土性经验公式在基桩极限承载力分析中的应用

针对粘性土和砂土的不同特性,分别给出了桩侧极限摩阻力及桩端阻力的工程经验公式。粘性土中桩侧极限摩阻力和桩侧阻力与土体的不排水抗剪强度联系在一起;砂土中桩侧极限摩阻力和桩端阻力与土体的上覆有效应力联系在一起,并考虑了大直径桩的应力释放效应。通过两个算例探讨了粘性土中桩无量纲极限承载力与桩身长细比、桩径及土体内摩擦角、不均匀系数的关系;探讨了砂土中桩无量纲极限承载力与桩体长细比、桩径和砂土极限状态摩擦角、相对密实度的关系。最后,通过一个工程实例对本文方法进行了验证。本文方法可在初步设计时预估基桩的承载力。     

地表试验条件下灌注桩桩侧阻力分析

采用地表试验条件下的试验结果,进行桩侧阻力、桩端阻力的划分、取值,实质上仍然是一种间接方法。目前大多采用"扣除法",其方法经验和人为因素较大。另一方法是在桩身埋设元件对桩身应力进行测量,以土层界面设监测点,测量每层土的侧阻力,从而计算确定桩端阻力及单桩承载力。本文以某实测工程为例,研究了地表试验条件下后压浆灌注桩桩侧阻力、桩端阻力考虑实测桩径的试验取值方法,讨论后压浆灌注桩产生桩侧负摩阻力的原因和对桩侧阻力计算产生的影响,提出以计算基底以上综合侧阻力、基底以下综合侧阻力和总桩端阻力(含端部部分侧阻力)结果,进行桩侧阻力取值计算的实用方法。     

沉管灌注桩单桩承载力分析

通过对福州地区最常见的粘土(Ⅱ)和中砂层两种持力层上,沉管灌注桩单桩竖向静载试验的实测资料分析及桩侧摩阻力和桩端承载力在试验过程中发挥的作用,说明目前沉管灌注桩承载力应用情况.分析表明打桩施工对桩周土和桩端土层的挤密作用,提高了桩侧摩阻力及单桩承载力.建议利用扩大桩端面积来提高桩的承载力.     

深厚软土地基中桩侧负摩阻力试验及数值分析

深厚软土地基中由于固结沉降产生的桩侧负摩阻力是桩基设计施工中需要考虑的关键问题之一。依托某工程项目,通过现场试验与ABAQUS有限元模拟试验对比研究了深厚软土地基中单桩桩侧负摩阻力的发展规律。研究结果表明,有限元模拟结果与实测结果曲线吻合较好;深厚软土地基中桩基侧摩阻力随着施工的进行而逐渐发挥,在桩身上部产生了负摩阻力且直至施工结束仍然存在。桩侧负摩阻力的发挥与施工时间、土层性质及桩顶沉降密切相关,不同土层中的桩侧负摩阻力随着施工时间先增大后减小,同时随着桩顶沉降的增加呈现出先增大后减小的变化趋势。研究结果可为桩基设计施工提供依据。     

锚杆静压管桩在粉砂土层中的施工技术

结合杭州天工艺苑工程静压预应力管桩实例,对常规粉砂土层压桩中桩端、桩侧摩阻力大的压桩难题,采取桩管内取土及冲水消除土塞的技术措施,有效减小了压桩力,为砂土层中静压桩施工积累了经验。     

大直径超长桩后继打桩拒锤现象分析 及单桩承载力计算

 受到海上施工条件的限制,特别是大直径超长桩的施工常出现停锤,停锤后继续打桩时,连续打桩引起的桩周地基土中的超静孔隙水压力消散,土体强度得到恢复和提高,使得打桩阻力增大,甚至出现拒锤现象。分析表明,地基土层的分布、土体中裂缝的开展、停打时间的长短以及桩管内土塞的作用直接影响土体强度的恢复和提高程度。提出超静孔隙水压力的计算方法以及超静孔隙水压力的时间效应;结合一维应力波动理论,以实测打桩记录为依据,采用反分析方法确定当后继打桩出现拒锤现象时的单桩承载力。实际工程算例和海上原位动测结果表明,该方法具有可行性。     

自平衡测试法桩基静载试验分析

为研究孔灌注桩的承载特性,采用自平衡测试法进行4根试桩静载荷试验,并采用钢筋计测试元件进行了桩身轴向应力测试。基于实测数据,对桩总承载力、桩侧摩阻力、桩端阻力以及承载力性能进行了分析。研究表明,南岸试桩桩侧摩阻力地勘报告值与实测值基本一致,南岸锚定区试桩桩侧摩阻力地勘报告值与实测值存在一定差异。试验研究成果直接用于该工程桩基设计,同时为类似桩基设计施工提供参考。     

基于光纤传感技术的泥岩地基动力打入桩施工效应现场试验

为探讨泥岩地基动力打入桩的施工效应与承载力异常问题，基于低温敏光纤应变传感器联合桩端全截面轮辐压力传感器实时监测打桩过程中桩身应力及桩端阻力，明确打桩过程中试桩内力和桩端阻力随贯入深度的变化规律；通过竖向抗压静载荷试验与高应变动测分析各试桩的承载特性；利用打桩锤击数和锤重分析锤击能对动力打入桩沉桩效应的影响，借助打桩前后桩边标准贯入试验锤击数随桩长的分布，揭示动力打桩对桩周泥岩强度的影响机制。结果表明：沉桩过程中不同测试传感器得到的桩端阻力时程曲线变化规律较为一致，静载试验获得的试桩极限承载力比高应变动测得到的结果偏高，试桩均表现出端承型桩的特性；重锤打桩桩身应变变化幅度明显较大，打桩能量与试桩的竖向承载力有关，高能量打桩导致泥岩结构损伤加重，会降低动力打入桩的承载力；打桩后桩周泥岩的标贯试验锤击数与打桩前相比明显减小，宏观上表明动力打桩对桩周泥岩结构造成不同程度的损伤，可以认为泥岩结构损伤是动力打入桩承载力降低的主要原因之一。     

静力触探在大直径超长桩溜桩分析中的应用

静力触探在海洋岩土工程中的应用越来越广泛。随着大直径超长桩在海洋工程中的普遍应用,过大的桩锤自重使得溜桩现象在沉桩过程中频繁发生。因此对于打桩控制而言,合理的判断溜桩区间是十分必要的。针对目前所使用的API规范中桩端阻力与桩侧摩阻的计算方法对大直径超长桩不适应的问题,结合实际工程对溜桩的过程和发生机制进行探讨;利用静力触探测试数据提出在溜桩状态下土阻力的计算方法:利用LCPC(Laboratoire Central des Ponts et Chaussées)法计算桩端阻力,提出适合南海土质条件的桩侧摩阻力的分区方法,使用已有方法与灵敏度结合计算桩侧摩阻力,针对南海某平台桩基施工过程中发生的溜桩问题进行研究计算,证实建议方法的可行性,为桩基设计提供参考与依据。     

打桩对周边土体扰动效应的数值模拟

基于大型通用软件Abaqus的平台,对饱和土中的打桩效应进行有限元分析。通过圆柱孔扩张的位移边界条件法对桩周土的应力状态和位移状态进行了详细的分析,并讨论了数值模拟过程中土的参数对隆起的影响。数值模拟过程中考虑了大变形、土自重应力和动摩阻力等因素,能够较为真实的反映打桩过程中桩周土体的应力状态。     

基于土体固结流变的桩基长期沉降数值模拟

通过考虑上海饱和土体的固结流变特性以及桩端压缩层为砂土的三层土层剖面,运用有限元分析程序ABAQUS,对钻孔桩基和打入桩基的沉降特性进行了模拟分析,并对浅层砂土的存在对两种桩基的影响进行分析。通过引入小孔扩张理论模拟打桩引起的超静孔隙水压力,模拟验证施工效应对桩基沉降的影响,并基于打桩施工对浅层砂层的挤土效应,模拟分析了浅层砂土对减少打入桩基沉降的作用。     

桩端刺入的离心机试验研究

采用可视化模型箱,进行桩端刺入离心模型试验。考虑纯砂土、分层介质两种土体情况,研究上覆软弱夹层对桩端刺入的桩侧摩阻力和桩端阻力的发挥性状及阻力随沉降的发展模式的影响。试验表明:分层介质中达到极限桩端阻力所需的桩端刺入量约为纯砂土中的一半,且当桩土相对位移很小时,桩端附近的土体的横向位移和沿深部方向的影响范围基本形成,桩端砂土有比较明显的椭球孔形扩张态势。     

打桩施工对周围土性及孔隙水压力的影响

假定土体为均质、各向同性的弹塑性介质，运用无限介质中圆柱形小孔和球形小孔扩张理论分别模拟饱和粘性土中打入桩的沉桩过程，求出沉桩过程中桩周土体的应力分布，分析沉桩引起桩周土体土性的变化及其对土体应力的影响。运用水力压裂理论推导出沉桩产生的超孔隙水压力在沉桩后瞬时沿桩身径向和竖向的分布。经与工程实测值作分析比较，发现理论预测值与实测数据吻合较好。     

大直径深长钻孔灌注桩分层荷载传递特性试验研究

 基于常州高架一期工程现场静荷载和桩身应力测试结果,分析竖向荷载下大直径深长钻孔灌注桩在分层土中的荷载传递规律。由于试桩加载至破坏,故对此分析能为深入研究大直径深长钻孔灌注桩的承载性状提供有价值的工程参考。试验结果表明：大直径深长钻孔灌注桩端承力所占比例较低,荷载–沉降关系呈陡降型,存有明显拐点;侧、端阻力非同步发挥且相互影响,同时上下层侧阻力亦先后发挥至极限;通过对试桩的实测数据进行分析可得,埋深对桩周具有相似物理力学特征土层的侧阻力影响较大,一些土层实测侧阻力与勘察报告推荐值有很大差异;土层(1)和(3)荷载传递曲线属加工软化型,而桩端土荷载传递曲线属明显的双折线硬化模型,这说明上部土层有剪切破坏趋势,使侧阻产生一定程度削弱,而在承载时端承力有较大发挥空间。     

大直径钢管桩打桩振动对粘土土阻力的影响

随着海洋平台上部结构的增大,大直径超长的钢管桩越来越多的被应用于实际工程中。要想对桩的可打入性进行准确预测,首先要对打桩冲击振动对周围土体所造成的影响有准确的评价。为了对打桩过程中的土阻力作出准确分析,根据渤海海域36根桩的打桩记录,对其中粘性土土层的打桩记录进行了反分析,总结了打桩过程中粘土层中土阻力的变化特点,分析了这些特点产生的原因。同时利用实测数据回归得到粘土层强度衰减的规律,提出了进行打桩分析时粘土层计算参数选取的方法,并通过一个实际工程对此进行了验证。分析结果显示,粘土层在打桩过程受动力效应的     

高层建筑钻孔桩基长期沉降特性分析

结合上海地区26栋高层建筑钻孔桩基长期沉降观测资料,分析桩端持力层的种类、桩端压缩层中砂土比、桩周土层特性等因素对钻孔桩基长期沉降特性的影响,结果表明,桩基持力层的选择和压缩层内的砂土比对桩基沉降有较大影响,钻孔桩沉降受桩周土的影响明显小于打入桩基础。     

单桩在竖向受荷条件下的时间效应

通过单桩的有限元固结分析,研究了单桩在不同加载方式下的桩顶荷载-沉降关系曲线,揭示了不同载荷比条件下桩身轴力和桩侧摩阻力受荷载维持时间的影响程度,以及桩侧和桩端下土体中的初始超静孔压分布,通过分析与实测结果表明,土体的固结对单桩的静载荷试验的影响很小,桩身上的荷载主要以剪应力的形式传递到周围土体中。     

基于三维离散–连续耦合方法的分层介质中桩端刺入数值模拟

使用离散–连续耦合的方法模拟分层介质中桩端的刺入过程,即在桩端刺入影响较大的区域采用离散元模拟,在离桩较远的区域采用连续单元模拟,开发FLAC3D和PFC3D的结合模块,通过交界处离散颗粒与连续单元的相互接触位移作用实现耦合。通过与有关的数值模拟和离心机试验比较可知,离散–连续耦合方法能高效且合理地模拟分层介质中桩端的刺入过程。研究表明分层介质中桩端刺入存在桩端阻力极限值,上覆软弱层对极限桩端阻的大小的影响效果不明显,但上覆软弱层的存在使得分层介质中桩端阻力达到极限值所需刺入深度远小于纯砂中。综合分析桩端土体宏细观参数的变化规律可得：(1) 与桩端接触的土体被逐渐压密,与桩端连成整体,颗粒基本不旋转,以竖向位移为主;(2) 与桩侧接触的土体颗粒,沿刺入方向发生滑动,颗粒基本不旋转,以竖向位移为主;(3) 稍远区域的颗粒受剪胀作用影响剧烈旋转,以斜向下挤扩运动为主。     

静压桩引起的超孔隙水压力及单桩极限承载力预测

引入时间、深度参数 ,分析饱和软土中静压桩单桩引起的超静孔隙水压力 ,给出了超静孔隙水压力及其消散的准三维解析解。基于有效应力原理 ,从超静孔隙水压力的消散和桩周土的固结出发 ,结合桩土接触面的破坏形式 ,获得了考虑时间效应的单桩承载力的解析解 ,实现了对其任意时刻单桩承载力的预测。通过两个工程实例表明了计算方法的正确可行。