后注浆超长灌注桩竖向承载特性载荷试验研究

现场载荷试验是确定单桩竖向承载力常用方法之一,基于现场试桩静载试验和桩身轴力测试试验,分析了后注浆超长灌注桩的竖向极限承载力性状、桩身轴力传递特性及桩侧阻力,桩端阻力发挥特性。研究结果表明:在竖向荷载作用下,桩身轴力随着深度的增加而增量减小,且随荷载的增加而逐渐增大;超长灌注桩表现出摩擦桩特性,荷载-沉降曲线没有明显破坏点,其竖向荷载主要靠侧摩阻力进行传递;桩侧阻力和桩端阻力非同步发挥并且相互影响。根据实测数据对计算单桩承载力的侧摩阻力和桩端阻力的系数进行修正,修正后为类似桩基础工程设计提供技术参考。     

刚性基础下复合地基桩长计算方法

由于刚性基础下的复合地基没有考虑桩土变形协调和土的沉降位移,桩土相对位移计算偏大,导致计算桩侧摩阻力值偏大而设计桩长偏小。针对复合地基传统设计方法的不足,建立了一个考虑桩土变形协调和土的压缩变形对桩体荷载传递影响的双曲线模型函数,以及建立了荷载从桩顶向下传递计算的方法,可更准确计算桩侧摩阻力及桩端荷载,桩底土层沉降采用切线模量法计算,以桩体压缩量及桩端土体沉降量为控制要求,进而可以确定满足复合地基承载力及沉降要求的单桩长度。通过工程实例验证,该方法计算得到的复合地基桩长与实际工程中桩长基本一致,为今后复合地基桩长设计提供参考。     

黏土中超长群桩竖向承载力模型试验研究

针对超长群桩使用较多而理论研究较少的现状,进行了大型的室内超长群桩模型试验。通过对黏性土中桩距为6d的超长钻孔灌注群桩的室内模型试验和实测数据分析,研究了超长群桩的荷载传递机理和承载力特性。得到了在竖向荷载作用下超长群桩的荷载与沉降关系曲线,桩身压缩量占桩顶沉降的百分比、桩身轴力分布曲线以及桩侧摩阻力分布曲线。研究结果表明:超长群桩属于非刚性摩擦桩,桩顶沉降主要由桩身压缩量引起;极限荷载作用下,桩端阻力接近为零,桩身中下部的侧摩阻力没有充分发挥。这些结论为超长群桩的理论研究、工程设计与施工提供有益参考。     

砂土中超长桩承载性能试验

在中砂中对长细比分别为40,50,60的3根超长单桩进行室内模型试验,对单桩荷载-沉降(Q-s)关系、轴力以及桩侧摩阻力的荷载传递机理等进行研究,揭示了超长桩的承载特性。同时以单桩荷载传递双曲线模型为基础,对实测曲线进行了回归分析,得出了模型中的关键参数值,并通过实测单桩Q-s曲线与模拟计算Q-s曲线的对比,验证了双曲线模型的合理性。     

考虑地基土非线性固结的桩侧负摩阻力计算方法研究

针对软土地基因固结沉降在桩侧引发的负摩阻力问题,从桩土相互作用机理出发,首先,根据软土压缩曲线性质,采用双曲线应力应变模型考虑地基土固结非线性特性,推导了桩侧土沉降随深度和时间变化的计算公式;其次,引入Gibson地基理论考虑地基土的非均质性,结合桩土界面剪应力–剪应变双曲线模型,建立了反映桩土界面剪切刚度系数随深度非线性增长的荷载传递函数。在此基础上,联立桩体平衡方程,获得了桩侧摩阻力、桩身轴力分布和中性点位置。最后,将理论计算曲线与工程实测曲线进行对比,并进一步分析了压缩试验参数、固结度、桩径及桩长、地表堆载对桩侧负摩阻力及中性点位置的影响,结果表明计算方法是可行的,可为类似工程提供参考。     

基于BOTDR技术的超长灌注桩承载机理研究

本文结合工程实例,展开了BOTDR光纤传感技术在超长灌注桩检测中的应用研究,分析了其沉降特性和荷载传递机理。试验结果表明：超长灌注桩的荷载一沉降曲线为缓变型,没有明显的沉降拐点;桩身竖向荷载主要由桩侧摩阻力承担,桩端承担比例很小;超长桩的侧摩阻力在桩身中部发挥最佳,桩身下部发挥很小,在超长桩设计中应考虑有效桩长来确定桩的长度。     

大直径灌注筒桩轴向荷载-沉降曲线的一种解析算法

大直径现浇混凝土薄壁筒桩为主要应用于软弱地基处理的一种桩型。筒桩的荷载传递机理不同于一般的灌注或沉管实心桩,筒桩的荷载传递机理的复杂性制约了筒桩承载理论的发展与工程应用,其工程设计方法至今仍处于半理论半经验的状态。本文采用按桩顶沉降量控制基桩竖向承载力的计算方法,考虑土体强度沿深度线性变化的特性,并考虑大直径灌注筒桩土芯分担荷载以及筒桩与土芯内摩阻力发挥情况,采用一种桩内侧摩阻力、桩外侧摩阻力和桩端阻力共同传递荷载的模型,推导出一种沉管灌注筒桩的轴向荷载-沉降曲线的解析算式,并计算得到任意截面桩身轴力及内外侧摩阻力表达方程式。通过两个工程算例,验证本文公式的实用性。计算结果表明,土芯分担顶部荷载并提供内侧摩阻力,对提高承载力和减小沉降量都有贡献。     

洞庭湖软土地区大直径超长灌注桩竖向承载力试验研究

以洞庭湖软土地区某特大拱桥主墩桩基础为工程依托 ,进行了一试桩竖向静载荷试验 ,并基于所获得的现场实测数据探讨了软土地区大直径超长灌注桩的荷载传递机理和竖向承载特性。结果表明 ,软土地区大直径超长桩为典型的摩擦桩 ,其竖向承载力主要由桩侧摩阻力提供 ,而桩端阻力往往难以发挥甚至趋于零 ,设计计算时尚应重视桩身压曲稳定分析和桩顶变形验算。同时 ,建议根据上部结构对基础沉降的要求按桩顶容许沉降量来控制超长桩的竖向承载力 ,并基于线弹性 -全塑性桩侧荷载传递模型给出了相应的计算公式 ,以此获得的桩顶荷载位移计算曲线与实测值吻合良好 ,证明了该思路与分析方法的可行性。     

层状地基中加芯搅拌桩的沉降计算方法

选取Coyle和Reese（1975）提出的桩身荷载传递函数的双曲线模型,用于表征加芯搅拌桩的荷载传递特性。并在合理假定的基础上,推导了加芯搅拌桩荷载与沉降关系的迭代模型,并通过迭代计算得到桩顶的荷载—沉降的曲线以及在各级荷载作用下,桩身轴力和桩侧摩阻力的分布规律。将计算结果与工程实例的实测计算结果进行对比分析,证明该理论可靠、方法简单,且具有较好的实用性。     

粉砂地层中超长桩承载特性室内模型试验研究

通过室内模型试验,研究了粉砂地层中超长桩的荷载-沉降(Q-s)关系、桩身轴力、桩侧摩阻力、桩身压缩、桩端阻力、桩土相对位移等承载性状及荷载传递规律。结果表明,超长桩的Q-s曲线为缓降型,与端承摩擦桩的Q-s曲线相似。随桩顶荷载的增加,桩侧摩阻力沿桩身分布逐步由一个峰值转变为两个峰值,桩身压缩主要发生在桩身上部,桩侧摩阻力随桩土相对位移增加基本符合双曲线发挥规律。桩端阻力随桩顶荷载增加变化可分为缓慢增长段、加速增长段和减缓破坏段,荷载较小时,桩端阻力与桩端位移基本呈线性关系,随荷载增大,桩端位移加速增长,极限荷载后,桩端出现刺入变形。     

用荷载传递函数法计算单桩承载力

根据位移协调理论 ,采用荷载传递函数法分析了竖向受荷下单桩的承载特性。桩侧传递函数采用双曲线模型 ,然后用剪切变形传递理论对该双曲线参数a ,b进行修正 ,根据桩身各单元体位移与内力的协调关系 ,确定桩顶荷载与位移的关系曲线。利用已知土力学参数 ,对工程实例进行了数值计算 ,计算得到的桩极限承载力为4 4 5 8kN ,与工程实测值 4 6 5 4kN相吻合 ,相对差值仅为 4 % ,验证了用剪切变形传递理论修正双曲线参数的正确性。此外 ,还在不同土力学参数条件下 ,研究了单桩荷载传递的一些基本特性。研究表明 :桩的沉降量随混凝土强度的增加而减小 ;承载力和桩侧摩阻力随长径比的增大而增大 ;桩侧摩阻力还随土弹性模量Es 值的增加而增大。该研究结果对桩的设计和承载力计算具有重要意义     

广东地区大直径超长钻孔灌注桩荷载传递特性试验研究

 通过广东软土地区大直径超长钻孔灌注桩大吨位静载试验,分析了该地区大直径超长钻孔灌注桩承载特性及荷载传递机制,为该地区大直径超长桩的理论研究和工程应用提供了宝贵的参考数据。实测结果研究表明：试桩的Q-s曲线呈缓变型,桩端承载力分担总荷载比例均低于15%,表现为摩擦桩特性;随桩顶荷载增加,桩土相对位移沿桩身的递增幅度呈先增大后减小的趋势,淤泥质粉质黏土和淤泥达到极限侧摩阻力所需的桩土相对位移分别为17和6 mm,砂土达到极限侧摩阻力所需桩土相对位移22～27 mm,桩身上部土层侧摩阻力发生不同程度的软化;桩身上部粉质黏土的桩土相对位移为18～23 mm,在桩土相对位移达40 mm时,下部粉质黏土层侧摩阻力达到极限值的87%以上,桩土相对位移继续增大时,侧阻增加趋势较为平缓,并逐渐接近于极限值;风化砂岩侧摩阻力随桩土相对位移的增加而增大,极限荷载下侧摩阻力未完全发挥;桩端阻力随着桩端沉降量的增加呈加工硬化型。     

深厚软土超长预应力高强混凝土管桩轴向受力性状的试验研究

通过在管桩的钢筋笼里面添加带应变计的附加钢筋,对珠海保税区深厚软土地基中超长预应力高强混凝土(PHC)管桩进行了轴向静载试验和桩身轴力的测试,探讨了深厚软土地基中超长PHC管桩的竖向承载特性和荷载传递机理。结果表明在深厚软土地基中,超长PHC管桩表现出端承摩擦桩的承载性状,因此应当选择压缩性较小的土层作为持力层;超长PHC管桩的桩端土刚度对桩侧摩阻力的发挥有极大的影响,提高桩端土刚度对桩侧摩阻力有明显的增强作用;适当地增加桩长可以提高桩基的极限承载力;在长细比较大的超长PHC管桩设计中,除了从极限承载力和桩顶沉降来考虑外,还应该注意桩身强度的影响;同时,在沉降计算中,要充分考虑桩身压缩引起的沉降。该试验方法和试验结果对今后PHC管桩的研究和设计应用具有重要的指导意义。     

上海软土地区超长桩竖向承载特性试验研究

根据上海地区某工程超长灌注桩的现场静载荷试验和桩身应力测试结果,分析该地区超长灌注桩的竖向承载特性。实测结果表明,两根试桩的桩端阻力与桩顶荷载之比约为10%,超长桩的竖向承载力主要由桩侧摩阻力来提供的。通过对桩身轴力和侧阻分布曲线的分析,发现超长灌注桩侧摩阻力的发挥与桩顶荷载、桩周土性质等因素密切相关,而成孔质量在满足规范要求后对土体侧摩阻力发挥影响并不显著。根据桩身侧阻分布特点,建议在工程设计时应充分利用深层的密实粉砂层来提高桩身竖向承载力,研究结论可供同类地区的超长桩设计和理论分析提供参考。     

刚-柔性组合桩技术及承载力计算方法研究

刚-柔性组合桩是一种在大直径柔性桩内插入刚性桩共同承受上部荷载的软土地基处理技术。刚-柔性组合桩可以根据软土地基中的软土深度与持力层层顶起伏变化选择合适的桩长组合,以达到提高复合地基承载力目的,同时可有效的控制地基总沉降和差异沉降,可有效降低"桥头跳车"问题的发生。基于对刚-柔性组合桩加固机理分析,提出了一种新的承载力计算方法-改进别列赞夫刚-柔性组合桩桩端极限承载力计算方法,该方法考虑了路堤上覆荷载、桩侧摩阻力在地基内产生附加应力的影响,并参照《建筑桩基技术规范》,合理了考虑桩端持力层阻力、桩侧摩阻力的影响,进一步完善了刚-柔性组合桩单桩极限承载力计算方法。     

深厚软土非嵌岩超长桩受力性状试验研究

通过对深厚软土地基中超长桩静载荷试验和桩身轴力实测资料的分析 ,研究了软土中持力层为粘土、卵石层的超长桩的承载特性和荷载传递机理 ,得到了桩端阻力、桩侧摩阻力发挥规律和桩身压缩变形规律 ,为今后超长桩的理论研究和设计应用提供了重要的参考作用。     

刚性桩复合地基沉降计算方法研究

将半无限弹性空间中的Geddes解与Mindlin解应用于刚性桩复合地基沉降计算,考虑了桩的荷载传递特性、桩侧摩阻力及荷载作用深度等对复合地基沉降计算的影响。实例验证表明,理论计算结果与实际沉降观测值基本吻合。     

滨海软土中超长后注浆灌注桩承载性能研究

依托天津某主塔楼桩基工程,通过双循环静载试验及试验数据的分析,研究了滨海软土中超长后注浆桩的承载性能。结果表明,超长后注浆桩的荷载-沉降曲线呈缓变型;回弹时桩侧摩阻力反向,使得在第二次循环开始时,部分桩段的桩身轴力大于桩顶荷载;桩身弹性压缩是桩顶产生沉降的主要原因;桩的承载力主要靠桩侧摩阻力承担,有效桩长段上部的侧摩阻力充分发挥。试验桩的端阻比还不足3%,更多表现出摩擦桩的特性。此外,对现有的几种单桩承载力计算方法及结果进行了对比分析,并对单桩承载力计算方法适用性进行了讨论,提出了在滨海软土单桩极限承载力计算时的桩侧摩阻力增强系数优化值,可为今后类似工程的设计施工提供参考。     

软土地区超长群桩最终沉降估算的实用方法研究

参照上海软土地区小规模群桩实测分析和大量超长桩试桩成果,分析超长群桩的承载特性,同时考虑土体应力历史和深基坑开挖补偿效应的影响,提出适用于上海软土地区的超长群桩沉降估算方法:考虑端阻力的复合地基模式、考虑侧摩阻力分布特征的等代墩基模式、基于应力扩散法的沉降估算模式,并以上海中心大厦塔楼工程为例进行沉降估算,同时对比其他多种计算方法估算值和工程实测值,结果表明以应力扩散法和考虑端阻力的复合地基模式估算结果与筏板中心沉降实测数据较吻合,对软土地区超高层建筑基础的优化设计和工程实践具备一定的实用价值。     

深厚软土地区大直径钻孔桩荷载传递试验研究

通过深厚软土地区的某个超高层建筑大直径钻孔桩静载试验,实测每级荷载作用下的桩身应力、桩顶沉降量及桩端沉降量等参数,分析了软土中持力层为卵石的超长桩的承载性状和荷载传递机理,结果表明:桩侧摩阻力和桩端阻力的发挥是个异步过程;桩侧摩阻力会出现不同程度的弱化现象;靠近桩端的桩侧摩阻力不仅有弱化现象,还有强化现象;桩端注浆效果越好的桩,单位体积承载力越大。为了充分发挥桩身下部土层的桩侧摩阻力和桩端阻力,并减少桩侧阻力弱化现象,桩基设计时可适当提高桩身砼设计强度,增大桩身刚度,减少桩身压缩量,或者在持力层条件合适下采用桩底高压注浆技术。