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。     

一种考虑桩侧土应变软化的荷载传递函数

建立了一种考虑桩侧土应变软化的荷载传递函数,其参数的物理意义明确,取值简单,应用简便。并根据浙江地区的工程经验,给出不同土层中软化系数c的建议值。该应变软化函数的特征中,软化系数c越大,软化现象越显著,即残余强度越低;参数τu决定应变软化函数的极大值,即极限摩阻力;参数s u决定应变软化函数的驻点(临界点),即极限位移。该应变软化函数的特征:当相对位移小于极限位移时,桩侧摩阻力随着相对位移的增大而增大,且增大速度不断减小;当相对位移等于极限位移时,桩侧摩阻力达到最大值;当相对位移大于极限位移时,桩侧摩阻力随着相对位移的增大而减小。应用应变软化函数和双曲线荷载传递函数对所收集的工程桩实测资料及离心试验资料进行拟合,结果表明此应变软化传递函数比双曲线荷载传递函数更适合于反映桩侧土软化的应力应变关系。     

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。     

同一场地不同持力层桩基静载试验对比分析

通过收集杭州某工程静载试验数据,分析了不同方案中试桩的极限承载力及桩顶桩端沉降,经比较,持力层为中风化基岩的试桩单桩竖向极限承载力与持力层圆砾层桩端后注浆的试桩单桩竖向极限承载力相差不大,桩顶沉降量亦相差不大,但桩长上圆砾持力层注浆试桩则要减少10 m～15 m,节省20%～30%,可优选圆砾持力层结合桩端注浆的设计方案。     

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。     

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。     

杭州深厚软土层钻孔灌注桩单桩承载特性研究

杭州市某高架桥选用后压浆钻孔灌注桩,为了掌握钻孔灌注桩在该软土层的承载特性,共设计了一组三根试桩进行单桩竖向抗压试验和桩身高应变试验,试桩中安装了振弦式钢筋应力计、滑动测微仪和土压力盒以反映桩侧摩阻力、桩端阻力及竖向承载力.通过对试验数据进行计算及对比分析,结果表明:杭州软土层钻孔灌注桩表现为典型摩擦桩受力性状;单桩摩阻力由上部土层到下部土层依次发挥,浅部土层在达到极限摩阻力后,随着加载的增大,由于桩周土体发生了滑移破坏,桩侧摩阻力会有所降低;桩身高应变动测试验结果与静载试验结果接近,但桩侧、桩端分担比例与静载试验结果稍有差别.     

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。     

开挖卸荷条件下单桩承载力特性的模型试验研究

基坑开挖卸荷会导致开挖段桩侧摩阻力缺失以及坑底桩周土围压减小,削弱桩基承载力。针对桩周土体开挖卸荷条件下的单桩承载力特性进行室内模型试验研究,通过模拟地面试桩和坑底试桩的竖向静载模型试验,分析单桩荷载传递过程,测试单桩极限承载力,研究桩周土体开挖卸荷对桩基承载力的影响。对比开挖卸荷前单桩的承载特性,开挖卸荷后桩顶及桩底沉降量均有增加,桩身轴力以及桩端阻力有所增大,模型单桩极限承载力下降。     

塑料套管现浇混凝土桩倾斜对承载性能影响的模型试验研究

 通过模型试验研究竖直桩与倾斜角度为5°,8°,10°和15°倾斜桩的承载性能,分析倾斜对塑料套管现浇混凝土桩(以下简称TC桩)单桩承载力、桩顶沉降、桩身水平位移、桩身弯矩、桩身轴力及侧摩阻力和端阻比的影响。模型试验结果表明：(1) 当TC桩倾斜度不大于8°时,对承载力和桩顶沉降影响不明显,对于倾斜10°,15°的桩,承载力明显降低;(2) 倾斜桩桩身水平位移和弯矩主要发生于1/3桩长范围内,且均随着荷载和倾角的增加而增大;(3) 竖直桩及各倾斜桩的侧摩阻力随深度的增加呈先增大后减小的趋势,随着倾角的增大桩极限侧摩阻力的平均值略有增大,侧摩阻分担比较大;(4) 端阻力和端阻比基本随荷载的增加而增加,随倾角的增加而减小。采用Origin软件应用Sigmoidal函数拟合,得出模型桩极限承载力随桩体倾角的计算公式,并根据现场实测数据,给出现场应用时修正系数的取值范围。     

砾卵石层中大口径桩底高压注浆灌注桩的承载性状

本文通过对砾卵石层中大直径桩底高压注浆灌注桩注浆前后的垂直静载试验及桩身轴力的现场测试 ,分析了注浆前后单桩限承载力、桩端阻力及桩侧土层摩阻力的变化特点及桩底高压注浆对单桩极限承载力及土层桩端承载力、桩侧摩阻力发挥的作用及机理。     

湿陷性黄土地区钻孔桩承载力试验研究

通过对豫西湿陷性黄土地区郑西客运专线9座桥梁钻孔桩承载力试验研究,并以枣香河特大桥试桩的单桩竖向极限承载力、水平单桩水平静载试验和摩阻力试验为例,从试验方法、数据分析等方面进行了阐述,通过试验研究结果对钻孔桩设计参数进行了优化,既方便了施工,又创造了效益。     

滚压成型灌注螺纹桩承载性能研究

采用静载荷试验及数值计算相结合的方法进行了螺纹桩承载性能的研究.分析了螺齿宽度、螺距等桩型参数对螺纹桩承载性能的影响,对外径相同的直径桩与螺纹桩的承载性能进行了静载荷对比试验研究.螺纹桩单桩极限承载力较相同桩外径的直型桩极限承载力稍高,螺齿宽度对螺纹桩的极限承载力影响非常明显,随螺齿宽度的增加螺纹桩的极限承载力增大;螺距对极限承载力影响也较为明显,随螺距的减小,螺纹桩的极限承载力增大.螺纹桩在低荷载水平下,桩侧阻力沿桩身均匀发挥,桩端阻力较小,随荷载水平的增大,桩端阻力大幅提高,并提出螺纹桩承载力的计算公式.     

Model tests comparing the behavior of pre-bored grouted planted piles and a wished-in-place concrete pile in dense sand

The compressive bearing capacity of wished-in-place (WIP) concrete piles and pre-bored grouted planted (PGP) piles in dense sand was investigated by means of model tests. In total, three model piles were tested. The load–displacement response, axial force and tip resistance of each model pile were measured in the static load test process. Several conclusions can be drawn from the model test results: the pre-bored grouted planted nodular (PGPN) pile and the pre-bored grouted planted pipe (PGPP) pile have ultimate skin friction 1.23–1.36 times and 1.34–1.46 times greater than the ultimate skin friction of the wished-in-place (WIP) pile, respectively. The tip bearing capacity of the PGP pile is similar to the tip bearing capacity of the WIP pile, and the hyperbolic model of normalized tip resistance (q_b/q_c) and normalized tip displacement (S_b/D) can represent the tip load–displacement response of the WIP and PGP piles well.     

软土地区大直径超长后注浆钻孔灌注桩竖向承载力的试验研究

桩端后注浆是软土地区大直径超长钻孔灌注桩发展的必然趋势。依据软土地区某超高层建筑大直径超长钻孔灌注桩试桩的竖向抗压静载试验结果,通过对基桩的竖向极限承载力性状、桩身轴力传递特性以及桩侧阻力、桩端阻力发挥特性的分析研究,揭示了桩端后注浆对基桩承载性状的影响情况,深入探讨了软土地区大直径超长后注浆灌注桩的荷载传递机理和竖向承载性状,并提出了单桩承载力的估算方法。     

预测单桩极限承载力的初步实践

单桩极限承载力值是桩基设计中的重要依据。介绍了利用双曲线法对某工程进行实际单桩极限承载力预测的情况，就某工程静载荷试验结果，采用双曲线法对Q－S曲线进行拟合，对未加载至破坏的试桩预测其极限承载力值，并与原检测结果进行分析比较，探讨了适应范围和预测精度等问题，以使预测更具科学性和实用性。     

杭州粘性土持力层静压管桩终压力的探讨

对粘性土持力层静压管桩压桩终压力的影响要素进行了论述,并通过工程实例对压桩施工记录和静载试验成果的分析,获得了在杭州地区粘性土持力层静压管桩终压力与单桩竖向极限承载力之间的关系。     

不同持力层钻孔桩桩底后注浆应用效果分析

本文首先简单介绍了钻孔桩桩底后注浆的机理和工艺技术。采用分层位移迭代法对不同桩基持力层注浆前后的Q-s曲线进行了理论分析,发现持力层从粘土→粉砂→砾石层,颗粒越粗,桩底后注浆的效果越好。还通过试桩作了注浆前后的对比静力试验,得出了以下结果:桩的承载力的增幅注浆后比注浆前一般可提高20%30%,对砾石持力层,可超过40%,且沉降量明显减少;注浆后桩身轴力可发挥更大潜力;注浆后桩侧摩擦力能明显提高。文末,并对砾石层、粉砂层、粘土层及基岩四种持力层的钻孔桩桩底后注浆的适用性和应用效果给出了分析结论。