湿陷性黄土地基中桩基负摩阻力计算新方法

负摩阻力对湿陷性黄土地基中桩基的承载变形性状具有重要影响,现行桩基规范及黄土规范推荐的负摩阻力计算方法不能反映黄土桩基负摩阻力的实际性状。对近30年来在黄土地区开展的钢筋混凝土灌注桩现场浸水试验实测数据进行统计,分析黄土浸水完成后桩身中性点深度、桩身最大负摩阻力深度及负摩阻力系数与桩长径比的关系,通过线性拟合得到了中性点深度比、最大负摩阻力深度比及负摩阻力系数与桩长径比的经验表达式,提出湿陷性黄土地基中桩基负摩阻力计算的新方法。新方法用三角形表示负摩阻力沿深度的分布,能反映负摩阻力从桩顶向下先逐渐增大、达到最大值后随深度增加逐渐减小、最终在中性点处减小为零的分布特征。将提出的方法、桩基规范及黄土规范方法的计算结果与实测结果进行对比,结果表明,桩基规范预测的中性点深度比优于黄土规范,黄土规范预测的最大下拉荷载优于桩基规范,而用新方法计算的负摩阻力最接近实测结果。     

湿陷性黄土兼地震区建筑桩基竖向承载力计算

对湿陷性黄土兼地震区的建筑桩基,将自重湿陷性黄土浸水产生的负摩阻力和地震作用产生的附加轴力以外荷载对待,进行了湿陷与地震遇合的可能性估计,明确了荷载分类和荷载效应组合,给出了负摩阻力计算公式及考虑湿陷及地震可能组合下的桩基竖向承载力计算公式,并给出了计算实例。     

湿陷性黄土场地竖向承载灌注桩浸水试验研究

为研究自重湿陷性黄土场地中钻孔灌注桩的竖向承载性状,开展了3根试桩在天然、先加载后浸水和预浸水3种工况下的静载荷试验.试验结果表明,桩顶沉降随桩顶荷载的增加而增大,桩侧摩阻力随桩土相对位移的增加而增大,某些深度处桩侧摩阻力在达到峰值后甚至减小.桩顶荷载传至桩底后桩端反力随桩顶荷载的增加而增大,其变化速率逐渐增大.在本试验小试坑浸水及场地地层条件下,桩顶未施加荷载时桩侧未产生负摩阻力;桩顶维持4 000 kN荷载不变时桩周土体浸水湿陷,桩侧正摩阻力减小,桩顶沉降增大,但也未在桩侧产生负摩阻力.桩周土体浸水软化,其所能提供的最大侧摩阻力减小.     

考虑固结的新近吹填场地桩侧负摩阻力分布特性

为研究新近吹填场地中,因软土地基固结沉降引起的桩基侧摩阻力的分布特性,基于连续排水边界条件和理想弹塑性荷载传递模型,建立考虑土体固结效应的新近吹填场地桩基础变形分析理论模型。引入连续排水边界,求解双层地基的固结沉降,并采用理想弹塑性荷载传递法模拟桩侧位移-应力关系,求解桩侧摩阻力及桩顶沉降解析解。通过与试验数据进行对比,验证本文解的正确性,并讨论时间因子、双层地基厚度比、桩顶荷载和桩基受力对轴力以及侧摩阻力的影响。结果表明：随着时间的增加,负摩阻力增大,中性点下移;原位土层与新吹填土层厚度比增大,负摩阻力减小,中性点上移;随着桩顶荷载的增加,桩侧负摩阻力减小,中性点上移。     

高填土场地考虑土体固结的桩基负摩阻力

以长春龙嘉机场T2航站楼为工程依托,采用现场土层沉降观测、桩基承载力测试和室内数值模拟相结合的方法研究了粉质粘土在回填堆载时桩基负摩阻力中性点的确定问题。通过土层沉降观测和桩基载荷试验,得到了回填土累计沉降量、填土加载与时间关系曲线及拟合公式以及单桩的Q-S曲线、桩身内力和桩侧负摩阻力与土层深度的变化关系;采用Midas有限元软件对桩基的沉降变形进行计算,以实测的桩侧摩阻力来模拟桩土之间的相互作用,桩端土层采用弹性支撑模拟,弹簧的刚度根据"m法"进行计算;采用改进高木俊介法计算了不同固结时间下桩周土层的残余沉降量。通过理论计算和现场试验的对比分析,确定了不同固结时间下桩基负摩阻力中性点的位置,并对该类场地地基土的沉降修正系数进行了修正。     

港珠澳大桥长短组合桩基础有限元分析及受力研究

由于"m"法计算桩基时未考虑桩侧土摩阻力,为研究桩侧土摩阻力对长短组合桩基础桩基轴力分布的影响,以港珠澳大桥浅水区非通航孔桥桩基础为例开展分析,采用Midas有限元软件建立模型进行计算分析,模型中采用多折线弹簧模拟桩侧土摩阻力。结果表明,桩侧土摩阻力对长短组合桩基础桩基轴力影响较大,计算方法对桩基设计及工程造价控制具有重要意义。     

自重湿陷性黄土中大直径桩荷载传递机理试验研究

根据在自重湿陷性黄土中大直径桩的现场大面积试坑浸水试验，对自重湿陷性黄土中工直径桩的破坏模式、荷载传递机理、浸水过程中桩侧负摩阻力的变花规律及浸水对桩竖向承截力的影响等进行了研究。     

降雨过程对兰州黄土中桩基负摩阻力的影响

为了模拟预压工况下非连续降雨对兰州湿陷性黄土对桥梁桩基摩阻力影响,以自然渗透方式进行了现场试坑浸水试验。通过埋设钢筋计测算桩侧摩阻力,埋设水分探头测浸水深度。结果表明,浸水最大深度在10 m左右,且在该深度处含水率增量很小,说明浸水主要影响区域已在10 m之上。在整个实验过程中,桩侧负摩阻力始终存在,且其峰值随着荷载递增而增大。加载阶段,负摩阻力分布区间长与桩长比值约为0.24,是一个变化的过程;卸载过程中,也存在负摩阻力,区间长与桩长的比值在0.28～0.45范围内波动。试验结果表明,首次降雨对桩基受力影响较大,较长时间的间断性二次降雨影响较小。负摩阻力区间比规范规定的小,在实际桩基设计时,既要充分考虑首次降雨的影响,又可以根据负摩阻力长度和适当调整桩长。     

大直径超长后注浆钢筋砼桩身应变分布式光纤监测

后注浆条件下大直径超长桩荷载传递机理十分复杂,而传统监测技术得到的成果不连续,不能准确反映桩基的荷载传递机理。结合工程实例现场静载荷试验,采取BOTDR分布式光纤技术监测桩身应变分布,研究超长桩端阻、侧阻分布。发现桩侧摩阻力呈中间大、两端小的趋势;桩侧负摩阻使摩阻力曲线上出现波峰和波谷交替现象;桩侧摩阻力在桩体下部很难发挥出来,直接把基坑底标高处桩的轴力作为极限承载力是不合理的。     

湿陷性黄土地区自平衡测试结果转换方法研究

为了保证自平衡测试法在湿陷性黄土地区的应用，提出了在桩侧负摩阻力影响下桩承载力的自平衡测试结果转换方法.根据自平衡测试法的基本原理，在传统简化转换法的基础上，通过等效受压桩和自平衡试桩上下桩段受力情况的对比分析，研究了负摩阻力对自平衡测试原理的影响，推得了桩承载力和位移的转换公式.研究结果表明，该法所得的自平衡试桩的转换结果与相同尺寸条件下钢梁锚桩反力法的测试结果较吻合，该转换方法对于湿陷性黄土地区负摩阻力作用下自平衡测试结果的转换具有较高的准确性.     

静钻根植竹节桩荷载传递机理模型试验

针对静钻根植竹节桩这种新型组合桩基的荷载传递机理的问题,在模型槽中进行竹节桩的模型试验.通过埋设在竹节桩表面与水泥土中的应变片及桩底的土压力传感器对加载过程中桩身、桩端以及水泥土中的应力进行测量.模型试验结果表明:桩侧水泥土与桩端水泥土在荷载传递过程中所起作用不同,靠近桩端水泥土处桩侧水泥土中应力较大,在实际工程中需要提高该区域水泥土强度;模型试验测得的水泥土与桩周土极限侧摩阻力比现场试桩水泥土与桩周土的极限侧摩阻力大,在实际工程中搅拌水泥土时应提高搅拌均匀性以增加桩侧摩阻力;可以用传统桩基沉降计算公式计算静钻根植竹节桩的桩端沉降.     

浅谈桩基负摩阻力及消减措施

文中分析了桩基负摩阻力产生的机理和原因,给出了有关负摩阻力的计算方法,以及消减负摩阻力的措施。     

基于FLAC3D的单桩负摩阻力特性研究

利用FLAC3D模拟软土地基中地面堆载对桩侧负摩阻力的影响,分析不同堆载条件及加载次序下桩身轴力、单桩负摩阻力的变化规律.数值模拟结果表明,单桩在桩顶荷载作用下,桩侧负摩阻力随地面堆载等级的增大而增大;在先进行地面堆载时,桩侧负摩阻力则随着桩顶荷载等级的增大而减小.     

钻孔灌注桩基承载力影响分析

根据桩基现场原位试验,分析了钻孔灌注桩的桩基承载力的性状特征.试验结果表明：各截面的轴力随着荷载的增加而增加,而在同一级荷载下轴力沿桩的深度逐渐变减小,说明桩长是轴力衰减大小的主要因素之一;桩侧/桩端阻力随着荷载的增加而增加,桩侧摩阻力若同时发挥作用,其与一定深度范围有关,而与地层无关,地层仅是侧摩阻力大小的主控因素.在求得单桩承载力特征值时,将桩端阻力和侧摩阻力取相同的安全系数未反映桩基荷载传递的实际情况.同时从经济分析的角度进行试桩成果总结,以期达到节省投资、缩短计划工期的目的.     

采动区桩基负摩阻力数值模拟分析

利用地表沉降规律和概率积分法对地表土体的沉陷预计,建立与理论相符合的有限元模型。对地表土体的沉陷模拟知,采动桩基负摩阻力是由桩底土体首先发生沉降而引起的,这与天然地基土条件下桩基负摩阻力的产生机理不同;对桩顶进行逐级加载分析表明,桩顶荷载对采动区桩基中性点位置有较大影响,随着桩顶荷载的增加,采动区桩基中性点位置逐渐下移。     

土体固结对摩擦型桩负摩阻的影响分析

基于荷载传递函数法和固结有限层方法,提出了一种因土体固结引起的桩负摩阻数值分析法．通过算例用该法分析了土体固结对承受负摩阻力摩擦型单桩沉降、桩身负摩阻力发展的影响,为类似工程条件下的桩基设计提供有益的参考．     

桩基础设计的两个问题

从桩-土相互作用的机理出发,利用太沙基一维固结理论和土层的分层总和法求得堆载作用下土层沉降随深度和时间变化的规律。桩基周围受力不均匀时,负摩阻力将加大桩基沉降,设计中尽量减小负摩阻力效应;通过对桩与桩新模型的阐述,给出了桩与桩相互作用的附加轴力近似解析表达式。对于端承桩群桩基础不考虑群桩效应,对于摩擦桩群桩基础,当桩间距大于6倍桩径时,考虑群桩效应,群桩中各桩传递的应力相互叠加,群桩桩尖处土层受到的压力比单桩大,影响范围比单桩深。     

受大面积堆载影响负摩擦桩的Q-S曲线分析

针对在大面积堆载情况下，工程桩部分桩身会因周边土体沉降出现负摩阻力从而改变工程桩的承载特性这一问题，通过对中性点和负摩阻力的分析，提出了从场地工程试验桩Q-S曲线来获得受负摩阻力作用下工程桩的Q-S曲线的方法.采用桩筏有限元软件对工程实例进行了计算分析，验证了该方法的可行性.结果表明，中性点深度的确定是获得负摩擦桩Q-S曲线的关键，不同深度的中性点可以得到不同的Q-S曲线；在相同荷载作用下，中性点深度越深，负摩擦桩越早于正常工作桩屈服，筏板基础的沉降和桩身最大轴力越大.从场地工程试验桩的Q-S曲线来获得受负摩阻力作用下工程桩的Q-S曲线的方法，为大面积堆载下受负摩阻力作用工程桩的承载力设计提供了依据.     

边载作用下桩基承载性能数值分析

桩基除了承受自身上部建筑物的荷载外,经常还承受各种形式的边载作用。边荷载会引起桩周土体的沉降,产生额外附加力,即负摩阻力。这些可导致桩基的承载力下降使结构破坏。通过建立桩土共同作用的三维数值模型,分析边载作用下桩基承载性能。主要研究了边载大小和边载距离对桩侧摩阻力的影响规律;桩长和边载距离组合对其的影响规律;得出了2个组合关系的表达式。同时应用最小二乘法得到不同边载组合的桩侧总摩阻力表达式,并依据离散系数的统计分析,验证了该函数表达式具有较高的精确度。得到结论：当边载距离s和边载大小Q的相对关系k值增加至32时,由边载产生的桩侧负摩阻力趋于0;当桩长L和边载距离s的相对关系c值增加至0.5时桩侧负摩阻力趋于0。即在这2个相对关系极限值以外,桩基承载性能将不受边载影响。     

低承台复合桩基承台效应分析

为了充分利用低承台复合桩基在竖向荷载作用下,承台分担荷载作用,更好地发挥桩侧摩阻力、端阻力,从而提高桩基承载力,对单桩、不同尺寸的单独承台、不同复合桩基的模型进行了压载试验．并从理论上分析了低承台复合桩基在承台的作用下桩周土受荷变化、荷载传递变化及承载力的变化,得出承台不但本身可分担荷载,而且可使桩侧摩阻力、端阻力均有提高的结论．证明了低承台复合桩基在竖向荷载作用下,承台的效应可提高的结论．证明了低承台复合桩基承载力,大有节约资金之潜力．