硬土层中静压管桩实例分析

结合两个硬土层中静压管桩基础的工程实例,分析了终压荷载与单桩极限承载力的关系,阐述了预钻孔中积水和最大压桩力的选取等因素对承载力的影响     

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。     

人工挖孔扩底桩的原型荷载试验研究

本文通过对合肥电冰箱总厂综合楼工程挖孔桩的原型静载荷试验,探讨了以土层作为持力层的挖孔扩底桩单桩极限承载力、荷载传递规律、端承力和各土层桩周摩阻力的分配问题。     

填海区内静力压桩的试验研究

静压法施工已在东南沿海的软土地区得到广泛的应用。然而，在强度较高的土层中，如在砂性土中，鉴于压入难度，静压法一般不推荐使用。在香港的填海区域，广泛分布着砂性的海洋沉积土和风化程度不一的花岗岩。本文报导了一根长41．5m的静压H型钢桩在填海区内的压桩及载荷试验。试验中使用了大型的静力压桩机，最大压桩力达7375kN。该桩使用超载预压法压入，以单位时间内的沉降量作为收桩控制条件。沿桩长安装有30个应变计，以测定压桩及载荷试验过程中的桩身应力分布。同时，在离桩身不同距离处，装有三个水压计，以观测超静孔隙水压的变化情况。试验结果表明，当桩端通过水压计深度时，超静水压达到最大。超静水压一般在施工之后的半小时之内就几乎完全消散。按超载预压法施工的静压桩能够提供足够的设计承载力。与类似土层中的打入桩情况不同，静压桩的荷载传递表现为摩擦桩性状。     

预制静压桩承载力特性试验浅析

依据某工程预制静压桩的单桩竖向抗压静载试验荷载～沉降曲线的特性、桩身轴力传递机理、桩侧阻力和桩端阻力发挥性状的分析,揭示了预制静压桩的承载力特性和破坏模式,对预制静压桩的深入研究具有一定的意义.     

静压桩承载性能的分析研究

本文在总结静压桩基础在广东应用经验的基础上,讨论了静压桩基础的成桩机理,压桩时穿过土层的滑动摩擦力一般较小且在同一土层中不随入土深度的增加而累计增大,压桩阻力随桩端处土体的软硬程度即桩端处土体的抗冲剪阻力的大小而波动,压桩停止后,随着超孔隙水压力的消散,滑动摩擦力逐渐转化为静摩擦力,从而使静压桩的承载力得到恢复。通过对241根桩的试验检测资料,研究分析了静压桩施工终压力和极限承载力的区别和关系,根据桩的人土深度,简易地将桩划分为短桩、中长桩和长桩,并认为短桩的极限承载力将小于压桩的终压力,而长桩的极限承载力将大于终压力。提出了静压桩适用的承载力估算的经验公式,同时给出了静压桩设计的极限侧摩擦力标准值和极限端阻力标准值的参考表。     

天津地区确定静压预制桩单桩竖向承载力的探讨

结合天津地区工程经验及试验结果,分析静压预制桩压桩机理,对比静压式与锤击式沉桩方式对单桩竖向极限承载力的影响,从而探讨在天津地区静压预制桩确定单桩承载力的方法。     

H型桩在花岗岩残积土中的桩端承载力模拟

花岗岩残积土通常作为摩擦桩的桩端持力层,其工程性状一般接近于粉质砂土(Lumb,1962)。该土层内的桩端承载力可以用球孔扩张理论来模拟。桩端土在高应力作用下会产生强度折减的现象,这可以结合砂性土的室内试验成果,在土性参数的评估中予以考虑。运用有限应变理论,可以将球孔扩张塑性区内的平均体积应变以解析方法导出,方便了数值化计算。通过与三根静压H型桩的现场载荷试验成果的比较,发现该预测方法与实测的荷载传递趋势较吻合。此法在应用中只需提供桩尺寸、桩端竖向有效应力和标贯试验N值等少量参数,因此较适合在初步设计阶段对单桩承载力进行预估。     

泉州地区静压桩压桩力与竖向承载力的相关性

以泉州地区的静压桩施工实测数据资料分析,探讨静压桩的压桩力与单桩竖向抗压极限承载力之间的相互关系,并提出静压桩施工时的静压桩竖向抗压极限承载力与终压力的压桩系数的建议值。     

薄壁筒桩在滩涂土地区荷载传递特性现场试验研究

 目前,国内外缺乏通过现场试验对薄壁筒桩荷载传递特性方面的研究,关于筒桩加固滩涂土地基的研究也较少。以温州浅滩一期半岛起步区首期1#地块为工程背景,进行现场荷载试验,以现场实测数据分析筒桩荷载传递特性。研究结果表明：在最大荷载作用下,较长的筒桩表现为端承摩擦型桩,桩侧摩阻力比约为75%,较短的筒桩表现为纯摩擦型桩,通过增加桩长、桩径可以提高筒桩竖向承载力;该类地区适合建5层以内工业厂房;桩身轴力自上向下逐渐发挥,桩身上部与下部土层摩阻力异步发挥;当上部土层达到极限侧摩阻力时,随着荷载的增加,出现侧阻软化现象,内侧摩阻力沿桩身自下向上逐渐发挥,为外侧摩阻力的20%～25%。采用簿壁筒桩加固滩涂土地基时,应考虑土芯内侧摩阻力对承载力的贡献。     

压入式沉桩的设计与施工──一个综合楼工程压入式沉桩总结

压入式沉桩是以较小的静压力，使桩克服土体的阻力，把预制钢筋混凝土桩沉入预定的标高，从而获得较大的承载力的桩基工程。近年来，上海地区的压入式沉桩有较大的发展。压入式沉桩由于没有锤击式的锤击应力，因此桩的配筋及混凝土强度等级相对于打入式沉桩要求要低。本文通过工程实例，主要对压入式沉桩的承载力及桩基沉降等做了一些测试工作，对压入式沉桩的压桩阻力、特别是对压入式沉桩的最大深度及压载以及桩持力层等问题提出了新的建议和看法。     

基于BP神经网络的静压桩承载力时间效应预测

基于珠海软土地区3根PHC管桩隔时复压试验数据,采用BP神经网络建立了静压桩承载力时间效应的BP神经网络模型来预测静压桩的长期承载力。在建模过程中将桩长、桩截面积、土体摩擦角、土体变形模量、渗透系数、最终压桩力及休止期等与静压桩承载力密切相关的7个参数引入到输入层,用Visual Basic语言编制了以最终压桩力和休止期为主要输入因素的计算程序,程序可以对比显示计算和实测曲线。在样本训练和学习过程中,任意选取2根桩的试验数据来预测第3根桩的长期承载力。通过对施工现场工程桩的试算,预测结果与实测值较为吻合,表明提出的BP神经网络模型用于预测静压桩长期承载力是切实可行的。     

砂土地基中静压桩桩体回弹和复压特性分析

明确静压桩回弹和复压特性有利于提高静压沉桩质量及其经济性。为此,采用室内模型试验模拟砂土地基中静压沉桩,考虑沉桩速率、桩长和卸荷速率,分析静压桩卸荷过程中桩体回弹量、桩周侧压应力、桩端残余应力和单桩极限承载力的变化规律。并对比分析了复压前与复压后桩体回弹量、桩周侧压应力和桩体极限承载力的变化。结果表明：桩体回弹量主要与桩长有关,桩体回弹量约为桩长的0.4%,并随沉桩速率和卸荷速率增加而增大,且卸荷速率的影响程度大于沉桩速率。建立了桩体回弹量随时间变化的双曲线模型,较好地反映了卸荷过程中桩体回弹量随时间的变化规律。提出了卸荷后桩周侧压应力计算的修正被动土压力计算式,其计算结果显著优于被动土压力公式计算结果。沉桩速率和卸荷速率引起的极限承载力差异最高可达12%,建议以沉桩终压力的1.04倍进行桩体极限承载力估算。复压的主要作用是提高桩周侧压应力,且桩周侧压应力约提高50%,桩体承载力提高幅度约为10%,故实际工程中应关注复压施工质量,以有效提高桩体极限承载力。     

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。     

砂土中成桩工艺对桩基承载性能影响的室内模型试验研究

 模型试验是桩基承载性能研究中不可或缺的一种科研手段。通过设计模型试验,基于试验数据进行整理分析,研究砂土中成桩工艺差异对桩基承载性能的影响,经过对比研究,分析桩基的受力分布特点和沉降变形特性,探讨成孔卸荷对灌注桩承载特性产生的作用效应。结果表明：试桩的荷载–沉降(Q-s)曲线均呈陡降型。静压桩承载力最大,但曲线突降性方面不如预埋桩和灌注桩明显;成桩工艺不同会影响桩基的荷载传递性能,由于成孔卸荷和挤土效应差异,静压桩沿深度方向的荷载传递性能相对于灌注桩和预埋桩要差;4桩桩侧摩阻力在一定深度都出现强化现象,静压桩桩侧阻力强化位置略高于灌注桩和预埋桩,这是因为挤土效应使桩侧阻力增大,成孔卸荷和裹膜撤除产生的侧向卸荷会在一定程度上削弱桩侧阻力;桩侧阻力的极值发挥和极值点位置受成桩工艺影响较大;侧阻与端阻异步发挥且其最大值并非同时到达,端承力占桩顶荷载的比例随上部荷载变化而变化。     

Investigation on in-situ test of penetration characteristics of open and closed PHC pipe piles

To investigate the load transfer mechanism of open and closed Pre-stressed High-strength Concrete (PHC) piles jacked into layered soil, a full-scale in-situ test was conducted. In this test, the axial stress experienced by one open and two closed PHC pipe piles during jacking into layered soil was monitored using Fiber Bragg Grating (FBG) sensors mounted on pile shaft. The test results showed that (1) The jacking force on pile depended on the soil mechanical properties at the end of pile; (2) The variation of axial force on pile reflected that the compaction effect of soil for closed pile was larger than that for open pile; (3) At the beginning of penetration depth, the variation of shaft and end resistances on the open pile were different from those on the closed piles; (4) The variation of average shaft resistance relied on the mechanical properties of soil at the side of pile.     

通过静力触探试验分析静压桩压桩力与桩的极限承载力的关系

静压桩压桩力曲线与静力触探曲线的变化规律大致相同,通过静力触探资料确定单桩竖向极限承载力的方法也已较为成熟,由静力触探资料来确定静压桩压桩力也有了不少研究成果。文中通过静力触探曲线对静压桩压桩力和单桩竖向承载力进行了分析,在两者之间建立起了联系,并对两者的关系进行了探讨。     

Experimental investigation on resistance and response of jacked model piles in sand

静压沉桩过程中沉桩阻力计算是桩机选型的关键，而目前对沉桩阻力计算方法尚未统一，且沉桩过程中引起的桩周侧压应力分布规律尚不明确。为此，通过室内模型试验模拟砂土地基中静压沉桩，研究沉桩速率和桩长对静压沉桩过程中沉桩阻力、沉桩端阻力、桩周侧压应力和桩体极限承载力的影响。结果表明：沉桩阻力、沉桩端阻力、桩周侧压应力和桩体极限承载力主要与桩长有关，沉桩端阻力与沉桩阻力之比随着沉桩深度增加而减小，但在沉桩深度为12倍桩径位置的沉桩端阻力占沉桩阻力的比例仍高达75%；桩周侧压应力随着埋深增加逐渐趋近于被动土压力，其主要与沉桩对土体挤密作用有关，且增加桩长和降低沉桩速率均可改善沉桩挤密作用；桩周侧压应力存在显著的“退化”现象，并与沉桩过程和桩体回弹有关。此外，基于太沙基极限承载力理论建立了沉桩阻力拟合计算式，并结合朗肯被动土压力理论，提出了桩周侧压应力计算的朗肯被动土压力修正计算公式，可用于静压桩沉桩完成后的桩周侧压应力计算。     

砂土地基中静压桩沉桩及其承载特性室内试验研究

静压沉桩过程中沉桩阻力计算是桩机选型的关键,而目前对沉桩阻力计算方法尚未统一,且沉桩过程中引起的桩周侧压应力分布规律尚不明确。为此,通过室内模型试验模拟砂土地基中静压沉桩,研究沉桩速率和桩长对静压沉桩过程中沉桩阻力、沉桩端阻力、桩周侧压应力和桩体极限承载力的影响。结果表明：沉桩阻力、沉桩端阻力、桩周侧压应力和桩体极限承载力主要与桩长有关,沉桩端阻力与沉桩阻力之比随着沉桩深度增加而减小,但在沉桩深度为12倍桩径位置的沉桩端阻力占沉桩阻力的比例仍高达75%;桩周侧压应力随着埋深增加逐渐趋近于被动土压力,其主要与沉桩对土体挤密作用有关,且增加桩长和降低沉桩速率均可改善沉桩挤密作用;桩周侧压应力存在显著的“退化”现象,并与沉桩过程和桩体回弹有关。此外,基于太沙基极限承载力理论建立了沉桩阻力拟合计算式,并结合朗肯被动土压力理论,提出了桩周侧压应力计算的朗肯被动土压力修正计算公式,可用于静压桩沉桩完成后的桩周侧压应力计算。     

An investigation into the use of push-in pile foundations by the offshore wind sector

This paper presents the results of a field test performed to study the effects of installation method on the load–displacement response of piles used to support the offshore wind turbines. An instrumented open-ended model pile was installed by jacking in a deposit of medium-dense sand. Pile jacking has environmental benefits over the traditional method of pile driving which can cause noise and vibration damage to the marine mammals. Pile installation by jacking was shown to enhance the pile-soil stiffness response during compression loading. Residual stresses, generated during the installation process, caused the pile to exhibit a relatively soft stiffness response during tension loading. Environmental loading caused by wind and waves which causes piles that support jacket structure to experience tension loading and the serviceability limit state of the foundation to these loads governs the design.