武汉中心大厦超长软岩嵌岩桩承载特性试验研究

武汉中心大厦建筑总高度438 m,基底压力不小于1 000 k Pa,现场开展了桩径为1 000 mm、桩长64.0~68.0 m、以微风化泥岩为桩端持力层的4根嵌岩桩承载能力的静载试验,并对桩身轴力与变形进行了量测。试验结果表明:3根桩(试桩STZ1、STZ2、STZ2A)的荷载-沉降曲线为缓变型,1根桩(试桩STZ1A)受桩端沉渣影响,其荷载-沉降曲线为陡降型。最大荷载作用时各试桩的桩顶沉降25.14~33.7 mm,桩端沉降0.8~3.2 mm,桩身压缩量占桩顶沉降量90%以上,呈现超长桩特征。超长软岩嵌岩桩的侧摩阻力发挥特性与非嵌岩超长桩的侧摩阻力发挥特性有较大差异。4根试桩的端阻比介于19.8%~28.1%。软岩嵌岩桩实测桩端阻力高于岩石单轴抗压强度,采用JGJ 94—2008《建筑桩基技术规范》中的方法计算将低估其实际承载力。静载试验结果为本工程超长软岩嵌岩桩设计提供了依据,同时可为武汉地区超长软岩嵌岩桩实践与理论研究提供参考。     

南京地区大直径后注浆嵌岩桩静载荷试验研究

桩基静载荷试验是研究桩基承载力性能和工艺参数最为可靠的试验方法。基于4根直径1.2m桩端桩侧联合后注浆嵌岩钻孔灌注桩单桩静载荷试验,得到了试验桩的荷载位移曲线、桩身轴力分布特性、桩侧摩阻力分布特性和桩身承载力特性。试验表明:该4根试桩极限承载力均不小于50 000 kN,桩顶位移变形量均小于45 mm,位移控制能力表现较好;通过桩身轴力和桩身断面位移变形参数分析可知,桩顶位移变形主要来于非嵌岩段的桩身压缩变形,占总变形量的88%～92%;桩身轴力及侧摩阻力曲线表明嵌岩段的侧阻力并未充分发挥,端阻力占总承载力的比例相对较小,为6%～7%左右;桩基承载力主要由侧摩阻力承担,表现为摩擦桩。     

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。     

风化岩基大直径灌注桩后注浆承载性能试验研究

基于6根全风化和强风化花岗片麻岩地基中大直径泥浆护壁钻孔灌注桩单桩竖向抗压静载荷试验及桩身力学测试,对其中3根试桩进行桩侧后注浆,对比分析了其承载性状、变形特性及影响因素,并将所得试验数据与勘察报告推荐值和现行规范推荐值对比。结果表明:大直径嵌岩泥浆护壁钻孔灌注桩长径比25～34与嵌岩深度5D～8D,Q-s曲线呈缓变型;经后注浆处理与未经桩侧后注浆处理的试桩相比,单桩极限抗压承载力提高1.40%～15.3%,最大沉降量降低35.1%～65.6%,回弹率提高13.1%～82.4%,控制桩顶沉降效果显著。在该试验条件下,6根试桩的承载力和变形特性受长径比和嵌岩深度影响较大。经桩侧后注浆处理的试桩,嵌岩段摩阻比和桩侧摩阻力分担比受长径比和嵌岩深度影响更小;6根试桩的桩端阻力分担比受嵌岩深度影响显著;未经桩侧后注浆处理的试桩,桩侧摩阻力分担比受嵌岩深度影响更大。     

嵌岩桩尺寸效应及深度效应的室内试验研究

为了研究嵌岩深度超过4倍桩径的深嵌岩桩的桩径尺寸及嵌岩深度对桩基承载特性的影响,采用室内模型试验方法,通过室内3组(9根)模型试桩对其进行了研究与分析,内容包括桩径大小及嵌岩深度对深嵌岩桩基承载力的影响、嵌岩深度的变化对轴力传递的影响以及桩径尺寸及嵌岩深度效应对桩侧阻力、桩端阻力的影响等。研究结果表明:增大桩径和增加嵌岩深度对提高嵌岩桩基的极限承载力都是可行的,且增大桩径比增加嵌岩深度更为有利;从桩身轴力传递来看,随着嵌岩深度的增加,桩身轴力的分布主要集中在桩身上部;从桩侧阻力分布形态来看,桩侧阻力也主要分布在桩身的上部区域。对小直径桩基(D=50 mm)而言,随着嵌岩深度的增加,桩顶承受荷载的增大,桩身上部的极限侧摩阻力也随之增大;而对大直径桩基(D=90 mm)而言,桩侧摩阻力随桩径的增加而反而有所减小;从桩端阻力大小来看,在极限荷载作用下,桩基嵌岩深度越深、桩径越大,桩端阻力变化越小。     

成都软质岩灌注桩竖向承载性能现场试验与分析

为获得成都地区软质岩灌注桩的竖向承载性能与特征,基于该地区两根软质岩灌注桩的单桩竖向静载荷试验,采用分布式光纤设备开展桩身应力监测,并结合两根试桩的数值模拟分析,综合确定出桩身轴力、桩侧摩阻力、桩端阻力的大小及分布规律,得到桩身侧摩阻力沿深度呈增大变化特征,且在地层分界处,侧摩阻力曲线发生明显突变;随着桩顶荷载增大,桩端阻力逐渐增强,桩端附近的侧摩阻力也逐渐增大,且这种侧摩阻力强化效应主要集中在桩端以上1m以内。     

较破碎岩石地基中嵌岩桩竖向承载力分析

嵌岩桩的分析基于桩端置于完整岩体中的研究较多，而本文更偏向于较破碎岩体中的桩的竖向承载力分析。结合武汉某高层项目现场静载荷试验，对较破碎岩体中的嵌岩桩承载力进行分析，研讨此类岩体中桩基的承载性状。结果表明：较破碎岩石中嵌岩桩的Q-s曲线呈陡降型，桩顶沉降主要由桩身压缩引起，达到了90%以上；在有效桩长范围内，桩身轴力随埋深增加呈递减趋势；侧摩阻力分布曲线呈“上小下大”,其发挥具有异步性；极限荷载下，试桩端阻比平均值为30.59%,呈端承摩擦型桩特性。此外，通过对嵌岩段承载力进行修正，提出了较破碎岩体中嵌岩桩的承载力计算方法，并通过实例验证的结果与实测值相差较小。试验成果可为较破碎岩体中桩基设计提供借鉴。     

基于自平衡法的深长嵌岩桩竖向承载力分析

为研究深长嵌岩桩承载力特征,通过自平衡试验方法,对贵州某工程3根深长嵌岩桩进行桩基静载试验,从荷载-沉降曲线、荷载传递规律及实测结果方面进行论述,分析了深长嵌岩桩承载特性,结果表明其主要表现为端承摩擦桩,桩基设计时充分考虑桩侧摩阻力发挥情况可节约工程成本。     

DX嵌岩桩承载特性现场试验研究

DX桩作为一种新型变截面桩,可有效提高单桩承载力、控制桩顶沉降,近年来得到广泛应用。本文介绍DX嵌岩桩首次代替直孔嵌岩桩的现场静载试验及工程应用研究。根据桩身钢筋应力计及桩底压力盒实测数据,对其荷载沉降特性及承载机理进行了分析。结果表明:(1)DX嵌岩桩Q-s曲线变化平稳,未呈现明显加速变形趋势;(2)承力盘位于强风化泥质粉砂岩表层或中层,盘阻力发挥较早,占总承载力比例达23.3%~31.6%,承载作用明显;此外,当侧阻力及盘阻力达到其承载极限时,端阻力能进一步发挥,占总承载力比例达26.2%~37.4%,桩身各部分能协调工作;(3)将该成果应用在广州太平洋广场及广西防城港钢铁项目中,采用Ф600 mm DX嵌岩桩代替Ф800 mm直孔桩,可提高单桩抗压承载力63%,减小嵌岩深度3~5 m,节约混凝土方量40%~50%,缩短施工时间40%以上,降低单桩造价31%~37%,经济效益十分显著。     

双荷载箱技术深长嵌岩桩基承载特性试验研究

深长嵌岩桩是指嵌入岩层深度较大的桩,一般的试验方法难于准确测出嵌岩桩岩层的桩侧阻力和桩端阻力。双荷载箱技术根据不同的设计要求,将两个荷载箱埋置于桩身特定位置,按照不同的加载次序,可分别测出指定桩段的极限承载力,可解决部分传统试桩难以解决的问题。实测结果表明:该地区大直径深长嵌岩桩的桩顶的曲线主要是缓变型为主;从桩侧岩层摩阻力来看,勘探报告所提供的岩层极限侧阻力数值偏小;从桩侧、桩端阻力分布来看,在软岩地区嵌岩深度大小对承载力影响较大,嵌岩比越大,相应的承载力越大,变形越小。     

广东某电厂大直径嵌岩桩静载及阻力分布试验与分析

通过对大直径嵌岩桩静载与桩侧阻力、端阻力分布现场测试,分析讨论了嵌岩桩在荷载作用下的P-S关系特性以及端阻力、侧阻力分布规律,进而得到嵌岩桩荷载传递基本规律及承载力特征。     

嵌岩桩嵌岩段的岩石极限侧阻力系数

嵌岩桩在岩土工程中已得到广泛应用,但如何准确计算嵌岩段桩的极限侧阻力仍是工程设计人员面临的重要课题。收集整理了不同时期、不同地区、不同岩石强度和不同嵌岩条件下开展的145个嵌岩桩竖向下压承载力试验成果,主要包括嵌岩段岩石类型及其单轴抗压强度、嵌岩桩的直径与嵌岩深度、嵌岩段桩的极限侧阻力等。定义嵌岩段桩的极限侧阻力和岩石单轴抗压强度的比值为嵌岩桩嵌岩段岩石极限侧阻力系数,分析了桩径、嵌岩深度、嵌岩深径比和岩石强度对嵌岩段极限侧阻力和岩石极限侧阻力系数的影响规律,建立了嵌岩段岩石极限侧阻力系数与岩石单轴抗压强度之间的拟合关系式,给出了不同可靠度水平下岩石侧极限阻力系数取值。     

软岩桩基承载性能试验研究

 地王商会中心和佳得鑫广场是南宁市两座相邻的高层建筑,其基础均采用人工挖孔扩底桩,桩端嵌入第三系泥岩。广西南宁盆地广泛分布的第三系泥岩是典型的软岩,通常被选择作为建筑物桩基的持力层。为掌握软岩桩基的工程性质,采用自平衡试桩法进行上述2个工程共8根嵌岩桩的承载性能试验。考虑到各试桩的嵌岩深度和尺寸不同,为获得较好的试验结果,桩身荷载箱的设置采用不同型式。通过试验解决大吨位软岩扩底桩承载力测试难题,为工程设计提供所需的重要参数。对试验数据进行对比分析结果表明,浸水对软岩桩基的承载性能有较大的削弱。根据试验研究结论,施工中采取有效措施防止泥岩浸水,为今后类似工程的建设积累了宝贵的经验。     

软土地区竹节桩复合地基承载特性试验研究

结合东钱湖车辆基地软基处理工程,开展了桩间距分别为1.8 m、2.0 m和2.2 m,桩长20 m、22 m和24 m,正方形布置(4×4)的竹节桩复合地基承载变形特性试验研究。对3个试验工况的竹节桩复合地基进行了单桩、单桩复合地基静载荷试验,测定了桩土应力比及群桩复合地基的沉降,结果表明:本场地3个工况竹节复合地基的单桩抗压承载力和复合地基承载力均满足120 kPa的设计要求;各工况单桩静载试验测试的桩土应力比主要分布在4.0~6.0间,群桩静载试验测试的桩土应力比差异较大,随桩间距的增大而减小。竹节桩复合地基在宁波软土地区具有较好的适用性。     

乌江构皮滩水电站软基锚桩抗拔试验研究

在乌江构皮滩水电站水垫塘及边坡存在页岩、黏土岩、粉砂质黏土岩,且夹薄层泥灰岩和少量中细粒钙质砂岩,为典型的不均质软岩,为了克服运行期间的浮托力,设计采用1 200多根锚桩对该层软岩进行锚固,则锚桩的极限承载力、群桩的间距和锚固深度等3个主要指标需要通过原位试验确定。将地表变形测量和深部应力测量的一般方法应用于锚桩的径向变形和轴向应力影响范围测量,进行了5根锚桩抗拔试验,并设计了一套试验方法。通过研究不同边界条件下锚桩的破坏形式,确定了锚桩的极限承载力标准值。通过测试锚桩周围岩体铅直方向上抬变形沿径向的分布规律研究了锚桩对软岩的影响范围,确定群桩间距为12D(D为桩径),通过预埋钢筋计测试不同深度的应力大小,研究了锚桩深部应力的分布规律并确定了锚桩的锚固深度为42D。     

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。     

嵌岩桩承载性状的有限元分析

在有限元分析的基础上 ,采用Duncan非线性弹性E -B模型对嵌岩桩垂直荷载作用下的承载性状作了较为全面的探讨。指出嵌岩桩确实存在着深度效应 ,当嵌岩达到一定深度后 ,继续增加嵌岩深度 ,对桩的承载能力的提高已不明显 ,甚至无助于承载能力的提高。并得出了嵌岩桩垂直承载力与基岩强度成指数关系的结论 ,强调桩底沉渣不仅增加嵌岩桩的平均侧阻力和桩身沉降 ,而且将显著提高桩侧岩层的局部应力。文中结论可为桩基工程的科研、设计和施工提供参考     

黏性土层中后压浆桩承载性状的对比试验研究

基于无锡江海西路快速路工程开展的4个标段场地8根试桩静载试验,通过对比未压浆桩与压浆桩实测结果,研究黏性土层中桩端后压浆对桩基承载变形性状、桩端阻力及桩侧阻力发挥性状的影响。结果表明:桩端后压浆技术可显著提高桩基承载性能,并对提高桩基成桩质量的稳定性具有很好的效果;桩端压力浆液在桩端形成水泥结石体,有效地改善了桩端沉渣问题,显著增强了桩端承载变形性能与支承刚度;桩端后压浆可提高极限桩侧摩阻力发挥水平,使得压浆桩极限侧摩阻力要大于未压浆桩,从而提高桩基承载性能发挥的稳定性。     

大直径随钻跟管桩竖向抗压承载性能试验研究

随钻跟管桩是一种桩侧后注浆的非挤土PHC管桩桩型,是近年研发出的新型大直径桩基础。为了研究这种新桩型的竖向抗压承载性能,对现场5根直径1m的随钻跟管桩进行静载和高应变承载力试验。研究结果表明：以静载试验结果为校核标准,高应变承载力检测误差可控制在±10%以内;嵌岩0.5m的随钻跟管桩极限承载力可达到20000kN,比同等直径泥浆护壁灌注桩的承载力经验计算值大13%～23%;桩侧后注浆工艺和桩端嵌岩深度能有效提高随钻跟管桩的侧阻力发挥,实测值比灌注桩的规范计算值大28%以上;虽然现场4根随钻跟管桩均嵌入中风化花岗岩0.5m,但端阻比小于30%,呈现摩擦型桩的承载性状。试验成果有助于进一步揭示随钻跟管桩的竖向抗压承载机理,可为其工程设计与工艺优化提供依据。     

微型钢管灌注桩的竖向承载性状研究

微型钢管灌注桩属于微型桩的一种,经常用于建筑物的基础加固工程。基于广州市白云区金沙洲某基础加固工程的微型钢管灌注桩静载试验成果,利用ABAQUS有限元软件建立钢管–核心混凝土–土–岩共同作用模型,探讨了基岩模量、嵌岩深径比、钢管壁厚等因素对微型钢管灌注桩承载力的影响。静载试验的数值模拟表明:对于上覆土层为软土的情况,微型钢管灌注桩虽是超长桩,但桩端阻力仍是承载力的主要部分;桩的承载力随基岩的弹性模量增加而增加,但并非线性关系,其增长趋势最终变缓;桩的竖向承载力随钢管壁厚增加而线性增加;嵌岩深径比对桩的竖向承载力基本没有影响。