深嵌岩桩承载特性及其荷载传递法应用

为了弥补大直径深嵌岩桩(嵌岩比hr/b≥5)承载特性研究领域的不足,利用青岛海湾大桥试桩zh12的自平衡测试结果,对大直径深嵌岩桩的承载特性进行了分析。研究了深嵌岩桩嵌岩段实测的桩侧摩阻力与位移关系以及桩端阻力与位移关系,并与采用双曲线分布模式的荷载传递法进行了比较。研究结果表明：在软岩地区,大直径深嵌岩桩基桩顶处的荷载位移曲线为缓变型,近似为直线分布形态。从实测曲线的拟合结果来看,岩层处的侧摩阻力与位移关系采用双曲线拟合是可行的,参数1/b也能反映出桩侧极限摩阻力的数值;桩端岩层实测的荷载位移曲线也与双曲线形态比较相似;利用拟合曲线所得到的参数a、b反演计算所得到桩顶荷载位移曲线也与自平衡测试方法的实测结果接近。最后,根据实测结果分析了在不同单轴抗压强度状态下,桩侧极限摩阻力经验公式中参数α的取值范围。     

基于自平衡法后压浆灌注桩荷载传递函数的变化分析

通过对实际工程自平衡试桩资料的分析,根据自平衡试桩的特点提出上下段桩选取不同荷载传递函数模型及压浆前后采用不同荷载传递函数模型,并采用Mindlin位移解与荷载传递法混合求解来考虑土体连续性的影响进行承载特性分析,最后通过一个工程实例验证了该模型的合理性。结果表明,荷载传递函数模型选取是正确合理的,考虑压浆后桩的荷载传递函数模型的变化影响更符合实际工程;土体连续性对超长桩的承载力及沉降计算有着较大影响,考虑土体连续性的桩顶位移比未考虑土体连续性的要大,结果偏安全。     

石济客专济南黄河大桥自平衡桩基试验研究

本文结合石济客专济南黄河大桥工程,试桩采用自平衡法检测单桩竖向抗压极限值,并与单桩竖向抗压设计承载力理论值比较。为了与传统静载试验的结果进行对比,还将自平衡法测试所得的上下段桩的荷载-位移曲线转换为桩顶荷载-位移曲线。     

自平衡试桩荷载位移转换法的对比研究

为研究自平衡试桩对传统静压桩的荷载-位移转换问题,基于简化转化法,对比研究了等位移条件下的荷载位移转换法和等荷载条件下的荷载位移转换法。在相同条件下进行静压桩和自平衡桩的室内模型试验研究,研究结果表明,当自平衡桩上下段桩同时破坏时,采用等荷载转换法精度高于等位移转换法。等荷载转换法的转换结果更接近静压桩,极限承载力转换结果的误差为3%。     

自平衡试桩荷载-沉降曲线的解析算法

自平衡试桩是一种新的静荷载试桩方法。采用荷载传递法,根据桩侧土的塑性发展规律,推导得到自平衡试桩荷载–曲线的完整解析解,其中桩侧土采用双折线模型、桩端土采用三折线模型。讨论传递函数模型参数的确定方法。通过工程实例验证了解析解的合理性,反映出解析解能较好地描述自平衡试桩的荷载–沉降特性。     

水泥土桩锚荷载-位移曲线拟合研究

基于工程现场加筋水泥土试桩锚静载实测资料,对粘性土中端部扩大型加筋水泥土桩锚上拔荷载-位移曲线进行了优化拟合分析,针对其承载特性,选用了生物领域的Richards数学模型。对6根现场试验桩锚的拟合表明,Richards模型的拟合精度高,相关系数R为0.98443~0.99849,平均值达0.99291。该模型对粘性土中端部扩大型加筋水泥土桩锚的拟合效果比双曲线模型、幂函数模型都要好。结果表明,Richards数学模型针对粘土中端部扩大型加筋水泥土桩锚上拔荷载-位移曲线的拟合是较为精确和可靠的。     

自平衡法检测桩基承载能力的试验研究

自平衡试桩法是在桩端附近加设～荷载箱,将桩基分为上下两段。荷载箱激发上下段桩的位移。将上部采集系统采集的上下段桩荷载一位移关系转换成普通试桩的结果,即可得到桩基的承载特性曲线。本文SZ5号桩基通过自平衡法检测出桩基的承载特征值为5286kN,承载能力极限值为10573kN,符合设计要求。     

西安地区单桩荷载传递双曲线模型与工程应用

选用双曲线荷载传递函数分析单桩的荷载传递规律。通过分析各参数对传递函数的影响,认为桩土间的极限位移是双曲线传递函数的主要参数。然后以西安地区的26个工程钻孔灌注桩的现场试桩资料为基础,利用Matlab提供的优化工具箱对荷载传递函数中的参数进行了优化,得到各工程中的传递函数的参数,同时发现桩土间极限位移离散程度在各参数中最大,这与理论分析相一致。最后与工程实例进行了对比验证,结果表明,把利用该优化方法得到的双曲线荷载传递函数的参数作为西安地区的经验参数是可靠的。     

人工挖孔嵌岩灌注桩承载力自平衡试验研究

自平衡法是利用荷载箱将试桩分成上、下两段,分别测试上、下段桩承载力的静载试验方法。为研究人工挖孔嵌岩灌注桩的承载力,采用荷载箱置于桩底的自平衡法,对泥质白云岩、煤岩中的各2根试桩进行了现场测试。按照JGJ/T403-2017《建筑基桩自平衡静载试验技术规程》和DBJ 52/T 079-2016《基桩承载力自平衡检测技术规程》,计算得到了整桩承载力,并将结果转换成了传统意义上的桩顶加载Q-s曲线。根据上段桩的加载情况,得到了桩侧摩阻力;根据下段桩(桩底)的加载情况,得到了桩端阻力。     

双曲线模型预测单桩竖向极限承载力的研究

通过对2种不同桩型单桩竖向静载试验的研究,采用双曲线模型对单桩竖向极限承载力进行拟合预测分析。研究表明:(1)利用双曲线模型拟合荷载-沉降曲线,拟合的相关系数平均值为0.98627,拟合程度良好,拟合曲线与实测的曲线吻合程度较高。(2)对荷载-沉降曲线为陡降型的桩,用折减系数法来预测单桩竖向极限承载力,研究出预应力混凝土管桩和预制钢筋混凝土方桩的折减系数平均值分别为0.847和0.821,可供工程应用参考。     

多层土中根桩的非线性沉降简化计算方法

根桩是一种新型桩基础,它通过从桩身预留位置将一定数量的水平根键顶入桩周土体中来提高桩基承载力。为分析多层土中根桩的非线性沉降问题,基于双曲线函数提出了土–根键的荷载传递模型,并推导建立了一种多层土中根桩的非线性沉降简化计算方法,基于MATLAB编制了根桩的非线性沉降分析程序。以安徽省池州长江公路大桥工程两根现场试桩为例,对该方法与现场荷载试验结果以及其它分析方法进行了比较。结果表明,该方法与实测结果吻合较好,较其它分析方法更符合根桩的荷载沉降曲线特性。根桩参数分析表明,根桩的荷载沉降特性对根键的布置型式以及根键侧壁土的荷载传递参数取值不敏感,但对根键底部土的荷载传递参数取值较敏感。     

多层土中根桩的非线性沉降简化计算方法

根桩是一种新型桩基础,它通过从桩身预留位置将一定数量的水平根键顶入桩周土体中来提高桩基承载力。为分析多层土中根桩的非线性沉降问题,基于双曲线函数提出了土–根键的荷载传递模型,并推导建立了一种多层土中根桩的非线性沉降简化计算方法,基于MATLAB编制了根桩的非线性沉降分析程序。以安徽省池州长江公路大桥工程两根现场试桩为例,对该方法与现场荷载试验结果以及其它分析方法进行了比较。结果表明,该方法与实测结果吻合较好,较其它分析方法更符合根桩的荷载沉降曲线特性。根桩参数分析表明,根桩的荷载沉降特性对根键的布置型式以及根键侧壁土的荷载传递参数取值不敏感,但对根键底部土的荷载传递参数取值较敏感。     

南盘江特大桥岩溶桩基承载特性的试验研究

结合岩溶地区2根大直径人工挖孔灌注桩的静载荷试验和应力测试结果，对桩的荷载传递特性进行了详细的对比分析。用双曲线模型拟合了摩阻力与相对位移之间的关系。分析结果表明，桩端岩溶对桩承载特性的影响，主要表现为对整个桩身桩侧摩阻力的影响，对桩身上部主要影响其临界位移，对桩下部的临界位移和极限摩阻力皆有影响。     

受水平循环荷载影响的斜桩p-y曲线构建及应用

p-y曲线法是分析水平受荷桩基承载变形特性的主要方法,利用p-y曲线法的关键在于构建合理的p-y曲线。在砂土地基中开展了2组共10根水平受荷斜桩模型试验,其中2根斜桩仅分级施加了水平静力荷载,其余8根斜桩先施加了不同幅值的单向水平循环荷载,然后再分级施加水平静力荷载。试验测试了10根斜桩的砂面处桩身横向位移及桩身应变,根据桩身应变计算得到了桩身弯矩,在此基础上根据Euler-Bernoulli梁理论得到了桩侧土抗力及相应的桩身水平位移,构建了承受水平单向循环荷载后再承受水平静力荷载时斜桩的双曲线型p-y曲线,并给出了斜桩初始地基反力模量及桩侧极限土抗力的确定方法。用上述构建的双曲线型p-y曲线计算了本文模型试验及文献中模型试验斜桩的响应,发现利用所构建的p-y曲线得到的计算结果与实测结果整体上吻合较好,说明本文构建的双曲线型p-y曲线是合理可行的。最后利用p-y曲线计算了承受单向水平循环荷载后再承受水平静力荷载斜桩的桩身位移及桩身内力,计算结果表明:(1)相对于斜桩桩顶自由,桩顶固支能有效地减小斜桩的桩身横向位移、桩身弯矩及剪力;(2)在单向水平循环荷载作用下,正斜桩桩顶横向位移、 桩身最大弯矩及剪力均小于负斜桩;(3)无论是正斜桩还是负斜桩,桩顶横向位移、桩身剪力随着抗弯刚度增加而减小,而桩身最大弯矩随着抗弯刚度增加而增加。     

煤系地层人工挖孔桩承载特性现场试验研究

为获得煤系地层的桩基承载特性，利用荷载箱放于桩底的自平衡静载试验，直接测得了大直径人工挖孔桩的桩侧摩阻力和桩端承载力。试验结果表明：侧阻的荷载传递函数为双曲线，位移4~5mm时的侧阻可达极限值的90%；煤层侧阻发挥特性更加接近破碎岩层而非土层；极限侧阻的大小落于JGJ 94—2008《建筑桩基技术规范》中强风化软质岩一档的较低值(干作业钻孔桩)。端阻的荷载传递函数为理想弹塑性双折线，充分发挥端阻所需位移约为桩径的1%；煤层端阻发挥特性既不同于土层，也有别于岩层；极限端阻的大小高于规范强风化软质岩的上限值(干作业钻孔桩)，接近中密粗砂的上限值(干作业挖孔桩)。桩位附近靠近孔口高程的煤层岩基载荷试验表明，该法可用于确定短桩的桩端刚度，但用于确定桩端极限承载力则会得到明显偏小的结果。     

考虑时效性的静压桩荷载–沉降关系预测方法

考虑天然饱和黏土地层的原位力学特性,采用圆孔扩张模型考虑沉桩效应,结合太沙基一维径向固结理论推导了桩周土再固结过程中土体强度和剪切模量的解析解。在此基础上,根据桩基加载过程中桩侧土体的剪切变形特性,采用指数函数型荷载传递曲线分别建立了静压桩的桩侧和桩端荷载传递模型,提出了考虑时效性的静压桩荷载–沉降关系理论预测方法。通过现场试验对本文解答进行验证,研究了沉桩结束后静压桩荷载–沉降特性随时间的变化规律,分析了静压桩沉桩后不同历时的荷载传递特性。研究结果表明,沉桩结束后静压桩承载特性的变化主要是由于桩侧承载特性的提高;特定休止期后的静载试验结果与静压桩真实承载特性存在一定差异。因此,实际工程中应根据桩周土体力学特性的改变结合静载试验合理确定静压桩的承载特性。     

基于应变路径法的黏土中水平受荷桩p–y曲线

水平桩的p–y曲线大多是基于试验数据(A P I规范,双曲线),旨在从理论出发推导桩侧土体的p–y曲线。首先,推导了与上限解等价的分步弹性加载理论,并结合刚性圆盘在环状弹性介质中受水平力作用下的弹性力学解以研究桩身水平位移和桩周平均剪应变间的关系;再应用该平均剪应变和土体的双曲线应力应变关系建立联系以得到桩周土体在加载过程中的平均屈服应力即已发挥的土体强度;以此确立二维情况下桩身位移和桩周土反力的关系即p–y骨干曲线。再进一步根据三维的桩侧初始地基模量和桩侧极限承载力,将其推广至三维。该p–y曲线的优点在于可以考虑土体应力应变关系、桩身刚度和长细比对p–y曲线的影响。最后,将本文p–y曲线和传统p–y曲线分别与工程实例以及有限元结果进行对比,并指出传统p–y曲线的不足及恰当的使用范围。     

嵌岩桩的荷载传递及沉降分析

本文通过现场试验，分析了南京市嵌岩桩的荷载传递性状，用双曲线传递函数对桩基的荷载－沉降曲线进行了较好的拟合，文中的方法可应用于条件相似的嵌岩桩。     

软土软化对钢管桩承载力影响的模拟分析

考虑桩周土层的软化硬化特性,采用修正的指数曲线模型作为荷载传递函数,应用MATLAB语言编制矩阵位移法分析桩身荷载传递特性的程序,假定不同的桩、土参数和加载工况,模拟分析了上海地区软土软化对钢管桩荷载传递机理的影响,其结果显示当桩长超过一定限度后再增加桩长,桩的承载力增加不明显,对应的桩顶刚度还会有一定下降.