浅析孔桩的负摩擦力对桩基工程的影响

人工挖孔桩是桩基工程的一种形式,它能较好地适应各种工程地质条件,工程要求和荷载情况,尤其在其施工中具有设备简单,振动小,噪音低,可多桩位同时施工,工程进度快,能直接观察各土层的地质变化,土层土质情况明确,桩端的虚土易以清除,对施工现场周围建筑物影响较少等优点而被广泛采用。 根据桩荷载传给地基土的不同作用,通常把桩分为三种类型:摩擦桩、摩擦端承桩和端承桩。摩擦桩是指作用在桩基上的垂直荷载主要靠桩侧的摩擦力传给地基;摩擦端承桩则是靠桩侧摩擦力和桩端阻力共同传给地基;而端承桩主要靠桩端阻力传给地基,所以,桩的承载力由两部分组成:即摩擦力与桩端阻力。     

竖向荷载下桩身压缩和桩基沉降变形研究

随着我国建设规模的扩大,桩基础领域发展迅速,长桩基础被越来越多的工程所采用.工程实测表明,桩侧土模量较高的非软土地区,长桩静力试桩的荷载传递和桩身压缩性状与软土地区超长桩性状相似,长桩的桩身压缩量相当可观,计算中应予以考虑.目前的桩身压缩测试结果大都基于工程试桩所得,通过现场大型单、群桩模型试验,深入研究群桩基础承载力、桩身压缩和土体压缩沉降性状.主要研究内容如下:(1) 通过系统模型试验,研究单、群桩基础的承载力性状.群桩中基桩桩身轴力、侧阻力的分布形式因位置的不同而不同.群桩端阻表现出明显的沉降硬化效应,即随着群桩基础沉降的增大,端阻力都会有不同程度的提高,且在较小桩距条件下提高程度较大,在较大桩距条件下提高程度较小.(2) 工程实测表明,桩身压缩产生的沉降始于加载初期,并伴随加载全过程.桩侧土压缩模量较高的非软土地区,长桩静力试桩的荷载传递和桩身压缩性状与软土地区超长桩性状相似,长桩的桩身压缩量相当可观,计算中应予以考虑.(3) 群桩试验表明,桩间土的竖向变形在桩顶处最大,随着深度的增加,桩间土的竖向变形逐渐变小.桩间土除了产生剪切变形(桩、土相对位移)外,还出现压缩变形.(4) 同一荷载水平下,桩端以下土层的沉降值随深度的增加而减小,整体压缩主要产生在距桩端一定厚度的土层范围内,即土层距桩端越近,单位厚度土层的整体压缩量越大;同一深度处,土体整体压缩沉降值随荷载的增大而增大.(5) 当复合基桩分担荷载值一定时,大桩距群桩桩端整体压缩沉降值较小桩距群桩小;桩数多的群桩桩端整体压缩沉降值较桩数少的群桩大,这是由于群桩效应增强所致,即桩距一定时,随着桩数的增多,桩与桩之间的增沉效应增强.(6) 群桩桩端平面以下地基土,其整体压缩变形及压缩层深度因桩距的不同差异很大,即在P=Pu/2(其中,P为群桩承载力特征值,Pu为群桩极限承载力)荷载条件下,大桩距群桩基础地基土整体压缩变形及压缩层深度较小桩距小,这与粉土、软土中群桩试验的结果一致.(7) 研究了桩侧阻力分布模式对桩身压缩沉降的影响机制,给出了考虑不同侧阻分布模式时,桩身压缩系数的3个计算公式:ξe正三角=0.33α+0.67,ξe矩形=0.50α+0.50,ξe倒三角=0.67α+0.33其中zξe正三角,ξe矩形,ξe倒三角,为不同侧阻力分布模式下的桩身压缩系数,α为端阻比例.(8) 给出了小桩距群桩基础的沉降计算公式:s=ψn∑(i=1)σgzi-Esi△zi+se 其中,s为计算沉降值;ψ为沉降计算经验系数;σgzi为群桩各基桩对应力计算点桩端平面以下第i层土1/2厚度处产生的平均附加应力之和;Esi为第i计算土层的压缩模量,采用土的自重压力至土自重加附加压力作用段的压缩模量;.zi为第i计算土层的厚度;se为计算桩身压缩量.该公式可考虑桩身的压缩、桩数、群桩的几何特征、侧阻力分布模式、端阻比例等因素对桩基沉降的影响.(9) 基于目前规范中给出的压缩层厚度确定方法,通过压缩层厚度计算方案的比较,确定了压缩层厚度计算公式.(10) 在已有的考虑桩径影响Mindlin解竖向应力系数的研究成果上,给出了小桩距群桩基础的平均竖向应力系数的数值解,制作相应的数据表格,该表格可供相关的工程设计人员手算沉降量时使用.     

某建筑物混合桩设计施工

为了充分利用地基土的空间承载能力，提高复合地基土的承载能力，节约地基处理投资，在现行地基基础规范的基础上，作者进行了超常规的设计尝试。根据工程地质特点，为充分利用不同深度的地基土承载力，在基础下合理布置刚性长桩及柔性短桩，使桩分别落在不同的土层上，并满足复合地基承载力和变形要求，从而使桩身强度得到最大限度利用，取得了很好的经济效益。通过本工程的设计，可以发现在一定地质条件下，混合桩的设计不失为一种节约投资的行之有效的方法。     

注浆加固CFG桩复合地基工程实例

介绍了采用注浆法加固既有建筑CFG桩复合地基的工程实例。通过选择合适的注浆孔位置、注浆压力、注浆量,确保注浆扩散半径大于注浆孔与CFG桩距离,注浆加固CFG桩桩周土、桩端土,提高了CFG桩复合地基。检测结果和原型监测表明,注浆法适用于加固既有建筑CFG桩复合地基,效果良好。     

刚性基础下复合地基桩长计算方法

由于刚性基础下的复合地基没有考虑桩土变形协调和土的沉降位移,桩土相对位移计算偏大,导致计算桩侧摩阻力值偏大而设计桩长偏小。针对复合地基传统设计方法的不足,建立了一个考虑桩土变形协调和土的压缩变形对桩体荷载传递影响的双曲线模型函数,以及建立了荷载从桩顶向下传递计算的方法,可更准确计算桩侧摩阻力及桩端荷载,桩底土层沉降采用切线模量法计算,以桩体压缩量及桩端土体沉降量为控制要求,进而可以确定满足复合地基承载力及沉降要求的单桩长度。通过工程实例验证,该方法计算得到的复合地基桩长与实际工程中桩长基本一致,为今后复合地基桩长设计提供参考。     

桩负摩阻力时间效应分析

负摩阻力对桩基的承载变形性状有重要影响.分析了大面积堆载下、地基土固结过程中,桩顶荷载大小、桩端支承条件等因素对桩身负摩阻力、中性点位置的影响.结果表明,在地基土固结过程中,桩身负摩阻力、中性点位置也处于一个变化过程中.桩顶竖向荷载越大,中性点深度越浅,桩身承受的下拽力越小.研究还表明,在地基土固结过程中,桩的承载力逐渐减小.     

层状地基中的单桩竖向抗压刚度

本文推导了层状地基中单桩竖向抗压刚度的解析表达式。说明在确定地基条件下,层状地基中单桩竖向抗压刚度是单桩本身固有的力学性质,并取决于其桩身刚度与桩周土层的地基弹性参数。以工程实例对比了单桩竖向抗压刚度理论值与静载试验实测值。分析了桩侧土弹性模量、桩端地基的基床系数对单桩竖向抗压刚度的影响。讨论了提高层状地基中单桩竖向抗压刚度、减少单桩沉降的工程措施。     

适当加长钢筋笼配置长度有利于提高桩基质量——岱山县文化中心工程桩基检测的点滴体会

舟山地区属于软弱地基。土的压缩性高。工程性能比较差。在这种地质条件下施工的沉管灌注桩一般会在3m以内、钢筋笼末端及软硬土层交界处产生问题，特别是钢筋笼末端位置，出现质量问题较为常见。以往我们在这种地质条件下检测的桩，钢筋笼末端出现的缺陷问题较多，而且很严重。然而我们在抽     

某工程碎石桩法软基处理碎石桩复合土层压缩模量Esp的探讨和研究

通过对某工程"碎石桩+等载预压法"和"塑料排水带+等载预压法"地基加固沉降观测资料进行对比分析,推测该工程碎石桩复合土层压缩模量Esp,并进一步推测在该堆载满载作用下的桩土应力比n.     

某建筑物刚柔性联合桩设计与施工

在现行地基基础规范的基础上 ,进行了超常规的设计尝试。根据工程地质特点 ,为充分利用不同深度的地基土承载力 ,在基础底下合理布置刚性长桩及柔性短桩 ,使桩分别落在不同的土层上 ,并满足复合地基承载力和变形要求 ,从而使桩身强度得到最大限度的利用 ,取得了很好的经济效益。通过实际工程设计表明 ,在一定地质条件下 ,刚柔性联合桩的应用不失为一种节约投资、行之有效的方法。可根据工程和地质特点 ,推广应用到其它桩型上。     

刚性桩复合地基支承路堤稳定破坏机理的离心模型试验

对上软下硬成层土地基中刚性桩复合地基支承路堤,进行了单排桩和群桩条件下路堤稳定破坏机理的离心模型试验,研究了不同桩体抗弯刚度和强度,不同桩体加固位置,不同桩间距和桩端嵌入硬土层深度条件下桩体的受力与变形性状,破坏模式以及路堤的失稳破坏机理.离心机试验结果表明,不论是在单排桩还是群桩条件下,桩身最大弯矩作用点均产生于软硬土层交界面附近;在群桩条件下,桩体越靠近路堤中心桩身弯矩越小;当桩身抗弯刚度与强度较高,桩距较大且桩下端嵌入较硬土层足够深度时,可产生桩间土体沿桩的绕流甚至因产生绕流而导致路堤失稳破坏;当桩身抗弯刚度与强度较低时,在单排桩条件下,桩体会首先在软硬土层交界面处发生弯曲破坏,并可在路堤失稳前在桩身上部发生第二次弯曲破坏,而在群桩条件下,坡脚附近部分桩体首先在软硬土层交界面附近发生弯曲破坏,并可能伴随桩体受拉破坏而使桩断为上下两段,最后由于部分桩体发生整体倾覆破坏或者再次发生弯曲破坏而导致路堤发生失稳破坏;针对路堤具体的破坏情况有针对性地增大桩身抗弯强度,减小桩间距或增加桩端嵌入硬土层深度均可提高路堤的稳定性.     

在吹沙填海场地选择振冲碎石桩方案处理地基的优势

吹沙填海场地人工填土和砂土层,多呈饱和状态,大多数为液化土层。此类地区一旦发生地震,地基极易发生地震液化,故选择技术可靠、经济合理的地基处理方案非常重要。论文通过作者实践,结合吹沙填海地质条件及振冲碎石桩改善松散砂类土性能的机理,分析吹沙填海场地地质条件下选择振冲碎石桩地基处理方案的优势。     

基底倾斜的管桩复合地基路堤破坏模式研究

通过4组土工离心模型试验,研究了山区底面倾斜的软土层管桩复合地基路堤破坏模式。基于底面倾斜的天然软基路堤变形及失稳破坏特点,分析了桩端嵌入硬土层深度和桩顶格梁对于山区管桩复合地基路堤变形及失稳破坏模式的影响。试验结果表明,倾斜软土管桩复合地基上的路堤破坏模式主要有:(1)当桩端嵌入硬土层较深时,复合地基易发生下坡坡脚附近的桩体倾倒和桩间土绕流破坏;(2)桩端嵌入硬土层较浅时,复合地基易发生桩体向一侧的倾覆破坏,并伴随一定的桩间土绕流破坏,桩体倾覆程度显著大于桩端嵌入硬土层较深的情况;(3)当加格梁联系管桩桩顶时,复合地基易发生桩间土的绕流破坏。     

对桩端以下存在软弱土层的水泥土搅拌桩复合地基E_(sp)取值及沉降计算方法的探讨

《建筑地基处理技术规范》中对桩端以下存在软弱土层的水泥土搅拌桩复合地基压缩变形值S1及桩端以下土层的压缩变形值S2的计算方法均基于分层综合法。其中复合土层压缩模量Esp取值计算中桩体Ep=(100~120)fcu(fcu为水泥土试样的室内试验强度)。这种取值方法是不符合深厚软土中单桩应力应变状况的。笔者通过对建于此类复合地基上的建筑物最终沉降量观测结果与静载荷试验结果的对比,以及按照工程岩土分类类比方法对水泥土桩的龄期,强度,复合地基承载力特征值及桩顶应力水平等要素进行分析,认为采用天然地基的勘察手段,如静载荷试验,标准贯入原位测试等方法是取得水泥土搅拌桩复合地基Esp值的简单有效的途径。     

人工挖孔桩施工

大直径人工挖孔桩适用于建筑物荷载较大,基础埋在软土层内不能满足强度和变形、对软土层进行人工处理较为困难的地基。一、适应特点人工挖孔桩承载能力高,建筑物的荷载通过桩端传给深处硬土层,或通过桩表面与周围土的摩擦力传给地基(前者称端承桩,后者称     

人工开挖和爆破成孔技术在某工程载体桩施工中的应用

在岩溶地区,当天然地基承载力不满足设计要求时,建筑物基础一般多采用人工挖孔扩底灌注桩或嵌岩桩,但这些技术往往施工时间长,而且在某些特殊地质条件下无法施工.结合唐山某工程,在岩石埋深较浅部位采用人工挖孔和嵌岩桩施工难度较大,最终采用上部人工挖孔,桩端载体采用爆破成孔施工的载体桩技术,既提高了施工进度,同时降低了造价.     

路堤下端承桩-大托板复合地基沉降计算方法

路堤下端承桩-大托板复合地基通常采用混凝土桩并持力于压缩很小的硬土层,桩顶采用大面积托板.端承桩-大托板复合地基的桩间土沉降大于桩顶沉降,桩身为负摩擦力,不宜采用常规复合地基的沉降计算方法.在分析路堤下端承桩-大托板复合地基和路堤的变形和受力特点的基础上,提出了可以考虑桩身负摩擦、路堤、加筋材料影响的路堤下端承桩-大托板复合地基沉降计算方法.工程实践表明该方法是符合工程实际情况的.     

剪切波波速测试在地基加固效果评价中的应用

软土地基加固效果的评价是工程的重要难题,依托武汉地铁12号线中一路站的软土地基加固检测工程实例,在介绍剪切波评价地基加固效果的基本原理基础上,采用剪切波波速测试技术对场区加固前后的地质体进行了波速观测,分析了波速变化规律,计算加固前后的压缩模量,并与静力触探方法计算的压缩模量进行了对比。研究表明,剪切波波速可划分各层土的土层、加固前后土层波速变化,为加固效果的力学特性评价提供了基础;水泥土搅拌桩对各层土的加固效果较为均匀,土的力学性质得到明显改善,剪切波波速测试与静力触探测试可得到相同结果;采用剪切波波速测试成果获取的压缩模量对定量评价加固效果具有可行性。     

建筑物挤扩支盘桩的设计与施工

为了充分利用地基土的空间承载能力,提高桩基承载力,节约地基处理投资,在现行地基基础规范的基础上,进行了设计尝试。即根据工程地质特点,为充分利用不同深度的地基土承载力,在基础底下合理布置挤扩支盘,使挤扩支盘分别落在不同的土层上,并满足桩基承载力和变形要求,从而使单桩承载力得到充分利用,取得了较好的经济效益。通过桐乡市某高级技工学校大楼工程的设计,发现在一定地质条件下,合理布置挤扩支盘桩的设计不失为一种节约投资的行之有效的方法,并可根据工程和地质特点,推广到其他工程上。     

模拟桩端为岩层的刚性桩复合地基承载性状试验研究

刚性桩复合地基具有提高承载力幅度大、控制变形能力强等优点,在工程实践中得到广泛应用。工程实践表明,在岩层埋置较浅的地区,也可采用刚性桩复合地基技术来提高地基的承载力。然而,由于桩端为岩层的刚性桩复合地基的理论研究较少,对该类刚性桩复合地基桩端持力层的选择存在不同认识。针对该问题,本文选用桩端为岩层的刚性桩与不同厚度褥垫层进行复合地基的承载特性试验研究。通过试验结果分析,证明了褥垫层对于刚性桩和土的荷载分配调节能力很强,通过合理设置褥垫层,能够使桩端为岩层的桩间土承载力得到发挥,保证桩土共同作用,从而使刚性桩与桩间土构成复合地基。本文研究成果可以深化人们对刚性桩复合地基的理论认识,为桩端为岩层的地质情况下选用刚性桩复合地基提供技术支持。