台后填土对桥台桩基的影响分析

通过软土地区桥台桩基的现场试验研究,获得了软土地基台后路基填土过程之中和之后的第一手资料。揭示了软土地区桥台路基填土时,桥台基桩弯矩和负摩阻力的变化规律。试验结果表明:台后填土对桥台桩基的影响不仅发生在填筑施工期间,而且在施工完毕后相当长一段时间内仍有一定的影响。随着填土高度的增加,桩侧摩阻力沿深度呈非线性变化,桩身弯矩呈现增大趋势。     

大直径钻孔灌注桩负摩阻力试验研究

 针对大面积堆载情况下,周边土体的沉降使桩基产生负摩阻力从而导致桩基承载力特性变化的问题,以宁海电厂工程2组冲孔灌注桩的现场负摩阻力试验为例进行讨论。通过对原位试验结果的全面分析,探讨桩周土体固结沉降对桩身所受下拉荷载和中性点位置的影响。根据实测桩土沉降曲线确定的中性点与根据桩身轴力沿深度变化曲线确定的中性点位置大体相一致,位于可压缩土层下部,桩身最大轴力随固结时间而增大,中性点位置也随时间略有上移;分析桩侧摩阻力系数的大致范围以及施工工艺对负摩阻力的影响,现场试验得到的桩侧摩阻力系数为0.3～0.4,由于桩基施工的影响导致该值与规范相比略大,工程中应充分考虑成桩工艺对负摩阻力的影响;指出负摩阻力桩基的设计分析中沉降计算至关重要。得出的结论可指导同类工程的设计和施工。     

软土地区桩基静载试验支墩地基处理方式实例研究

结合广州南沙某工程实例,探讨了2种不同静载试验支墩地基处理方式,进行了超大吨位桩基静载试验技术分析,并结合桩身轴力分析了承载力特征及荷载传递规律。通过"换填压实"处理支墩地基,静载测试中桩身轴力异常,桩侧出现负摩阻力,轴力增加幅度较大。而采用"桩+桩帽"处理支墩地基,轴力正常,未出现负摩阻力。结果表明,在超厚层软土地区中,"换填压实"处理支墩地基不适用超大吨位桩基静载试验;"桩+桩帽"处理支墩地基,适用于此类软土地区。研究成果为类似软土地区的超大吨位静载检测试验提供参考。     

软基台后路基填土对桥台桩基侧向影响的试验研究

基于现场测试试验,获得了台后路基填筑前后桥台桩基应力变化的第一手资料;根据测试结果求出了基桩在台后填土前后基桩的弯矩。结果表明,在过渡段填筑之前,远处路基填土已在桩身产生了弯矩;在过渡段填筑期间,基桩弯矩随填土高度的增加而增加;过渡段路基填筑完毕,基桩弯矩也停止了增长。所得结论有助于进一步认识台后填土对桥台桩基侧向影响规律。     

高抛填钢管桩负摩阻力现场试验研究

大面积高填土软土地基在抛石作用下,周边填土的沉降易使桩基产生负摩阻力,为掌握负摩阻力作用规律,在上海洋山深水港工程钢管桩进行了现场试验,取得了试验桩负摩阻力分布、数值大小、随时间变化情况、中性点位置、下拉荷载等关键参数的认识。结果表明:1桩身负摩阻力的发展存在明显的时间效应,软土层负摩阻力达到峰值的时间较短,而土质好、埋深大的土层,负摩阻力达到峰值的时间较长。2现场试验得到的抛石棱体的负摩阻力系数达0.8,淤泥质黏土的负摩阻力系数仅为0.04,其它土层的负摩阻力系数与规范吻合良好。3在抛填完成后近九个月时间内,基桩下拉荷载在持续增大,最大下拉荷载达7740.4 k N,中性点深度在0.62L~0.68L之间,由抛石产生的负摩阻力达184.4 k Pa,这在今后的类似工程设计中应该引起重视,适当采取减小负摩阻力的措施。     

大面积荷载下非饱和软土场地考虑时间效应的单桩负摩阻力计算方法

大面积荷载下非饱和软土场地单桩负摩阻力在采用《建筑桩基技术规范》(JGJ 94-2008)进行计算时,会遇到桩侧软弱土层深度确定困难、负侧摩阻力分布形式与该规范建议方法确定的形式有差异等问题,导致基桩负摩阻力计算困难.为解决上述问题,基于《建筑桩基技术规范》(JGJ 94-2008)对正负侧摩阻力规定或推荐的做法,国内外对单桩负侧摩阻力的研究、实测成果,结合某工程场地形成后大面积填土荷载作用条件及地层分布等,建立了大面积荷载作用下基桩负侧摩阻力分布的概念模型;基于实测桩侧土变形数据,对场区土层的变形数据进行对数曲线拟合,确定场区沉降计算经验系数及桩侧土固结度,并以此来计算桩及桩侧土考虑时间效应的分层沉降,然后基于桩及桩侧土变形相等的原则确定考虑时间效应的中性点.最后给出了大面积荷载下单桩负摩阻力计算的具体方法和步骤.以某工程项目为例的实际计算结果表明,所述方法对大面积荷载下单桩负摩阻力计算具有较强的工程实践及应用价值.     

强震作用下软土场地桩基负摩阻力振动台试验研究

为研究强震作用下软土场地中桩基负摩阻力的产生机理及分布特性,设计开展了软土静力学试验、动三轴震陷试验和软土场地–单桩体系振动台试验,验证了震陷软土场地对桩基的负摩阻力作用,得到了软土的震陷特性、不同输入地震动下桩土体系地震动响应和桩负摩阻力分布发展规律,讨论了强震作用下负摩阻力的产生及发展过程。结果表明：(1)软土震陷的产生存在一定的屈服动应力,可利用动三轴试验来初步判断震陷引发负摩阻力的启动震级;(2)水平向地震动下负摩阻力主要产生在桩身的上部,竖向地震动下全桩均会产生负摩阻力;(3)震陷引发的桩基负摩阻力具有突发性,且微小的桩土相对位移量即可产生显著的负摩阻力,这种瞬时加载可能会对结构造成破坏;(4)利用桩侧土体和接触面的抗剪强度可初步估算软土场地中桩基可能受到的负摩阻力值。试验成果可为软土场地桩基负摩阻力的判别与计算提供参考,对软土场地抗震设防具有一定的理论和工程实用价值。     

高铁桩网复合结构路基长期运营沉降模型试验研究

高铁路基沉降控制是保证列车安全性和舒适性的重要因素。随着高铁运营时间增长,软土地区高铁路基长期沉降问题越来越引起关注。针对京沪高速铁路徐沪段某试验段,开展了桩网复合结构路基长期循环动态加载物理模型试验,获得了路基沉降、桩土应力分担及桩身轴力分布的变化规律。试验结果表明:在初始1000次加载时,路基沉降随加载次数增加明显,之后达到稳定;桩上部位置土体变形大于桩身变形,桩侧呈现负摩阻力,中性点位于距桩顶约2/3桩长位置;桩身轴力随加载次数增加而增大,说明桩分担荷载增加,当达到4万次加载后,轴力随加载次数增加不再明显。     

嵌岩桩尺寸效应及深度效应的室内试验研究

为了研究嵌岩深度超过4倍桩径的深嵌岩桩的桩径尺寸及嵌岩深度对桩基承载特性的影响,采用室内模型试验方法,通过室内3组(9根)模型试桩对其进行了研究与分析,内容包括桩径大小及嵌岩深度对深嵌岩桩基承载力的影响、嵌岩深度的变化对轴力传递的影响以及桩径尺寸及嵌岩深度效应对桩侧阻力、桩端阻力的影响等。研究结果表明:增大桩径和增加嵌岩深度对提高嵌岩桩基的极限承载力都是可行的,且增大桩径比增加嵌岩深度更为有利;从桩身轴力传递来看,随着嵌岩深度的增加,桩身轴力的分布主要集中在桩身上部;从桩侧阻力分布形态来看,桩侧阻力也主要分布在桩身的上部区域。对小直径桩基(D=50 mm)而言,随着嵌岩深度的增加,桩顶承受荷载的增大,桩身上部的极限侧摩阻力也随之增大;而对大直径桩基(D=90 mm)而言,桩侧摩阻力随桩径的增加而反而有所减小;从桩端阻力大小来看,在极限荷载作用下,桩基嵌岩深度越深、桩径越大,桩端阻力变化越小。     

基于Geddes方法的既有基桩竖向承载力评估

自实际的桩顶向下一定范围内的桩身视为长度不大于实际基桩的一根假想桩基(即"虚桩")。根据Geddes解,计算"虚桩"桩侧摩阻力引起的"虚桩"桩端平面下方土体附加应力。分析软土、粘土和强风化地层中基桩受荷后不同时期承载力试验结果,提出沉降稳定基桩总体承载力提高幅度限值。根据土体附加应力水平,结合相关规范对地基土受荷后承载力评价的规定,提出沉降稳定的桩基础桩侧摩阻力和桩端阻力抗力系数取值方法。进行了同一场地下的试桩和工程桩受力现场监测。试桩桩基采用静载荷试验方式加载,工程桩桩基通过上部结构施工加载,通过试桩确定桩侧摩阻力标准值。采用本文方法对工程桩桩基的侧摩阻力变化情况进行了评估,并与监测结果进行对比,结果表明本文方法偏于安全。对于沉降不稳定的桩基,亦根据Geddes法原理,提出了桩侧摩阻力折减系数的计算方法。     

高填方夯实地基桩侧负摩阻力受力性状试验研究

对原为沟壑的场地,经回填全风化泥质粉砂岩形成高填方地基。对高填方地基采用3000kN·m能级强夯预处理后,打设钻孔灌注桩,通过在桩身钢筋笼主筋上安装应力计,在桩身截面和桩周土层分别埋设沉降杆、分层沉降仪,测试桩身轴力、桩身及桩周土层沉降变化情况,得到高填方夯实地基未处理填土层桩侧负摩阻力变化规律。试验结果表明,未处理填土层桩侧摩阻力沿深度呈现“负-正”变化的现象,随着固结时间的增加,端承桩负摩阻力区段大于摩擦桩。端承桩桩侧土层提供的最大负摩阻力约是摩擦桩的1.18~2.56倍,桩周土层密实度对桩侧最大负摩阻力有影响。采用一阶负指数函数拟合得到桩身下拉荷载预测模型,随着固结时间的增加,作用于桩身的下拉荷载趋于定值,作用于端承桩的下拉荷载比摩擦桩高41.2%~55.4%,从控制负摩阻力角度推导出高填方夯实地基摩擦桩桩长设计计算方法。桩身中性点位置均随固结时间增加而逐渐下移,端承桩中性点深度较摩擦桩平均大0.7m。     

FBG传感器进行PHC管桩负摩阻力监测的研究

目前,针对实际工程中预应力高强混凝土(PHC)管桩的负摩阻力现场实测研究几乎未见报道。为了揭示PHC管桩的负摩阻力特性,填补此类桩现场负摩阻力量测试验的空白,研究光纤布拉格光栅(FBG)传感器在PHC管桩桩身上的安装工艺及保护措施,并对某建筑基础的4根承受新近填土产生的负摩擦阻力作用的工程桩桩身应变进行长达21个月的监测,分析在上部结构荷载以及负摩阻力共同作用下桩身轴力的分布形式及其变化特征。试验结果表明:PHC工程桩负摩阻力下拉荷载的实测值显著大于我国现行《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008)理论计算值,说明现行理论方法尚有待改进;在软硬分布不均的地层中,负摩阻力和正摩阻力可能交替出现,理论计算中如何考虑这类情况值得研究;沥青涂层的涂抹质量和如何避免施工破坏是确保其能否有效降低工程桩负摩阻力的关键。     

长短桩组合路堤桩荷载分担规律离心模型试验与数值模拟

采用离心模型试验和三维有限元法,探讨路堤荷载下长短桩组合路堤桩的荷载分担规律。共进行4组离心模型试验,得到不同桩长比时长桩和短桩的桩土应力比随分级加载过程的变化曲线,以及相应的长桩和短桩桩身轴力的传递规律。基于离心模型试验的基本参数建立三维有限元模型,采用Gibson地基模拟离心场中软土地基强度沿深度方向逐渐增大的特性。计算结果与离心模型测试结果的对比验证模型建立的合理性;并且进一步研究长短桩组合路堤桩应用于存在持力层时的层状地基中的桩土荷载分担规律。研究结果表明:随着荷载的增加,长桩分担的荷载逐渐增大,而短桩和桩间土分担的荷载逐渐减小,且都趋于稳定值;桩长比越大,长桩分担的荷载越大;存在持力层时的层状地基更有利于长短桩组合路堤桩加固效果的发挥。     

桩侧负摩阻力的有关研究

对于在软弱土地基上的桩 ,由于桩周土的向下运动 ,土与桩的摩擦增加了桩的下拉荷载 ,这就是所谓的桩侧负摩阻力 ,本文介绍和阐述了桩侧负摩阻力产生的条件和机理 ,桩侧负摩阻力的计算 ,中性点的确定 ,减少桩侧负摩阻力的方法 ,还有一些有关群桩负摩阻力的介绍     

柔性基础下刚性单桩复合地基性状研究

采用数值分析方法,对柔性基础下刚性单桩复合地基的中性点位置、桩侧摩阻力、桩身轴向应力、桩端刺入量等工作性状进行了计算分析,着重讨论了垫层模量、桩土相对模量、置换率、桩长等因素的影响,并指出了本文与《建筑桩基技术规范》所讨论的桩侧负摩阻力成因不同。     

黏土热–力学特性对能量桩力学特性的影响

能量桩运行会导致土体温度场的改变,从而影响桩周土的热–力学特性,进而影响能量桩的变形、桩–土界面应力及承载性能。将ACMEG-T土体热本构模型在ABAQUS软件中进行二次开发,通过编写UMAT子程序对能够反映黏土热–力耦合特性的三轴试验结果进行模拟与分析,验证了模型的可靠性。建立数值模型,研究了土体热–力学特性对能量桩位移、桩–土界面应力及桩身轴力的影响规律。研究结果表明,温度变化会导致土体产生累计沉降,并进一步导致桩侧产生负摩阻力;在负摩阻力的影响下,能量桩会产生额外的沉降以及不可恢复的轴力;土体热–力学特性对能量桩力学特性的影响效应随着土体超固结比的增加逐渐减弱。     

不同直径单桩静压贯入力学特性模型试验研究

为探讨不同桩径静力压入单桩的贯入力学特性,设计了不同桩径的模型桩,基于光纤光栅(Fiber Bragg Grating,简称FBG)传感技术,开展了黏性土中静压贯入两种不同直径单桩的模型试验研究。结果表明:试桩的压桩力基本呈线性增加趋势,桩径越大,压桩力越大;桩径不同会影响单桩的荷载传递性能,由于桩径越大挤土效应越明显,沿深度方向的桩身轴力传递性能优于小桩径桩;桩身单位侧摩阻力随深度增大而增大,桩径越大,对土体的侧向挤压力越大,桩身单位侧摩阻力越大;同一深度,两种不同直径单桩桩身单位侧摩阻力都出现"侧阻退化"现象,"侧阻退化"现象随着贯入深度的增加越明显,且桩径越大,桩身单位侧摩阻力退化越显著;均质黏性土地层静压沉桩阻力主要为桩端阻力,沉桩结束时,试桩桩端阻力占沉桩阻力的比例分别为59.5%和66.2%,不同的桩身直径既影响桩端阻力,又影响桩侧阻力。确定静压贯入沉桩阻力时,考虑基于黏性土的侧阻退化后实际值更为合理。