海上风电大直径钢管桩溜桩承载力计算方法研究

桩基础被广泛应用于近海工程，如海上风电机多采用大直径钢管桩，但由于桩和锤的重量很大，在沉桩过程中可能会发生溜桩现象，溜桩容易对桩和桩锤造成损伤，严重影响打桩的效率，还可能造成严重的安全事故。因此分析出现溜桩现象的原因，给出合理的承载力计算方法是具有现实意义的。对溜桩的过程和原因进行了分析；用基于CPT的ICP-05和UWA-05设计方法对海上风电大直径钢管桩在自由入泥深度和溜桩深度的土的承载力进行了分析计算，发现ICP-05方法在计算自由入泥深度的承载力时的结果比较理想；针对溜桩现象，提出了一种基于影响区概念的折减优化公式，通过计算溜桩深度的承载力验证了优化设计方法的合理性。     

水平荷载下大直径嵌岩桩的承载力特性研究

通过某大型码头桩基工程的现场试验结合数值分析研究了水平荷载作用下大直径嵌岩钢管混凝土桩的工作机理。根据桩身变形、内力和地基抗力的测试结果分析了大直径嵌岩桩的水平承载特性、桩岩共同作用性状及套箱填砂对深水嵌岩桩水平承载力的影响。采用有限元方法并考虑桩岩(土)界面在受力后滑动脱开的影响,对试验结果进行了数值模拟,并进一步探讨了大直径嵌岩桩的合理嵌岩深度及其主要影响因素。     

微型钢管灌注桩的竖向承载性状研究

微型钢管灌注桩属于微型桩的一种,经常用于建筑物的基础加固工程。基于广州市白云区金沙洲某基础加固工程的微型钢管灌注桩静载试验成果,利用ABAQUS有限元软件建立钢管–核心混凝土–土–岩共同作用模型,探讨了基岩模量、嵌岩深径比、钢管壁厚等因素对微型钢管灌注桩承载力的影响。静载试验的数值模拟表明:对于上覆土层为软土的情况,微型钢管灌注桩虽是超长桩,但桩端阻力仍是承载力的主要部分;桩的承载力随基岩的弹性模量增加而增加,但并非线性关系,其增长趋势最终变缓;桩的竖向承载力随钢管壁厚增加而线性增加;嵌岩深径比对桩的竖向承载力基本没有影响。     

钢管压入土体施工挤土机制与案例分析

 对钢管压入土体过程中钢管内土塞的受力状态、产生挤土效应条件及挤土机制进行分析,结果表明：产生挤土效应的条件为土塞底部应力超过钢管端部地基承载力;根据土塞底部应力与钢管端部地基承载力的关系,不同情况下可认为钢管压入土体为非排土桩、排土桩及不完全排土桩;当为不完全排土桩时,挤土率可作为钢管压入过程中的挤土程度评价指标。对钢管内土塞底部应力与钢管端部地基承载力理论计算方法进行分析与总结。最后,通过钻孔灌注桩护壁钢管旋压施工工程案例的实测结果与实施效果,对钢管压入土体施工挤土机制理论分析的合理性与实用性进行论证。     

基于不同贯入速率砂土地基中静压敞口混凝土管桩试验研究

贯入速率对静压敞口混凝土管桩沉贯及承载力特性具有重要影响。通过砂土地基中静压敞口混凝土管桩室内模型试验，分别对不同贯入速率下模型桩土塞特性、压桩力及极限承载力变化进行研究。结果表明，模型桩贯入速率由2.0mm/min增大至3.0、4.0mm/min时，土塞高度分别降低了12.8%、27.2%，土塞率降低幅值分别为12.9%、27.2%。不同贯入速率沉桩结束后，模型桩土塞增长率分别为35.4%、23.6%及19.8%；相比于4.0mm/min贯入速率，贯入速率2.0mm/min及3.0mm/min下模型桩最终压桩力增长幅度分别为92.6%及 25.1%，极限承载力增长幅值分别为77.8%及4.5%，这主要是由于贯入过程中土塞特性差异导致的内壁摩阻力不同所引起的。研究成果可为砂土地基中敞口混凝土管桩沉桩性状及极限承载力研究提供理论依据。     

三桥静力触探在桩基中的应用研究

 通过研发具有强贯入能力的新型步履式静力触探,使之能够对强风化岩等较硬岩土层进行测试,从而满足端承型桩勘察深度的要求,同时在原有双桥静力触探的基础上增加总贯入力的测试,并称之为三桥静力触探。通过三桥静探试验与钢管桩沉桩试验的对比研究,以整个岩土层作为一个系统考虑,提出一套较精确估算指定桩径和深度下的压桩力,或指定压桩力和桩径下桩入土深度的新方法。并通过三桥静探试验与静载荷试验的对比研究,总结出珠三角地区端承型桩极限承载力的估算新方法,填补了目前规范的空白。以上研究成果表明具有强贯入能力的三桥静力触探能够为桩基础的设计、施工和检测提供非常有用的指导。     

压入式沉桩的设计与施工──一个综合楼工程压入式沉桩总结

压入式沉桩是以较小的静压力，使桩克服土体的阻力，把预制钢筋混凝土桩沉入预定的标高，从而获得较大的承载力的桩基工程。近年来，上海地区的压入式沉桩有较大的发展。压入式沉桩由于没有锤击式的锤击应力，因此桩的配筋及混凝土强度等级相对于打入式沉桩要求要低。本文通过工程实例，主要对压入式沉桩的承载力及桩基沉降等做了一些测试工作，对压入式沉桩的压桩阻力、特别是对压入式沉桩的最大深度及压载以及桩持力层等问题提出了新的建议和看法。     

考虑侧阻退化的静压桩沉桩阻力的计算公式及工程应用

静压桩的沉桩阻力随入土深度的增加而不断变化,沉桩阻力是对土层性质的综合反映,同时也为分析沉桩可能性及选择沉桩设备、推算静压桩极限承载力提供了重要依据.目前在确定沉桩阻力的方法中都假定某一位置处侧阻不随桩的贯入而变化,然而现实情况是同一层土的桩侧阻并不是一个常数,而是随着桩的贯入而变小.在土层某一固定的标高处,随着桩入土深度的增加,该处的侧阻值在不断地减小.文中对侧阻的退化机理进行了分析,并提出了考虑侧阻退化的沉桩阻力公式,通过实例验算表明此法切实可行.     

风化粉砂岩类地层钢板桩振动沉桩可行性分析

振动锤沉桩是钢板桩施工最常采用的沉桩工艺,但在风化岩类地层采用振动锤施打钢板桩,目前,工程经验和理论研究均较缺乏。鉴于此,依托具体工程,采用纵向一维振动模型模拟钢板桩、Smith-viscous模型模拟动土阻力,考虑振动锤能量和锁口阻力不同,通过数值计算对比分析钢板桩的沉桩入土深度、贯入度等沉桩参数,分析结果可为振动锤选型及沉桩工艺优化提供依据。     

强风化岩中开口钢管桩承载力影响参数实测研究

单桩承载力的确定是桩基设计中的首要问题,对大直径开口钢管桩单桩承载力的预估,桩周侧摩阻力标准值qsk的取值至关重要。通过对44根开口钢管桩进行多次锤击沉桩和高应变动载测试的实测数据,按照参数法计算出开口钢管桩在强风化岩中的极限侧摩阻力标准值,为今后类似地基中基桩承载力计算提供参考。     

微型钢管桩在青岛地区基坑支护中的应用研究

依托青岛某综合性商业大厦基坑支护工程,通过在钢管桩外壁贴应变片的方法,探讨了青岛地区土岩结合地层大直径水泥土桩内植入微型钢管桩的弯矩计算方法,分析了水泥土桩内微型钢管桩受力后的弯矩分布及变化情况.测试结果表明,钢管桩的最大弯矩发生在基坑深度的中下部;该种支护形式适合于土岩复合地层.     

斜坡桥台桩基竖直承载能力数值分析

采用FLAC3D软件模拟计算斜坡桥台桩基础竖直承载能力,建立了考虑不同坡度、不同嵌岩深度和不同桩径的二维有限差分模型,数值计算了不同影响因素对斜坡嵌岩桩竖直承载力的影响。数值计算表明,随着坡度的增加,承载力呈现先增加后减少的趋势;随着嵌岩深度的增加,承载力逐渐增加;随着桩径的增加,承载力逐渐减少;斜坡嵌岩桩的承载力大部分都比平地桩承载力要更大。     

砂土中静压挤土桩周压力的监测与研究

在城市中,传统锤击桩等动力沉桩产生了包括噪音、振动等环境问题。而静压桩由于其对环境影响比较小等特点得到了越来越广泛的应用。通过模型试验研究了静力压桩过程中桩周砂土的侧向土压力的发展规律。文章监测了整个沉桩过程中几组测点的土压力的发展,当桩尖向下刺入接近测点时,土压力急剧增长;当桩尖继续下沉到测点以下,测点处的土压力又急剧减小;当桩体尚未刺入到测点深度的时候,测点处的土压力就会提前达到峰值。由沉桩引起的侧向土压力最大值沿径向呈指数函数衰减,而随深度呈近似的线性增长。模型试验对比了不同沉桩速度所需的沉桩贯入力,发现沉桩速度越快,需要的沉桩贯入力越大。沉桩速度的快慢对桩周土体压力的产生没有明显影响。     

免共振液压振动锤施工的钢管桩承载力恢复规律的研究与应用

由于免共振法钢管桩施工工艺具有效率高、影响低、污染小等特点,目前已越来越广泛应用于城市桥梁、公路桥梁、轨道交通以及民航机场等各个领域,其经济效益和社会效益十分显著。由于该工艺的施工原理是利用土体液化进行沉桩,因而桩基承载力增长受限于土体的恢复情况,与常规桩基有别。以免共振法施工的钢管桩试验数据为依托,根据现行其他类似桩基施工及验收规范标准,研究钢管桩承载力的增长恢复规律,可为类似工程钢管桩的检测和验收提供参考和依据。     

振动沉管灌注桩施工中的电流控制

振动沉管灌注桩施工中的电流控制李丰先（黑龙江省寒地建筑科学研究院）振动沉管灌注检是利用机械振动方法，产生一定的激振力，将带有活瓣桩尖（或予制桩尖）的钢管沉入土中成孔至设计深度，随即从钢管内灌注砼，经震动、反插、复打等工艺过程而成的砼桩。由于在成桩过程...     

锤击沉管就地灌注扩大桩施工技术

锤击沉管就地灌注扩大桩是桩基础施工方法之一,它的主要特点是:易于调整桩的长度,以适应所要求的贯入深度;桩材不受搬运、打入应力的控制,节省钢材;打入管可抽出反复使用,可进行复打,增加桩身横截面面积和消除可能出现的缩颈,其承载力也显著提高;对于土中位移或振动没有限制的地方,锤击沉管就地灌注扩大极成桩费用较之任何其它类型的打入桩或钻孔灌注桩便宜。一、锤击沉管就地灌注扩大桩施工工艺 (一)施工机具设备打桩机系直型自行式桩架,采用内径为φ380、外径为φ460的钢管,钢管总长24米,钢管的桩尖采用活瓣桩尖,由三页组成,鎯头采用3吨蒸汽锤。现场混凝土搅拌机每日供应的混凝土用量约30～40立方米(计划每台班打4～5根桩)。按设计要求,混凝土标号为200级,塌     

基于黏性土的静压沉桩受力特性室内模型试验研究

将增敏微型光纤光栅传感器(以下简称FBG传感器)、土压力传感器成功应用于静压桩室内模型试验中,对贯入黏性土地基中双壁开口试桩TP1压桩力、桩端阻力、桩身内外管轴力、内外管侧摩阻力、单位侧摩阻力等的发展变化情况进行了监测。试验结果表明:FBG传感器、土压力传感器能较好地监测沉桩过程中的桩身受力状态。开口试桩TP1的压桩力、桩端阻力、桩内外管侧摩阻力均随着沉桩深度的增加而逐渐增大,而不同贯入深度下的内外管桩身轴力逐渐递减且斜率逐渐减小。静力沉桩过程中土塞逐渐形成并趋于稳定,沉桩结束时土塞高度超过3L/100。在沉桩过程中,随着贯入深度的增加,同一沉桩深度处桩侧水平应力逐渐释放,桩侧摩阻力出现"退化效应"。沉桩结束时,外管侧摩阻力值是内管侧摩阻力值的3倍。     

谈钻孔灌注桩的入岩判断

结合工程实例,对工程地质、岩土地质及地下水条件进行了分析,在此基础上探讨了钻孔灌注桩的入岩判断内容以及具体的判断方法,以确保入岩判断的准确性,进而使桩端嵌岩深度及单桩承载力满足要求。     

开发中的几项桩工新技术

1　回转压入式钢管桩新日本制铁公司先前开发的底端带有螺旋叶片的回转压入式钢管“ＮＳ生态桩” ,作为基础桩的容许承载力 ,已取得日本建设大臣的认定 (2 0 0 0年 5月 )。底部螺旋叶片与管身连接采用焊接 ,施工时采用螺旋钻孔机 ,带动钢管回转 ,螺旋叶片随之切削基础土 ,整个钢管桩也随之贯入地下。施工时不发生冲击 ,实现了低噪声、低振动的施工。其操作原理如图 1所示。图 1　ＮＳ生态桩操作原理回转压入式钢管桩经日本建设大臣认定的容许承载力中 ,按桩轴面积换算 ,其桩端承载力系数最大达 5 0。此外 ,桩径最大尺寸为 12 0 0ｍｍ ,螺旋…     

注浆钢管桩抗拔承载力试验研究

依托上海某工程未注浆钢管桩和注浆钢管桩的抗拔承载力现场试验,分析了深厚软土层中钢管桩的静载~位移曲线,探讨了注浆对钢管桩承载力的提升效果,并通过有限元计算,定性分析了注浆泡对单桩承载力的影响。研究结果表明:注浆钢管桩荷载-位移曲线呈"缓变型",注浆对桩周土体的加固作用,可改善桩土接触面,增加桩身的粗糙度,在出浆口处,易于形成扩径,提高桩的锚固作用,因此,注浆工艺能显著提高钢管桩抗拔极限承载力,有效地减小抗拔桩位移,为软土地区基础的设计提供了有益参考。