用水泥土引孔的静压PHC管桩竖向承载力的试验研究

对浅部有深厚密实砂层的静压PHC管桩的竖向承载力进行了系列试验研究,包括对常规静压桩分别进行静载和休止后复压静载试验、对用不同水泥土引孔工艺的8根静压PHC管桩进行竖向静载试验、对12根桩进行高应变动力测试等。研究结果表明,采用改进工艺的水泥土引孔技术能使桩基竖向承载能力大幅度提高,可有效减少桩长,节约费用,且压桩力显著降低,施工便捷。此外,低应变动载测试表明,桩身完整性良好、施工质量可靠。     

考虑破坏模式的水泥土桩承载力计算与研究

根据现场试验桩体破坏模型,通过简化得到假定的滑动面,借助该滑动面上桩体和桩周土的极限平衡条件,推导出水泥土单桩极限承载力公式。以济南市绕城高速公路工程为例,用本文推导水泥土单桩承载力公式与传统承载力公式的计算结果与现场试验结果进行比较,研究结果表明:本文承载力公式考虑了桩的现场破坏模式、桩土的受力分析、桩周土对桩承载力提高作用等影响,经工程实例验证,其结果比较相符,具有一定实际意义。并通过计算分析可得:从单桩承载力角度上考虑水泥土桩存在有效桩长,水泥土桩承载力的关键在于浅层桩身强度。研究结论可为类似工程的设计施工提供借鉴。     

静钻根植竹节桩竖向承载力计算方法研究

静钻根植竹节桩是采用静钻根植工法将预制竹节桩插入到水泥土中的新型组合桩基,对于这种桩型极限承载力的计算方法尚未统一。基于预制桩-桩周水泥土和水泥土-土两组接触面的试验和理论分析,提出考虑根植桩两种破坏模式的竖向抗压极限承载力的计算方法。若发生水泥土-桩周土界面破坏,按水泥土桩直径计算,桩侧土层的极限承载力标准值可取钻孔灌注桩的1.05～1.10倍;若发生预制芯桩-桩周水泥土界面破坏,按芯桩直径计算,桩侧土层的极限阻力标准值介于挤土桩与水泥土-土界面破坏模式侧阻之间,可取相应挤土桩的推荐值,下段竹节桩尚应考虑竹节的挤密效应系数。此外,考虑桩端水泥土扩大头对桩端承载力有改善作用。静钻根植竹节桩单桩极限承载力为两种破坏模式计算值的较小值。最后根据该计算方法得到工程实例中竹节桩极限承载力的计算值,并与静载自平衡测试结果对比,验证该计算方法的可行性。     

高喷插芯组合单桩荷载传递简化计算分析

 高喷插芯组合桩(JPP桩)是由高压旋喷桩和预应力混凝土芯桩构成的一种新型组合桩。结合JPP桩不同的组合特点,采用理想弹塑性模型模拟桩侧土体的非线性,弹性模型模拟水泥土与芯桩界面的荷载传递特性,双折线函数模拟桩端土的硬化特性。基于荷载传递法,考虑水泥土与芯桩界面摩擦、水泥土或芯桩与桩周土界面摩擦,提出不同组合形式下JPP桩荷载传递的简化计算方法,并与模型试验结果进行对比,验证该计算方法的可行性和可靠性。采用提出的简化计算方法对JPP桩荷载传递机制进行分析,并对不同组合形式、不同水泥土厚度、不同水泥土弹性模量、不同刚度系数比等影响荷载传递的主要因素进行计算分析。分析结果得出：从承载力、沉降控制、经济角度综合考虑,分段组合承载效果最好;增加水泥土厚度可有效提高JPP桩承载力;JPP桩变形由高强度的芯桩控制,水泥土弹性模量的改变对JPP桩变形影响较小。     

峰值后软化水泥土桩复合地基工作机制研究

基于收集到的三轴试验资料,建立了一个可考虑峰值后软化性能的水泥土力学模型。采用该模型对水泥土单桩复合地基体系进行了数值模拟分析,研究了水泥土复合地基的荷载-沉降曲线、水泥土桩的轴向力、侧摩阻力和桩土应力比,以及母土、水泥掺合比、桩径和桩长等因素的影响。基于模拟分析的结果,得到水泥土桩端破坏是水泥土桩复合地基承载力的控制条件。研究了水泥土桩端破坏时的桩端变形和桩身压缩。基于水泥土复合地基破坏机制,对确定水泥土桩复合地基承载力提出了建议。     

北京工人体育场密实砂卵石层水泥土复合管桩试验研究

以北京工人体育场改造复建项目作为工程背景,分析了水泥土复合管桩在密实砂卵石地层中的工作性态,并给出了水泥土复合管桩在砂卵石地层中的加载试验与数值模拟结果对比。采用FLAC3D软件模拟了水泥土复合管桩加载以及其与地层相互作用机理。结合试验与模拟结果,分析了水泥土复合管桩的破坏机理。结果表明,水泥土复合管桩在竖向荷载作用下的荷载-位移曲线模式是典型的摩擦桩工作模式,桩端阻力约占桩顶荷载的1/3;桩侧摩阻力荷载传递具有双层模式特点,即荷载由管桩先传递到管桩周围的水泥土桩,再由水泥土桩传递到桩间土中;水泥搅拌桩在砂卵石地层中可形成刚度大、强度高的水泥土外桩;管桩的压入有效提高了水泥土复合管桩的刚度,而水泥土外桩有效改善了桩土界面的摩擦接触效应,结合桩端砂卵石层,可有效提高水泥土复合管桩的承载力。     

组合桩的竖向承载力特性研究

组合桩是钢筋混凝土桩插入水泥土搅拌桩复合而成的新型桩.为掌握组合桩的荷载传递机理、破坏模式和竖向承载力特性,通过对3根14m长桩的载荷试验,分析了桩身轴力和桩周的侧摩阻力的分布及影响组合桩承载力因素.试验得到了组合桩的Q-S曲线、S-logt曲线、桩的极限承载力.为分析该桩竖向力的传递路线,应用有限元方法分析了混凝土桩、水泥土和桩周土的传力特点.试验和有限元分析结果表明混凝土桩的插入改变竖向荷载的传递规律,形成了从混凝土桩到水泥土再到土的传递模式,更有效地发挥了桩周的侧摩阻力;水泥土的固化效应、混凝土桩的挤土效应和混凝土桩的荷载传递是组合桩高承载力的主要来源.组合桩具有较高的单桩竖向承载力且造价低,在软土地基工程中具有广泛的应用价值.     

水泥土复合管桩竖向抗压承载机理研究

单桩竖向抗压承载力是桩基最重要的性能指标,水泥土复合管桩作为一项新技术,其抗压承载机理尚不明确,需要开展相应的研究。通过现场试验和数值模拟试验研究了水泥土复合管桩的竖向抗压承载机理,分析了其荷载传递规律、侧阻力、端阻力及荷载分担情况,研究了水泥土桩直径、管桩直径、地层条件等单因素对水泥土复合管桩竖向抗压承载机理的影响规律。试验结果表明:水泥土复合管桩竖向抗压承载机理不同于普通桩,轴力衰减沿桩长呈折线分布,桩端仅承受较小一部分荷载,水泥土复合管桩属于摩擦桩。水泥土复合管桩单桩承载力比相同规格尺寸的钻孔灌注桩、水泥土桩单桩承载力提高至少44%,其水泥土部分承担30%以上的荷载,侧阻力平均值比管桩提高1.22~1.73倍。相较增加管桩直径、管桩底端坐落在软土层,增加水泥土桩直径、管桩底端坐落在较硬土层,可使水泥土复合管桩获得更高的承载力。     

单向和双向水泥土搅拌桩软基处理效果试验研究

通过对单向和双向水泥土搅拌桩特点及现场静载、沉降试验结果分析,表明双向水泥土搅拌桩通过搅拌工艺的改进,改善了桩土工作性能,提高桩身强度分布的均匀性,具备良好的单桩承载力,能有效减少工后的不均与沉降,保证行车安全性、舒适性。     

基于室内试验与数值模拟的圆砾层后注浆灌注桩承载机理分析

以不同地区两个工程地质条件相似的工程为实例,经过静载荷试验分析,得出两个工程注浆桩的承载力有很大不同;以室内试验和ANSYS有限元分析注浆桩承载力不同的原因,得出结论是桩端土的级配问题对土的影响较大,并用两个工程级配不同的土制作水泥土,养护28 d后进行单轴抗压强度试验,得到抗压强度值,并以此为参数采用ANSYS有限元软件针对两个工程实例注浆桩进行数值分析,验证了桩的承载力分析结果,从而为桩端注浆桩的工程实践提供借鉴。     

水泥土加固对刚性桩横向承载特性影响试验研究

为研究水泥土加固效应对侧向受荷桩承载特性的影响,开展了天然地基及水泥稳定砂回填土地基下刚性桩现场侧向载荷对比试验.试验通过改变水泥土加固土柱直径及加固深度,研究加固土对桩侧向承载力的影响.试验结果表明,当采用水泥稳定砂土置换桩周土后桩侧向承载力有显著增长,且与水泥土加固直径、深度,以及天然地基土与加固土抗剪强度密切相关.同时,通过施加极限荷载,对桩顶位移及地面裂缝发展规律进行观测,揭示了侧向受荷短桩的破坏失效机制.研究结果可为新计算方法的发展提供试验支撑.     

谈搅拌桩复合地基承载力的影响因素

根据有关水泥土搅拌桩承载力的一些新的模型数值的有限元分析和现场试验结果,对影响水泥土搅拌桩复合地基承载力的几个主要因素进行了分析和总结。     

用水泥土引孔方式提高PHC管桩承载力

在地基深厚密实砂性地层中,对9根静压PHC管桩分3组进行了10次静载试验。测试结果表明,采用掺入膨润土的水泥土引孔的静压PHC管桩,其竖向极限承载力较常规静压桩能稳定地大幅度提高,质量可靠,压桩功效高,节约成本。从试桩和工程桩的施工经验,得出了水泥土的配合比和水泥土喷浆搅拌控制方法等提高静压管桩竖向极限承载力的关键施工控制技术,可作为参考。     

静压PHC管桩新工艺的试验研究

对静压PHC管桩采用水泥土搅拌桩引孔新工艺与常规工艺进行了静载对比试验研究。试验结果表明新工艺压桩工效高，确保桩身质量，减少侧挤且单桩竖向抗压极限承载力大大提高，进一步的高应变测试分析指出承载力提高的原因是桩侧极限阻力的提高。新工艺在工程的成功应用说明这种工艺技术可行，节约费用，是高层建筑桩基有发展前途的一种工艺。     

夯实水泥土桩复合地基的工程应用

介绍了夯实水泥土桩复合地基在洛阳某住宅小区的应用情况,通过对夯实水泥土桩单桩载荷试验及复合地基载荷试验的分析,说明地基处理基本成功,并对由载荷试验确定的复合地基承载力和由单桩承载力计算出的复合地基承载力进行了对比分析,得出了由计算所得承载力高于载荷试验所得承载力的结论,同时,对复合地基中施工中的一些注意事项进行说明。     

管桩水泥土复合基桩极限承载力的设计计算

管桩水泥土复合基桩是在水泥土搅拌桩中即时插入预应力高强混凝土管桩(PHC桩)而形成的一种新型复合基桩。为研究该复合基桩在粉土粉砂地层中的极限承载力,结合江苏如东的一个工程实例,进行了现场单桩静载荷试验和管桩-水泥土粘结强度试验,分析了管桩水泥土复合基桩的破坏模式和管桩水泥土协调变形机理,结果表明管桩-水泥土界面的粘结强度为水泥土无侧限抗压强度的0.197倍。在此基础上提出了适合南通地区管桩水泥土复合基桩承载力计算公式,并将计算结果与现场实测值进行了对比分析,发现公式的计算结果相比于规范公式更接近现场实测值。工程实例表明改进的公式在粉土粉砂地层中具有较高的可靠性,为其在南通地区的适用提供了一定的实测资料和理论基础,为该桩型进一步推广提供依据。     

水泥土桩的环境侵蚀效应试验研究

通过试验研究自然水、不同种类与不同浓度的化学溶液和不同的pH值对水泥土桩的侵蚀效应。试验结果表明,pH值提高,水泥土强度提高;水泥土强度与化学溶液的浓度成反比;不同化学溶液中水泥土强度不同。建议复杂环境中的水泥土桩的设计承载力应考虑应用环境的酸碱度效应。     

水泥土桩的非线性有限元分析

以水泥土单桩复合地基静载荷试验为原型，采用典型粘土层的非线性本构模型，以三维有限元对水泥土桩复合地基中的桩身应力、桩间土应力、位移特性等进行计算分析，取得了一些用实测手段难以得到的结果，并将部分结果与实测资料进行了对比分析，总结出水泥土桩复合地基的一些特性。     

混凝土芯水泥土搅拌桩复合地基现场试验研究

混凝土芯水泥土搅拌桩是在水泥土搅拌桩外壳施工完成后插入预制混凝土芯所形成的一种新型复合桩。现有研究对混凝土芯水泥土搅拌桩复合地基的承载力机理讨论很少。为完善混凝土芯水泥土搅拌桩复合地基承载力理论,依托南京绕越高速东北段软基处理工程,通过埋设传感元件,借助复合地基载荷板试验和静力触探试验,分析了其承载力机理。试验结果表明:混凝土芯水泥土搅拌桩的地基加固效果要优于同直径同桩长的水泥土搅拌桩;混凝土芯的插入,有效增大了混凝土芯水泥土搅拌桩的竖向抗压强度;混凝土芯与水泥土搅拌桩外壳之间能有效传递剪应力,且水泥土搅拌桩外壳的大表面积保证了桩土间不会发生剪切破坏;相同的上部荷载下,混凝土芯水泥土搅拌桩复合地基的桩土应力比要大于水泥土搅拌桩复合地基;混凝土芯水泥土搅拌桩施工对桩周土体有一定的挤密加固效果。     

水泥土桩复合土钉支护体系开挖过程的数值模拟分析

根据水泥土桩复合土钉支护体系的构造特点,建立了模拟水泥土桩复合土钉受力变形的计算模型,结合典型工程实例,对水泥土桩复合土钉技术进行了数值分析和工程施工过程监测,现场监测成果与数值模拟结果的对比分析表明,水泥土桩复合土钉支护结构的模型建立符合实际受力变形特点,能够较真实地模拟开挖施工全过程的应力场和位移场特征,设计方法满...