常州地区大直径钻孔灌注桩承载性状及尺寸效应试验研究

基于常州高架一期工程2根大直径钻孔灌注桩静载荷试验及桩身力学测试结果,研究常州地区大直径钻孔灌注桩加载过程中侧摩阻力和端阻力的发挥特点及荷载传递规律,得到极限状态下桩侧摩阻力和桩端阻力尺寸效应系数,对成孔卸载造成桩承载力降低及其他影响桩承载力的因素进行分析。试验研究结果表明:试桩的荷载-沉降(Q-s)曲线为陡降型,极限承载状态下,2根大直径钻孔灌注桩(长径比为36～43)端阻力分担总荷载的比例较小,分别为11.4%和18.1%,属于摩擦型桩;极限荷载时浅层黏性土发生侧阻软化,桩-土位移为3～7mm,砂土中为4～7mm;桩侧摩阻力与端阻力尺寸效应明显,大直径钻孔灌注桩侧摩阻力及端阻力尺寸效应系数与土的种类有很大关系,较《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008)计算值偏小,侧阻尺寸效应系数平均值大约为0.85(砂土)和0.88(黏性土),且具有沿深度减小的趋势,砂土和黏性土中桩端阻力尺寸效应系数分别为0.74和0.75。     

湿陷性黄土嵌岩灌注桩对侧阻力强化效应试验研究

本文通过对大直径旋挖嵌岩灌注桩静栽荷试验和桩身应力测试,对其桩身内力、荷栽传递、侧阻力大小、分布规律及桩端阻力与桩侧阻力的相互关系进行了试验研究。试验结果表明：（1）良好的嵌岩桩桩端岩性强度对于上覆土层桩侧摩阻力有很大的影响;（2）桩端承性状对侧阻力强化效应发生的前提条件是端阻力要有一定的作用。（3）桩端阻力对桩侧阻力的强化效应不仅表现在桩端附近,在桩身上部土层中也有强化效应现象。上述关系可以提高嵌岩桩桩侧摩阻力及单桩承载力,进一步优化桩基设计。     

沉渣强度特性及桩侧摩阻力强化弱化效应研究

根据不同桩端条件下大直径灌注桩静载试验结果,研究桩端沉渣和预压对灌注桩承载性能的影响,并对沉渣的承载机理及桩侧摩阻力的弱化或强化效应进行探讨。结果表明:单桩极限承载力随桩端土层强度和刚度的增大而增大,桩端少量沉渣的压缩有利于侧摩阻力发挥到极限值,而无沉渣的完好桩端阻力和侧摩阻力一般难以发挥到极限值。此外,沉渣较厚或持力层强度较低时,侧摩阻力往往产生弱化效应,沉渣较少或持力层强度较高时侧摩阻力又往往产生强化效应,这种弱化或强化效应在桩端处最明显。沉渣具有结构性和压硬性的特性,在受压过程中因结构破坏而产生刚度弱化,经充分压实后又产生刚度强化,承载性能接近持力层。     

桩侧阻力影响因素分析

桩侧阻力的研究是桩基承载力性状研究中的一个重点,由于受到诸多因素的影响,桩侧阻力的计算变得十分复杂,通过对桩长、桩径、桩周土性质、桩端土强度、时间长短等诸多影响因素的讨论,发现不同条件下桩侧阻力的变化具有一定的规律性,且这些因素有着相互的联系。随着对桩基承载性状研究的不断深化,深入研究影响桩侧阻力的因素,对于深化对桩基承载性状的认识,在理论和实践上都具有十分重要的意义。     

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。     

桩端土层条件对桩侧阻力影响的探讨

应用资料引证了桩端土层条件对桩侧阻力的影响，介绍了桩侧阻力在桩端附近得到强化的四种解释，分析了土的松弛、强化以及施工条件对桩侧阻力的影响，表明了研究桩端土层条件的意义。     

考虑时间效应的群桩负摩阻力模型试验研究

基桩负摩阻力是桩基础设计中必须考虑的重要问题之一,但是针对考虑土体固结时间效应的群桩负摩阻力研究却相对较少。进行了在地面堆载固结条件下,黏性土层中3×3群桩负摩阻力性状的室内模型试验研究,测得了不同桩间距(3d,4d,6d)条件下各位置桩(角桩、边桩、中心桩)的桩侧负摩阻力、桩端阻力以及桩周土体分层沉降随固结时间的变化情况,分析了桩身下拽力和中性点位置随时间的变化规律;并进行了同等条件下单桩及2×2群桩(4d)试验作为比较分析。试验结果表明,群桩中桩侧负摩阻力引起的下拽力和中性点位置都存在明显的时间效应和群桩效应,其数值与基桩数、基桩的布置位置及桩间距等因素有关;在本文试验情况下,当桩–土相对位移达到2 mm时,桩侧负摩阻力将达到其最大值的80%～90%。     

竖向荷载下超大群桩的群桩效应研究

根据FLAC3D模拟结果,分析了在竖向荷载作用下桩数、桩距及长径比与群桩效应的关系。模拟结果表明：侧阻力的发挥不是开始于桩顶,而是开始于桩身中部,且最大值发生在桩身下部;桩距越小,侧阻力最大值越小,反之越大;桩数是影响群桩沉降的主要因素。     

泊松效应对打桩桩侧阻力的影响

讨论了管桩在打桩时压力波和拉力波分别产生的正负泊松效应对桩侧阻力的影响。通过分析桩土界面处桩土单元的受力情况，以粘性土抗剪强度公式为主要理论依据，推导给出了受泊松效应影响的打桩桩侧阻力公式，最后由一算例来测试泊松效应对打桩侧阻力的影响。计算结果表明，泊松效应对打桩侧阻力的影响很小，可以忽略不计。     

试论桩端土强度对桩侧阻力的影响

就桩基承载性状的一个新的理论问题－桩端土强度对桩侧阻力的影响,进行了系统的引证和阐述。作者认为,桩侧阻力与桩端阻力之间存在相互作用,桩侧阻力在桩端附近局部的增强效应是普遍存在的,并且随桩端土层强度的提高而提高;同时,作者还从桩端部位土体随荷载增加位移发展过程的角度,对增强效应机理进行了解释。     

超长大直径钻孔灌注桩的承载力检测与分析

介绍了用锚桩反力法对某近海桥梁工程试验桩进行承载力检测的情况，给出了该桩的极限承载力推荐值及桩侧摩阻力实测值；分析指出大直径钻孔灌注桩的尺寸效应、成孔时间及泥浆厚度是桩侧摩阻力实测值小于勘察报告推荐值的主要原因；并提出对桩径小于800mm的钻孔灌注桩，无论是砂层还是粘性土层，同样存在桩侧摩阻力尺寸效应现象。     

后压浆桩增强效应作用机制及荷载沉降关系研究

基于台州湾大桥及接线工程开展的6个标段场地10根大直径超长钻孔灌注桩现场静载荷试验结果,分析后压浆桩的荷载传递特性,并在后压浆桩增强效应作用机制的基础上,采用双曲线函数的荷载传递模型,给出了后压浆桩荷载沉降关系的计算方法,并确定了不同土层桩侧和桩端增强系数,最后通过工程实例验证了该方法的合理性。结果表明,桩端压浆对桩端土体产生预压作用,使桩端阻力在竖向荷载作用下提前发挥,改善了桩端阻力与桩侧阻力发挥的异步性和不协调性;后压浆桩是在浆液对桩端土的加固、桩端压浆的预压作用、压浆形成桩底扩大头及浆液上返对桩侧加固四方面因素共同作用下显著增强桩端阻力和桩侧阻力,而忽略浆泡半径的影响或不考虑浆液上返段的作用都不能很好的预测压浆桩的极限承载力。     

复合桩基础桩-土-承台承载力特性分析研究

为研究复合桩基础桩-土-承台承栽力各自占桩基础总承载力的比值,采用有限元方法,以接触模型模拟混凝土/地基接触面,分端承型和摩擦型桩两种类型,对承台底地基土强度和外荷载大小对桩基础承载力分配的影响进行了分析研究.结果表明:端承型和摩擦型桩的承栽力分配存在较大不同;端承型桩的端阻力随着承台底土强度的增大而增大,侧阻力基本不...     

桩端后压浆灌注桩长期承载性能试验研究

为研究后压浆灌注桩的长期工作性能,以银川北京路延伸及滨河黄河大桥为工程背景开展试桩静载试验,通过对比不同时间后压浆桩承载力的实测结果,并结合数值模拟结果进行对比分析,研究了后压浆灌注桩的长期承载性能及桩基阻力随时间的变化规律。结果表明：桩端后压浆形成的水泥土加固体,其强度随时间的推移而增长,使桩端阻力进一步增强,桩端后压浆存在时间效应;桩端后压浆导致浆液上返而在靠近桩端的桩侧处形成浆土混合物,使桩侧摩阻力随时间推移不断增强,占极限承载力的比例逐渐增大;与未压浆桩相比,在相同荷载作用下,桩端后压浆桩基的沉降随时间增长而减小并趋于稳定。     

基于桩-土界面脱开效应及摩阻力增强效应影响的水平荷载作用下桩受力机理研究

为研究桩侧摩阻力和桩端阻力对水平受荷桩承载性能的影响,在考虑桩侧变法向土抗力作用的基础上分别提出桩-土界面的摩阻力增强效应模型与脱开效应模型。以此为基础,分别推导得出桩竖向侧摩阻力作用下单位长度桩身抗力矩的数值解与简化公式;在双曲线型的桩端阻力-位移模型及摩阻力增强效应基础上,进一步推导得到基底水平阻力与基底抗力矩的数值解和简化公式。并将单位长度桩身抗力矩、基底抗力矩以及基底水平阻力分别代入四弹簧Winkler地基梁模型,采用传递矩阵法得到桩身响应解。通过多组算例对比分析,不但验证了所建议的理论公式正确性,也证明了简化公式的适用性。参数影响分析结果表明：桩顶水平变形降低幅度随着柔性系数的增加、长径比的减小而提高;同时,随着柔性系数的减小,基底抗力矩和水平阻力对基桩水平承载特性的影响逐渐减弱,当为柔性桩时可忽略不计。     

浅谈静压法沉桩在桩基础中的应用

阐述了静压法沉桩的适用范围,就如何判断静压法的沉桩阻力作了探讨,提出了静压法沉桩施工的注意事项,对常见质量事故产生的原因进行了分析,同时提出了相应的处理措施,指出静压法沉桩具有无噪声、无振动、无冲击力等优点,值得推广使用。     

基于球孔扩张理论的静压桩承载力时效性研究

通过研究软土地基中静压桩的承载性状发现,静压桩的单桩承载力随时间的提高主要来源于桩侧摩阻力的增长,而桩端阻力变化对承载力的时间效应影响较小。静压桩承载力随时间增长的关系,可以用对数曲线描述。根据静压桩的贯入机制,将沉桩过程模拟为半无限土体中一系列球孔的连续扩张,土体假定为Mohr-Coulomb材料。基于球孔扩张理论,计算出不同时期桩侧极限摩阻力和桩端阻力,从而进一步求得不同休止期的静压桩极限承载力。与现场试验资料对比分析表明,计算值与实测值的变化规律一致,且误差较小,能够满足工程需要。     

基于球孔扩张理论和时效性的静压桩承载力计算

通过研究软土地基中静压桩的承载性状发现,静压桩的单桩承载力随时间的提高主要来源于桩侧摩阻力的增长,而桩端阻力变化对承载力的时间效应影响较小。静压桩承载力随时间增长的关系可以用对数曲线描述。根据静压桩的贯入机制,将沉桩过程模拟为半无限土体中一系列球孔的连续扩张,土体假定为Mohr-Coulomb材料。基于球孔扩张理论,计算出不同时期桩侧极限摩阻力和桩端阻力,从而进一步求得不同休止期的静压桩极限承载力。与现场试验资料对比分析表明,计算值与实测值的变化规律一致,且误差较小,能够满足工程需要。     

浅谈基桩成本造价的主要影响因素及其控制对策分析

本文分析了影响基桩成本造价的主要因素,有基桩类型、施工工艺、持力层选择,桩侧阻力特征值Qsia和桩端端阻力特征值 Qpa 等。并结合基桩施工案例,分析控制基桩造价的几个有效对策。