饱和土中大直径缺陷桩水平振动响应研究

为了研究成层饱和土中存在缺陷的大直径灌注桩的水平振动响应问题,基于Boit理论和严格的平面应变假设建立缺陷桩-饱和土横向耦合振动简化模型。引入势函数并利用算子分解法、分离变量法得到桩周饱和土对桩的水平作用力,再利用桩土接触面耦合条件及刚度矩阵传递法得到桩顶复阻抗;最后,通过模型对比与退化对比验证本文解的合理性。研究结果表明:(1)扩径对提高桩顶复阻抗起到的作用相对较小,但是缩径的出现将明显降低桩顶复阻抗;(2)桩顶动刚度和动阻尼对桩身缺陷大小和长度的敏感度不同,动刚度较动阻尼更为敏感;(3)桩顶附近缩径缺陷会导致桩顶复阻抗显著降低,而桩中部和端部附近缩径缺陷对桩顶复阻抗的影响相对较小。     

缺陷桩复合地基受压特性模型试验研究

复合地基广泛应用于处理软土地基，而桩体缺陷难以避免，含缺陷桩复合地基受压工程特性和加固技术受到广泛关注。采用室内模型试验，研究含缺陷桩复合地基工程特性，为含缺陷桩复合地基加固设计提供依据，并提出了加固建议。结果表明：相比正常桩，相同缺陷位置的3种缺陷桩在相同荷载作用下产生的沉降量由小到大顺序为扩径桩、正常桩、缩径桩和断裂桩。桩顶应力和桩土应力比由小到大顺序为断裂桩、缩径桩、正常桩和扩径桩。从工程效果角度，扩径桩较好、缩径桩较差、断裂桩最差。对于扩径桩、缩径桩和断裂桩等3种缺陷桩，缺陷位置越接近桩顶越不利、越接近桩底则不良影响越小。缺陷位置处轴力均出现明显突变，成为中性点。缩径部位的轴力显著降低，呈现谷值,桩身上半段缩径导致下半段轴力峰值和中性点位置下移，桩身下半段缩径导致上半段轴力峰值和中性点位置上移，桩身中段缩径导致桩身上下两段分别出现轴力峰值和中性点。断面下轴力变小，中部断裂桩的轴力峰值位置仍位于中部，上段断裂桩的轴力峰值位置下移。扩径部位轴力呈现峰值。当桩体出现缺陷时，应测试复合地基承载力，验算沉降量和稳定性，必要时按组合桩型复合地基原理增设桩体。     

基于桩-土非线性作用的缺陷桩竖向承载特性分析

为评价桩身缺陷对基桩竖向承载性状的影响,提出一种考虑非线性桩-土相互作用的缺陷桩简化计算方法,重点分析桩身裂隙和缩径段长度、埋深等对桩身内力和变形的影响。结果表明,桩身裂隙使基桩Q-s曲线中部产生反弯段,裂隙段埋深越大反弯点位置距离原点越近,裂隙长度越大位移陡降现象越明显;桩身缩径主要影响基桩的竖向刚度和极限承载力,缩径桩Q-s曲线形状与正常桩类似,但桩身轴向应力在截面变化位置发生突变。简化分析方法为缺陷桩竖向承载性状的定量分析提供一条新途径,分析成果可为基桩缺陷判别和承载力评定提供参考。     

低应变反射波法检测缺陷桩的难点技术研究

通过多年的桩基检测实践,对低应变反射波法检测桩基的几个难点技术进行了深入研究。以一维弹性杆波动理论为基础,建立了基桩缺陷与反射波波形的关系,并对具有同样的同相反射或反相反射的缺陷以工程实测波形为例,从波形特征上阐明了缩径与离析、夹泥与空洞、局部断裂与断桩的区别,论述了桩顶浮浆层对波形曲线的影响、大直径桩的横向惯性效应以及不同桩型、不同桩底持力层的桩底反射波特征。从而能较好地避免缺陷的误判,对反射波法检测桩基完整性具有较大的借鉴意义。     

基于基桩低应变检测基本原理与检测方法的研究

为研究地下车库基桩低应变检测的基本原理与检测方法,采用PDS-PS基桩动测仪、手锤和力棒等设备进行检测,获得反射波波速、完整性类别及反射波波形图等,研究结果表明:低应变反射波法简单易行、操作方便、快速灵活、效率高、耗费少,锤击能量小,属于无损检测;将基桩假定为一维均质弹性杆件模型即L桩长≥D桩径,通过锤击桩顶产生的应力波沿桩身向下传播,遇到桩身缺陷时,会产生反射和投射,通过完整性分析和打印的波形对桩身完整性做出判断;当桩身无缺陷时,Z1=Z2,VR=0,桩身内部不存在反射波,只存在桩底反射波;当桩身存在缺陷时,Z1 Z2,VR与VI同号,即在实测时域曲线上,反射波与入射波同相;当桩身存在扩径等原因而使波阻抗增大时,即Z1Z2,VR与VI反号,即不在实测实域曲线上,反射波与入射波反相。当桩身存在缺陷时,根据接收到的缺陷反射波与锤击桩顶出发的时间差和声波在基桩内传播速度V来计算基桩内的缺陷位置;在140根基桩中抽取24根基桩进行完整性检测,Ⅰ类桩共有18根,占所测桩数比例为75%;Ⅱ类桩共6根,占所测桩数比例为25%;Ⅲ,Ⅳ类桩共0根;在140根基桩中抽取24根基桩进行检测,其中完整桩共有18根,占所测桩数比例为75%;缩桩共6根,占所测桩数比例为25;扩径桩、离析桩及断桩共0根;从基桩完整性类别和典型桩类别所占比例来看,所检测基桩完整性较好,桩身结构承载力较好,振动反应曲线较为规则,波形清晰、完整、直观。     

扩缩径对灌注桩承载性能影响数值模拟分析

扩缩径是钻孔灌注桩施工中经常遇到的工程问题之一,对桩基承载力有较大的影响.依托广东珠海某沿海桩基工程,采用PLAXIS 2D软件分析深厚淤泥地层及粉质黏土地层中不同扩缩径条件下(2倍直径、正常直径和0.5倍直径)桩基承载力及桩身应力特征.研究结果表明:淤泥地层扩缩径桩和正常桩承载力相差不大,粉质黏土地层扩径桩承载力明显...     

人工检测锤击灌注桩

锤击灌注桩施工中,经常会出现瓶颈(缩硬)、薪桩弊病.用什么办法,如何去辨别、确定、瓶颈桩、断桩.本文以力学理论,力可传递性原理;人工检测、辨别、确定锤击灌注桩,成桩后瓶颈桩和断桩.下面介绍人工检测方法,便于补強、加固桩基,确保工程结构安全.     

浅谈钻孔灌注桩质量缺陷及预防措施

在施工过程中,钻孔桩常会出现桩身夹泥、缩径、离析、浮浆夹层等质量缺陷,严重影响工程质量和工期,文中从施工技术管理的经验和体会,对该桩型的施工质量控制提出几点建议.     

提高低应变反射波法检测桩身缺陷的准确度

灌注桩桩身缺陷性状比较复杂,分布上不均匀,单纯某个点的低应变反射波法检测很难全面反映缺陷整体情况,采取增加缺陷桩的低应变检测点数量、合理安排布置、结合资料综合分析各接收点的低应变曲线后作出正确判定,并利用钻芯法进行验证,提高了桩身缺陷检测的准确度,同时给出了低应变反射波法检测的参考步骤。     

成层土中桩身内外部缺陷低应变动态响应研究

采用ABAQUS软件模拟基桩低应变完整性动测过程,分析桩周土对动测曲线的影响,重点研究成层土对桩身内外部缺陷反射波形的影响。结果表明,成层土中土层模量差异是导致动测曲线产生类似桩身缺陷反射波形的主要因素;考虑同一桩身完整性系数且缺陷深度相同的情况,对内外部缩径桩,当桩身外表面缩径处的土体模量和桩身模量较接近时,外部缩径处的反射波形将呈现类似扩径的反射波形;而对离析桩,桩身内外部缺陷位置变化对反射波形影响不大。     

小波变换法在桩基检测技术中的研究与应用

伴随着建筑施工技术的提升,桩基检测技术得到了广泛应用,成为当前桩基工程施工不可或缺的关键性技术。本文结合具体的桩基施工项目介绍了低应变法原理及优缺点,结合小波变换法理论,对缩径缺陷类型桩和断桩缺陷类型进行了相应的分析研究,论述了小波变换法对检测低应变信号的作用以及对分析桩身完整性的重要意义,通过对小波变换法技术的论述,为桩基工程项目的施工检测提供有效的建议和参考。     

DX工程桩完整性检测的研究

DX桩是变截面桩,由混凝土桩身、承力岔、承力盘组成。DX桩充分利用桩周硬土层的阻力增加单桩承载力,是一种高效节能的桩型。桩身变径对入射的应力波产生反射,缩径产生同相反射,扩径产生反相反射。第1个承力盘高强度多次反射与下部多个承力盘的反射互相叠加,屏蔽和干扰了第2～3个承力盘的反射信号,使记录的波形变得非常复杂而难以识别。低应变反射波法要准确检测出DX工程桩的几个承力盘位置比较困难,本文提出信号处理的综合分析方法,可提取第2～3个承力盘的清晰反射回波信号,取得初步成效,是检测DX工程桩质量的一种新方法。     

桩顶平整度对基桩低应变动测的影响

采用ABAQUS有限元软件模拟基桩低应变完整性动测过程。定性分析桩顶平整度对基桩完整性判断的影响,结果表明:桩顶不平整部位处于信号采集点和锤击点之间时,对入射信号振幅产生明显影响,对缺陷处反射波信号和桩底反射波信号几乎没影响,容易造成桩身缺陷程度的误判。     

大直径混凝土灌注桩缺陷模拟试验研究

国内高压注浆方法在加固缺陷桩上已经开始广泛应用,但仍有许多问题需要研究探讨,如何为工程中的大直径灌注桩缺陷处理提供加固依据,已经是迫在眉睫的需要解决的研究工作,如何在试验中模拟3种典型的缺陷形式也成为重中之重,进行了3种灌浆材料加固大直径灌注桩的试验,对3种灌浆材料加固大直径灌注桩的加固效果即加固材料与桩身混凝土的固结程度、加固后桩身的完整性、加固后的桩身强度进行验证,从上述试验桩制作过程以及超声波检测数据可以看出本次试验桩可以清晰模拟了工程桩比较大概率出现的3种缺陷即桩身缩径、断桩、桩底沉渣,可以为实际工程桩加固提供依据。     

浅部缩径缺陷对单桩竖向承载特性的影响

为了探究浅部缩径缺陷对单桩竖向极限承载力的影响规律,设计了包含1根完整桩和9根带有浅部缩径的缺陷桩在内的10组室内模型试验,并进行相应的有限元数值模拟,获得了10根桩的桩顶荷载-沉降曲线。结果表明:在单桩浅部含有缩径长度不大于完整桩桩长的10%且缩径处桩径不小于完整桩桩径的80%时,或者单桩含有缩径长度不大于完整桩桩长的2.5%时,浅部缩径对单桩竖向极限承载力基本无影响;当单桩含有的缩径长度为完整桩桩长的2.5%～10%,且缩径处桩径小于完整桩桩径的80%时,单桩竖向极限承载力降低约20%;在未达到单桩竖向极限承载力之前,所有单桩桩顶荷载-沉降曲线呈线性变化;达到单桩竖向极限承载力之后,含有较大程度浅部缩径缺陷桩的曲线斜率较完整桩偏大。     

桩基低应变动测现场采集和室内分析的若干要领

在桩基低应变动测方法中,应用最普遍的是应力反射波法.它主要适用于检测桩身混凝土的完整性,推定缺陷类型及其在桩身中的位置,也可对桩长进行核对,对桩身混凝土的强度等级作出估计.值得注意的是,桩身截面的变化和土阻力的作用均产生反射波.一般情况下,桩身缩径处和桩底处会产生拉伸反射波,而桩身扩颈处和土阻力的作用会产生压缩反射波,使得桩头处接收到的速度曲线特征有所反映.     

时域反射法探测桩身缺陷的模型试验研究

为验证时域反射法对桩身缺陷的检测效果,设计了时域反射技术检测桩基完整性的模型试验,分别针对不同介质(空气、干土和湿土)环境中的有缺陷桩和无缺陷桩进行检测,验证时域反射法对于预设缺陷的检测效果,并分析缺陷位置和缺陷数量、桩周介质类型等因素对检测结果的影响。研究结果表明,时域反射法可以用于检测桩身缩颈缺陷,在模型桩缺陷段和桩底位置能获得较清晰的反射信号;电磁波传递过程中发生的衰减、频散、介质不连续等导致电磁波实测波形和理论波形存在差异;不同介质中电磁波的波速变化导致缩颈缺陷探测结果与实际情况存在一定偏差,但误差仍处于实际工程要求的精度范围内。     

锤击沉管夯扩桩设计与施工在某建筑工程中的分析应用

本文结合实例分析介绍了大型住宅小区桩基工程的比较与选型,在对锤击沉管夯扩桩的成桩原理分析的基础上。对桩端夯扩头平均直径和承载力设计计算与锤击沉管夯扩桩施工技术、质量控制及质量检测进行了详细阐述和总结。     

关于谨慎对待用高应变作为单桩极限承载力验收依据的建议

高应变动力检测是近30年来国内外发展起来的一项新的测试手段，它以重锤锤击桩顶，产生应力波以速度C沿桩身轴向传播，引起桩身各截面运动，产生速度和位移，激发桩周的土阻力和桩端承载力；土阻力对桩周的反作用，在桩内形成向上传播的压缩波和向下传播的拉伸波。数据采集分析仪通过装在离桩顶至少1.5倍直径的桩身上的一对力传感器和一对加速度传感器采集到桩身顶部的力F（t）及加速度v（t）信号进行分析处理，从而确定桩运动所激发的岩土总阻力、桩内应力、由锤击传递给桩的最大能量，进而确定桩的极限承载力。高应变仪器设备装置框图如…     

大直径桩低应变测试纵波法数值模拟

桩基的完整性直接关系其承载性能,目前多用低应变反射法进行检测。作者建立了桩顶竖向瞬态激振力作用下非完整桩纵向振动模型,基于MATLAB数值计算平台,采用有限差分法进行求解,获得桩顶竖向振动速度。该计算平台可对完整桩、缩径桩、扩径桩进行数值模拟。结合工程实例,对大直径完整桩和缩径桩进行了数值模拟,结果表明数值计算结果和实测曲线具有较好的一致性。