打入桩荷载-沉降性状的时间效应分析

关于沉桩结束后打入桩承载力的时效性现象，目前已经开展大量的研究。然而，有关试桩荷载-沉降曲线时效性的模拟方法却鲜见报道。首先，简要分析打入桩时效性的产生机制。然后，基于荷载传递法，提出一种估算沉桩后单桩荷载-沉降性状时效性的新方法。2个量纲一的时间效应系数被加入到传统的荷载传递函数中，以分别描述桩侧摩阻力和桩端阻力随时间的变化。修改后的荷载传递函数可考虑沉桩后任意间歇期的单桩荷载-沉降性状。采用该方法对一个工程实例的打入桩荷载-沉降性状进行验证分析，计算结果与试桩荷载-沉降实测曲线吻合较好。     

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。     

用荷载传递法计算深长大直径嵌岩桩单桩沉降

考虑到嵌岩桩所处土层、岩层特点,采用双折线荷载传递函数,用荷载传递法导出深长大直径嵌岩桩单桩沉降计算的解析公式.利用导出的单桩沉降解析公式,根据所收集的35根南京地区深长大直径嵌岩桩试桩资料,采用非线性优化方法,进行了荷载传递函数参数的识别分析,得到了南京地区大直径嵌岩桩沉降计算荷载传递函数参数值,所导出的参数值可用于单桩沉降计算.     

破坏和非破坏后注浆抗压桩受力性状现场试验研究

通过桩身埋设有钢筋应力计的 2 根直径不同的破坏性和非破坏性后注浆抗压试桩现场静载试验,对比分析了破坏性和非破坏性后注浆抗压试桩的受力性状。现场试验表明,极限荷载下非破坏性和破坏性后注浆桩的桩端力荷载分担比约为 40% 且同一桩顶荷载水平下,桩端荷载分担比随桩径的增大而减小。最大试验荷载下非破坏性试桩浅层土侧阻力完全发挥并有侧阻软化趋势,而破坏性试桩全桩长范围桩侧阻力均表现为软化性状。实测发现不同土中桩侧摩阻力充分发挥时对应的桩顶沉降约为（ 1% ～ 4% ） D （ D 为桩径）。非破坏性试桩实测得到的桩端位移–桩端力曲线表现为硬化特性,而试桩破坏性试验中实测得到的桩端位移–桩端力曲线表现为软化特性。     

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。     

由O-cell试桩结果确定整桩的性能

提出了一个根据O-cell试桩结果确定整桩性能的途径,包括基本方法、步骤及必须的资料。以某公路大桥的O-cell试桩为例,采用本文所提出的途径确定出了桩阻力参数、相应整桩的荷载沉降曲线及极限承载力。验证了桩侧阻力与接触面两侧切向位移差之间关系可以用双曲线表示。将按本文提出的方法和现有其他四种方法确定的整桩荷载沉降曲线做了比较,并对各种确定整桩荷载沉降曲线方法的可靠性和适用性做了评价。此外,将按本文给出的整桩荷载沉降曲线和按流行公式确定的整桩极限承载力做了比较,指出了流行公式低估了整桩极限承载力,并对流行公式提出了一个修改建议。强调了,只有按某种有根据的方法确定出完整的整桩荷载沉降曲线,才能由O-cell试桩结果可靠地确定出整桩的极限承载力。     

桩基计算的传递函数法

传递函数法计算单桩沉降及轴力的关键在于确定桩身和桩端的传递函数。本文提出了根据室内砼和岩土试验所得到的荷载传递函数的数学表达式,结合桩基静载荷试桩资料用改进的Powell法确定数学模型中的待定参数来获得桩基的荷载传递函数。     

考虑剪切刚度系数变化的单桩弹塑性解

以桩侧土和桩端土分别采用弹性–全塑性和双线性硬化荷载传递函数为基础,推导了轴向荷载作用下考虑桩侧极限摩阻力和剪切刚度系数随深度线性变化的单桩弹塑性解析解,得到了荷载-沉降、桩身位移、轴力等计算公式。该方法能更好地反映摩擦桩和端承摩擦桩的荷载传递规律,并可通过试桩资料的反分析,以及结合土工试验和地质勘察资料确定合理的计算参数,计算结果与工程试桩结果间良好的一致性验证了该方法的合理性。     

自平衡试桩荷载传递模型及荷载-沉降曲线转换方法改进研究-自平衡试桩荷载传递模型及荷载–沉降曲线

通过分析自平衡试桩数据,提出了注浆前后荷载传递函数模型。对自平衡荷载–沉降曲线转换方法中的“精确转换法”进行了改进,考虑了土体连续性对桩顶沉降的影响。通过工程实例验证了模型的合理性,进一步的分析表明：土体连续性对超长桩桩顶沉降影响较大,考虑土体连续性时的极限承载力比不考虑土体连续性时小,改进的方法偏安全。     

自平衡法试桩的荷载-位移曲线的数值解法

对顶压桩采用双曲线荷载传递函数拟合自平衡试桩上段桩的荷载-位移曲线,采用指数荷载传递函数拟合自平衡试桩下段桩的荷载-位移曲线。对抗拔桩采用双曲线荷载传递函数拟合自平衡试桩的荷载-位移曲线。通过若干工程实测数据验证了基桩上下段分别采用两种曲线函数拟合,能较好地描述自平衡试桩的荷载传递特性。拟合结果对比表明,通过最小二乘法原理求解Q-s曲线方程,具有较高的精确度,应用Excel表格可快速处理多条实测曲线,方法简单、实用。     

由静力触探试验资料预估单桩的荷载——沉降关系及承载力

本文提出了一个直接由静力触探（两用探头）试验资料来预估单桩荷载－沉降关系和承载力的探索性方法，该法能够由静探资料算出荷载－沉降关系曲线，并将桩的承载力与沉降问题统一起来考虑。文内采用的荷载传递函数是连续、单调增加的非线性函数，提出了用桩端上部２Ｄ和下部４Ｄ范围内探头阻力的加权平均值法来确定桩端极限阻力的概念。对黄土地区内７根静压桩折计算结果与试验资料作了比较，结果较为满意。     

高应变法模拟Q-s曲线误差分析

依据某静压桩工程试桩的单桩竖向抗压静载试验和高应变动力试验结果,结合其桩身材料特性、桩侧阻力和桩端阻力发挥性状的分析,对高应变动测模拟Q-s曲线误差进行了分析和研究。高应变动测计算的Q-s曲线和静载试验实测结果相比,在荷载较小时高应变动测计算的沉降较大,在荷载较大时高应变动测的沉降较小。高应变试验模拟计算结果与静载结果的不同,与其测试分析中采用的桩身材料和土阻力的数学模型有关。高应变动测分析时假定桩身是弹性的,但实际桩身混凝土是非线性的,使得高应变动测模拟计算的Q-s曲线产生了一定的误差;而高应变动测分析中土静阻力弹塑性的假定与实际土阻力发挥性状的不同,以及高应变测试时桩产生的位移较小,是高应变动测模拟Q-s曲线误差的主要原因,在采用高应变动测模拟Q-s曲线时应考虑这些因素的影响。     

摩擦型能源桩荷载–温度现场联合测试与承载性状分析

能源桩集地源热泵技术与建筑桩基于一体,桩基承载性状受荷载–温度耦合作用而不同于常规工程桩。开展了昆山某摩擦型能源桩工程的荷载–温度现场联合测试,测试了多级荷载水平与不同换热工况下桩身的温度、应力分布及桩顶位移变化,整理得到桩身的附加温度荷载、桩身轴力及桩侧摩阻力分布曲线,分析了摩擦型能源桩荷载–温度作用下的承载性状与荷载传递特征。测试结果表明:能源桩的温度变化将引起附加温度荷载,桩身轴力和附加温度荷载分布特征和桩顶荷载作用、桩端约束有关,承载性状不同于单一荷载作用下的工程桩。加热工况引起桩身上、中部多处出现负摩阻力,但荷载的增加有利于减小升温引起的负摩阻力效应;制冷工况下,桩端附近产生负摩阻力,能源桩荷载传递特征受荷载–温度耦合作用而改变。设计荷载作用下,能源桩顶加热时隆起而制冷时下沉,加热工况引起的桩顶位移在停止加热回温后可基本恢复,但制冷工况引起的桩顶位移在回温后会导致桩顶产生附加沉降,荷载–温度耦合作用也引起了能源桩沉降性状的变化。     

饱和软土中预制桩承载力时效的研究

为研究饱和软土中预制打入单桩承载性能的时间效应,结合天津大港电厂二期工程的静力试桩,对混凝土预制桩和钢管模型桩分别进行了沉桩不同休止时间、不同加荷程序的静载试验,并对桩身荷载传递进行了测试。通过试验结果分析,对饱和软土中预制打入单桩的时效特性提出了一些见解,并对如何考虑时效特性来确定单桩承载力的方法提出了建议。     

后注浆超长灌注桩竖向承载特性载荷试验研究

现场载荷试验是确定单桩竖向承载力常用方法之一,基于现场试桩静载试验和桩身轴力测试试验,分析了后注浆超长灌注桩的竖向极限承载力性状、桩身轴力传递特性及桩侧阻力,桩端阻力发挥特性。研究结果表明:在竖向荷载作用下,桩身轴力随着深度的增加而增量减小,且随荷载的增加而逐渐增大;超长灌注桩表现出摩擦桩特性,荷载-沉降曲线没有明显破坏点,其竖向荷载主要靠侧摩阻力进行传递;桩侧阻力和桩端阻力非同步发挥并且相互影响。根据实测数据对计算单桩承载力的侧摩阻力和桩端阻力的系数进行修正,修正后为类似桩基础工程设计提供技术参考。     

大直径深长钻孔灌注桩分层荷载传递特性试验研究

 基于常州高架一期工程现场静荷载和桩身应力测试结果,分析竖向荷载下大直径深长钻孔灌注桩在分层土中的荷载传递规律。由于试桩加载至破坏,故对此分析能为深入研究大直径深长钻孔灌注桩的承载性状提供有价值的工程参考。试验结果表明：大直径深长钻孔灌注桩端承力所占比例较低,荷载–沉降关系呈陡降型,存有明显拐点;侧、端阻力非同步发挥且相互影响,同时上下层侧阻力亦先后发挥至极限;通过对试桩的实测数据进行分析可得,埋深对桩周具有相似物理力学特征土层的侧阻力影响较大,一些土层实测侧阻力与勘察报告推荐值有很大差异;土层(1)和(3)荷载传递曲线属加工软化型,而桩端土荷载传递曲线属明显的双折线硬化模型,这说明上部土层有剪切破坏趋势,使侧阻产生一定程度削弱,而在承载时端承力有较大发挥空间。     

层状地基中桩静载试验数据的拟合分析

采用线弹性-塑性荷载传递函数，导出了成层地基中桩的轴向荷载-沉降曲线的解析递推公式。通过拟会实测Q-S曲线，可得到桩上系统的工程力学参数，并由此计算得到桩身轴力及侧摩阻力分布曲线。经许多工程验证，该方法有广泛的适用性及较高的分析精度，对分析桩的荷载传递机理、指导桩的工程设计及工程测试具有实用价值。     

大直径灌注筒桩轴向荷载-沉降曲线的一种解析算法

大直径现浇混凝土薄壁筒桩为主要应用于软弱地基处理的一种桩型。筒桩的荷载传递机理不同于一般的灌注或沉管实心桩,筒桩的荷载传递机理的复杂性制约了筒桩承载理论的发展与工程应用,其工程设计方法至今仍处于半理论半经验的状态。本文采用按桩顶沉降量控制基桩竖向承载力的计算方法,考虑土体强度沿深度线性变化的特性,并考虑大直径灌注筒桩土芯分担荷载以及筒桩与土芯内摩阻力发挥情况,采用一种桩内侧摩阻力、桩外侧摩阻力和桩端阻力共同传递荷载的模型,推导出一种沉管灌注筒桩的轴向荷载-沉降曲线的解析算式,并计算得到任意截面桩身轴力及内外侧摩阻力表达方程式。通过两个工程算例,验证本文公式的实用性。计算结果表明,土芯分担顶部荷载并提供内侧摩阻力,对提高承载力和减小沉降量都有贡献。     

静压桩的荷载-沉降特性动、静载试验结果分析

依据某工程三根静压桩的单桩竖向抗压静载试验和高应变动力试验，通过对桩身材料特性、桩侧阻力和桩端阻力发挥性状、桩身荷载传递机理的分析，研究和比较了桩的动、静载试验荷载－沉降特性。高应变计算的Q～s曲线和静载试验实测结果相比，在荷载较小时高应变计算的沉降较大，在荷载较大时高应变的结果较小。高应变试验模拟结果与静载结果的不同，与其测试分析中采用的数学模型有关。由于实际混凝土荷载变形的非线性，以及高应变动测中桩产生的位移特别是桩端位移较静载试验中的小，使得高应变计算的Q～s曲线在荷载较大时一般不可能有静载试验那样大的位移和明显的陡降段。在采用高应变动测模拟Q～s曲线时应考虑这些因素的影响。     

灌注桩单桩荷载-沉降关系的新陈代谢灰色预测模型

建立了带残差修正的一维新陈代谢灰色模型 ,根据工程实际试桩资料对未压坏桩荷载 沉降性状进行了预测分析 ,探讨了灰色模型用于单桩荷载沉降关系曲线预测的具体技术和可行性。对未压坏桩后半段荷载 沉降曲线进行预测时发现 ,桩的破坏模式对预测的效果影响较大。对于渐进型破坏桩的预测 ,可取得很好的预测精度 ,且有良好的适用性 ;而对于陡降型破坏桩 ,预测效果较差。通过采取加密预测取点法和引入修正系数的措施 ,使得对于陡降型桩的预测精度有较大提高。