]2008年在《武广客运专线桩—网复合地基内力及变形监测与有限元分析》文中认为桩-网复合地基是一种处理和加固软弱地基的有效方法,通过桩、网、褥垫层叁者之间的相互作用共同承担荷载,能有效解决软弱地基上修建高速铁路所面临的工后沉降控制和路基稳定性两大技术难题。本文在前人工作的基础上,通过室内试验、现场试验、理论分析和数值模拟相结合的方法,对铁路客运专线路基中桩-网复合地基的工作性状和加固效果进行理论探索和工程实践分析,主要工作和结论如下:(1)根据现场地质条件和设计方案,合理选择监测断面,制定了科学的监测方案,全面监测桩-网复合地基中地基沉降、剖面沉降、水平位移、土压力及桩-土应力比、桩顶应力、土工格栅应变等的发展规律。(2)对现场3个监测断面填筑期和预压期(共计216天)的监测结果进行整理分析,其填筑高度为H=6.2m。结果表明:①地基沉降随填筑高度的增加而增加,预压152天后沉降基本稳定。实测地基最大沉降值为12.92mm～13.79mm。②坡脚水平位移随深度增加而减小,实测水平位移值的变化范围为29mm～74.8mm,最大水平位移出现在地表以下1.5m～2m,且地表以下10 m及以下深度处,基本没有水平位移发生。③填筑期间桩-土应力比随填土高度增加而变大,变化范围为1.6～5.4;填土结束以后桩-土应力比逐渐趋于稳定,变化范围为4.4～6.2。上述结果验证了采用桩-网复合地基控制地基沉降的有效性。(3)根据等效面积置换率原则进行平面应变处理,将桩体转化为沿线路纵向无限长的墙体,通过设置无厚度界面单元模拟桩和土工格栅与土体之间的接触作用,采用岩土工程有限元分析软件对桩-网复合地基进行有限元模拟。(4)将现场监测结果与有限元模拟结果进行对比,结果表明地基沉降、水平位移、桩-土应力比、桩顶轴力、土工格栅拉力等的实测结果与数值模拟结果变化规律一致,验证了模型的合理性。(5)采用上述有限元模型,分别改变褥垫层厚度、褥垫层弹性模量、桩间土弹性模量、桩间距等参数,研究上述因素对桩-网复合地基沉降、桩-土应力比、桩身轴力以及土工格栅拉力的影响规律和影响程度。
赵晓波[4]2012年在《堆载作用下邻近复合地基的力学性状研究》文中研究说明随着城市建设的快速发展和交通、港口、码头等行业的蓬勃兴起，大体量的建（构）筑物开始大量兴建，但由于兴建时间的不同，在施工过程中难免会产生相互干扰作用，尤其会对已建成的建（构）筑物地下结构部分产生不利影响，甚至造成重大工程事故。竖向荷载与土体侧移产生的耦合作用，对既有轴向受荷结构体的力学性状产生的影响不容忽视，已引起工程界的重视，例如，美国石油协会规定对于近海基础应考虑土体位移作用。然而目前国内外还缺乏行之有效的分析方法，如何对土体侧向位移作用下既有地下结构体的力学性状进行分析，已成为岩土工程界研究的一个重要问题，对工程的安全有着重要意义。本文进行了地面堆载导致的土体侧移作用对CFG桩复合地基力学性状的影响研究。主要的工作内容有：通过利用有限元分析软件，建立了叁维有限元分析模型，研究分析了堆载下堆载作用大小、作用距离、建筑物自重、土层模量、CFG桩桩身模量等因素对复合地基力学性状的影响状况。得出了以下主要结论：堆载作用大小、作用距离及浅层土体压缩模量是堆载作用下土体侧移变形对复合地基力学性状影响的主要因素；堆载存在时，复合地基中的应力与变形主要发生在桩顶以下0.4L~0.6L（L为桩长）的范围内；同时，分析归纳了堆载导致的土体侧移对复合地基中桩体应力与变形的计算公式。研究成果对指导实际工程施工提供了重要的理论依据。
张建隽[5]2008年在《CFG桩复合地基工作性状及工程应用研究》文中提出当天然地基不能满足工程建设需求时,就必须采取一定的措施,对地基进行加固处理是其中一种较为有效的方法。地基处理的目的就是利用换填、夯实、挤密、排水、胶结、加筋和热学等方法,对地基土进行加固,用以改良地基土的工程特性,提高地基的抗剪强度、降低地基的压缩性、改善地基的透水特性、改善地基的动力特性、改善特殊土的不良地基特性等。常用的地基处理方法很多,根据加固机理可以分为密实法、置换法、复合地基法、加筋法及灌浆等。各种地基处理方法都有自己的加固原理及适用范围。CFG桩复合地基作为一种高粘结强度桩复合地基,是由CFG桩、桩间土和褥垫层组成的新型复合地基形式,桩、桩间土通过褥垫层与基础相连接保证桩土共同承担荷载,具有适用性广、承载力提高幅度大、施工简便工期短、造价低廉等技术优点,是上世纪90年代以来发展最快的一种方法、受到用户的欢迎,目前已在全国各地推广应用。CFG桩复合地基具有不同于其它复合地基的工程特性。其桩长可以从几米到20多米,并且可全桩长发挥桩的侧阻力,桩承担的荷载占总荷载的百分比可在40%～75%之间变化,使得复合地基承载力提高幅度大并具有很大的可调性。就基础形式而言,CFG桩既可适用于条形基础、独立基础,也可用于筏基和箱形基础。就土性而言,CFG桩可用于填土、饱和及非饱和粘性土,既可用于挤密效果好的土,又可用于挤密效果差的土。CFG(?)像刚性桩一样,可全桩长发挥侧阻,桩落在好的土层上时,具有明显的端承作用。CFG桩是一个良好的排水通道,孔隙水将沿着桩体向上排出,对减少因孔压消散太慢引起地面隆起和增加桩间的密实度有利。此外CFG桩复合地基具有时间效应,施工结束后,随着恢复期的增长,结构强度的恢复、桩间土承载力会有所增加。CFG桩设计前需要具备场地工程勘察及建筑结构方面的资料,并需根据场地基底土、周围环境、建筑物结构布置及荷载传递、地基处理的目的来综合考虑采用的施工设备和工艺。CFG桩复合地基设计主要确定桩长、桩径、桩间距、桩体强度、褥垫层厚度及材料等6个设计参数。一般采用大桩距、大桩长的设计原则,并且桩端要位于土的相对硬层上。桩长是CFG桩复合地基设计时首先要确定的参数,它取决于建筑物对承载力和变形的要求、土质条件和设备能力等因素。桩间距应根据设计要求的复合地基承载力、土的性质、施工工艺等确定,宜取3～5倍桩径。桩体配比原则上按桩体强度控制,并满足相关规范要求。桩顶与基础之间必须设置褥垫层,褥垫层厚度宜取10～30cm,当桩径大和桩间距大时褥垫层厚度宜取高值。褥垫层材料宜用粗砂、中砂、碎石、级配砂石,最大粒径不宜大于30mm。CFG桩可只在基础范围内布置。桩径取决于所采用的成桩设备,桩径宜取350～600mm。本文综合介绍CFG桩设计方法、优越性,说明针对具体工程设计时存在的问题,最后以实例重点阐述在具体工程设计中对CFG桩的应用研究。
朱常志[6]2006年在《组合桩型复合地基承载性状及承载力计算方法研究》文中研究说明随着我国经济的迅速发展,基本建设规模不断扩大,地基处理技术在长期的工程实践和理论研究过程中形成了一套比较完善的理论体系,同时复合地基的形式也发生了较大的变化。在满足安全性的前提条件下,为了寻求更大的经济性,近些年来,组合桩型复合地基在许多实际工程中得到了应用。目前该类型的复合地基仍处于尝试、试验研究阶段,它的理论研究相对于工程实践还很落后。为了研究组合桩型复合地基的工作机理和承载力计算方法,进一步完善组合桩型复合地基的理论体系,使其能够对工程实践起到更好的指导作用,本文在以往众多学者研究成果的基础上,进行了以下几方面的工作: (1)阐述了复合地基的基本概念,在单一桩型复合地基分类的基础之上,根据复合地基的加固机理及设计理念,对复合地基进行了重新分类。根据不同工程地质条件,给出了可供选择的组合桩型复合地基设计方案。对组合桩型复合地基的承载性状和承载力计算方法的研究现状进行了分析总结。 (2)利用基于显式有限差分方法的FLAC~(3D)应用程序,针对组合桩型复合地基中的刚(CFG桩)—散(碎石桩)组合型复合地基进行数值模拟。在模型的加载过程中采用分步加载的方式,使模型的受荷过程与工程实际更为接近。计算过程中分别考虑了荷载变化、垫层厚度、垫层模量以及桩长变化等对组合桩型复合地基承载性状的影响,通过对数值计算结果的分析,得出了桩身应力、桩土应力比和荷载分担比随各参数的变化规律,所得结论对优化工程设计具有一定的指导意义。 (3)在对原有组合桩型复合地基承载力计算方法进行充分研究的基础上,考虑组合桩型复合地基受荷后的实际工作性状和施工方法对桩间土承载力的综合影响,引入主控桩、辅桩和桩间土承载力发挥系数及桩间土承载力提高系数,进一步修正了组合桩型复合地基承载力计算方法,并结合工程实例加以验证,实例验证表明,复合地基承载力计算值与载荷试验实测值基本吻合。该方法对完善组合桩型复合地基设计理论具有一定的促进作用。对组合桩型复合地基工程实践具有一定的借鉴价值。
苏春晖[7]2008年在《高速铁路中等软基CFG桩复合地基加固机理的有限元分析》文中研究说明现代高速铁路软基处理大多数采用CFG桩进行加固。有必要对影响沉降的主要因子以及CFG桩复合地基的工作机理进行分析。本文首先对桩间土压缩模量、桩长、桩间距、下卧层压缩模量以及基础压缩模量等主要影响因子进行数值模拟仿真分析。在此基础上,以京沪高速铁路中等软基地段CFG桩复合地基为例,进行现测试分析以及数值模拟仿真分析。京沪高速铁路DK190+100～DK190+300位于天津特大桥与青沧特大桥之间,李窑铺轨基地左侧,地形平坦,地势开阔,以填方通过,路堤填高为7.3m。所穿越的地质条件多为粉土及粉质黏土,由于高速铁路对沉降的要求较高,软基处理采用CFG桩加固。本文以此为主要研究对象,进行了野外地质调查、现场监测、理论分析和二维PLAXIS有限元程序数值模拟和仿真研究等工作。通过对CFG桩复合地基施工的不同阶段的应力、沉降观测和二维PLAXIS有限元数值模拟,探讨了路基基底及路基顶面的沉降以及桩土应力比的变化。并对“桩网”结构、“带帽桩网”结构以及“钢筋混凝土板”结构等几种型式进行数值模拟及对比分析。在以上监测、计算和分析的基础上,对CFG桩复合地基的施工过程和工后加载对沉降及其工作机理进行了评价。论文得出的成果和结论主要有:综合应用现场监测、有限元数值模拟和理论分析等方法,揭示了路堤荷载下CFG桩复合地基的荷载传递和沉降变形规律。开展现场试验研究,通过现场监测等手段对CFG桩加固效果进行全面分析评价。结果表明CFG桩处理高速铁路中等软基是有效的、可靠的,各项技术指标均满足设计要求,其相关设计参数和施工工艺对于其它类似工程建设具有指导和借鉴作用。详细分析了现场监测数据,研究路堤荷载作用下CFG桩复合地基的变形性状。结果表明CFG桩能大幅度提高地基承载力,显着减少地基沉降,桩土应力比较大,桩身应力集中现象明显,桩体承担大部分荷载。通过对“桩板”结构、“桩网”结构以及“带帽桩网”结构的沉降及桩土应力比的对比表明,“桩板”结构控制沉降优于其它两种型式。“带帽桩网”结构能够更好的发挥桩的优势,形成土拱效应较明显。若沉降控制在规范允许范围内,综合考虑造价等其它因素,“带帽桩网”结构具有一定的优势。
李哲琳[8]2006年在《CFG桩复合地基工作性状研究》文中研究表明复合地基较天然地基能提高承载力、控制变形,又比桩基经济,得到广泛应用。目前,复合地基的理论研究远落后于实践,其工作机理及变形计算还有待于进一步研究。本文对以下问题进行了研究:1. CFG 桩复合地基由桩一桩间土一褥垫层协同工作共同承担上部荷载。由于复合地基工作机理影响因素很多,其研究还有待于进一步深入。本文运用ANSYS 有限元程序,分析了 CFG 桩复合单桩地基竖向荷载下、桩土应力比、桩身轴向应力、沉降等随荷载不同、垫层厚度不同、桩长不同等因素变化的分布规律,比较了群桩与单桩变化规律,进一步了解了 CFG 桩复合地基的工作机理,以便于更好的指导工程实践。2. CFG 桩复合地基是刚性桩复合地基,较天然地基能较好的控制地基变形,但和桩基相比,复合地基一般沉降过大,如何利用复合地基有效控制变形以满足工程需要,是学术界研究的一个重点。CFG 桩复合地基采用“双控”的设计思路,即同时满足强度和变形两个条件,按沉降控制设计理论比按承载力控制设计理论更严格,也更合理。复合地基沉降计算方法很多,本文分析了复合模量法相对于其他方法的合理性,并结合工程实例证明它的适用性,同时指出其公式中的不足之处。3、通过对 CFG 桩复合地基理论计算及工程实践应用的总结,提出几点经验体会。
孙训海[9]2010年在《基础刚度、褥垫厚度对刚性桩复合地基桩土承载性状的影响》文中提出本文运用室内大型模型试验并结合现场试验研究了基础刚度、褥垫厚度对刚性桩复合地基桩、土承载性状的影响,并提出了多桩型复合地基变厚径比设计方法。模型试验分为两个部分：模型试验Ⅰ是四种不同基础刚度下单一桩型四桩复合地基静载试验,基础形式分别为碎石基础、碎石夹土工格栅基础、碎石夹双层钢丝网、足够刚度基础。模型试验Ⅱ是对几组不同桩长、不同桩径、不同褥垫层厚度组合的多桩型复合地基的静载试验。在本文试验基础上得到以下主要结论：基础刚度对刚性桩复合地基承载性状影响较大,同一荷载水平下随着基础刚度的增加桩土应力比逐渐增加,桩的发挥系数也逐渐增加,土的发挥系数逐渐减小,基础的沉降也逐渐减小。试验还表明,随着荷载水平的增加,柔性基础下刚性桩复合地基桩土应力比n在2左右,最大不超过5,类似于碎石桩的桩土应力比。桩荷载分担比较小,刚性桩承载力高的特点没有得到充分体现。因此,柔性基础下复合地基采用刚性桩是不经济的,若采用刚性桩,应加大基础刚度。褥垫厚度对足够刚度基础下多桩型复合地基桩土承载力的发挥起着至关重要的作用。本文试验条件下,即褥垫厚度与桩径之比为0.45～0.55时,桩间土都能充分发挥,而主辅桩承载力发挥系数均小于1,虽然进一步减小主辅桩褥垫厚度,有可能提高主桩和辅桩的承载力的发挥,但是由于褥垫层过薄,一方面会出现桩顶应力集中,不利于基础底板的抗冲切,另一方面,当基础承受水平荷载时,褥垫过薄会增加桩顶水平应力集中,不符合桩在复合地基中主要传递竖向荷载的基本原则。因此调整褥垫厚度的目的不是使主、辅桩都百分之百发挥,或者说,为保证不发生桩对基础的冲切、不产生桩顶过大的水平应力集中,过分追求桩承载力发挥系数达到1是不适宜的。足够刚度基础下,刚性桩多桩型复合地基主桩承载力发挥系数γ1、辅桩承载力发挥系数γ2、桩间土承载力发挥系数β的取值与主、辅桩的褥垫铺设方法有关,不同的褥垫铺设方法,γ1、γ2、β的取值范围不同。等厚径比设计时(厚径比0.45～0.55),叁者关系为β>γ2>Y1,且γ1在0.55-0.7之间,γ1有进一步提高的空间。变厚径比设计是保证桩间土承载力充分发挥(桩间土的褥垫厚度一定,厚径比0.45-0.55)的前提下,调整主、辅桩桩顶褥垫厚度,达到提高主、辅桩的承载力发挥系数,从而提高复合地基承载力的目的。本文试验表明,减少主桩桩顶褥垫厚度,可提高主桩承载力发挥,但主、辅桩承载力发挥系数仍都小于1,桩间土承载力发挥系数β≥1。
杨魏[10]2012年在《CFG桩—网复合地基在山区高速公路中的应用研究与有限元分析》文中进行了进一步梳理CFG桩-网复合地基作为一项新型的地基处理技术,具有沉降变形小、工后沉降易控制、工程造价低等特点。大量工程实践证明桩-网复合地基具有很好的经济性。但是由于CFG桩-网复合地基工作机理较为复杂,有待进一步研究。本文首先分析了CFG桩-网复合地基的作用机理。在此基础上,以杭瑞高速公路遵义至毕节段K1715+080-K1715+180软土地基处理工程为依托,进行桩-网复合地基处理软土地基的设计。并从不同的角度,将此处治方案与原设计所采用的CFG桩复合地基处置方案进行了比较分析。同时,还探讨了CFG桩-网复合地基的承载特性。主要内容包括：①分析CFG桩-网复合地基的研究现状及发展趋势,指出目前存在的主要问题；②对CFG桩-网复合地基工作机理进行分析,阐述桩-网复合地基沉降、承载力的计算方法；③以杭瑞高速公路遵义至毕节段K1715+080～K1715+180软土地基处理工程为依托,进行CFG桩-网复合地基的设计。指出与原设计采用的CFG桩复合地基方案比较,本方案在经济上具有优越性。研究了桩间距大小对CFG桩-网复合地基承载性状的影响。提出了CFG桩-网复合地基的沉降监测方案；④利用有限元软件PLAXIS建立桩-网复合地基分析模型,模拟天然地基、加筋土地基、CFG桩复合地基和桩-网复合地基的受力和变形规律,对比分析其沉降、水平位移、格栅拉力、桩身轴力等工作性状。最后,模拟了路堤填土高度、桩长、桩间距、褥垫层弹性模量和土工格栅拉伸模量大小对桩-网复合地基沉降、土工格栅拉力以及CFG桩身轴力的影响。这些研究对于CFG桩-网复合地基的设计和施工具有指导意义。最后,对上述研究的成果进行了总结归纳,并提出CFG桩-网复合地基值得进一步研究的问题。
参考文献：
[1]. CFG桩—帽—网复合地基性状研究[D]. 曾小波. 西南交通大学. 2008
[2]. CFG桩复合地基桩土共同作用性状研究[D]. 熊钊. 重庆大学. 2009
[3]. 武广客运专线桩—网复合地基内力及变形监测与有限元分析[D]. 石洋海. 中南大学. 2008
[4]. 堆载作用下邻近复合地基的力学性状研究[D]. 赵晓波. 河北联合大学. 2012
[5]. CFG桩复合地基工作性状及工程应用研究[D]. 张建隽. 太原理工大学. 2008
[6]. 组合桩型复合地基承载性状及承载力计算方法研究[D]. 朱常志. 河北农业大学. 2006
[7]. 高速铁路中等软基CFG桩复合地基加固机理的有限元分析[D]. 苏春晖. 西南交通大学. 2008
[8]. CFG桩复合地基工作性状研究[D]. 李哲琳. 中国地质大学（北京）. 2006
[9]. 基础刚度、褥垫厚度对刚性桩复合地基桩土承载性状的影响[D]. 孙训海. 中国建筑科学研究院. 2010
[10]. CFG桩—网复合地基在山区高速公路中的应用研究与有限元分析[D]. 杨魏. 重庆交通大学. 2012
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