广东地区大直径超长钻孔灌注桩荷载传递特性试验研究

 通过广东软土地区大直径超长钻孔灌注桩大吨位静载试验,分析了该地区大直径超长钻孔灌注桩承载特性及荷载传递机制,为该地区大直径超长桩的理论研究和工程应用提供了宝贵的参考数据。实测结果研究表明：试桩的Q-s曲线呈缓变型,桩端承载力分担总荷载比例均低于15%,表现为摩擦桩特性;随桩顶荷载增加,桩土相对位移沿桩身的递增幅度呈先增大后减小的趋势,淤泥质粉质黏土和淤泥达到极限侧摩阻力所需的桩土相对位移分别为17和6 mm,砂土达到极限侧摩阻力所需桩土相对位移22～27 mm,桩身上部土层侧摩阻力发生不同程度的软化;桩身上部粉质黏土的桩土相对位移为18～23 mm,在桩土相对位移达40 mm时,下部粉质黏土层侧摩阻力达到极限值的87%以上,桩土相对位移继续增大时,侧阻增加趋势较为平缓,并逐渐接近于极限值;风化砂岩侧摩阻力随桩土相对位移的增加而增大,极限荷载下侧摩阻力未完全发挥;桩端阻力随着桩端沉降量的增加呈加工硬化型。     

基于光纤监测钻孔灌注桩承载性能研究

为了研究湖州软土地区钻孔灌注桩侧摩阻力的发挥,采用光纤监测技术获取试桩在现场载荷试验中桩身轴力、桩侧摩阻力及桩顶沉降位移。通过对监测数据分析,结果表明：试验荷载下试桩为摩擦桩,摩擦桩的承载力提高主要由桩侧摩阻力决定,且随着桩顶荷载的增加各土层的侧摩阻力相应增加;上部的黏质粉土层侧摩阻力随着加载等级的增加相应增加并趋于极限,其他土层侧摩阻力也逐渐增加,其中桩承载力主要由中部粉质黏土层的侧摩阻力提供;在桩顶荷载较小的情况下,桩顶荷载由上部的土层侧摩阻力承担,轴力未传递到下部土层,下部土层对桩身侧摩阻力无发挥,桩端阻力为零。     

浙江财富金融中心超长单桩与群桩实测沉降分析

 单桩静载试验和基础沉降实测资料表明：在设计工作荷载下超长单桩的桩顶沉降主要来自桩身压缩,且在最大加载条件下超长桩表现为端承摩擦桩性状。超长单桩侧摩阻力由上部土层到下部土层依次发挥,砂质粉土侧摩阻力充分发挥所需的桩土极限相对位移为14～18 mm,粉质黏土侧摩阻力充分发挥所需的桩土极限位移为17～19 mm,当桩土相对位移大于该极限位移后,桩侧土层会出现侧摩阻力软化现象。群桩基础的沉降随施工荷载水平的增加而增大。荷载较小(第5层以下)时,大楼沉降较小且沉降均匀;当荷载达到一定值(第30层以上)时,核心筒处沉降大于大楼周边沉降。大楼竣工时核心筒与周边沉降差较小,大楼整体变形协调。群桩效应沉降比随着荷载水平(施工层数)的增大先增大后减小。     

上海中心大厦大直径超长灌注桩现场试验研究

中国在建第一高楼上海中心大厦（ 632 m ）采用了直径为 1 m 、桩端埋深 88 m 的大直径超长灌注桩,有别于金茂大厦（ 420 m ）、上海环球金融中心（ 492 m ）另两栋超高层建筑所采用的钢管桩。通过现场试桩验证成桩可行性及承载力取值,试桩载荷试验加载至极限,采用分布式光纤量测桩身应变,同时为研究上海软土地区大直径超长灌注桩承载特性及荷载传递机理提供了有价值的数据。试验结果表明：试桩破坏前,Q – s 曲线近似为线性,破坏时,桩体发生刺入变形; 桩侧桩端联合后注浆桩与桩端后注浆桩在侧摩阻力分布及发挥性状方面存在显著差异; 黏性土中桩侧摩阻力充分发挥所需桩土相对位移小于 5 mm ,砂性土中小于 10 mm ;桩土相对位移超过极限位移后,埋深较浅的黏性土中由于桩土相对位移大出现明显的软化现象;与规范值相比,有效桩长范围内浅部土层中桩侧摩阻力小于规范取值下限,深部土层中桩侧摩阻力达规范取值上限的 2 倍以上;试桩端阻比较小,表现出摩擦型桩特性;桩身压缩占桩顶沉降 95% 左右,桩顶沉降主要由桩身压缩产生。试桩试验为上海软土地区 600 m 超高层建筑首次采用灌注桩提供指导和技术支持。     

山东省东明黄河公路大桥大直径超长灌注桩现场试验研究

山东省东明黄河公路大桥单桩竖向静载试验采用拉压锚法加载装置实现了45000kN超大吨位加载,为研究黄河中下游地区大直径超长灌注桩承载特性及荷载传递机理提供了有价值的参考数据。试验结果表明:两根试桩桩顶Q-s曲线均呈缓变型,表现出摩擦桩性状;桩顶在低竖向荷载作用下,桩身弹性压缩量占超长桩桩顶沉降量的绝大部分,该比重随桩顶竖向荷载的增加而减小;试桩加载至45000kN时,桩身弹性压缩量占桩顶沉降量的比例仍超过50%;由于桩侧土层侧摩阻力发挥的异步性,超长桩上部土层的侧摩阻力先于下部土层发挥;侧摩阻力发挥过程中,超长桩中部土层侧摩阻力软化效应严重,而深部土层侧摩阻力具有明显的增强效应,超长桩设计计算时应考虑不同深度土层侧摩阻力的软化效应或增强效应。     

桩端后注浆大直径超长钻孔灌注桩现场试验研究

通过对3根端后注浆大直径超长灌注桩的现场试验,采用双循环法进行加载,采用沉降杆法测试工程桩顶、桩底的沉降,同时通过应力计测试桩身不同断面的轴力。为研究软土地区大直径超长灌注桩提供有价值的数据。试验表明:桩底沉降较小,最大加载时约为3mm,试桩顶的累计沉降几乎全部由桩身压缩量产生;桩端后注浆处理后,由于桩底沉降较小,桩身桩土相对位移减小,使桩侧土层摩阻力相对于不考虑后注浆时有明显提高,提高比例约为40%~50%,桩端阻力约占总承载力的24%。     

深厚软土地区大直径钻孔桩荷载传递试验研究

通过深厚软土地区的某个超高层建筑大直径钻孔桩静载试验,实测每级荷载作用下的桩身应力、桩顶沉降量及桩端沉降量等参数,分析了软土中持力层为卵石的超长桩的承载性状和荷载传递机理,结果表明:桩侧摩阻力和桩端阻力的发挥是个异步过程;桩侧摩阻力会出现不同程度的弱化现象;靠近桩端的桩侧摩阻力不仅有弱化现象,还有强化现象;桩端注浆效果越好的桩,单位体积承载力越大。为了充分发挥桩身下部土层的桩侧摩阻力和桩端阻力,并减少桩侧阻力弱化现象,桩基设计时可适当提高桩身砼设计强度,增大桩身刚度,减少桩身压缩量,或者在持力层条件合适下采用桩底高压注浆技术。     

锚桩受拉构件采用钢绞线的单桩静载试验及分析

采用钢绞线作为锚桩的抗拉构件具有安装方便,易于控制各钢绞线均匀受力,抗拉强度大等优点,且可节约安装工期,节省材料费。静载试验得到的Q-s曲线呈缓变形加载到最大加载荷载时,沉降20.42 mm,试桩未破坏,卸载后沉降为18.60 mm;桩身轴力从桩顶到桩底逐渐减小,土体的摩阻力可自上而下发挥,在工作荷载12 000 kN时,端阻力仅81.26 kN,为桩顶荷载的0.6%,荷载几乎全部由侧摩阻力承担。     

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。     

黏土中桩身表面粗糙度对单桩承载特性影响的试验研究

为研究预制桩桩身表面粗糙度和桩端条件对单桩承载特性的影响,预制了6种不同桩身粗糙度的桩,在室内进行了黏土中纯摩擦桩和摩擦端承桩的试验。试验结果表明:预制桩在黏土层中桩身表面粗糙度越大,其极限承载力越高;相同粗糙度不同桩端条件的桩,在荷载较小时荷载-沉降曲线基本重合,随着荷载的增大,相同荷载下,摩擦端承桩的桩顶沉降量小于纯摩擦桩的桩顶沉降量;在桩端处纯摩擦桩的侧摩阻力急剧减小而摩擦端承桩的侧摩阻力有所增强,经对这种现象分析认为,在摩擦端承桩中桩端处土体有挤压效应而使此处的侧摩阻力增大,在纯摩桩中,桩端底部是空的,桩土在桩端处相互作用较小而导致此处侧摩阻力减小。     

上海软土地区超长桩竖向承载特性试验研究

根据上海地区某工程超长灌注桩的现场静载荷试验和桩身应力测试结果,分析该地区超长灌注桩的竖向承载特性。实测结果表明,两根试桩的桩端阻力与桩顶荷载之比约为10%,超长桩的竖向承载力主要由桩侧摩阻力来提供的。通过对桩身轴力和侧阻分布曲线的分析,发现超长灌注桩侧摩阻力的发挥与桩顶荷载、桩周土性质等因素密切相关,而成孔质量在满足规范要求后对土体侧摩阻力发挥影响并不显著。根据桩身侧阻分布特点,建议在工程设计时应充分利用深层的密实粉砂层来提高桩身竖向承载力,研究结论可供同类地区的超长桩设计和理论分析提供参考。     

桩端土强度对桩侧阻力影响的研究

桩端阻力和桩侧阻力不是相互独立的,桩端土强度的提高会提高桩身侧阻,尤其是桩端附近桩侧土的侧摩阻力。通过静载试验研究了桩端下沉渣厚度不同以及桩端持力层不同时的超长桩实测桩侧摩阻力,阐述了桩端强度提高对桩侧摩阻力的强化作用,发现提高桩端土的强度不仅可以减小桩端沉降,还可以使桩身总侧阻提高进而可以提高单桩的极限承载力;同时运用莫尔–库仑理论分析了桩端土强度对桩侧阻力影响的作用机制。     

深厚软土非嵌岩超长桩受力性状试验研究

通过对深厚软土地基中超长桩静载荷试验和桩身轴力实测资料的分析 ,研究了软土中持力层为粘土、卵石层的超长桩的承载特性和荷载传递机理 ,得到了桩端阻力、桩侧摩阻力发挥规律和桩身压缩变形规律 ,为今后超长桩的理论研究和设计应用提供了重要的参考作用。     

黏土中超长群桩竖向承载力模型试验研究

针对超长群桩使用较多而理论研究较少的现状,进行了大型的室内超长群桩模型试验。通过对黏性土中桩距为6d的超长钻孔灌注群桩的室内模型试验和实测数据分析,研究了超长群桩的荷载传递机理和承载力特性。得到了在竖向荷载作用下超长群桩的荷载与沉降关系曲线,桩身压缩量占桩顶沉降的百分比、桩身轴力分布曲线以及桩侧摩阻力分布曲线。研究结果表明:超长群桩属于非刚性摩擦桩,桩顶沉降主要由桩身压缩量引起;极限荷载作用下,桩端阻力接近为零,桩身中下部的侧摩阻力没有充分发挥。这些结论为超长群桩的理论研究、工程设计与施工提供有益参考。     

软土地基超长钻孔灌注桩工程性状研究

通过对软土地基超长钻孔灌注桩的静载荷试验和桩身轴力测试结果的分析,研究软土地基超长钻孔灌注桩的承载性状和荷载传递机理。研究表明,超长桩表现为端承摩擦桩,桩的侧摩阻力和端阻力是异步发挥且互相耦合的。同时,超长桩会产生较大的桩土相对位移,出现桩侧摩阻力软化。研究成果对进一步认识软土地基超长钻孔灌注桩的工作特性,指导工程实践具有一定的参考价值。     

大直径超长灌注桩荷载传递机理的自平衡试验研究

杭州湾跨海大桥南航道主墩(D13)基础采用直径2.8m、长120m的钻孔灌注桩。其中两根试桩采用四回路U形管压浆工艺进行桩端压浆,并在压浆前后分别应用自平衡测试法进行静载试验。通过对试验数据采集整理,从荷载-沉降关系、桩侧摩阻力分布及其与桩土间相对位移关系、桩端阻力发挥等方面,分析了该类超长桩荷载传递机理的某些特征和承载特性。结果表明,桩端压浆可以最大限度地减小施工造成的不利影响,改善超长桩荷载传递性能,大幅提高该类桩承载性能的稳定性。     

大直径软岩嵌岩桩侧阻性状实测分析

嵌岩桩的侧摩阻力发挥不但与桩端支承与桩周土性有关,同时还受其他众多因素影响。根据同一场地桩周土性差异不大,而桩底岩土强度有较明显区别的两根达极限承载状态的嵌岩桩试桩资料,分析桩周土侧阻发挥过程。结果表明:对于长径比较大的嵌岩桩,桩周土极限侧阻大小随桩端支承条件不同而改变,且侧阻沿桩身分布呈现两头大中间小的特点,此外上部土层对桩身中部土层的侧阻发挥有一定的影响。     

人工挖孔嵌岩灌注桩承载特性现场试验与机理分析

以青岛市某大型工程为依托,对在泥质粉砂岩地基中的5根人工挖孔嵌岩灌注桩分别进行竖向静载荷试验与桩身内力测试。根据大直径嵌岩桩实测数据探讨大直径人工挖孔嵌岩灌注桩的荷载传递机理与竖向承载特性。试验结果表明:试桩荷载沉降(Q-s)曲线为缓变形,桩顶沉降量均小于11mm,卸载回弹率大,幅度为51%~75%,承载力较高,5根试桩均满足设计要求;在最大荷载下,5根嵌岩桩桩端阻力所占桩顶荷载比值均在10%~20%之间,随桩长、嵌岩深度(中风化)增大而减小,表现出端承摩擦桩的特性;桩身荷载自上而下逐步发挥,上覆土层先达到侧摩阻力极限值,在嵌岩段中部侧摩阻力达到峰值;桩入岩越深,安全储备量越大,在泥质粉砂岩中风化段,实测侧摩阻力约为规范推荐值的2.5倍,说明5根桩有较大的承载潜力;随着荷载的增大,嵌岩段分担的总阻力由39%上升至45%,嵌岩段侧摩阻力占主要比重,但桩端阻力分担荷载的比例上升速率较快;根据行业标准与静载试验数据,重新认识该地层人工挖孔嵌岩灌注桩的竖向承载特性,充分发挥其承载潜力,对工程桩桩身尺寸进行优化,达到节约材料和提高施工功效的目的,具有较好的经济效益。