基于桩身内力测试值和压缩量的桩端荷载计算

振弦式钢筋应力计法是一种常用的桩身内力测试方法,按照测试要求,钢筋计埋设位置与桩底的距离一般为1.5~3.0倍桩径,采用钢筋计无法直接测出桩端荷载;而桩底压力盒因桩底非平面、受力不均匀等原因难以获得有效的测试数据,多数情况下仅能得到桩端持力层的总阻力,使得桩端持力层的端阻力和侧阻力获取具有经验性。提出了一种利用桩身内力测试数据和桩身压缩量计算桩端荷载的方法,该方法利用桩身内力、桩身压缩量以及桩身受力与变形的关系计算出桩端荷载,利用桩端荷载计算出桩端持力层的端阻力和侧阻力参数。工程实例表明,该方法切实可行,是对钢筋计法测量桩身内力的补充完善,提高了试桩成果的可靠性,具有很好的应用价值。     

多层地基土中钻孔灌注桩桩身轴力试验研究

采用在灌注桩桩身安装钢筋计的方法来推求桩身轴力。结果表明:静载试验过程中,桩身处于弹性变形阶段时,轴力衰减速率较小;桩身处于弹塑性变形或塑性变形阶段时,桩身轴力衰减速率增大;桩身处于地基土破坏阶段时,桩底部附近的轴力出现了明显的双曲线分布特征。静载试验过程中,当地基土土性较差时,桩身轴力的衰减速率随之加大。当桩身出现负摩阻力时,轴力在向下传递过程中必须克服负摩阻力带来的影响,导致在该区间轴力出现"鼓肚状"分布。     

钉形水泥土双向搅拌桩基于扩大头高度的承载特性研究

针对钉形水泥土双向搅拌桩特殊的桩身结构,在试验桩体中心钻孔抽芯,埋入贴有应变片的塑料管,然后对桩体进行静载荷试验测定桩身应变,进而计算桩身轴力和附加应力,并分析探讨与扩大头高度相关的单桩承载特性。结果表明：桩身轴力和附加应力主要分布在扩大头高度范围内,且在桩身变截面处存在较大的轴力差和应力集中现象。最终得出扩大头高度在深厚软土中可取4～5m,最低不宜小于2m。     

岩溶地基中超长桩承载力数值计算方法

针对岩溶地区溶沟、溶洞发育等复杂地层,提出基于最小势能原理的超长桩穿越岩溶地层时的承载力计算方法。首先,构建适用于岩溶地层的桩侧摩阻力计算模型;其次,分别推导了非岩溶地层和岩溶地层中桩身的能量平衡方程,并由此得到桩身单元的位移、轴力计算式;再次,基于最小势能原理推导了桩身的势能增量计算式,并采用黄金分割搜索法作为计算程序的收敛算法。最后,以娄新资水大桥桩基工程为算例,采用文中方法对工程桩进行计算,计算结果表明超长桩穿越岩溶地层时的承载力计算方法合理可行。     

基于PHC管桩现场静载试验的基桩承载特性研究

【目的】我国沿海地区广泛存在饱和软土地层，且不同区域地层差异显著。软土前期固结预处理会使得地层的物理力学特性产生变化，为了准确计算后续施工中基桩的竖向承载力，最直接的办法就是通过现场竖向抗压静载试验实测得到桩侧摩阻力分布规律。【方法】在舟山某基地工程开展了5根桩的现场静载试验，桩1—桩4用于分析不同桩端持力层条件和桩径对PHC管桩单桩极限承载力的影响；通过在桩5桩身布设振弦式钢筋计，实时监测静载试验过程中桩身轴力，进而得到桩侧摩阻力的分布和变化规律。【结果】结果显示，桩1—桩4静载试验得到的极限承载力分别为8 000 kN、8 000 kN、6 600 kN和7 200 kN;实测分析得到桩5在处理后的两层淤泥质粉质黏土层中桩侧摩阻力分别为31 kPa和35 kPa。【结论】结果表明，实测得到的桩侧摩阻力大于勘察提供的建议值，说明地基预处理后桩土界面强度提高，计算得到的桩基承载力与静载试验测试值更加吻合；随着桩顶荷载的逐渐增大，桩身轴力也逐渐增大，且自上而下桩身轴力逐渐减小。研究成果为处理后深厚软基中桩基承载特性的计算提供试验依据。     

水利工程中大直径PHC管桩承载力试验研究

结合某一水利工程大直径PHC管桩的地基处理应用,开展了单桩竖向抗压静载试验和单桩水平静载试验,并通过在管桩预制阶段安装钢筋应力计,研究分析了静载试验中桩身的荷载传递规律。研究表明：本工程中混凝土强度C80、外径800 mm、内径580 mm的PHC管桩的单桩竖向抗压承载力极限值不小于2 880 kN,桩顶荷载几乎全部由桩周侧摩阻力承担,桩端阻力发挥较小,属于典型的摩擦型桩。桩身轴力、桩侧摩阻力和桩端阻力均随着竖向荷载的施加而逐渐增大,并沿深度呈衰减分布。水平荷载下的桩身弯矩呈弓形分布,最大弯矩发生在距桩顶约0.2～0.3倍桩长截面处,单桩水平临界荷载值在150 kN左右。     

桩间距对桩土相互作用影响的数值分析

采用数值计算方法，建立桩土相互作用的群桩模型，分析不同桩间距下桩侧摩阻力分布、桩体轴力分布、中性点位置变化规律以及桩周土体的位移情况。分析结果表明：① 不同桩间距情况下，桩侧摩阻力分布规律相类似，沿桩身呈非线性分布；在桩端附近表现出桩侧摩阻力的增强效应。随着桩间距的增大，中心桩和角桩的正负摩阻力均逐渐增大，中心桩的负摩阻力小于角桩的负摩阻力。② 桩体轴力沿桩身呈先增大后减小的变化规律，桩身轴力最大值的位置对应负摩阻力为零的位置。中心桩的轴力小于角桩的轴力；随着桩间距的增大，中心桩和角桩所承受的轴力均逐渐增大。     

海上风电场风机基础钢管桩中钢筋应力监测与分析

钢筋计是结构工程安全监测中常用的一种监测仪器.主要用于监测钢管桩内填芯钢筋混凝土中的钢筋的应力.根据某海上风电场风机基础工程设计、钢筋应力监测的布置和监测方法,对该工程2个重点监测风机的2根嵌岩桩的监测数据进行分析.结果表明:钢筋计埋设后浇筑混凝土初期钢筋应力与温度表现一定相关性,温度越高,钢筋受压应力越大,之后下降趋...     

桩承式加网复合地基桩土共同作用分析

采用剪切位移法分析了桩承式带桩帽单桩与桩间土的相互作用,得出均布荷载下带桩帽单桩的桩身位移、轴力公式。用ABAQUS有限元软件对带帽单桩进行三维数值分析,将数值计算结果与解析公式结果进行比较,计算表明解析公式计算出的桩身轴力、桩顶沉降、路基表面沉降和有限元计算值接近。将现场实测数据与解析计算结果进行比较,解析计算的沉降结果和实测沉降数据较吻合,说明所提出的解析法计算公式准确性较好,对工程应用有一定的参考价值。     

基于混凝土应力应变非线性特性的实测基坑混凝土支撑轴力的计算

基坑混凝土支撑轴力测试是基坑监测中非常重要的内容。使用实测钢筋应力计算时,现有混凝土结构规范给出的轴力计算公式显得不适用。结合基坑监测情况,并考虑混凝土结构应力应变非线性特性,在参考多位学者研究成果的基础上,根据变形协调原理和力的平衡原理,推导了采用钢筋应力计算支撑轴力计算公式。通过基坑监测实例验证,推导的公式能反映基坑混凝土支撑轴力的实际情况,在实际工程应用中效果良好。     

钉形搅拌桩扩大头直径与其承载机理关系研究

钉形搅拌桩是通过将普通搅拌桩上部桩身直径扩大而形成的一种类似＂钉子＂形状的复合地基新技术,已在我国地基处理工程界中得到普遍认同。但其在实际工程中的相关设计参数多取决于经验并无可靠的理论依据。本文通过现场静载试验所得数据整理分析钉形搅拌桩扩大头直径与其承载机理的关系,并根据试验所得桩身轴力值、附加应力值,变截面轴力骤减值、集中应力与桩顶应力比等参数,结合试验曲线得出钉形搅拌桩扩大头直径的合理建议值D=1 m。从而为钉形桩地基处理的设计与施工提供参考。     

地铁盾构隧道穿越高架桥梁基的力学行为分析

以兰州地铁盾构隧道穿越高架桥基础的实际工程为分析对象,通过数值方法模拟盾构开挖、衬砌施工过程,建立了地层结构及土性条件、高架桥及其基础的三维数值计算模型,开展了盾构隧道单向开挖及双向开挖完成的数值分析,得到了隧道上覆围岩地层沉降变形、衬砌结构应力、桥梁结构应力、桥基应力和变形变化规律。表明隧道上覆土层形成了沉降槽,其沉降曲线呈正态分布;开挖后桩身倾斜变形,桩身下部向洞内方向收敛变形,桩顶保持不变位;桩身的水平应力及轴力影响自上而下逐渐增大。为保证施工安全,对盾构开挖进行超前喷浆加固,对比结果表明注浆加固方法对减小不均匀沉降及盾构施工扰动具有明显效果。更多还原     

影响支撑轴力测试的混凝土特性

在内支撑基坑监测中常采用钢筋计测试混凝土支撑轴力,经常遇到支撑轴力计算值较大的情况。针对轴力测试值较大的现象,根据混凝土自身在非荷载方面的特性,对混凝土支撑轴力进行分析、解释和总结。认清混凝土徐变、收缩和温度特性,有利于轴力监测数据的正确判断。     

对称布置翼板加翼桩的水平承载性能分析

影响加翼桩水平承载性能的因素众多,其中翼板数量、荷载方向与翼板夹角是主要影响因素。采用ABAQUS有限元计算软件研究了软黏土地基中桩径为5.0 m,对称布置二、三和四翼板的加翼桩在不同荷载作用方向时桩身泥面水平位移、桩身倾斜率、桩身内力、桩身应力和极限承载力等的变化。通过与相同条件单桩的承载特性对比,分析了加翼桩水平承载性能提升幅度,明确了翼板通过同时或交替承担底面端承力、侧面摩擦阻力、水平土抗力和增加桩身抗弯刚度以提高其水平承载性能的机理,拟合了对称布置二、三和四翼板加翼桩水平极限承载力随荷载作用方向变化的计算式,对加翼桩极限承载力控制条件进行了对比分析。     

格栅状搅拌桩复合地基静载试验数值模拟研究

目前关于格栅状搅拌桩复合地基工作性状的研究工作相对较少,对其变形机理不甚了解。在兴隆水利枢纽格栅状搅拌桩复合地基现场载荷试验成果的基础上,考虑桩-土之间的相互接触,建立考虑搅拌桩-土共同作用的三维有限元模型,数值模拟复合地基群桩现场试验的实际加载过程。通过对比口字型群桩试验与数值模拟的P-S曲线,验证了数值方法及参数取值的正确性;分析了桩身轴力、桩间土的竖向应力及桩侧摩阻力等变化规律,研究了桩体与土体的荷载分担过程关系,获得桩身轴力及摩阻力分布规律;根据竖向平衡方程,推导得到平均桩端阻力和侧阻力,研究可为工程设计提供参考。     

水泥土搅拌桩荷载传递特性分析

根据水泥土搅拌桩的现场静载试验,测量了桩的轴向应变,计算了桩身轴力、桩侧摩阻力,分析了桩的荷载传递特性。结果表明:水泥土搅拌桩表现出摩擦桩的特性;荷载主要在一定的范围内传递,桩的轴力和侧摩阻力在桩体上部的衰减较快;主要在桩顶处发生横向拉裂破坏;桩体破坏前后荷载的传递机理是不同的。     

欠固结土中嵌岩斜桩弯矩及负摩阻力模型试验研究

嵌岩斜桩是海上风电系统、港口高桩码头等设施常用的基础结构。嵌岩斜桩在穿越深厚软土层时,土体固结沉降不可避免地影响桩身轴力和弯矩的分布,威胁桩体安全。针对穿越深厚软土层的嵌岩斜桩开展了室内模型试验研究,对5根不同倾角和直径的模型桩进行试验,通过较长时间地监测土层固结沉降下的桩体应变,分析了固结时间、倾角、桩径等因素对桩身轴力、桩身中性点位置、桩侧负摩阻力、桩身弯矩等分布规律的影响。结果表明：嵌岩斜桩的负摩阻力、轴力及弯矩的发展都具有明显的时间效应;随时间、倾角的增加,桩侧中性点轴力及桩身弯矩峰值均增加,同时中性点上移、弯矩峰值点下移,最终中性点稳定于岩层上部0.1倍土层深度,弯矩峰值点稳定于岩-土界面处。     

贵阳强风化泥质白云岩嵌岩桩承载特性分析研究

在贵阳地区,嵌岩桩的桩端常置于完整、较完整的岩基上,且嵌岩桩的承载力时常按照端承桩的情况来计算,以贵阳某工程项目的强风化泥质白云岩嵌岩桩为研究对象,通过基桩自平衡静载荷试验,分析强风化泥质白云岩嵌岩桩竖向承载力、桩身侧阻力及桩端阻力,探讨此类地质条件下嵌岩桩的承载特性。研究结果表明:实测试桩的Q-s曲线符合试验规程;桩身轴力呈线性分布;嵌岩段的轴力随着荷载的增大变化明显;强风化泥质白云岩嵌岩桩竖向承载力由桩端阻力和桩身侧阻力共同承担,研究结果可为类似工程提供参考。     

双层土体结构对超长桩承载性状的影响

利用三维有限元方法,研究了双层地基土中超长桩的承载性状.利用线弹性模型模拟桩身混凝土的应力应变关系.邓肯-张非线性弹性模型模拟地基土,河海大学薄单元模型模拟桩.土间的非连续变形.计算结果表明,对上硬下软地基土结构,当硬土层厚度不大于桩身人土深度时,随硬土层厚度的增大,桩顶极限荷载、桩侧极限阻力均呈非线性增大;对上软下硬地基土结构,当软土层厚度不大于桩身入土深度时,随软土层厚度的增大,桩顶极限荷载、桩侧极限阻力均呈非线性减小;桩身轴力和桩侧阻力沿深度的分布随地基土结构而异.桩侧摩阻力在硬、软土层分界处有急剧变化现象;超长桩的失稳由桩侧土体的破坏引起.     

钢筋计与锚杆应力计测值超极限范围的分析

钢筋计与锚杆应力计是地下洞室与边坡支护的常用仪器,主要用于测量地下洞室支护的钢筋应力和锚杆的锚固力与拉拔力。工程使用中发现有部分钢筋计与锚杆应力计的测值已经超出钢筋和锚杆本身的极限强度,但结构物并没有发现损坏。找出这些超出钢筋极限强度测值产生的原因,及判断这些测值是否可信是一个急需解决的问题。通过分析,得到仪器受侧向合力作用弯曲变形是产生这一现象的原因,并通过实验进行了验证。