夯扩碎石桩单桩载荷试验数值模拟

对一初始直径0.76m、桩长5.05m的夯扩碎石桩单桩建立数值模型,精确模拟其夯扩和载荷试验分级加载过程,并对同一直径和桩长的未夯扩碎石桩进行了数值模拟以作比较分析。计算和实测的夯扩碎石桩桩顶和桩端荷载–沉降曲线吻合很好。未夯扩与夯扩碎石桩桩顶沉降比值在1.8～10.7之间,而两者的桩端沉降量都很小。未夯扩碎石桩桩身侧向膨胀比相同荷载下的夯扩碎石桩大很多。夯扩碎石桩桩身轴力沿深度衰减幅度较大;而未夯扩碎石桩当桩顶荷载较大时,由于桩身侧向膨胀增大,桩身侧摩阻力也随之增大,桩身轴力则表现为沿深度衰减幅度逐渐增大。     

扩底桩竖向承载性能的分析

扩底桩在当前工业建筑中得到了越来越广泛的应用.本文对扩底桩承载性能进行了分析研究.结果表明,扩底桩的桩端承载力(kPa)比同直径的直径桩的桩端承载力(kPa)要小;沉降量同扩底端直径有关,在相同荷载作用下,扩底端直径越大,沉降量也越大;随着D/d的增大,荷载传递到桩端的比例逐渐增大,但并不是成比例增大,其增大的比例越来越小;对扩底桩桩端阻力发展分三种状态分别进行了研究,从而对扩底桩桩端承载性状有了更加清晰的认识.     

软土地区大直径中掘扩底法管桩承载性能现场试验分析

基于软土地区大直径中掘扩底法管桩静载荷试验,分析软土地区大直径中掘扩底法（简称中掘法）管桩承载特性,研究成果表明：在等桩径等桩长条件下,中掘扩底法管桩的单桩极限承载力较常规锤击法管桩低10%左右,但较钻孔灌注桩可提高30%以上;中掘法管桩桩顶荷载沉降曲线均呈现缓降型,单桩竖向桩基极限承载力应根据桩顶沉降量确定;在桩顶达到极限承载力时,中掘法管桩桩端阻力有明显提高,桩端阻力可占桩顶荷载40%~50%,呈现为端承摩擦桩,竖向承载能力得到明显提高。文中研究成果可为软土地区大直径中掘扩底法管桩的理论研究和工程应用提供参考价值。     

基于改进虚土桩法的扩底桩沉降计算方法

基于佐藤·悟的荷载传递模型,考虑桩身自重及桩侧土深度效应对虚土桩法进行改进,并以扩散角的形式来考虑桩端的应力扩散效应,推导层状地基中扩底桩的沉降计算方法;提出改进的虚土桩计算流程,无需针对虚土桩长进行试算,减少计算成本;将改进虚土桩法计算得到的荷载 沉降曲线与实测数据及现有扩底桩沉降计算方法进行对比,并分析桩身直径、扩大段直径以及桩长等因素对扩底桩沉降和承载力的影响规律。结果表明：在考虑土体自重、深度效应等因素作用下计算所得到的桩顶荷载 沉降曲线与实测曲线吻合更好,能更加准确反映扩底桩的沉降规律。     

两种静载试验确定大直径扩底桩竖向承载力

工程上通常用一种静载试验确定扩底桩的竖向承载力，而本文用两种静载试验方法(即直接试验法和间接试验法)确定扩底桩的承载力，据此对端承于粗砂层的埋深14．5m左右的扩底桩竖向承载性状进行了分析。结果表明，两种试验方法得到的SDl、SD2桩的极限承载力值分别相差5％和10％。扩底直径为3．40m的SDl桩的极限承载力为9600kN，端阻力达86％；扩底直径为3．00m的SD2桩的极限承载力为6850kN，端阻力占81％。当桩顶沉降18．72mm左右时，SDl、SD2桩摩阻力已充分发挥；而端阻力充分发挥时，SDl、SD2桩顶沉降分别达31．855mm和29．34mm。直径相同时，扩底桩的竖向承载力远大于纯摩擦桩和直身墩。     

两种静载试验确定大直径扩底桩竖向承载力

工程上通常用一种静载试验确定扩底桩的竖向承载力 ,而本文用两种静载试验方法 (即直接试验法和间接试验法 )确定扩底桩的承载力 ,据此对端承于粗砂层的埋深 1 4.5m左右的扩底桩竖向承载性状进行了分析。结果表明 ,两种试验方法得到的SD1、SD2桩的极限承载力值分别相差 5 %和 1 0 %。扩底直径为 3.40m的SD1桩的极限承载力为 960 0kN ,端阻力达86% ;扩底直径为 3.0 0m的SD2桩的极限承载力为 685 0kN ,端阻力占 81 %。当桩顶沉降 1 8.72mm左右时 ,SD1、SD2桩摩阻力已充分发挥 ;而端阻力充分发挥时 ,SD1、SD2桩顶沉降分别达 31 .85 5mm和 2 9.34mm。直径相同时 ,扩底桩的竖向承载力远大于纯摩擦桩和直身墩     

一种新型多节旋挖挤扩桩荷载传递机理现场试验研究及在铁路桥基的首次工程应用

通过对5根不同长度的新型旋挖挤扩灌注桩与1根直孔桩的承载力及其荷载传递机理的现场静载试验,分析不同桩长单桩单盘、单桩三盘情况下桩侧摩阻力、承力盘阻及桩端阻力共同协调工作的受力特点,确立新型旋挖挤扩成孔工艺下桩基的荷载传递规律。结果表明,当桩身产生不足1.5mm位移时,承力盘阻发挥较大承载力。当桩身承载达到极限时,盘阻承担了45%的总荷载,极大地改善了普通摩擦桩承载力主要依靠侧摩阻力发挥其承载特性的受力特点。此外,同样桩长4m的三盘旋挖挤扩桩承载能力达到144kN,累计沉降值仅为4.27mm,远大于桩长4m的直孔桩承载力,累计沉降变形亦小于直孔桩累计沉降值5.56mm。当两者沉降相同时,旋挖挤扩灌注桩提供承载力为直孔桩的1.78倍。当旋挖挤扩灌注桩和直孔桩具有相同承载力时,前者比直孔桩所需桩长大幅减小,同时控制沉降效果更好。基于试验成果,首次成功将旋挖挤扩灌注桩应用于铁路桥梁桩基——津保铁路京九联左线跨京九铁路特大桥项目,对其中6个墩台36根基桩每桩减短10m桩长,在达到设计要求承载力前提下,沉降值仅5mm,满足铁路桥梁高速行车对沉降的严格要求。同时大大降低超长桩的施工难度,节约了工期,节约成本造价达20%,经济效益十分显著。     

黄土地基中抗拔桩与抗压桩对比试验研究

通过对4根相同桩长、桩径、位于同一场地的灌注桩在竖向的拔力和压力作用下的对比试验,研究分析黄土地基中的抗拔桩和抗压桩的承载能力和位移特性,并对抗拔桩桩周地表的变形进行分析。结果表明,在相同的桩顶荷载作用下,抗拔桩桩顶上拔量大于抗压桩桩顶沉降量,当抗拔桩的上拔荷载大于1 100 kN后,侧阻力迅速退化。随着荷载的增加,抗拔桩上部侧摩阻力变化较小,而在桩身下部,侧阻增长较快。抗拔桩在2 900 kN的上拔荷载下,在距试桩中心3.667倍桩径处,地表仍有0.2 mm的隆起变形。     

钻孔扩底桩原型对比试验研究

为选择合理的桩基础形式，结合静荷载试验对一大型建筑场地同一地质条件下相同桩径的钻孔扩底桩和不扩底桩进行桩身轴力和桩侧阻力测试，以确定单桩竖向承载力设计参数。通过对测试资料的分析，对比两种桩型桩身轴力、桩侧摩阻力以及桩端阻力分布特征，探讨两种桩桩侧摩阻力、桩端阻力的发挥过程，研究两种桩荷载-沉降特性。研究结果表明，扩底桩能够充分发挥持力层的承载潜力，对提高单桩承载力、减小桩体沉降效果显著。     

黄土填方地基中微型钢管桩承载性状试验研究

目前对于黄土填方场地微型钢管桩桩基性能的研究非常匮乏。依托某实际加固纠偏工程,在黄土填方场地制作三根微型钢管桩试桩,在试桩桩身混凝土中布置混凝土应变计,进行现场单桩静载试验。实测结果研究表明:(1)在一些特定场合,尤其是在施工场地狭小,工程条件复杂的情况下,微型钢管桩可用于黄土填方场地较大荷载的建筑物基础纠偏加固中,并且在黄土填方场地具有较高的承载力。(2)黄土填方地基中微型钢管桩的Q–s曲线呈缓变型,当加载至最大荷载时,都没有出现明显向下的弯折段。(3)微型钢管桩在黄土填方场地其承载力介于材料破坏和失稳破坏之间,约为材料破坏的62%,是失稳破坏的1.76倍,桩身挠曲而产生过大沉降是导致试桩破坏的主要原因。(4)在黄土填方地基中确定30~40m长的微型钢管桩单桩竖向极限承载力时,建议将Q–s曲线和s–lgt曲线相结合,同时考虑桩顶沉降值,这样才较为合理。     

桩单位体积承载力问题探讨

根据现场试验和弹塑性有限元数值模拟,对不同灌注桩单位体积承载力问题进行了比较研究,主要包括直径不同的直桩间、直桩和楔形桩间、楔形角不同的楔形桩间、直桩和扩底桩间、扩底直径不同的扩底桩间的单位体积承载力的比较。结果表明,桩的承载力高,其单位体积承载力并不一定也高;楔形桩和扩底桩的单位体积承载力相对较好;短而粗的楔形桩的单位体积承载力比长而直的楔形桩的更好;扩底桩的扩底直径、直桩的直径除特殊情况外,不宜过大;在桩型确定好后,选择合理的桩尺寸是必要的;进行桩端注浆、使桩进入较好的持力层、清除存渣等可提高桩的单位体积承载力。     

持力层对大直径扩底灌注桩竖向承载性状的影响

大直径扩底灌注桩的沉降以桩端土层的竖向压缩变形为主,因此端承土层特性对大直径扩底桩的竖向承载性状有较大影响。利用有限差分程序建立三维非线性有限差分数值模型,研究了持力层性质对大直径扩底桩竖向承载性状的影响。结果表明,大直径扩底桩承载力随持力层厚度的增加而增大,且在持力层厚度较小时持力层厚度的变化对承载力和桩端阻力影响显著。桩侧土层模量与持力层模量比为0.2时,桩端入持力层深度的变化在持力层厚度较小时对大直径扩底桩的极限承载力影响较大。相同持力层厚度下,桩侧土层模量的变化对大直径扩底桩承载力的影响较大,模量越大承载力越高;下卧层模量的变化对大直径扩底桩承载力的影响较大。     

多级扩径桩承载特性模型试验及计算研究

在宁波砂质粉土中开展了等直径桩、扩底桩、扩径桩(多级扩径)抗压静载模型试验,测试获得了单桩承载力–沉降(Q–s)曲线、桩侧摩阻力,对比分析了3种桩的承载特性,并推导建立了多级扩径桩承载力和沉降计算公式,结果表明:多级扩径桩更能充分地发挥扩大头下端土体的承载作用,具有提高承载力、减小沉降的作用;受到扩大头的影响,多级扩径桩中部侧阻无法充分发挥,但扩径阻力是荷载传递的重要方式;建立的多级扩径桩的承载力及沉降计算公式较为合理。     

大直径随钻跟管桩竖向抗压承载性能试验研究

随钻跟管桩是一种桩侧后注浆的非挤土PHC管桩桩型,是近年研发出的新型大直径桩基础。为了研究这种新桩型的竖向抗压承载性能,对现场5根直径1m的随钻跟管桩进行静载和高应变承载力试验。研究结果表明：以静载试验结果为校核标准,高应变承载力检测误差可控制在±10%以内;嵌岩0.5m的随钻跟管桩极限承载力可达到20000kN,比同等直径泥浆护壁灌注桩的承载力经验计算值大13%～23%;桩侧后注浆工艺和桩端嵌岩深度能有效提高随钻跟管桩的侧阻力发挥,实测值比灌注桩的规范计算值大28%以上;虽然现场4根随钻跟管桩均嵌入中风化花岗岩0.5m,但端阻比小于30%,呈现摩擦型桩的承载性状。试验成果有助于进一步揭示随钻跟管桩的竖向抗压承载机理,可为其工程设计与工艺优化提供依据。     

软土地区大吨位超长试桩试验设计与分析

温州350 m超高层中超长桩加载2800 t的试桩静载试验设计与分析表明：在地表土质承载力较低场地进行大吨位堆载试验时,可选择桩梁式堆载支墩–反力架装置来完成试验。对超长桩来说,在最大加载条件下,实测桩端阻力仅为桩顶荷载的25%左右,超长桩表现为端承摩擦桩性状。在使用荷载下,桩顶沉降的90%以上来自桩身压缩,在进行超长桩设计时,要充分考虑桩身质量对试桩沉降的影响。同时,桩底沉渣清除的干净与否,也直接影响超长桩的沉降。超长桩桩侧上部土层摩阻力具有不同程度的软化现象,而中下部土层侧摩阻力具有较弱的强化效应,因此在超长桩承载力计算时,不同深度土层的桩侧阻力和桩端阻力都应乘以相应不同的修正系数。试验结果显示淤泥土、淤泥质黏土、淤泥夹粉砂土中极限侧阻充分发挥所需的桩土相对位移阀值分别约为5～7 mm、6～8 mm和8～10 mm。     

软土地基人工挖孔桩承载力试验研究

在人工挖孔桩试验中预埋测试元件，研究桩的荷载传递机理。通过统计、分析福州地区３００根人工挖孔桩静载试验资料，提出本地区人工挖孔桩承载力计算方法和桩端常用土层的极限端阻力标准值。通过模型桩试验，对比了有无扩大头及扩大头不同直径对人工挖孔桩承载力的影响。