红黏土地层开口管桩土塞效应模型试验研究

为研究红黏土上硬下软地层中开口管桩的土塞问题,对3种不同直径的镀锌开口管桩进行室内静压沉桩模型试验,以分析单桩、群桩土塞高度的变化规律和红黏土地层管桩土塞效应的机理。结果表明:土塞高度随着管桩压入深度的增大不断增大,当桩压入到红黏土层上硬下软界面(硬塑层和可塑层交界面)后,土塞高度停止增长,持续到压入可塑层一定深度后土塞高度继续增长直到压桩结束,表明土层类型对土塞效应影响显著;土塞高度与压桩顺序关系并不明显,单桩与群桩的土塞高度基本相同;所有的管桩均在到达红黏土软塑层时出现土塞完全闭合的情况,管桩由硬塑层打入软塑层时,土塞闭塞作用很强;从软塑层打入持力层过程中,土塞增量填充率变大较明显,土塞闭塞作用减弱。     

预钻孔及管桩情况下的压桩挤土效应研究

首先根据应变路径法(SPM)给出了静压实心桩的挤土位移场的解，然后推导出了考虑管桩及预钻孔情况下的压桩挤土位移场。并对不同情况下的压桩挤土位移场进行了对比，由结果可知，开口管桩的内外径及土塞情况对静压沉桩产生的位移场影响较大。同样预钻孔的孔径与孔深也具有类似的影响规律。     

混凝土开口管桩竖向承载力的经验参数法设计模型

混凝土开口管桩的竖向承载性状因为土塞涌入而与闭口管桩存在区别,在利用预制桩单位极限侧阻和端阻建议值预测单桩竖向承载力时,应根据混凝土开口管桩的特点加以修正。沉桩后的土塞率指标综合反映了土质、桩尺寸和沉桩方式等因素的影响。利用该指标并结合实测数据分析,可以围绕土塞效应使用半解析半经验方法计算桩端承载力,可以描述开口管桩与一般预制桩的挤土效应差异并进行桩侧承载力修正,还可以在一定程度上体现静压桩与打入桩的承载力差异。分析显示,桩基规范和勘察报告一般倾向于提出偏保守的单位极限侧阻和端阻建议值,因此按经验参数法设计模型计算的单桩极限承载力有可能小于实测值。设计模型的优化依赖于更多开口和闭口管桩试验的对比研究。     

先张法预应力管桩桩端注浆混凝土施工技术

针对某工程实例,采用先张法预应力管桩施工,由于静压沉桩过程中存在桩端闭塞效应,同时因布桩密集而产生挤土效应,这两种效应的叠加致使不少桩因挤土上浮,从而导致桩端未达持力层深度而承载力下降。为消除此不良影响,设计和施工单位采用对管桩进行加固补强,并进一步在管桩内钻进至桩端以下0~1 m,清孔后浇注混凝土至管桩第一节焊缝以上1 m的处理方案,静压测试满足承载力要求。     

基于捷径重试规则晶圆带式搬运系统性能优化

开口管桩由于其承载力高、质量可靠、施工方便等优点得到越来越广泛的应用.土塞的生成使得开口管桩沉桩阻力不同于闭口管桩,不仅包括桩外侧摩阻力、桩端阻力,桩内侧摩阻力亦是其重要组成部分.针对开口管桩沉桩受力特性,采用自主研发的大尺度模型试验装置,进行不同桩靴形式下开口管桩的贯入试验,并与闭口管桩进行对比分析.研究表明,开口管桩随沉桩深度的增加趋于闭塞,沉桩阻力随沉桩过程基本呈线性增加,桩内、外侧单位摩阻力均存在"侧阻退化"效应;桩体贯入时桩周地表隆起量随径向距离增加逐渐减小,隆起速率随沉桩深度增加逐渐变缓,桩周土影响范围约为5 ~ 7倍桩径;桩靴对开口管桩土塞生成、沉桩阻力和挤土效应均有重要影响,内30°桩靴土塞生成高度、桩内侧摩阻力及其所占总沉桩阻力比例最大,桩周土地表隆起量最小,外30°桩靴与内30°桩靴情况相反,直角桩靴居中;闭口管桩沉桩阻力、外侧摩阻力与挤土程度均大于开口管桩.     

软黏土与粉土互层中开口预应力混凝土管桩性状研究

对软黏土与粉土互层中静压预应力混凝土管桩的相关性状进行了现场试验研究。试验结果显示,桩周土体中不同深度处的超孔隙水压力在沉桩过程中呈现不同的变化规律。回归分析得出两个不同深度处的对数表达式,用以描述最大超孔隙水压力与初始竖向有效应力的比值随距离参数的变化规律。测斜试验结果说明,群桩施工过程中土体最大水平位移发生在渗透性相对较差的淤泥质黏土层中。单桩沉桩过程中,地面的隆起量随沉桩深度不断增加,但主要的隆起量发生在桩体位于浅层时。贯入过程中,开口管桩的管壁端阻与静力触探锥尖阻力显示出极为相似的变化规律,且两者之间的比值不随贯入深度和土塞高度的变化而改变。上硬下软的土层分布易形成闭塞现象,而上软下硬的情况则易导致土塞的滑动。分析认为开口管桩直径越大管壁越薄,形成的土塞高度则越大。     

静压开口混凝土管桩沉桩过程数值模拟

在LS-DYNA软件平台上,对开口混凝土管桩连续贯入粉土进行了有限元模拟,得到了沉桩过程中桩周土体应力、位移及沉桩阻力的变化规律,并探讨了桩土界面摩擦系数对管桩沉桩的影响。结果表明,随着管桩的不断下沉,桩周土体各向应力最大值不断增大。桩壁外侧的挤土效应明显小于实心桩,管内土塞高度先线性增长,然后趋于稳定。在小直径桩基础中,桩土界面摩擦系数对管桩沉桩阻力影响不大,但界面摩擦系数越低,土塞高度越大。     

粉细砂中敞口 PHC 管桩群桩锤击施工效应

管桩的施工效应对其可打性和承载性能有着重要的影响,然而,管桩群桩施工效应的工程实录却并不多见。为此,结合某电厂粉细砂地基中敞口预应力高强混凝土（ PHC ）管桩群桩基础工程,通过土体水平位移、孔隙水压力和土塞长度的现场测试,开展了锤击施工挤土效应和土塞效应研究。考虑了群桩施工引起土体水平位移的不定向性,采用由摆式测斜仪工作原理建立的数据处理方法,分析了土体合成水平位移和运动方位角的变化规律。同时,考虑了锤击过程中孔隙水压力动态变化的实时性,采用采样时间间隔为 28 s 的自动化监测系统,对全过程孔隙水压力的变化进行了测试和分析。结果表明：在松散逐渐过渡到密实的粉细砂地基中,管桩的挤土效应和土塞的闭塞效应随入土深度的增加逐渐减弱;管桩群桩的挤土效应受到前期管桩施工引起土体的挤密作用而减弱,群桩内部的挤土效应比群桩外部的挤土效应更显著;管桩施工只引起桩头贯入位置附近土体孔压的短暂上升,而群桩的施工并不引起孔压的积聚 。     

浅析预应力管桩在施工过程中的挤土效应

预应力管桩具有混凝土强度高、单桩承载力高、施工进度快、综合经济效益好等优点,在目前基础工程中被大量采用。可是预制管桩属于刚性桩、挤土桩,在高层建筑的大面积群桩施工过程中,所产生的挤土效应,使桩顶上浮或产生位移。当桩端处于坚硬、硬塑的粘性土或中密以上粉土、砂土、碎石类土及风化岩中,将会产生很强的挤土效应,后施工的桩产生的挤土效应使先施工的桩顶上浮,形成"吊脚"桩,大大降低了单桩竖向抗压承载力,若不给予特别重视,将会给基础工程留下严重的隐患,将会使建成的建筑物产生较大的不均匀沉降。文章就一具体工程检测案例和其它类似工程加以阐述。     

减少锚杆静压桩挤土效应方法及预防措施

锚杆静压桩为挤土型桩,压桩过程中产生的挤土效应明显,产生的挤压作用使桩区及附近的土体产生向上隆起和水平位移,桩体上抬、偏位时有发生.论文阐述了锚杆静压桩在基础加固过程中采取PHC管桩的压桩效应,对挤土效应进行了较详细地理论计算分析,得到桩塑性区半径解析表达式.提出了现有的减少沉桩挤土效应的设计和施工两方面的工程预防措施...     

开口管桩土塞效应研究进展及展望

针对开口钢管桩在成桩过程中形成土塞的闭塞效应,回顾总结了影响土塞性状的因素、土塞的力学分析及评价和土塞机理及分析方法。目前,国内外对于土塞的研究多是针对土塞闭塞效应,从宏观的角度进行定性或半定量的研究,很少对开口管桩沉桩过程中土塞的形成和发展机理进行细观研究,尤其是对土塞机理的定量分析更是处于初级阶段。最后,基于先进的数码摄像可视化跟踪技术和数字信息计算机实时处理技术的应用,提出了土塞效应细观颗粒流(PFC)模拟方法,为开口管桩土塞效应研究提供了一种新思路。     

大直径PHC管桩土塞效应的有限元分析

为了研究土塞效应对大直径PHC管桩的影响,通过建立开口桩和闭口桩的桩土有限元模型,在充分考虑桩土接触的情况下,对管桩进行竖向加载,得出了在不同荷载下桩土作用的荷载传递规律、土塞的受力特性,对大直径PHC管桩土塞效应的作用机理研究有较好的参考价值。     

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90cm时,土塞高度稳定在33cm,此时,桩侧单位侧摩阻力的分布呈下大上小的形式。     

打入承压水层中的管桩土塞的稳定分析

在开口管桩的打入过程中,土体进入桩内形成土塞。土塞的形成及其承载力受诸多因素的影响。综合评述不同条件下土塞的稳定理论,并以一个特殊工程为例,根据土塞的一维平衡理论和地下水渗流原理,探讨承压水条件下打桩过程中土塞的形成特点及打桩过后承压水对土塞稳定的影响。理论分析和工程实践均表明承压水能促使土塞涌动,减弱土塞的闭塞作用。     

上海软土地基超长打入PHC桩工程性状研究

通过对上海软土地基中64～77m的超长打入PHC桩打桩过程中锤击数、土塞高度随深度变化的跟踪监测及土塞的标准贯入试验和竖向荷载下的静载试验,探讨了超长PHC桩在上海软土地基中的贯入度与土层的关系,分析了打入承压水层中对土塞闭塞效应的影响以及桩的竖向承载力性状。这对软土地基中的超长PHC桩的设计、施工和深入研究具有重要指导作用。     

PHC管桩锤击施工效应分析

PHC管桩施工效应对地基土性质和桩体受力特性有很大的影响。为了查明PHC管桩施工效应,以PHC管桩加固某电厂古河道地基为依托,进行了PHC管桩沉桩效应的测试和分析。通过观测沉桩的锤击数和土塞效应,分析了PHC管桩沉桩规律性;利用静力触探、标准贯入试验、孔隙水压力和侧向位移观测等现场测试手段,研究了PHC管桩对桩周土体的影响。研究发现:沉桩锤击数与地基土性质有很大相关性,土芯长度与总桩长之比为22%～35%,且桩壁越薄其土塞效应越明显,在桩体承载力计算时忽略土塞效应是很不经济的;沉桩过程产生很大的挤土效应,不仅产生超孔隙水压力,而且随孔压消散,地基土得到密实、消除或降低液化性,其侧摩阻力可提高80%以上,有利于桩体强度的发挥。     

基于附加质量模型的管桩扭转振动研究

基于附加质量模型研究了管桩的扭转振动特性,为管桩的无损检测、动力基础设计和抗震设计提供了新的理论依据。首先,推导出管桩桩顶复刚度和速度频域响应解析解及半正弦脉冲激振力作用下桩顶速度时域响应半解析解;然后将该文解与经典的平面应变解进行对比,验证本文解的合理性;最后分析土塞高度和土塞与管桩之间的阻尼作用对管桩扭转振动特性的影响。分析表明:土塞高度和土塞与管桩之间的阻尼作用是影响管桩扭转复刚度的重要因素;随着土塞高度的增加和土塞与管桩之间阻尼作用的增强,填充土塞段管桩的扭转综合波速会逐渐减小。     

软土地基管桩挤土浮桩与处理方法研究

针对某广场10万m2高层建筑在预应力管桩施工中出现大量浮桩的现象,通过对试打桩、工程桩的静载荷试验结果进行对比分析,研究了软土地基中管桩挤土上浮对桩侧阻、端阻和承载力的影响。同时研究了群桩上浮规律和影响因素。通过对浮桩进行注浆和复打两种方法的对比研究表明:在软土地基中处理管桩浮桩应优先采用复打措施。     

现浇薄壁管桩复合地基竖向承载特性分析

为了解现浇薄壁管桩复合地基的加固机理,在盐通高速公路试验段进行现浇薄壁管桩单桩复合地基静载试验。试验结果表明:现浇薄壁管桩成桩质量好,承载性能好。建立现浇薄壁管桩复合地基三维模型,通过有限元模拟,与现场静载试验结果对比,表明建立的模型是可行的。基于该模型分析了褥垫层模量、桩间距、桩长、土体模量等因素对现浇薄壁管桩复合地基承载性能的影响。结果表明:褥垫层能较好调节桩土应力分配,使桩土共同工作;较大的桩间距虽能充分发挥桩、土承载力,但桩间距的选择要兼顾承载力与变形要求;桩长的增长有利桩体承载力的发挥。地基土模量大有利于桩侧阻的发挥。