双荷载箱技术深长嵌岩桩基承载特性试验研究

深长嵌岩桩是指嵌入岩层深度较大的桩,一般的试验方法难于准确测出嵌岩桩岩层的桩侧阻力和桩端阻力。双荷载箱技术根据不同的设计要求,将两个荷载箱埋置于桩身特定位置,按照不同的加载次序,可分别测出指定桩段的极限承载力,可解决部分传统试桩难以解决的问题。实测结果表明:该地区大直径深长嵌岩桩的桩顶的曲线主要是缓变型为主;从桩侧岩层摩阻力来看,勘探报告所提供的岩层极限侧阻力数值偏小;从桩侧、桩端阻力分布来看,在软岩地区嵌岩深度大小对承载力影响较大,嵌岩比越大,相应的承载力越大,变形越小。     

基于自平衡技术双荷载箱测试方法应用分析

静载荷试验是桩基承载力测试方法中最为可靠的一种测试方法。自平衡试桩法是一种设备简单、测试方便的一种静载试验方法。双荷载箱测试技术是利用自平衡测试方法的本身特点,采用两个荷载箱分别安放在桩身的不同位置来满足特殊工程试桩要求的一种方法。基于双荷载箱的测试技术,在特殊情况下对某些重要工程的试桩进行了测试:包括大直径超长桩注浆前后承载力的测试,人工挖孔扩大头桩忽略扩径部分侧阻力的承载力的测试,软岩地区深长嵌岩桩忽略上覆土层的承载力的测试以及桩长优化设计等。这种测试方法能结合工程的实际情况,根据上下荷载箱不同的加载次序完成试桩的测试工作。该技术可以解决传统的静载荷试桩方法无法解决的问题,为工程的实际应用提供了解决问题的途径。     

深孔大直径灌注桩的自平衡检测技术

北京地铁五号线斜拉桥的桩基础,设计桩径1.8m,桩长68m,单桩极限承载力33 000 kN,属于超长大直径高承载力混凝土水下灌注桩.使用常规的单桩极限承载力检验试验方法比较难实现,该斜拉桥钻孔灌注桩的单桩承载力试验,采用了自平衡检测新技术.简单介绍了旋挖钻机成孔工艺,钢筋笼与荷载箱的焊接加工,内埋荷载箱的混凝土灌注桩施工要点.详细阐述了试桩承载力的自平衡检测技术原理,使用仪器设备,试验程序,试桩极限承载力的确定及试验结果分析.试验各项指标均达到了设计和规范的要求,显示出该检测技术在超大吨位试桩、特殊场地环境进行单桩承载力试验,具有广阔的应用前景.     

自平衡法在两港公路大治河桥基桩承载力试验中的应用

两港公路大清河桥主桥长342m,主桥中主墩桩径1．5m,桩长70～71m,属于软土地基超长钻孔灌注桩,采川桩端后压浆技术。为了测定桩身的抗压极限承载力,对试桩采用白平衡测试法进行静载试验。试桩共2根,承载力最高达26500kN。采用自平衡单、双荷载箱技术,成功地获得2根试桩压浆前、后的极限承载力,并对桩总承载力、桩侧摩阻力、桩端承载力、承载性能及桩端后压浆效果进行了分析,为设计、施工提供依据。     

人工挖孔嵌岩灌注桩承载力自平衡试验研究

自平衡法是利用荷载箱将试桩分成上、下两段,分别测试上、下段桩承载力的静载试验方法。为研究人工挖孔嵌岩灌注桩的承载力,采用荷载箱置于桩底的自平衡法,对泥质白云岩、煤岩中的各2根试桩进行了现场测试。按照JGJ/T403-2017《建筑基桩自平衡静载试验技术规程》和DBJ 52/T 079-2016《基桩承载力自平衡检测技术规程》,计算得到了整桩承载力,并将结果转换成了传统意义上的桩顶加载Q-s曲线。根据上段桩的加载情况,得到了桩侧摩阻力;根据下段桩(桩底)的加载情况,得到了桩端阻力。     

基桩自平衡试桩法在建设工程中的应用

结合工程实例,介绍了桩承载力自平衡试验的原理和方法,该方法是将荷载箱埋入桩内某荷载平衡点处,将荷载箱的高压油管和位移棒引到地面,由高压油泵向荷载箱充油,将力传递到桩身,通过自平衡来维持加载,根据Q—S曲线判断桩泵载力。并提出采用基桩自平衡试桩法测试大吨位桩基承载力有着广泛的应用前景。     

上海地区静钻根植桩承载特性现场试验研究

静钻根植桩是一种绿色环保的新型桩基，具有低噪声、无挤土、少排泥等优势，可应用于高层建筑、桥梁等工程中。基于现场抗压和抗拔静载试验及桩身内力测试，分析了上海地区静钻根植桩的竖向承载变形特性以及桩身轴力和侧摩阻力分布。研究结果表明：静钻根植桩在上海典型地层条件下具有较好的适用性，抗压试桩和抗拔试桩的承载力均大于规范估算值，采用目前的承载力计算方法有一定的安全储备；抗压试桩在加载初期，桩身轴力可以直接传递到桩端，在极限荷载下桩端（扩大头）承载力约占总荷载的25%；静钻根植桩极限侧摩阻力主要与土的特性和埋深有关，上部土层（埋深30m以上）接近规范建议的预制桩侧摩阻力上限值，下部土层（埋深30m以下）较规范建议的预制桩侧阻上限高约14%~28%。     

双荷载箱自平衡法在地下建筑物基桩承载力试验中的应用

以天津东站220kV地下变电站工程为例,采用双荷载箱自平衡试桩法对其试验桩进行了承载力检测。通过上荷载箱测定了标高-22m的上段桩(基础深度)极限承载力,排除了该部分空桩对基础承载力的影响,同时通过下荷载箱得到了有效桩长的极限承载力。双荷载箱自平衡试桩法成功克服了场地特殊条件的限制,测得工程所需的承载力参数,为其在地下变电站工程或类似工程中更广阔的应用提供了一定参考。     

超深开挖对单桩的竖向荷载传递及沉降的影响机理有限元分析

目前对于超深基础下的桩的设计尚未考虑超深开挖、坑底隆起对桩产生的作用。现场采用静载试验确定单桩承载力时也仍采用常规的地表加载并扣除开挖深度范围内桩侧摩阻力的方法,没有考虑深开挖效应的影响。采用经实际工程算例验证的土参数、桩身材料参数和桩土接触面参数,在均质土中建立了轴对称有限元模型,对三种不同试桩方法进行了模拟。通过开挖模拟,首先揭示了深开挖对桩的影响效应,在此基础上,对超深开挖对桩在开挖后再加载的荷载传递机理和沉降机理进行了研究。与常规试桩法和套管试桩法中的基坑底以下相同桩长的桩相比,超深开挖产生的影响效应使桩的极限承载力降低,竖向刚度减小,相同荷载下沉降加大,且其沉降中桩整体刺入所占的比例显著大于其它两者。桩侧摩阻力完全发挥时需要的桩土滑移量增大。此外,超深开挖可在桩身中产生较大的拉力,桩身中下部钢筋不能随意减少。     

基于荷载传递函数法的单桩抗拔承载力计算方法研究

采用荷载传递函数法,推导考虑桩身自重的抗拔桩的基本微分方程,建立荷载增量与变形增量的迭代关系。根据位移协调法,给出了荷载-位移加载曲线的计算步骤。通过与实际工程中试桩的实测结果进行对比,表明计算结果相对偏小,总体吻合情况良好,说明了该方法计算抗拔桩的可行性。此外,对桩身的设计参数进一步作了参数分析,考察承载力的变化规律。结果表明,当桩体满足承载力要求时,改变桩身的配筋率和混凝土强度对桩体的抗拔承载力影响不大,桩长和桩径是抗拔承载力主控因素。     

自平衡试验与传统试验的比对研究

本文介绍了原位试验过程,对一根原型桩分别进行了自平衡试验、抗压试验和抗拔试验,抗压试验过程中测量了荷载箱在分级荷载下的荷载,同时用钢筋计测量了桩身应力,分析了自平衡试验与传统静载荷试验中极限承载力的差异,得到了自平衡承载力转换为抗压、抗拔承载力的转换系数。试验结果表明,上桩的抗压承载力最大,自平衡承载力次之,抗拔承载力最小;有桩端支撑时,桩侧承担的荷载增加了29.04%,说明增加桩端阻力可以增加桩侧摩阻力;在自平衡载荷试验和抗压试验均达到极限状态时,自平衡试验的荷载箱受力荷载大于抗压试验时的荷载,说明自平衡试验对应的极限端阻力大于抗压状态下的极限端阻力;上桩在没有端承条件下的抗压承载力与自平衡承载力相等,说明在相同端承条件下,上桩的自平衡摩阻力与抗压摩阻力不存在明显差异。     

双荷载箱下自平衡测试结果转换方法探讨

本文在一根基桩中同时得到桩的抗拔与抗压极限承载力,采用双荷载箱自平衡试验方法。通过先后打开上下荷载箱得到相关试验数据,分别采用简化计算方法与精确转换方法探讨双荷载箱下自平衡测试结果的转化方法,得到相关的转化曲线。进一步对比分析两种方法计算结果的差异,寻求合理的双荷载箱下自平衡测试结果转换方法。     

小型桩基竖向循环加载模型试验系统研制与应用

介绍了一种小型桩基竖向循环加载模型试验系统,包括加载系统、压力室、起吊装置、模型桩、数据采集系统。该系统通过伺服电机驱动联轴器带动滚柱丝杠转动,进而带动加载板对模型桩施加竖向位移荷载;通过水压加载法对土样进行围压加载,模拟不同深度土层的应力状态及固结情况。可针对不同固结状态的地基土和多种桩基型式,开展不同荷载组合下桩基竖向循环加载模型试验研究,适用于饱和软土、一般黏性土、粉土、砂土等均质或非均质地基。应用该设备进行了单桩竖向循环加载模型试验,并与数值模拟进行对比。研究结果表明,动荷载幅值、地基土固结压力对桩基承载力特性影响很大;动荷载幅值较小时,桩基承载力几乎没有弱化;地基土固结压力升高时,桩基承载力提高显著,桩基承载力弱化速度减慢;随着振次及振幅的增加,桩顶轴力逐渐弱化至残余值;位移循环荷载作用下,桩周土的弱化导致桩基产生了负摩阻力,进一步降低了桩基承载力。模型试验结果与数值模拟结果吻合较好。通过初步应用,证明了该试验系统弥补了常规1g小比例尺模型试验中低围压的不足,可以较好地反应出桩顶荷载和位移的非线性关系和承载力循环弱化现象。同时该系统输出荷载波形精确,量测系统灵敏度高、稳定性好,可用于多工况下桩基的竖向循环加载特性研究。     

强风化嵌岩大直径钻孔灌注桩单桩承载性状试验分析

为探讨大直径嵌岩灌注桩的承载性状,进行了单桩静载荷试验;试验表明,大直径嵌岩桩的荷载-沉降曲线呈缓变型,无明显的极限荷载特征点,承载力应由位移控制;多种方法拟合结果的比较表明,逆斜率法拟合的结果与实测数据最接近,其拟合曲线可用于单桩承载特性的分析,也可用于单桩承载力的确定。     

支盘桩-地基相互作用及有限元法模拟的研究

支盘桩是一种具有高承载力和低沉降量特性的新型桩。为了探求支盘桩的荷载传递规律 ,本文在静载荷试验的基础上 ,全面系统地研究了支盘桩的承载机理、挤密效应、孔隙水压力消散、荷载传递性状以及有限元模拟结果。通过计算分析表明 :支盘桩在受力上具有摩擦端承桩的特性 ,并且主要靠承力盘承受荷载 ,支盘力约占极限承载力的 60 %以上。根据有限元数值模拟结果 ,指出了盘间存在着应力叠加效应以及最佳盘间距和桩间距。     

后注浆钻孔灌注桩承载性状试验研究

采用桩底后注浆技术不仅可以大幅度提高基桩的承载能力、减少桩顶沉降量,同时基桩的承载性状也会得到改善。依据中原地区某工程中采用桩底注浆和没有注浆桩的2根试桩的单桩竖向抗压静载试验结果,通过对基桩的竖向极限承载力性状、桩身轴力传递特性以及桩侧阻力发挥特性和桩端阻力发挥特性的综合分析研究,揭示了桩底后注浆对基桩承载性状的影响情况,得出了一些对相同地区同类基桩的设计、施工和深入研究具有指导意义的结论。     

二次加载对钻孔灌注桩承载力的影响

对两组钻孔灌注桩进行二次现场静载荷试验。对比分析每组试桩的两次荷载沉降Q s曲线 ,总结出二次加载钻孔灌注桩侧摩阻力、端阻力、承载力和刚度的变化规律。试验结果表明 ,静载荷试验后的钻孔灌注桩 ,在桩的承载力达到设计要求情况下能作为工程桩使用。     

重复荷载作用下支盘桩受力特性模型试验研究

对一个双盘模型支盘桩在非饱和粉土中进行了5次循环加载-卸载试验。试验证明:支盘桩在小于其极限承载力约0.75倍的重复荷载作用下变形增加很小,工作性能十分稳定;支盘桩与普通等直径桩相比,其承载力和抗变形能力十分优越;支盘桩的荷载传递机理十分复杂,盘附近土体对桩周的摩擦阻力在不同荷载作用下有时为正有时为负;当两盘的间距小于2D(D为盘直径)时,桩周的摩擦力对桩的承载力贡献很小,在每次重复荷载作用下,盘间土体都会经历加压和卸压的过程,卸载后土体会建立新的平衡和物理性质工作状态。研究表明,支盘桩应用于桥梁等承受重复荷载的结构是可行的。     

不同土层对支盘桩荷载传递影响的模型试验研究

根据挤扩支盘桩的实际工作性状，设计了一个室内模型试验装置来研究支盘桩在不同土层中的荷载传递规律。试验表明，双盘桩中的两盘无论是设在同一种土层还是不同的土层中，盘底压力的增长与荷载的增加并不成线性关系，同时两盘承载力的发挥也不是同步的。当上下两盘处在不同土层时，两盘的荷载传递规律相差悬殊，处在同一土层时相对比较接近，但在桩达到极限承载力时，两盘并不能发挥相同的承载力。因此，在计算支盘的端阻时不能简单地把其最大承载力相加。另外，本试验还比较了3种不同土层情况下双盘桩的承载力和变形差异。