微型桩杆塔基础水平承载力计算方法研究

通过现场原型试验,对微型桩杆塔基础的水平承载力计算方法进行研究,研究表明:应用于输电线路工程的微型桩基础,微型桩单桩一般采用水平允许位移控制确定其水平承载力设计值,可采用现场试验结果反算得到m值,进而进行单桩水平承载力设计值的计算;微型桩群桩水平承载力可通过单桩水平承载力乘以桩数和水平群桩效应系数得到,水平群桩效应系数只考虑桩的互相影响效应和桩顶约束效应。只要选用合理的设计参数,可采用本文提供的设计方法进行微型桩杆塔基础水平承载力的初步设计。     

输电线路PHC管桩单桩及群桩水平承载性能试验

依托淮南—南京—上海1 000kV交流特高压输电线路工程建设,选择淮南典型黏土地基,开展了3个带承台PHC管桩单桩、2×2和3×3两种布置方式下的5个PHC管桩群桩现场试验,分析了水平力作用下PHC管桩单桩及群桩基础的荷载-位移曲线特征,并基于试验得到的基础水平承载力特征值,进一步分析了PHC管桩单桩及群桩水平力承载性能。结果表明:水平力作用下PHC管桩单桩及群桩的荷载-位移曲线均呈"缓变型"变化规律,可将6mm水平位移所对应水平承载力的75%作为基础水平承载力特征值;基于单桩和群桩基础水平承载力特征值计算得到PHC管桩群桩效应系数为0.98,群桩基础水平承载性能良好;增大PHC管桩群桩的桩间距、扩大承台尺寸可显著提高PHC管桩群桩基础水平承载性能;当桩长达到一定长度后,桩长增加对提高其水平承载力并不显著。     

组合荷载作用下斜坡上桩基础水平承载特性研究

斜坡上桩基础不仅要承担上部建筑物传递下来的竖向荷载,还要承担斜坡传递下来的土压力等水平荷载,构成了复杂的桩-土相互作用体系。为研究斜坡上桩基础在竖向和弯矩荷载作用下的水平承载特性,通过自行设计的组合荷载加载装置,开展了四种工况下斜坡上单桩室内模型试验。分析在组合荷载作用下桩顶沉降、水平位移、桩身弯矩、桩侧土压力以及地基比例系数m值变化规律。试验结果表明:在桩顶施加竖向荷载有利于提高单桩的水平承载力,减小桩身的水平位移、弯矩和桩前侧土压力;在桩顶施加弯矩荷载-不利于单桩的水平承载力,随着弯矩作用的增加,相同水平荷载作用下,桩身水平位移和桩前侧土压力明显增加,而水平荷载对桩顶的竖向沉降影响较小;地基比例系数不仅与桩周土体有关,还与施加的荷载类型和桩土交界处的水平位移有关,地基比例系数随桩土交界处水平位移的增加迅速减小,最后趋近于稳定。     

微型桩杆塔基础水平承载力试验研究

通过现场真型试验,对微型桩基础的水平承载力进行研究。试验研究表明:二次注浆工艺有利于提高微型桩水平承载力,当采用投石注浆成桩时,应用于输电线路工程的微型桩必须采用二次注浆工艺;二次注浆工艺对微型桩水平承载力的提升作用因上部土层性质而异,尚需更多的试验和实践确定不同土层性质下二次注浆对微型桩水平承载力的提升效果;适当在微型桩群桩中布置一定的斜桩有利于提高群桩的水平承载力,但应考虑斜桩施工困难会对施工工期产生影响;进行微型桩基础设计时宜按水平允许位移进行控制,在合理选用设计参数的情况下,可采用本文提供的设计方法进行微型桩基础水平承载力的初步设计。     

夯扩桩受水平荷载作用时的性状研究

应用有限元软件ANSYS模拟夯扩桩基础,对钢筋混凝土夯扩桩受水平荷载作用时的性状开展深入的研究,分析影响单桩水平承载力以及位移的主要因素——桩长、桩径、竖向荷载、桩底扩大头、桩身抗弯刚度、桩身截面积、桩顶形式等;在对单桩分析的基础上,进一步分析群桩受水平荷载作用时的性状及影响因素——桩距、桩数、桩长、桩径、土体模量、扩大头。发现桩径和扩大头对夯扩桩水平承载力影响较大,桩距和桩数对位移场群桩效应的影响较为显著。     

组合荷载作用下桩基承载力试验及数值模拟研究

基于某桥梁桩基竖向承载力现场试验,在现场实测数据的基础上,借助ABAQUS数值计算平台拟合反演了土体参数。运用反演得到的土体参数对试桩水平承载特性进行精细化模拟和分析,得到水平设计荷载作用时的桩顶最大水平位移为75.36mm,泥面处桩身水平位移为14.70mm。在此基础上,对不同竖向荷载及不同荷载施加顺序对桩基水平承载力的影响进行了研究。     

单桩水平静载试验在某场地拟建工程区的应用

桩基础以其有效、经济等优点被广泛使用,常应用于工业与民用建筑、桥梁、港口等工程[1],而桩的承载力是设计桩基础的关键。本文通过利用单桩在某场地进行水平静载试验,对单桩的水平极限承载力进行分析,研究水平荷载作用下桩的承载力、位移、桩的水平抗力系数及弯矩沿桩身的变化规律,确定单桩水平承载力特征值。     

集约式微型桩群水平承载性能试验研究

 对矩形布置的集约式微型桩群支护体系采用分级加载的方法,进行水平荷载原型试验及数值计算,研究滑坡推力作用下集约式微型桩群抗滑作用机制,并分析桩间土体参数、桩身强度、桩排间距等设计参数变化对桩群水平承载性能影响的敏感程度。结果表明,在滑体介质为粉质黏土的地层中,当滑坡推力超过某一定值时前排桩才会发挥支挡作用,桩群前方土压力峰值的位置深于桩群内部,微型桩群与土体水平荷载分担比约为7：3;控制最佳排间距,相比优化其他设计参数对提高集约式微型桩群水平承载力、减小桩顶位移效果明显。试验成果为深入分析集约式微型桩群的抗滑机制和优化工程设计提供了参考。     

多年冻土地区输电线热桩基础温度场分析

针对多年冻土地区高压输电线杆塔基础的工程问题,提出了热桩基础的新型杆塔基础,并通过有限元方法对热桩基础的温度场进行了数值计算,并且分析了热桩基础对多年冻土的保持作用。数值计算结果表明:热桩基础内部的冷储量在热棒的作用下明显增大,热桩工作年限愈久,对多年冻土的保持效果愈好,由于热棒的作用多年冻土上限得到了提高并且保持在一定位置,确保了基础的稳定性。     

大直径嵌岩灌注桩水平荷载试验研究

桩在水平荷载作用下的受力性状是一个复杂的桩土相互作用过程。本文结合工程实例,通过现场水平静载试验,实测得到了水平荷载作用下大直径嵌岩灌注桩桩土共同作用时的工作性状,分析了桩体水平力、位移与时程关系、水平力与位移梯度关系、临界承载力以及地基土的水平抗力比例系数。试验结果可为今后同类桩的设计与研究提供参考。建议采用位移控制设计桩基础。     

考虑斜桩的群桩基础设计与分析程序开发

桩基础是一种重要的基础形式,在受到水平荷载作用时,经常会设计部分斜桩提高其水平承载力,然而考虑斜桩的群桩基础尚无明确的计算方法。基于桩和承台共同作用的基于线性弹性模型的梁柱原理为基本分析理论,由结构物的刚度矩阵求解得到承台的空间位移和每根基桩分配的荷载,并求解每根桩的内力和位移,对桩基础进行计算与分析。基于以上计算方法与面向对象的编程技术开发了考虑斜桩的群桩基础的分析与设计程序,建立由直桩或斜桩和各种地层组成的群桩的三维桩土模型,计算承台与基桩的空间受力与位移,并能通过改变桩的直径与布置等调整桩的刚度,从而改变桩的受力与变形,优化设计,具有很好的工程实用价值。     

循环荷载与钢筋锈蚀作用下桩基础承载能力劣化规律探讨

为了探究钢筋混凝土桩基础在循环荷载作用下的承载能力劣化规律,采用理论分析与数值模拟相结合的方法,对钢筋混凝土桩基在不同循环荷载次数下的位移-荷载、相对滑移量以及承载力等方面进行了分析。分析结果表明:黏结力强度系数η随钢筋锈蚀率的增加呈先增大后减小特征,最大值位于锈蚀率为1.1%处;由荷载引起的黏结力强度弱化系数γ随循环荷载次数的增大呈线性减小;相同荷载下,桩顶位移量随着循环荷载次数的增加而增大,当位移量小于15 mm时,荷载位移呈线性关系,当大于15 mm后,呈近似平行于x轴变化;极限荷载下,桩基础的相对位移量变化较为复杂,呈波动变化状态,钢筋锈蚀率越大.桩基的相对滑移量越大;承载力降低(弱化)系数随循环荷载次数的增加呈逐渐降低趋势,锈蚀率越大,承载能力越低;循环荷载作用对桩基础承载力的影响程度远大于钢筋锈蚀对桩基础承载力的劣化作用。     

素混凝土回填对钢管桩单桩基础水平承载力的影响分析

通过在软土地基中进行钢管桩单桩基础水平力承载试验,获取荷载与桩顶水平位移的对应关系,得出了素混凝土回填导致钢管桩单桩基础水平承载力降低的结论。采用弹簧约束模拟地基土水平抗力在SAP2000中建立试验桩的模型进行分析,研究了钢管桩单桩基础顶部采用素混凝土回填后受力情况的变化。将地基土扰动产生的不利影响转化为弹簧约束刚度折减系数来分析桩顶水平位移,能够包络试验结果,可以用于指导类似工程中素混凝土回填钢管桩单桩基础的水平承载力计算。     

耦合荷载作用下桩基础的响应性状分析研究

采用PLAXIS有限元分析软件建立数值模型,分析在竖向荷载与水平动力荷载耦合的情况下,桩基础的响应性状分布特征。结果表明,竖向荷载较小时,桩基的水平位移随着竖向荷载的增加呈减小的趋势;当竖向荷载较大时,横向位移响应随着竖向荷载的增大而增加;对于强度较低的桩基,竖向荷载成为影响水平承载力及变形性状的主要因素;循环水平荷载若长期作用于承受较大竖向荷载下的桩基,会使桩身出现反向弯曲变形。     

盘间距对水平力作用下扩盘桩土体破坏状态影响理论研究

主要以承力扩大盘间距为主要参数变量,通过ANSYS有限元软件进行数值模拟,分析水平荷载作用下不同盘间距模型桩桩顶水平位移、桩身弯矩和桩周土体应力的变化关系。通过研究定性地确定在水平荷载作用下混凝土扩盘桩的破坏形式和盘间距的大小对其水平承载力的影响,为完善混凝土扩盘桩的设计理论和工程实际应用提供理论依据。     

群桩基础特性研究与实例分析

根据现场实测的软岩地基上的嵌岩桩筏基础下桩顶反力和土反力的数据 ,对群桩基础的受力和变形特性进行系统分析 ,并利用剪切位移法分析软岩地基上的嵌岩桩与桩周土之间的相互作用和共同承担上部结构荷载的问题。最终得出结论 ,软岩地基上嵌岩桩基础与一般的摩擦桩相似 ,桩周土可以承担一部分上部结构荷载 ;另一方面 ,计算结果显示剪切位移法同样适用于嵌岩桩基础的分析。因此 ,建议在设计嵌岩桩基础时 ,应充分利用桩周土的承载力 ,使设计更加经济     

长沙湾特大桥基桩单桩承载力分析

介绍了长沙湾特大桥桥墩的工程地质条件、试桩的桩位以及竖向抗压静载试验和水平静载试验的装置和试验方法。通过对试验数据的分析比较认为:三个典型桥墩下的桩基础的竖向极限承载力均大于试验的最大荷载,各试桩水平临界荷载值离散性较小,可取其平均值作为单桩水平承载力特征值,m值随水平力或桩顶水平位移的增加而减小。     

砂土中竖向和弯矩荷载下单桩水平承载特性试验研究

 为研究单桩在桩顶预先施加竖向和弯矩荷载下的水平承载特性,通过自行加工的组合荷载加载装置,进行一系列室内单桩模型试验,分析砂土中预先施加的不同竖向和弯矩荷载对单桩水平荷载下的水平位移、桩顶转角、桩身弯矩以及地基比例系数m值的影响。试验结果表明：当预先施加的竖向荷载小于单桩竖向极限承载力的一半(Vu/2)时,相同水平荷载下单桩的水平位移有所减小,单桩的水平极限承载力得到提高,桩身最大弯矩有所减小,并且竖向荷载越大,越有利于单桩的水平承载性能;弯矩荷载的存在不利于单桩的水平承载能力,显著降低单桩的水平极限承载力;另外,水平荷载的施加对单桩的竖向位移影响较小;当砂面处水平位移较小时,m值随着水平位移的增加迅速降低,当水平位移增加到一定程度,m值减小的幅度越来越小,最后趋于一个稳定值。     

竖向荷载对砂土中大直径桩水平加载反应的影响

大直径桩基础,因为兼备优良的水平和竖向承载性能,经常作为大型海上风力发电机组和海上塔楼的基础同时承受水平和竖向荷载。但在进行桩基础承载力设计时,水平承载力和竖向承载力通常分开进行,并假定二者不存在相互作用。实际上,目前已经进行了很多针对二者相互作用的研究,研究表明竖向承载力和水平承载力之间存在耦合效应,但研究结论并不一致。本文通过室内模型试验对砂土中大直径单桩在竖向和水平联合加载下的水平响应进行研究,试验中通过控制不同的竖向和水平荷载加载比例考察竖向荷载对大直径单桩水平响应的影响。试验结果表明砂土中竖向力的作用增加了大直径单桩的水平承载力。     

承台刚度对受荷群桩基础承载性状的影响研究

既有建筑下挖增层改造将引起群桩基础产生附加沉降。笔者引入双曲线模型来模拟桩端和桩侧阻力的发挥机理;考虑到群桩基础之间存在复杂的桩-桩、桩-土相互作用,结合剪切位移法导得双曲线模型参数的计算方法;通过荷载传递法建立群桩基础刚性承台条件下的控制方程,并结合Plaxis 3D数值分析软件验证了该计算方法的可行性。最后,研究了既有建筑下挖增层改造对刚性和柔性承台群桩基础承载性状的影响因素。结果显示:刚性和柔性承台顶部沉降比随着开挖深度的增加大致呈线性增加;在同一开挖深度时,沉降比随着顶部荷载的增加而有所增大,且柔性承台的沉降比大于刚性承台的沉降比;群桩基础中的桩间距对承台顶部沉降比会有一定的影响;在既有建筑下挖增层改造过程中,群桩基础承台应做成刚性承台。