碎石桩施工论文范文参考关于碎石桩施工的优秀论文范文【10篇】VIP

碎石桩施工论文范文参考关于碎石桩施工的优秀论文范文【10篇】 由于复合地基通常较桩基施工速度快、造价低,使其在近三十年来得到了较大的发展,其理论与应用也是目前土木工程中比较活跃的研究领域.振冲法是地基处理的主要方法,所制桩体为散体桩,上部荷载作用于复合地基后,影响其压缩性能的因素较为复杂,使得现有的计算方法都还不够成熟,该方法的理论与应用还处在半理论半经验状态,地基处理设计中一些参数也只能凭工程经验确定. 本文综述了复合地基的发展和研究现状,指出了复合地基存在的主要问题.文*绍了大连地区常用的地基处理方法,介绍了地基处理的成败案例.并通过大连泉水居住区龙畔金泉小区四栋十八层住宅楼采用振冲法处理有淤泥的地基土层的工程实例,对振冲桩复合地基的应力特性及参数计算方法进行了较系统的研究,提出了振冲碎石桩复合地基设计和计算较为实用的新方法. 第一,目前多数地基处理业界人士认为黏性土的强度过低如果采用振冲法处理,桩间土不能使碎石桩得到所需的桩周土径向支持力,桩体就会产生鼓胀破坏,所以碎石桩复合地基适合低层或变形要求低的建筑.本文通过四栋小高层的工程实例,证明碎石桩用于有淤泥的土层的小高层建筑也可取得较好的效果.文中对比载荷试验曲线和沉降观测曲线来揭示不同振冲器功率地基处理的效果,对比了不同土层层位上的载荷试验地基土的附加应力.通过载荷试验曲线与筏板基础沉降观测曲线的对比,指出现有参数计算理论的局限性. 第二,通过对比地基检测的载荷试验曲线和建筑物主体的沉降观测曲线,发现复合地基竣工检测的载荷试验曲线的初段不能真实反映筏板基础下复合地基土层的压缩性,建筑物的沉降与载荷试验曲线的前后段都相关.文中通过对载荷试验压板影响范围内的复合地基试验数据的分析提出了第二层土变形模量的计算方法,而且这种方法计算的复合地基沉降量与沉降观测推算值更加接近.根据载荷试验所得的两层土变形模量避免了当前的只用曲线初段的一层土变形模量计算沉降的缺陷. 第三,本文根据压缩模量概念及振冲桩施工中动力参数,建立了振冲桩桩体的压缩模量与振冲器动力性能之间的关系式,即动力法计算桩体压缩模量,并通过有限元法进一步论证该方法.使设计人员可以更加客观地进行振冲桩复合地基设计,使复合地基计算结果更为合理. CFG(Cement Fly-ash Gravel)桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称,就本质而言,CFG桩复合地基是对碎石桩复合地基的继承与发展.CFG桩复合地基可以灵活地改变桩长、桩间距、褥垫层厚度和桩体配合比来满足承载力和沉降变形的要求,加上CFG桩可以充分利用桩间土的承载力、桩身材料可以消除大量工业废料粉煤灰,可在降低工程成本的同时保护环境,经济和社会效益十分显著. 伴随高速铁路快速发展,出现越来越多的新老线并行情况,新建铁路施工往往导致紧邻运营路基变形过大而直接影响到紧邻运营铁路行车安全,故仅仅考虑路基稳定性分析不足以确保安全运营,为此,开展新建高铁对紧邻运营铁路路基服役状态研究.本文依托沪宁城际铁路科研项目,研究通过静动力现场测试、理论分析、有限元计算与轨检车资料分析等手段,在新老线紧邻位置设置试验段,开展施工扰动下紧邻运营路基变形应力与动力响应测试,从力学角度计算施工不同阶段运营路基内部变形与应力,数值分析施工扰动下运营路基服役状态与极限状态,依据测试与计算提出并实施工程应对措施,建立运营路基状态评估体系,研究主要取得了以下成果： (1)针对新建高铁施工对紧邻运营铁路路基扰动影响这一新的问题,提出一套静、动力相结合的运营路基安全监控方法.静力测试得到运营铁路路基最敏感指标路基坡脚水平位移；动力测试获取路基振动加速度、振动位移等变化分布规律,分析列车类型、车速对路基的影响,实现了施工扰动下运营路基服役状态监测. (2)针对施工扰动下运营铁路路基不同区域应力变形等参量变化无法监测的问题,基于圆柱形孔扩张理论,考虑路基基坑开挖与地基沉桩,建立了计算邻近运营路基径向应力与位移的解析公式,并给出了群桩挤土效应叠加计算方法.计算结果与试验数据相互验证,实现对运营铁路路基内部变形预测,可为类似邻近工程建设提供理论支撑. (3)采用有限元模型计算分析施工三阶段(路基基坑开挖、成桩、路基填筑),得出开挖阶段运营路基最危险,并分析列车通过速度的影响；在此基础上,获取新建路基基坑长期浸水条件下运营路基稳定性变化规律,振动打桩对紧邻运营路基动力扰动影响；此外,数值分析获取了运营路基振动位移、振动加速度、侧向位移阈值,为测试与计算数据提供安全控制标准.完善了施工期间对运营铁路路基服役状态的监控与预警. (4)针对测试与计算发现的施工扰动导致运营路基存在变形超限与失稳的隐患,提出并在工程现场成功实施了地基处理设计变更和边坡防护措施.建议将原CFG桩改成浆固碎石桩与管桩,总结提出紧邻既有线静压预应力管桩施工工艺,该技术已申报成为部级工法.工程措施有效的确保了运营铁路行车安全. (5)针对运营铁路路基状态评估影响因素复杂、尚未有权威机构和研究报道建立路基状态评估体系的现状,基于灰色理论与神经网络原理,建立运营路基状态评估模型,模型以路基变形应力数据(测试试验)、TQI(轨检车分析)、稳定性(理论计算)为评价指标,采用灰色聚类法进行指标归一化处理,BP神经网络减小分配权重过程误差,实现多指标影响下运营路基状态评价. 土工格室+碎石桩双向增强复合地基作为一种新型的软基处治方法,因其良好的工作性能获得了工程界的青睐,目前在公路软基处治、铁路路基加固、油罐地基加固等工程中得到了广泛应用,并取得了良好的加固效果,但是该处治方法的理论研究尚欠成熟.为此,本文结合国家高技术研究发展计划(863计划)项目“大面积不均匀公路软弱地基按沉降控制双向增强处治技术”(xxAA11Z104)、国家自然科学基金项目(51078138)及湖南大学博士学位论文选题资助项目,从土工格室+碎石桩双向增强复合地基的承载机理分析、固结分析、桩土应力比计算、沉降计算等方面出发,通过理论分析和室内模型试验并结合工程实际进行较深入系统的研究. 本文首先针对土工格室和碎石桩复合地基的作用机理进行探讨,在此基础上对两者组合而成的双向增强复合地基的作用机理进行分析；对土工格室加筋垫层和碎石桩复合地基承载力计算方法进行总结,考虑土工格室与碎石桩复合地基两者相互作用,并结合碎石桩的固结效应,探讨了土工格室+碎石桩双向增强复合地基承载力计算方法.同时基于轴对称空间问题的弹性理论,选取不同的桩土单元,推导出碎石桩复合地基桩土应力比计算公式,并在此基础上考虑碎石桩三维轴对称固结模式,基于桩体和土体的应力时效特征,推导考虑时效的复合地基桩土应力比计算公式,并通过算例验证该解答的合理性. 其次,针对土工格室+碎石桩双向增强复合地基变形特点,探讨了其变形机理并总结了已有的沉降计算方法；在此基础上,考虑碎石桩复合地基桩土刚度差异并不大,将其视为一复合土体,土工格室加筋垫层则视为置于Winkler地基上的弹性地基梁(称为土工格室梁),同时考虑土工格室加筋垫层与碎石桩复合地基之间的切向摩阻力,提出了土工格室+碎石桩双向增强复合地基沉降计算模型,推导出土工格室+碎石桩双向增强复合地基变形计算的控制方程,并结合微分算子级数法求得相应的解析解,由此导得了土工格室+碎石桩双向增强复合地基沉降计算公式.算例分析表明该解析解是正确合理的,进一步的参数分析表明,复合土体的法向和切向弹簧刚度对土工格室+碎石桩双向增强复合地基的变形有较大影响,土工格室加筋垫层的力学参数如弹性模量等及几何参数如高度等则影响较小. 再次,根据前述土工格室+碎石桩双向增强复合地基沉降计算的弹性地基梁模型,引入分步计算法概念,首先考虑各种竖向荷载下土工格室梁的挠度计算,推导并汇总了工程中常见竖向荷载下土工格室梁的挠度解答,然后考虑土工格室梁的实际变形曲线特征,建立切向相对位移与挠度之间的关系式,并推导出相应土工格室梁的切向相对位移的解答,最后将地基反力和切向摩阻力作为荷载作用于土工格室梁上,导出土工格室梁的最终变形并进一步导得土工格室+碎石桩双向增强复合地基沉降计算公式.算例分析验证了分步计算法计算结果与前述解析解的一致吻合性,表明分步计算法切实可行. 基于前述土工格室+碎石桩双向增强复合地基沉降计算的弹性地基梁模型,从能量角度出发,根据最小势能原理,建立考虑切向摩阻力的土工格室梁挠度方程,并引入合适的位移函数,导出考虑切向摩阻力作用时土工格室梁的挠度解答并进一步导得土工格室+碎石桩双向增强复合地基沉降计算公式.算例分析表明该解答计算结果与前述解析解一致,表明该能量法解答切实可行,亦进一步完善了土工格室+碎石桩双向增强复合地基沉降计算的方法体系. 最后,根据相似理论,设计并完成了单纯软土地基、袋装砂井地基、土工格室加筋复合地基、碎石桩复合地基、土工格栅+碎石桩复合地基和土工格室+碎石桩复合地基等六组室内模型试验,并对试验成果进行了分析,从静载试验、应力分布、桩土应力比和孔隙水压力分布规律等方面探讨了袋装砂井地基、碎石桩复合地基、土工格栅+碎石桩复合地基和土工格室+碎石桩复合地基等的承载变形机理以及排水固结特点,并利用模型试验数据对前述沉降计算理论进行了验证分析.结果表明,土工格室加筋垫层可有效扩散和均化上部荷载,减小地基的总沉降和不均匀沉降；碎石桩桩顶应力集中效应明显,可有效加速地基排水固结；土工格室+碎石桩复合地基可有效提高地基承载力,降低桩土应力比,同时能够加速软基排水固结,减小地基沉降和不均匀沉降.此外,基于前述土工格室+碎石桩双向增强复合地基沉降计算的理论方法所得结果与室内模型试验实测结果吻合较好,也进一步验证了本文理论成果的合理性和可行性. 双向增强复合地基是由竖向桩体复合地基与土工材料等水平加筋垫层组合而成的一种新型软土地基处治形式,其可充分发挥水平向筋(板)体复合地基和竖向桩体复合地基的优点.目前该处治技术在公路、铁路路基加固等工程实践中应用广泛,取得了良好的加固效果.但其理论研究尚处于初级阶段,尤其是承载机理与设计计算理论研究尚有待进一步深入.为此,本文结合国家高技术研究发展计划(863计划)项目“大面积不均匀公路软弱地基按变形控制双向增强处治技术”(xxAA11Z104)、国家自然科学基金项目“散体材料桩复合地基承载机理及其按变形控制设计理论研究”(51078138)、湖南省研究生创新基金项目及湖南大学优秀博士学位论文基金项目,基于双向增强复合地基已有的研究成果,通过理论分析和室内模型试验研究,对路堤等柔性基础下双向增强复合地基的承载机理及其设计计算理论进行系统深入的研究. 本文首先分析了刚性桩、柔性桩和散体材料桩的受力变形特性、荷载传递规律等,深入研究了桩体复合地基的承载机理及其破坏模式,筋(板)体复合地基的侧向约束效应、网兜效应和柔性筏基效应、应力扩散效应以及加筋地基的破坏模式,进而对双向增强复合地基的桩-筋(板)-土体系的承载机理及其与路堤填土间的相互作用进行了深入研究. 其次,针对竖向荷载下散体材料桩和粘结材料桩各自的受力变形特性及其复合地基的荷载传递规律,基于Vesic圆孔扩张理论,导得了散体材料桩桩体极限承载力计算公式；针对竖向荷载作用下散体材料桩桩顶一定深度范围内不仅发生竖向压缩变形且伴有侧向鼓胀变形的特性,导得了散体材料桩复合地基沉降计算公式；引入Mylonakis&,Gazetas模型模拟粘结材料桩复合地基中桩与桩及桩与土之间的相互作用,采用理想弹塑性模型模拟桩侧土体应力应变的非线性关系,基于剪切位移法导得了能综合考虑桩-土体系共同作用的粘结材料桩复合地基沉降计算公式.根据软土路基中水平加筋垫层的应力扩散和网兜作用,提出了路堤下筋(板)体复合地基承载力计算公式和考虑桩体作用的双向增强复合地基承载力计算公式,并基于Winkler弹性地基梁模型提出了水平加筋体受力变形分析的矩阵表达式,进而推广应用到双向增强复合地基的受力变形分析,导得了双向增强复合地基的沉降计算矩阵表达式. 考虑双向增强复合地基中水平加筋体与其上下土体间的摩阻效应及桩土刚度差异,对传统弹性地基梁模型进行改进,将桩体与桩间土体比拟为不同刚度的弹簧体系,导得了能考虑筋土接触摩擦效应的双向增强复合地基沉降计算幂级数解,在此基础上,考虑地基梁变形的几何非线性及其在外荷载、竖向和水平向地基反力作用下产生的纵横耦合变形特性,导得了双向增强复合地基受力变形分析的Galerkin解；进而考虑土体受力变形的非线性,提出了基于理想弹塑性模型的双向增强复合地基受力变形分析的分步计算法.算例分析验证了上述三种解答的正确性和合理性,分析结果还表明筋土界面摩阻效应对加筋体受力变形影响较大. 再次,基于相似理论设计并完成了单一软土地基、土工格室加筋复合地基、碎石桩复合地基和土工格室+碎石桩双向增强复合地基等四组大比例室内模型试验,从路基竖向承载力和竖向变形的变化规律、土工格室张拉应变发展规律、碎石桩径、竖向变形规律和桩侧土压力分布规律等方面探讨了土工格室加筋垫层、碎石桩复合地基和土工格室+碎石桩双向增强复合地基等的承载变形机理,并利用模型试验数据对前述复合地基沉降以及碎石桩变形计算理论进行了验证分析.自行开发研制出量测桩身鼓胀变形的散体材料桩膨胀量测试仪,成功解决了模型试验中碎石桩鼓胀变形量测这一难题.基于叠梁试验,提出了土工加筋垫层刚度参数测试技术,并给出了土工格室加筋垫层弹性模量的合