桩侧堆载作用下被动桩受力性状研究

桩周大面积堆载产生的土体变形不仅会引起桩身负摩阻力,也会使桩基承受较大的侧向荷载。文章应用三维有限元方法对桩侧堆载作用下的被动桩受力性状进行了分析,并研究了桩顶荷载对被动桩受力变形的影响。在桩侧堆载的作用下,桩身产生了较大的侧向位移与弯矩,同时出现负摩阻力和桩身轴力。桩身侧移和桩身轴力随着堆载距离的增加而减小,随着堆载量的增加而增大。桩侧堆载的被动桩在桩顶竖向荷载作用下会产生桩身二次弯矩,加剧桩身弯曲变形和内力。     

桩侧堆载对桩基影响的数值分析

桩侧堆载会对桩基产生侧向荷载并在桩身产生负摩阻力,形成侧向受力的被动桩,桩侧堆载的大小以及与桩基的距离影响着被动桩的受力特性.文中通过有限元软件对桩侧荷载对桩基的影响进行了数值模拟分析,分析了桩侧堆载的大小以及与桩基的距离对被动桩受力的影响,得出了一些有意义的结论.     

福州可门港堆填桩侧坡体稳定性分析

以福州可门港特大桥大面积的填海造陆为依托工程,采用Geo-Slope数值分析方法对既有桩基下大面积填海造陆形成边坡的稳定性计算,为研究不同堆载距离和不同堆载高度下土坡的稳定性,堆载过程分八次进行。由数值分析结果可以判定在堆载过程中,第一、二、三次堆载是安全的,从第四次堆载开始到第八次堆载,都出现了堆载坡体失稳现象。     

大面积堆载下软土区桥梁桩基础变形特性研究

文中就大面积堆载条件下桩基内部应力及应变的时程特性展开研究。结果表明,桥墩的横向位移时程响应曲线稳定阶段模拟的承台位移达到31.6 mm,比实测值高6.9%,但模拟结果与实测曲线变化趋势存在一致性。距离堆载越近,其桩基础的变形越大,桩基础的受力越小。对于所有桩表面位置,桩身位移随时间的增加而不断增加,224 d的桩身位移比3 d的桩身位移高66.7%。随着埋深增加,近距离桩桩身弯矩呈现先反向降低、后正向增加、后降低再增加的趋势,远距离桩身弯矩呈现先正向降低、后反向增加、后降低的趋势。     

堆载作用下被动桩的水平受力及位移分析

针对既有桩体在较大侧向堆载作用下会发生偏斜或挠曲变形甚至开裂折断,从而导致结构存在较大安全风险的问题,基于Flamant解建立条形荷载作用下的水平附加应力计算公式。考虑到桩-土界面的剪切效应,采用双参数地基模型进行桩后土体的桩-土受力分析。建立了被动桩的挠曲微分方程,采用MATLAB求解得到桩的内力及变形情况。采用文献中的不平衡堆载试验监测数据验证了计算公式的合理性。研究结果表明:堆载对桩基的侧向土压力影响主要分布在桩体的上半部分,受到的侧向土压力占桩体总侧向土压力的86%以上;随着堆载高度的增加,桩的侧向土压力、侧向位移和弯矩均呈现出增大的趋势;所得结论可为类似工程的安全性评价提供理论依据。     

桩基水平承载力群桩效应系数试验研究

本文通过桩基水平静载模型试验,对水平荷载作用下桩基础的承载特性与群桩效应系数进行研究。研究表明:①灌注桩在水平荷载作用下,大致可分为三个工作阶段:直线变形阶段、弹塑性变形阶段和破坏阶段;②根据《建筑桩基技术规范》(JGJ 94—2008)计算所得的群桩效应系数较实测值偏小,规范偏安全;③在群桩效应的作用下,群桩中各基桩荷载分担不均匀,前排角桩分担荷载最大,但桩身(顶)弯矩最大值仅为同等位移条件下桩顶自由单桩桩身弯矩最大值的0.4倍左右;④桩间距一定时,桩数的增加对桩基水平承载力的提高程度较小,但可以使群桩中各桩的荷载分担更为均匀。文中的相关试验成果可为单、群桩基础水平承载机理的进一步研究提供依据。     

水平承载下超大群桩受力变形特性的模型试验研究

李子沟特大桥是内昆线上的重点工程,采用了超大群桩基础。为了进一步完善对超大群桩基础的力学行为的认识,运用模型试验分析了在水平承载下超大群桩基础的内力分布特点、群桩的承载性状和受力变形特性,得出了在不同荷载水平作用下,桩身各截面弯矩和水平位移等关系曲线和数据。试验结果表明,桩体上部受荷载的影响最为显著,最大弯矩发生在与承台连接附近的桩身处,弯矩沿桩身向下呈非线性递减,沿荷载作用方向桩前后土体的力学行为是不同的。     

下伏软弱夹层路基堆载对桩基影响及处治方法

依托马里河II桥实体工程,采用现场监测和数值模拟方法,研究了高填路基邻近桥梁桩基受力及变位规律,分析了主动削方减载和增设抗滑桩前后该桥1号和3号桥墩桩基础受力特性,提出了相应的工程处治方法。研究结果表明:在台背路基堆载填土作用下,软弱夹层侧向挤压作用对邻近桥梁的墩顶位移、桩身位移、桩周土抗力均有显著影响;卸载后1号墩的墩顶位移减少94.90%~95.09%,桩顶位移减少94.74%~94.66%,桩周最大土抗力减少86.89%~94.88%;设置抗滑桩后3号墩的墩顶位移减少75.05%~80.04%,桩顶位移减少71.75%~81.38%,桩周最大土抗力减少39.99%~40.03%;台背填方对中间桩的影响较小,对边侧桩的影响较大,设计时可适当提高边侧桩的承载性能。     

传统静载实验对桩基承载力特性的影响

为研究锚桩、堆载平台等试验因素对桩基承载力特性的影响效应及其影响机制,运用Plaxis2D程序建立相关模型。通过模型试验对外部条件均相同的单桩在理论受力试桩、锚固法试桩、堆载法试桩这三种试桩方式下桩的荷载位移曲线、桩侧摩阻力进行比较分析。在此基础上,通过改变锚桩、堆载平台与试桩的间距进行一系列数值仿真试验,对相应试桩承载特性曲线进行比较分析,探讨试桩方式对桩基承载特性的影响机制,且讨论桩基规范中对于静载试验中相应规范的合理性。结果表明:与理论受力桩相比,锚固法试桩时由于锚桩对试桩侧土体的竖直、水平向应力具有减小作用,从而得到的桩极限承载力偏小,桩顶沉降偏大;堆载法试桩时由于堆载平台对试桩侧土体的竖直、水平向应力具有增大作用,从而得到的桩极限承载力偏大,桩顶沉降偏小。在桩基工程设计中应考虑静载实验时试桩方式对桩基承载力的影响效应。     

被动单桩受轴向荷载作用耦合效应的初步分析

桩基受到基坑开挖、地面堆载等引起的土体水平位移作用,导致桩身产生附加弯矩和位移,可能威胁桩基础的安全,这已成为工程界关注的一个重要问题。文章阐释了被动桩基的主要分析方法,分别基于Winkler地基模型以及非线性的p-y曲线法对土体侧移作用下的邻近桩基相互作用进行分析。并对桩顶受轴力作用的被动单桩进行了算例计算,初步分析了轴向荷载与土体侧移的耦合作用效应,计算结果表明,P-△效应的存在对既有桩基存在一定程度的不利影响。     

软土地区邻近堆载对桩基影响的数值模拟研究

对软土地区地面堆载对邻近桩基影响进行了数值模拟研究,模拟分析了填土对邻近桩基的地面沉降水平位移、桩身变形、桩身轴力、桩身弯矩等的影响,得出桩身位移变化规律以及填土高度对桩基影响的安全距离。     

土体侧移作用下既有轴向受荷桩性状的室内模型试验研究

堆载或开挖等引起的土体侧移对邻近轴向受荷桩的承载和变形性状可能会产生负面影响,对于这一问题目前尚缺乏充分的研究。采用室内模型试验研究轴向受荷桩在土体侧移作用下的承载和变形特性,重点分析了土体侧移、桩顶轴向荷载以及群桩效应等对桩基性状的影响。试验结果表明,桩顶轴向荷载和土体侧移的耦合作用使得桩身弯矩和位移均相应的增大;而两桩中的前桩对后桩具有遮拦效应,前桩的存在使得后桩的弯矩和变形明显变小。在工程实践中应充分重视土体侧移与轴向荷载的耦合效应对桩基性状的影响。     

基于DIC技术的桩-土-承台共同作用性状的模型试验研究

利用数字图像相关技术,编制适合岩土试验模型变形量测分析的位移场分析程序(DIC).结合室内模型试验,利用DIC程序对试验中获得的系列图像进行分析,得到群桩基础的承载变形特性、桩周土体的位移场,并对其破坏模式进行推断.研究结果表明:利用自行编制的DIC程序分析桩周土体位移场是可行的,并可以得到全场位移;随着桩距增大,群桩基础荷载沉降特性有更多的天然地基承载表现;3b(b为方桩边长)桩距群桩由于桩对桩间土体的遮拦作用明显,其侧向位移数值较6b桩距的要小;对于3b桩距群桩,土体的压缩主要集中在桩端以下土层,整个群桩基础呈实体深基础破坏模式,而对于6b桩距群桩,桩间土体的压缩量占主导地位,整个基础因桩间土体侧向挤出而破坏.分析结果验证复合桩基理论,6b桩距可视为常规桩基与复合桩基的桩距分界点.     

基于DIC技术的桩–土–承台共同作用性状的 模型试验研究

 利用数字图像相关技术,编制适合岩土试验模型变形量测分析的位移场分析程序(DIC)。结合室内模型试验,利用DIC程序对试验中获得的系列图像进行分析,得到群桩基础的承载变形特性、桩周土体的位移场,并对其破坏模式进行推断。研究结果表明：利用自行编制的DIC程序分析桩周土体位移场是可行的,并可以得到全场位移;随着桩距增大,群桩基础荷载沉降特性有更多的天然地基承载表现;3b(b为方桩边长)桩距群桩由于桩对桩间土体的遮拦作用明显,其侧向位移数值较6b桩距的要小;对于3b桩距群桩,土体的压缩主要集中在桩端以下土层,整个群桩基础呈实体深基础破坏模式,而对于6b桩距群桩,桩间土体的压缩量占主导地位,整个基础因桩间土体侧向挤出而破坏。分析结果验证复合桩基理论,6b桩距可视为常规桩基与复合桩基的桩距分界点。     

大面积地面堆载作用下的桩基础设计计算

本文论述了大面积地面堆载对桩基的影响,指出在有大面积地面堆载时桩基础设计必须考虑桩身负摩擦力和侧向水平力的不利因素,并对地面堆载作用下桩基础的设计计算进行了探讨。     

基坑开挖与临近桩基相互作用分析

基坑开挖时临近建筑物的桩基础将受到开挖引起土体位移的作用, 导致桩身产生附加应力、弯矩和侧向位移。文中采用三维弹塑性有限元法, 模拟无支撑基坑开挖与临近桩基的相互作用。对比分析了临近桩基对基坑开挖所引起土体变形场的影响, 并讨论了基坑的空间效应、开挖深度、支护墙刚度、桩基和基坑距离、桩基刚度和桩头约束条件等因素对临近桩基附加侧向位移和弯矩的影响, 得出了一些有意义的结论, 可为分析基坑开挖对临近桩基影响时提供一定的理论指导。     

大面积堆载作用下港口干煤棚结构设计与研究

为研究软弱场地土条件下柱面网壳支座荷载和大面积堆载作用下干煤棚桩基受力与变形特性，通过某工程实例，进行了软弱场地土条件下干煤棚上部结构的内力分析，并对网壳支座荷载和大面积堆载作用下桩身变形进行了理论计算和有限元分析，对结果进行了分析比较。结果表明，按角点法和等效土层厚度法计算的桩顶水平位移接近；软弱土地质情况下规范理论设计方法仅能较好地反映荷载作用下距离桩顶4/α范围内桩身位移的变化，桩承台有限元分析可反映大面积堆载作用下整个桩身变形和受力特性；根据计算得到的桩顶位移可近似换算出上部柱面网壳支座处的水平位移，可以此作为上部网壳支座荷载的设计依据。     

沿海深厚软土围垦对跨海铁路桥梁影响研究

以头门港支线头门新区至头门岛段跨海铁路项目为依托,结合头门港区规划填海场地及铁路桥梁桩基工程实际,采用数值仿真技术,研究了海湾淤泥地质条件下后续填海工程施工对建成后的跨海铁路桥梁桩基的影响,着重分析了不同措施条件与不同堆载距离,对桥梁桩基内力及桥梁墩台位移的影响。并根据数值分析结果和相关规范,提出了确保铁路桥梁结构安全的相应措施,这对头门港区填海造陆工程实际具有重要的指导意义,可供类似工程借鉴。     

堆载引起某厂房坍塌事故的初步分析

通过对超载作用下地基软土性状的研究 ,指出由长期堆载甚至超载引起邻近桩基较大的侧向位移和位移累积是上海某工业厂房屋顶坍塌的主要原因。文中采用改进弹性地基梁法对堆载邻近的桩基进行理论分析 ,并通过桩基沉降和侧向位移对桥梁等上部结构影响的统计分析 ,提出了堆载大小和桩基变位的控制标准     

堆载作用对桥梁桩基位移的控制技术研究

以台洲湾省某桥梁工程为实例,分析堆载作用下桥梁桩基的水平位移分布规律,探究堆载作用对桥梁桩基水平位移的影响,运用MIDAS GTS有限元软件,开展了堆载作用下桥梁桩基受力与变形规律的数值模拟分析,模拟不同堆载条件下桥梁桩基的水平位移影响,得出桥梁桩基最大位移与桩基水平位移的关系曲线,同时提出了在桥桩周围施作高压旋喷桩的方式来减少由于堆载对桥梁桩基的变形影响。