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.     

机械连接竹节桩竖向承载力分析

介绍了机械连接竹节桩结构构造特点、机械连接方式及桩身与承台的连接方式。对比分析机械连接竹节桩和普通预应力管桩的抗压和抗拔承载力,通过现场的静载荷试验所得的荷载-沉降曲线,可以看出机械连接竹节桩的抗压和抗拔承载力相较于普通预应力管桩均有提高,其中抗拔承载力提高更为明显。对比同种桩型不同桩长的竹节桩的抗拔承载力,分析桩长对于抗拔承载力的影响。     

基于黏性土的开闭口管桩承载性状室内试验对比研究

为了深入研究不同桩端形式对桩承载性状的影响,通过室内模型对比试验对黏性土中开口管桩和闭口管桩的承载性状进行研究。试验结果表明:开口管桩T1和闭口管桩T2的Q-s曲线均呈陡降型,最大沉降量分别为47.72,43.24 mm,单桩竖向抗压极限承载力分别为6.3,7.3 kN;试桩T1内管桩身轴力在土塞高度范围内随着埋深逐渐减小;试桩T1和T2外管桩身轴力随着深度的增加逐渐减少,试桩T2外管桩身轴力比试桩T1外管桩身轴力大24.2%～102.7%;试桩T1内管侧摩阻力在土塞高度范围内随着埋深的增大逐渐增大;试桩T1和T2外管侧摩阻力在荷载较小时,呈先增大后减小的趋势,当桩顶荷载达到最大时,始终呈增大的趋势;在各级荷载作用下,两试桩的桩端阻力分担比介于53.5%～72.3%,桩端阻力始终发挥主要作用,且开口桩的桩端阻力分担比小于闭口管桩。研究结果对实际工程中桩型的选取具有重要的指导意义。     

预应力混凝土竹节桩在杭州地区抗拔工程中的应用分析

介绍了一种预应力混凝土异型桩,即预应力混凝土竹节桩。分别从外形、接桩方式、桩顶与承台的连接方式阐述了竹节桩与管桩的主要差异;并通过杭州地区抗拔工程中竹节桩与管桩的抗拔试验,对它们竖向抗拔极限承载力进行了对比研究。试验表明:竹节桩总体抗拔性能优于管桩,其竖向抗拔极限承载力相比管桩平均提高了约52%;且在相同荷载作用下,上拔位移不大于管桩;竹节桩在该区域抗拔工程中的应用,取得了良好的效果。     

水平荷载下劲性复合管桩的承载特性研究

在水泥土搅拌桩中插入预制混凝土管桩(PHC管桩),形成一种新的劲性复合桩(SCP桩).为分析SCP桩的水平承载特性,采用混凝土塑性损伤模型,利用ABAQUS软件建立了SCP桩-土共同作用三维数值分析模型.对比分析SCP桩和PHC管桩在水平荷载作用下的荷载-位移曲线、桩身位移与弯矩、桩侧土水平抗力等,得到桩周水泥土桩加固对PHC管桩水平承载特性的影响,研究了水泥土桩设计参数对SCP桩水平承载特性的影响规律.结果表明:水泥土桩加固后,PHC管桩的水平极限承载力提高了40%,桩身最大弯矩减少20%;当水平荷载介于50~150kN时,桩头位移减小30%~67%;增大水泥土桩桩径和提高水泥土强度可显著增强SCP桩水平承载力;当水泥土桩桩长超过4.0m后,继续增加桩长对SCP桩水平承载力提高效应不大.     

大承载力端承摩擦桩承载性状试验研究

以银川某超高层项目为背景,采用现场静载荷试验方法,探究端承摩擦桩在高应力作用下承载性状,结果表明:桩长45 m、直径1 m的大承载力端承摩擦桩在该地区极限承载力可达30 000 kN.应力分级加载下侧阻沿桩身长度发挥曲线近似呈抛物线状;侧阻最佳发挥范围约为桩身2/3段;单桩侧阻的发挥程度与土层性质相关,该地区土层摩阻力较规范建议值提高1.81～2.39倍.大承载力端承摩擦桩承载机制为侧阻初期承担全部上部荷载,随着应力增大,端阻逐渐发挥,而侧阻发挥至到极限值后,由端阻承担上部剩余荷载直至极限,即端阻与侧阻共同承担上部荷载,达到极限承载力时侧阻作用占比74%,端阻作用占比26%.上述结论为日后该地区工程建设乃至大承载力端承摩擦桩桩基研究提供参考与帮助.     

能源载体条件下静钻根植桩承载特性

为了研究温度荷载影响下静钻根植桩的承载特性,通过室内试验测得温度在混凝土-土界面上的传导特性及对界面接触摩阻力的影响. 测试结果表明,接触压力对温度传导无明显影响,温度对混凝土-土接触面上摩阻力无明显影响. 根据试验测试结果,采用顺序热力耦合分析方法,建立考虑温度荷载影响的静钻根植桩受力分析有限元模型. 计算结果表明,制热及降温过程对静钻根植桩承载特性的影响受桩顶荷载的影响较大. 温度荷载引起的预制桩桩身轴力、桩侧摩阻力及桩顶、桩端位移、水泥土竖向应力的变化均与桩顶荷载相关,制热与降温过程引起的静钻根植桩承载特性变化有较大差异.     

不同土质情况下机械连接竹节桩的承载力对比分析

机械连接竹节桩已在不同土质工程中得到应用且效果显著。本文将机械连接竹节桩与传统管桩在不同土质中的竖向极限承载力和抗拔承载力分别进行了对比性试验分析。结果表明,在不同土质情况下机械连接竹节桩的承载力比传统管桩有明显的提高。     

黄土地区扩底抗拔桩单桩承载性能探究

为研究扩底抗拔桩的抗拔极限承载力及桩身尺寸对承载力的影响,结合已有文献资料,对抗拔桩的荷载-沉降曲线进行分析判断,并结合规范及经验公式(初始直线斜率法、L1-L2法)对数据进行对比分析,并研究其变形规律:首先得出规范法计算粉质黄土地区抗拔桩极限承载力中桩身周长取值范围,验证了经验公式在实际工程中的实用性;其次,对不同桩长扩底桩的承载力进行研究,在一定范围内发现随着扩底抗拔桩桩长增加,其承载力也相应增加,6号桩长是7号桩长的1.45倍,但6号桩承载力较7号桩提高了2倍;最后利用Midas软件对单桩抗拔性能进行数值模拟分析,验证了数值模拟对桩基抗拔承载性能预测的可行性,为更好地研究抗拔桩提供了一些有效的方法。     

滚压成型灌注螺纹桩承载性能研究

采用静载荷试验及数值计算相结合的方法进行了螺纹桩承载性能的研究。分析了螺齿宽度、螺距等桩型参数对螺纹桩承载性能的影响,对外径相同的直径桩与螺纹桩的承载性能进行了静载荷对比试验研究。螺纹桩单桩极限承载力较相同桩外径的直型桩极限承载力稍高,螺齿宽度对螺纹桩的极限承载力影响非常明显,随螺齿宽度的增加螺纹桩的极限承载力增大;螺距对极限承载力影响也较为明显,随螺距的减小,螺纹桩的极限承载力增大。螺纹桩在低荷载水平下,桩侧阻力沿桩身均匀发挥,桩端阻力较小,随荷载水平的增大,桩端阻力大幅提高,并提出螺纹桩承载力的计算公式。     

西宁火车站改造工程桩基抗拔极限承载力的试验及模型研究

地下工程中承载力的确定对地下工程的施工与设计有着重要意义,但受荷载装置、试桩费用、工程进度等条件限制,许多桩未能加载至破坏状态,不能直接得到极限承载力等重要参数.以西宁火车站改造工程的抗拔试验为例,根据静载试验得到的Q-S曲线,运用MATLAB软件采用最小二乘法分别拟合出3种抗拔极限承载力预测函数模型的参数,并提出三项式模型适用于该地区的抗拔桩极限承载力预测模型.     

扩底抗拔桩承载变形特性模型试验研究

为了解扩底抗拔桩的承载特性和桩身内力的分布.本文通过室内模型试验研究了长径比、桩身表面粗糙程度这两个因素对扩底桩极限抗拔承载力、桩身轴力和桩侧摩阻力分布的影响,并与等截面桩进行了对比研究.结果表明:(1)当桩身长径比L/d为15和40时,扩底桩能显著提高等截面桩的极限抗拔承载力,提高幅度为30.8%～85.7%.(2)扩底桩抗拔力主要由等截面段桩侧摩阻力和扩大头抗力两部分构成,前者占总抗拔承载力比重随加载的增加而线性减小,后者占总抗拔承载力比重随加载的增加而线性增大.极限状态时,对L/d=15与40的扩底桩,扩大头抗力占总抗拔极限承载力的比例分别为50%和35%.(3)扩底桩在桩端附近的轴力小于等截面桩,且轴力值随加载的增加呈线性增长趋势.(4)扩底桩在桩端附近的桩侧摩阻力由于扩大头的侧向挤土效应而显著大于等截面桩对应位置处的侧摩阻力.极限状态时,前者的值约为后者的3.8倍.(5)当扩底桩达到极限抗拔承载力时,扩底桩在桩端附近处的桩侧摩阻力未达到最值,有进一步增大的趋势.该研究成果可为扩底抗拔桩的桩身结构设计提供有益参考.     

风化岩基大直径灌注桩后注浆承载性能试验研究

基于6根全风化和强风化花岗片麻岩地基中大直径泥浆护壁钻孔灌注桩单桩竖向抗压静载荷试验及桩身力学测试,对其中3根试桩进行桩侧后注浆,对比分析了其承载性状、变形特性及影响因素,并将所得试验数据与勘察报告推荐值和现行规范推荐值对比。结果表明：大直径嵌岩泥浆护壁钻孔灌注桩长径比25~34与嵌岩深度5D~8D,Q-s曲线呈缓变型;经后注浆处理与未经桩侧后注浆处理的试桩相比,单桩极限抗压承载力提高1.40%~15.3%,最大沉降量降低35.1%~65.6%,回弹率提高13.1%~82.4%,控制桩顶沉降效果显著。在该试验条件下,6根试桩的承载力和变形特性受长径比和嵌岩深度影响较大。经桩侧后注浆处理的试桩,嵌岩段摩阻比和桩侧摩阻力分担比受长径比和嵌岩深度影响更小;6根试桩的桩端阻力分担比受嵌岩深度影响显著;未经桩侧后注浆处理的试桩,桩侧摩阻力分担比受嵌岩深度影响更大。     

抗拔桩在人防地下室工程中的应用

银川市某单建式人防地下室工程,埋深较深,处于砂类土地基高水位环境,结构自重不足以克服地下水产生的上浮力.经过方案比选和经济分析,最后采用钢筋混凝土灌注桩作为抗拔桩解决了抗浮问题.通过工程实录,着重介绍了抗拔桩的受力机理、设计及承载力计算.抗拔桩的计算方法采用了文献[1]推荐的经验公式,即以试桩实测资料为基础建立桩的抗拔阻力与抗压阻力之间的关系,引入一个经验折减系数,即抗拔系数λ值.以桩的抗压侧阻力乘以λ值后,用作抗拔侧阻力来估算抗拔承载力.采用泥浆护壁钻孔灌注桩,水下浇筑混凝土施工工艺.用动测法检测桩的完整性和抗压承载力.工程建成后通过验收并投入使用多年,经现场观察未发现上移现象,证明桩是稳定可靠的,达到了设计要求,并取得了一定的经济效益和社会效益.     

南京砂性土地区预制管桩抗拔承载特性试验研究

为研究南京地区砂性土中预制管桩抗拔承载特性,基于8根抗拔管桩的现场单桩破坏性静载试验,对比分析采用JGJ94—2008规范公式、倒圆锥台破坏模型、复合剪切破坏面模型和圆柱形破坏模型等4种方法计算得的预制管桩抗拔承载力与实测承载力的关系;同时分别采用双曲线函数、指数函数及幂函数对所有试桩的荷载-位移曲线进行拟合分析。结果表明:采用JGJ94—2008规范公式计算所得的抗拔承载力明显小于实测值,而倒圆锥台破坏模型计算值又明显大于实测值,圆柱形破坏模型计算值接近实测值;指数函数拟合曲线与实测荷载-位移曲线吻合度较高,拟合效果较好。     

描述PHC桩抗拔荷载-位移曲线的Weibull数学模型

为加深对PHC桩的认识和推广它的应用,基于3个场地中共11根现场试验PHC抗拔桩的实侧资料的优化拟合,对PHC桩的一些抗拔性状进行了研究。针对抗拔PHC桩的承载特性,选用了Weibull 数学模型描述PHC抗拔桩的上拔荷载-上拔位移曲线,对11根现场试验桩的拟合表明,Weibull 模型的拟合精度高,相关系数 为0.98877~0.99963,平均0.99782;该模型对抗拔PHC桩的拟合效果比指数模型、双曲线模型的都要好;基于该数学模型的PHC桩上拔荷载的计算值与实测值的误差一般为 ;基于Weibull 模型的拟合曲线,某两工程中PHC桩上拔荷载达到极限状态时的上拔位移量一般在5mm~17mm之间;基于Weibull 模型的拟合结果,对PHC桩抗拔荷载与抗压荷载、PHC桩与钢管桩进行了比较。结果表明,本文选用的Weibull 数学模型针对抗拔PHC桩上拔荷载-上拔位移曲线的拟合是较为精确的和可靠的,PHC桩是一种较为优越的桩型。     

大直径嵌岩短桩抗拔承载机理试验研究

对大直径嵌岩短桩抗拔承载力机理的研究还比较少,本文依据金华某工程3根人工挖孔桩单桩竖向抗拔静载试验数据,借助有限元软件Ansys分析从加载至破坏U-Δ曲线变化趋势和桩侧摩阻力在各级荷载下沿桩身分布情况与成长过程,探讨了此类工程桩的荷载传递机理和抗拔承载特性。表明试桩嵌岩段桩侧摩阻力很大,最大值达到了305kPa,嵌岩段抗拔侧阻力系数为0.024～0.037,平均为0.032,小于现行规范抗压侧阻力系数,结论可为类似基桩的设计与研究提供有指导参考。     

上拔荷载作用下斜桩承载变形性状数值分析

通过有限元软件模拟了上拔荷载作用下斜桩的承载变形性状并与直桩进行比较,分析了桩身倾角对桩顶位移、极限抗拔承载力、桩身弯矩、剪力及轴力的影响,研究了斜桩-土接触压力、桩侧摩阻力的分布特征,探讨了长径比与斜桩有效桩长的关系.结果表明:在上拔荷载作用下,斜桩桩顶的上拔位移均大于相应直桩.桩身倾角及上拔荷载越大,上拔位移和水平位移越大;斜桩极限抗拔承载力大于直桩,且在15～20°之间存在一个最佳倾角使斜桩的极限抗拔承载力达到最大;桩身最大弯矩均出现在z/L=0.1处,最大剪力均出现在桩顶截面处.在z/L=0.4以下区域,桩身弯矩及剪力几乎全部为零.同一桩身相对深度处,桩身剪力及弯矩都随着倾角的增大而增大;直桩及各斜桩桩端存在真空吸力.倾角对桩身轴力的影响不大;桩-土接触压力的大小与桩身倾角的大小有关.桩与土沿深度方向脱离的范围随着倾角的增大而增大;斜桩左、右两侧摩阻力分布相差较大,其大小与倾角的大小有关;上拔荷载作用下斜桩存在有效桩长.倾角的大小对有效桩长影响不大.     

多级支盘桩与等截面直孔桩承载力对比试验

针对挤扩多级支盘桩相对于普通等截面直孔灌注桩具有较高承载力和较低沉降量的特性,采用自平衡静载荷试验方法,对浙江湖州市某工程同一场地中的挤扩多支盘桩与普通等截面直孔灌注桩进行极限承载力的对比试验研究.工程试验结果表明,在同等工程地质条件下挤扩多支盘桩与普通直孔灌注桩相比,其极限抗压承载力和极限抗拔承栽力都较大提高,每立方米混凝土的抗压承载力提高达75.3%以上,而混凝土的用量却少41.9%;单方极限抗拔承载力提高118.9%以上,而挤扩多支盘桩的混凝土用量比等少44.1%以上,且沉降曲线较缓,因此能获得较好的经济效益.该工程试验对这种新型桩的承载理论研究和类似工程实践具有客观的参考价值和借鉴意义.     

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.