黏性土中静压沉桩贯入力学机制室内试验研究

针对均质黏性土地层,通过室内模型试验对静压沉桩贯入力学机制进行研究,讨论了桩端形式对于其贯入力学机制的影响特征。同时,将双壁开口模型管桩用于分离沉桩阻力中“土塞阻力”,获得了开口管桩贯入过程中内管桩身轴力、桩内侧摩阻力的变化规律。结果表明,不同桩端形式不仅关系到桩端阻力的发挥,而且对桩侧摩阻力亦产生显著影响;随深度的增加,闭口桩桩身轴力不断减小,开口桩距离桩底远的桩身轴力递减的速率逐渐增大,接近桩顶处轴力基本为0;桩身单位侧摩阻力随深度持续增加,开口桩外管桩身单位侧摩阻力发挥程度小于闭口桩;在同一深度处,随着贯入深度的增加,桩身单位侧摩阻力不断减小,即“侧阻退化”现象,且随着贯入深度的增加,该位置处桩身单位侧摩阻力减小的越大,与已有关于静压沉桩贯入力学特性研究结论相符。     

黏性土中开口与闭口模型管桩受力性状试验研究

为研究开口和闭口试桩在黏性土体静力沉桩过程中荷载传递规律及承载性能的差异性,采用桩身开槽预埋增敏微型光纤光栅传感器的方法,针对黏性地基土,开展两组不同桩端形式模型试桩承载性能对比试验,测得沉桩过程中压桩力、桩端阻力、桩侧摩阻力及桩身轴力发展变化规律。结果表明：光纤光栅传感器可实时监测沉桩过程中桩身受力状态;开口和闭口模型管桩的压桩力、桩端阻力等荷载均随着沉桩深度的增加呈增长趋势,而不同贯入深度下的桩身轴力却逐渐递减;黏性土中的静力压桩、开口管桩和闭口管桩的桩端阻力占比均超过50%;在桩侧摩阻力发挥上,双壁开口模型管桩外管是内管的3倍。当开口管桩贯入深度达到最大值90 cm时,土塞高度稳定在33 cm,此时,桩侧单位侧摩阻力的分布呈下大上小的形式。     

基于单桥静力触探的静压桩沉桩阻力估算方法

为了通过单桥静力触探指标比贯入阻力来模拟计算静压桩沉桩阻力，根据《建筑桩基技术规范》（JGJ 94-2008）中由比贯入阻力计算的单桩承载力与现场压桩试验所得到的压桩力进行比较，提出了考虑桩端阻力和桩侧摩阻力的综合修正系数α、β来估算静压桩沉桩阻力的计算方法，给出桩端阻力和桩侧摩阻力的计算公式；针对不同土层，给出了不同综合修正系数建议值；基于自行编制的Visual Basic可视化程序，以曲线的形式将计算结果直观地显示出来。实际工程的模拟计算和压桩力的实测结果进一步表明采用综合修正系数计算沉桩阻力完全可行。     

计算静压桩沉桩阻力的综合调节系数法

利用静力触探的资料,结合图形显示技术计算沉桩阻力,并通过调节桩端阻力和桩侧摩阻力的两个修正系数α、β来使计算曲线和实测曲线吻合。计算中可以变化选取桩尖以上、桩尖以下不同深度范围内土的静力触探锥尖阻力qp,以考察对沉桩阻力的影响;并可将压桩力分离为桩侧摩阻力和桩端阻力,分别加以研究和调整。文中称这种计算压桩力的新方法为综合调节系数法。计算实例表明,在压桩过程中,入土浅时主要是克服桩端阻力;随着桩入土深度的增加,桩侧摩阻力累计值也逐渐增大,占沉桩阻力的比例提高。当桩端进入较硬在持力层后,桩端阻力有明显的提高。用静力触探侧摩阻力fs计算桩的侧摩阻力时,土层性质不同调整折减的幅度不一样,在粘性土中调整幅度较大,而在砂性土中调整的幅度较小。     

敞口管型桩压入对既有受荷桩基承载性状影响

基于经典桩侧摩阻力公式和圆孔扩张理论,优化考虑土压力系数、土塞增长率、扩孔塑性半径等问题,计算新增管桩的植入对在役桩承载性状的影响. 对比分析有限元的软件与理论计算结果,发现管型桩贯入引致的桩间土挤土效应,使在役桩侧摩阻力在一定深度范围内增加,且桩长越长、桩间距越小,贡献越明显. 新增桩与在役桩的距离小于3倍桩径,会形成局部群桩效应,使群桩协同工作时的桩顶沉降增加;距离大于6倍桩径,管型桩压入对既有桩侧摩阻力、群桩协同工作效应的影响较小.     

静压沉桩全过程准静态分析

为了提高静压沉桩模拟的计算效率,同时改善网格的形态提高计算精度,利用ABAQUS/Explicit和ALE方法实现了对静力压桩的全过程的准静态分析。并且对沉桩的总阻力进行了敏感性分析,研究了桩土摩擦系数、土体的弹性模量和内摩擦角对不同贯入深度沉桩总阻力的影响。研究结果有助于增强对沉桩总阻力和桩基承载力的理解。     

基于隔时复压试验的静压桩承载力时效性研究

静压桩沉桩结束后,其承载力随时间而变化,对桩承载力的时效性研究可为静压桩设计及施工提供参考。文章以山东省潍坊市滨海经济开发区滨湖苑小区工程现场为试验场地,通过两根静压桩进行的隔时复压试验的实测数据,研究了广义极限承载力与最终压桩力的关系、桩端阻力和侧摩阻力随时间变化规律,提出了静压桩承载力三阶段增长模型。结果表明:广义极限承载力不同于最终压桩力,其提高主要是在沉桩结束的9 d内;在沉桩结束后20 h时,桩端阻力和桩侧摩阻力对桩承载力的贡献各为50%,出现"贡献平衡点",压桩结束13 d后变为侧摩阻力主要起承载作用,出现"侧阻绝对硬化"和"端阻相对软化"现象;不同的土层提供不同的桩侧摩阻力,粉质粘土最大,砂质粉土和粉土次之,淤泥质土最小;静压桩承载力增长模型由三阶段组成,桩端阻力的增长仅发生在第一阶段,桩侧摩阻力的大幅度增长集中在第一、二阶段,在第三阶段略有提高。     

上海某工程地基承载力检测中的异常情况浅析

通过在2根试桩桩身埋设钢筋应力计,监测桩身在竖向静载荷试验过程中的应力分布,并推算出桩身侧摩阻力与端阻力,同时比较桩后压注浆对桩侧阻力与端阻力的影响,并结合试验场地的地质与成孔资料,推断出桩侧阻力异常的原因。结果表明,通过桩身埋设钢筋应力计是获取桩侧阻力和端阻力分布与异常直观有效的方式。     

黏土中成桩工艺对桩承载性状影响试验

目的 研究成桩工艺对黏性土中单桩承载性状及承载力的影响机理,为工艺设计提供参考.方法 根据相似理论和模型试验方法,建立桩一土之间的相似系统,结合常州高架道路一期工程中特定黏土层性质,配置相应人工土,在人工土中分别设置混凝土预埋桩、静压桩和钻孔灌注桩并测试桩身力学数据.结果 通过对模型桩进行静载试验,获得黏土中不同成桩工艺单桩荷载传递规律和承载性状.设计荷载时,静压桩、灌注桩和预埋桩桩端荷载占桩顶荷载的比例分别为5.9%、4.7%和3.2%.结论 由成桩工艺造成的桩一土作用的不同对桩基承载性状及承载力具有很大影响,桩周土体侧向卸载不仅影响侧阻力的发挥,同样会削弱桩端阻力的发挥.     

灌注桩桩端后压浆效果的室内模型试验

通过室内模型试验,对桩端后压浆灌注桩进行静载试验以及开挖观察,探讨了加固体的性状以及压浆参数对单桩承载力特性的影响,分析了灌注桩荷载传递特点和桩端阻、侧阻随荷载增加的变化趋势。经试验发现：压浆量、压浆压力以及岩土的可灌性是影响加固体性状的主要因素;浆液上返与桩周土作用形成的复合桩身形式对桩侧摩阻力影响较大,桩侧扩径效果明显处其侧摩阻力提高幅度大;桩端后压浆改变灌注桩承载力特性,常规桩表现出摩擦型端承桩性质,桩端压浆后表现出端承桩特性。     

静压PHC管桩承载特性的试验研究

通过在预应力高强混凝土管桩（PHC桩）的桩顶、桩端及各节桩接桩分界面粘贴应变片的精细静荷载试验,研究了沈阳地区高强预应力混凝土管桩的荷载传递机理,分析了侧阻力、端阻力的变化规律,实测了压桩力与入土深度的相互关系.考虑到沈阳地区土质特性,PHC管桩在本地区呈摩擦端承型,而不是南方地区的摩擦型桩.     

Uplift behavior and load transfer mechanism of prestressed high-strength concrete piles

Prestressed high-strength-concrete (PHC) tube-shaped pile is one of the recently used foundations for soft soil. The research on uplift resistance of PHC pile is helpful to the design of pile foundations. A field-scale test program was conducted to study the uplift behavior and load transfer mechanism of PHC piles in soft soil. The pullout load tests were divided into two groups with different diameters, and there were three piles in each group. A detailed discussion of the axial load transfer and pile skin resistance distribution was also included. It is found from the tests that the uplift capacity increases with increasing the diameter of pile. When the diameter of piles increases from 500 to 600 mm, the uplift load is increased by 51.2%. According to the load-displacement (Q-S) curves, all the piles do not reach the ultimate state at the maximum load. The experimental results show that the piles still have uplift bearing capacity.     

秦巴山区软岩地基桥桩承载性状试验研究

为了研究软岩地基桥桩的荷载传递性状、破坏机理,并获取在该地质条件下更为可靠的桩基计算参数,对秦巴山区软岩地基3根钻孔灌注试桩进行竖向静载试验。结果表明:秦巴山区软岩地基桥桩试桩荷载-沉降曲线呈陡降型,实测竖向极限承载力为20 500 kN,桩的破坏方式为桩身材料强度破坏; 淤泥质亚黏土地层中的碎石起到一定的骨架作用,增强了此地层桩极限侧阻力,发挥极限侧阻力所需的桩-土(岩)相对位移为4～8 mm; 强风化砾岩表现为加工软化型,发挥极限侧阻力所需的桩-土(岩)相对位移为3～8 mm; 中风化砂砾岩表现为明显的加工硬化型,所需的桩岩相对位移大,且桩极限侧阻力的特征点不明显; 淤泥质亚黏土地层桩侧阻力占总荷载的60%～70%,随着桩顶荷载的逐步加大,该地层桩侧阻力所占比例不断下降,而嵌岩段桩侧阻力所占比例逐渐上升,达到55%～65%,嵌岩段桩侧阻力沿桩深的分布曲线表现出非线性的特征; 试桩为端承摩擦桩,桩端阻力约占桩顶荷载的20%左右,且未充分发挥,在上部结构允许的沉降范围内,适当增加桩端的沉降有利于端阻力的发挥; 桩侧阻力先于端阻力发挥,建议单桩承载力设计时分别采用不同的端阻力和侧阻力安全系数。     

桩周土开挖条件下桩基础承载特性数值分析

运用桩基础支撑上部既有建筑物地下增层的过程中,随着桩周土减少和桩基础的暴露,桩的承载特性会出现明显变化.文章运用ANSYS有限元程序分析了桩周土开挖前、后以及不同开挖深度等工况下,桩基础承载特性的变化规律.结果表明：随着桩周土开挖深度增大,被开挖段的桩身侧阻力消失,需要增加未开挖部分桩身侧阻力、桩端阻力来增强桩身轴力.同时,也需增大桩基沉降量和桩土间的滑移量.     

软土地区抗拔桩受力性状的试验研究

通过温州鹿城广场4根抗拔桩静载试验,分析了抗拔桩在不同荷载水平下的受力性状.试验结果表明,抗拔桩在荷载作用下,桩身轴力随着深度的增加而减小,在桩端处桩身轴力始终为零,即抗拔桩表现为纯摩擦桩.对于持力层是卵石层的抗拔桩,桩身拉伸量是桩顶上拔量的主要组成部分.桩侧摩阻力的发挥程度和桩土相对位移有着很好的对应关系.在靠近桩端的桩侧土体中,当桩土发生相对位移时,即使其值很小,桩侧摩阻力也会急剧增加.当荷载（桩土相对位移）增加到一定值后,桩侧摩阻力随着荷载的增加而减小,即出现侧阻软化现象.     

静压桩与土体间滑动摩擦及其时效性研究

静压桩贯入地基时,桩侧面与土之间会产生滑动摩擦。采用改进直剪仪进行试验,研究了静压桩与天津滨海新区土体间的滑动摩擦及其时效性,得出了静压桩与土的外摩擦角及其变化规律,并总结了静压桩与土摩阻力的时效性机理。研究发现滑动摩阻力与土的类型、法向应力有关,且与法向应力近似呈直线关系;随着时间的增长,粘土和淤泥质土与桩之间的摩阻力显著增大,且与桩的承载力增长曲线相近。对进一步研究天津滨海地区静压桩的挤土效应和承载力具有一定的参考价值。     

摩擦型桩表面劣化时的沉降特性室内模拟试验

为研究工作荷载作用下,摩擦型桩(端承摩擦桩和摩擦桩)在腐蚀地基中发生表面劣化时的沉降特性,通过制作以硫酸铜溶液为腐蚀性介质的饱和砂土地基模型,开展了加速劣化试验,得到工作荷载作用下摩擦型桩表面发生劣化时的沉降规律.结果表明:腐蚀地基中,桩表面劣化程度随时间不断增大,沉降量随劣化程度的增大而增大;端承摩擦桩和摩擦桩的荷载-沉降曲线发展规律不同;在工作荷载作用下,经过17 360 min,端承摩擦桩的沉降量达到桩径的28.5%,其中表面劣化引起的沉降量为10.6%,大于摩擦桩的7%;试验结束时,端承摩擦桩和摩擦桩的沉降量均达到了各自极限承载力对应的沉降量.表面劣化导致摩擦型桩的沉降量显著增加,表面劣化引起的附加沉降可能影响桩的正常使用.