一种确定大直径扩底桩极限荷载的新方法

分析了大直径扩底桩的变形性状及扩径比对承载力的影响。对Charles提出的破坏准则进行改进,增加扩底比的影响,得到了确定大直径扩底桩极限承载力的方法。最后采用了5组大直径扩底桩的试验数据,对新方法的适用性进行验证,结果表明对于端承于土层的大直径扩底桩,该方法是有效的。     

大直径扩底桩承载力和沉降变形分析

本文介绍了大直径扩底桩的地基变形特点，讨论了桩端面积效应问题，阐述了按变形确定竖向承载力的原理和方法。文中提出的承载力取值和沉降计算是一套适合于我国大直径扩底桩的设计方法。     

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。     

大直径扩底灌注桩竖向承载力的检测分析

根据3根大直径扩底灌注桩的现场静载测试结果，分析了在外荷载作用下桩土相互作用的沉降变形过程，阐述了按相对沉降法确定单桩竖向承载力及桩周土和桩端土的工作状态。结果证明。按现行《建筑桩基技术规范》经验参数法确定的单桩竖向承载力与静载试验检测结果相近。     

夯扩桩桩端夯扩效果全模试验研究

基于相似理论 ,提出了一种新的夯扩桩全模试验研究方法及试验装置。以大直径全套管夯扩桩技术为背景 ,以夯扩变形机理、桩端承载力特性为研究对象进行了室内全模试验 ,分析了该技术条件下的夯扩影响半径。在影响半径之内 ,土体被加密 ,承载力得到提高。通过静力载荷的模拟试验 ,得到了夯扩底提高桩端承载力的大致幅度。     

深长大直径扩底灌注桩承载性能试验研究

随着软土地区高层建筑及大跨桥梁等的承载力要求的提高,深长大直径扩底灌注桩因其单桩承载力高、经济效益好等优点得到较广泛的应用。但基于中短桩理论的计算标准与实测得到的深长大直径扩底桩的结果有较大差别,因而需根据现场试验结果分析软土中深长大直径扩底桩的承载性状和荷载传递机理。基于现场静载荷试验及桩身应力测试结果分析了深长大直径扩底桩的荷载传递机理和承载性状。研究表明,深厚软土地区深长大直径扩底灌注桩的侧阻先于端阻发挥,同时其荷载传递不同于等直径的灌注桩,深长大直径扩底灌注桩在荷载水平较高时会产生桩侧摩阻力软化;扩底桩的桩端扩大部分对承载能力影响较大,不仅影响到桩端阻力的发挥,还影响到桩侧阻力的发挥,深长大直径扩底灌注桩在低水平荷载作用下表现为摩擦桩性状,在高水平荷载作用下表现为端承摩擦桩性状。     

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。     

湿陷性黄土地区扩底桩竖向承载特性数值模拟分析

结合湿陷性黄土地区大直径扩底桩现场浸水载荷试验,利用PLAXIS有限元软件,在考虑湿陷性黄土湿陷变形的基础上,从桩端持力层厚度及变形模量的变化对单桩竖向承载力的影响进行了数值模拟分析,对其影响程度进行了定量计算。研究结果表明:湿陷性黄土地区,持力层临界厚度为3D(D为扩底端直径),桩端持力层变形模量的提高可以显著增加单桩竖向极限承载力,单桩极限承载力的提高主要通过桩端阻力的提高来实现,而且桩侧摩阻力对单桩极限承载力的分担也不可忽视。     

大直径扩底压浆桩试验研究

以大量试验数据及工程实例为基础 ,论述了大直径扩底桩底压浆桩的工作机理 ,介绍了该种桩承载力高、沉降变形小、造价低等特点 ,同时给出该种压浆桩极限侧阻力标准值qsk和极限端阻力标准值qpk的提高系数 βs、βp,提出了压浆桩极限承载力标准值的计算公式     

砂层地质大直径超深扩底桩施工技术

扩底桩具备承载力高、成孔速度快的特点,在承载力要求相同的情况下可缩短桩长或减少桩径。依托北京城市副中心站综合交通枢纽工程为背景,阐述了砂层地质条件下大直径超深扩底桩在盖挖逆作车站中的应用。基于富水砂层的特性,对扩底桩展开了研究分析,详细介绍了超长大直径旋挖钻孔扩底桩技术。     

强度和变形双控条件下基础尺寸的设计及优化

新的地基设计理论提出了依据基底荷载与沉降的p–s曲线,按照强度和变形双控的原则进行基础设计,但不同的基础尺寸其对应的p–s曲线也是不同的,如何依据基底荷载与沉降的p–s曲线确定基础的合理尺寸,以满足地基强度和变形双控的原则,这是一个很具体和有意义的工作。本文基于原位压板试验的p–s曲线反算出土体参数,然后采用切线模量法计算出不同基础宽度的p–s曲线,通过沉降要求和地基强度安全系数要求得到不同尺寸下基础对应的地基承载力,然后根据基底压力确定满足强度和变形要求的最小基础尺寸,并通过案例将该方法与现行规范方法进行比较,说明该方法的合理性。     

考虑桩土变形协调的软土刚性桩复合地基设计计算

 按照规范设计,软土刚性桩复合地基桩间土的承载力往往被过高使用,其设计承载力对应的沉降大于复合地基沉降,而实际中是不可能出现这种情况,因此,桩间土承载力并不能按照设计发挥,主要原因是没有考虑桩、土变形协调的关系。为揭示桩、土变形协调的内在本质以及软土承载力被过高使用的问题,采用双曲线切线模量法,分别计算桩、土的p-s曲线,然后叠加成复合地基的p-s曲线,建立桩、土变形协调关系,以此分析桩、土荷载分担的情况。分析后发现,按照规范方法设计时,通常软土的承载力使用过高和桩的承载力设计偏低,如单桩承载力或其强度不足,易导致桩及复合地基破坏。针对规范方法的不足,提出合理的软土刚性桩复合地基设计应考虑桩、土变形协调的关系,应根据其p-s曲线按照相应沉降量所对应的荷载确定桩间土承载力,建立的考虑桩、土变形协调的软土刚性桩复合地基设计计算方法,可为今后设计提供指导作用。     

单桩和复合地基静载荷试验曲线比较分析

本文讨论了单桩和复合地基静载荷试验的p—s曲线类型和影响因素，以及对应曲线情况下承载力的确定问题，对单桩，从桩土相互作用角度归纳了在垂直荷载作用下桩顶p—s曲线的特征；对复合地基，主要分析了搅拌使强度和均匀性对p—s曲线类型的影响。     

桩基极限承载力的灰色预测

本文运用灰色系统理论，对桩的不完全的静载荷试验ｐ—ｓ曲线进行预测并获得单桩极限承载力，为估算桩基极限承载力提供了一种新的方法。     

刚性桩复合地基尺寸效应试验研究

 为了研究刚性桩复合地基承载性状受基础尺寸大小变化的影响规律,自主研制一个模型箱试验装置,开展4个不同尺寸压板的地基土以及复合地基载荷试验和单桩载荷试验等相关模型试验,获得一套模型试验测试成果。试验结果表明,在基底应力和置换率相同的条件下,复合地基沉降随压板尺寸增大而增大,桩–土应力比随压板尺寸增大而增大,桩分担的荷载随压板尺寸增大而增大。在试验成果的基础上,从理论上对刚性桩复合地基尺寸效应进行分析,所揭示的规律与试验结果也是一致的。由于尺寸效应的存在,现场载荷试验承载性状不能代替实际基础复合地基承载性状,进而提出由桩–土组合叠加计算模型的方法,来解决复合地基尺寸效应问题,模型试验及工程实例计算结果证明了该方法是可行的。结果可为解决复合地基尺寸效应问题及探讨复合地基承载能力检测方法提供参考。     

基于沉降控制的刚性桩复合地基设计方法及应用

Some problems of rigid pile composite foundation design according to current codes have been analyzed. After investigating the function of cushion in rigid pile composite foundation and the influence rules of cushion thickness and stiffness of soil on pile-soil stress ratio,the tangent modulus method proposed by YANG Guanghua is used to study the design method according to settlement control. The design method is presented as follows. Firstly,supposing that pile and soil are independent systems,the nonlinear p-s curves(where p is stress,s is settlement) of pile and soil are calculated,respectively. Then,according to the deformation compatibility principle,the settlement curve of composite foundation is obtained by the above p-s curves. Finally,by controlling settlement and adjusting cushion thickness,loads on piles and soil are optimized,which makes the design of rigid pile composite foundation reach the best state. A practical project design is optimized by this method. The calculation value is very close to the measured settlement,which proves the rationality of this design method. This method better considers pile-soil interaction;and its parameter determination is relatively simple and reliable,so as to give a new idea in rigid pile composite foundation design.     

现代地基设计理论的创新与发展

主要介绍了依据现场原位压板载荷试验而建立的一套地基设计的新理论。地基设计中地基沉降计算与地基承载力合理确定的问题是土力学中的经典问题。现代土力学理论虽然发展了土的本构模型和现代数值计算方法,解决了非线性等复杂的计算难题,但实际工程设计中,目前采用的仍是传统的半理论半经验的方法,这是土力学理论创立近百年以来都没很好解决的一个问题。问题的根本原因是什么?应如何破解?本文认为对于结构性的硬土地基,传统理论依据室内土样试验求参数,由于取样扰动等的影响,这样得到的参数不能反映原位土的特性,从而使依据这些参数计算的结果与实际结果差异大。为解决这个难题,依据现场原位压板载荷试验曲线建立了切线模量法的计算模型并反算出模型的3个土体参数:初始切线模量E_t0,黏聚力c和内摩擦角φ。该法所需参数少,物理意义明确,参数来源于现场原位试验,避免了取样扰动影响,精度可靠,可以计算基础沉降的非线性直到破坏的全过程。对于地基承载力,提出了用切线模量法计算实际基础的荷载沉降的p–s曲线,根据p–s曲线依据强度和变形双控的原则确定最合适的地基承载力的方法,实现变形控制设计,解决了以往直接由压板载荷试验曲线确定承载力存在的尺寸效应问题。对软土地基的沉降计算,在Duncan-Chang模型基础上,用压缩试验的e–p曲线构建了非线性沉降的实用计算方法,并建立了用压缩模量E_s1-2求e–p曲线的方法,这样只用压缩模量E_s1-2即可进行非线性沉降计算。由于一般饱和软土的E_s1-2为2~4 MPa,变化范围小,参数简单而较为可靠,从而使方法易于应用。该项研究为破解土力学的百年难题提供了新的思路,值得进一步发展完善,为现代地基设计提供更科学的新方法。     

预制桩基极限承载力的多次累加生成GM（1,1）模型法

本文以静载荷Ｐ－Ｓ曲线的各级沉降数据的多次累加生成数为基础，用ＧＭ（１，１）模型预测单桩承载力的能力大大增强，该方法对具有明显陡降段的Ｐ－Ｓ曲线尤为适合。     

基于沉降标准的卵砾石层中后注浆桩承载力预测

 用桩顶位移标准来确定桩的承载力对后注浆桩的设计有重要意义。在分析后注浆减小桩基沉降机制的基础上,通过对桩端位于卵砾石层的后注浆桩承载力提高量的统计分析得出在不同桩顶位移条件下承载力提高系数的分布情况,并通过正态分布函数进行拟合,给出一种基于沉降控制标准的后注浆承载力预测方法,并通过一个工程实例说明该方法的合理性。另外,统计表明在现有极限承载力设计体系下,当桩顶荷载对应于设计注浆桩承载力特征值时桩顶沉降比范围为1～2;当桩顶荷载对应于设计注浆桩极限承载力标准值时,桩顶沉降比范围为3～4。     

基床系数的试验方法与取值

本文提出了一种在考虑p～s曲线非线性特征条件下将不同尺寸载荷板的试验结果化为标准的基床系数的方法 ,讨论了载荷试验下沉量取值对换算结果的影响 ,建立了不同土类室内压缩模量与基床系数之间的数值关系 ,最后 ,验证了本文方法在数据上的合理性。本文方法将大大地方便对已有成果资料的有效利用