深开挖条件下抗拔桩分析与设计方法

上海世博500kV地下变电站抗拔桩桩端埋深为82.3m,开挖深度约34m,且开挖面积大,开挖土方量达450000m3。结合工程实际提出了深开挖条件下抗拔桩的分析与设计问题。对深开挖条件下抗拔桩开挖段侧摩阻力的扣除、开挖卸荷桩周土体围压减小引起的抗拔桩承载力损失及开挖卸荷基底土体回弹对桩产生预拉力等问题进行了分析。提出了一种双套管法实现开挖段侧摩阻力的扣除,得到有效桩长的抗拔承载力;采用有限元法和基于Mindlin解的简化分析方法预估大面积深开挖土体卸荷引起抗拔桩承载力损失比例;采用有限单元法分析基坑开挖卸荷土体回弹对桩身产生预拉力,并指出深开挖的桩身设计应进行开挖过程及正常使用阶段两个方面的抗拉强度的验算。     

扩底抗拔桩承载性能试验研究

进行了扩底抗拔桩和桩侧注浆抗拔桩2种桩型的对比试验,共测试了6根扩底抗拔桩,包括19m和29m桩长各3根,3根桩侧注浆抗拔桩,桩长亦为19m,桩径与扩底抗拔桩相同.试验结果表明,扩底抗拔桩的单桩承载力更高,比桩侧注浆桩提高了17％,采用旋挖成孔工艺保证了扩大头的挤土效果,扩大头的存在使桩身的拉力和变形向下传递,更好发挥桩身强度.     

大直径扩底抗拔桩在于家堡工程中的应用

通过分析现有的抗拔桩承载力计算方法,结合于家堡工程地质概况对抗拔桩进行了设计,并对桩基础进行了预埋荷载箱自平衡静载试验,以配合桩基设计,满足施工要求。     

桩侧后注浆与扩底抗拔桩承载特性研究

目前抗拔桩主要有常规等截面抗拔桩、桩侧后注浆抗拔桩以及扩底抗拔桩三种类型,采用有限元计算软件,对常规等截面抗拔桩、桩侧后注浆抗拔桩以及扩底抗拔桩的承载特性进行了研究,并分析了不同扩底直径对抗拔桩承载力的影响,为抗拔桩的设计与施工提供了依据.     

抗拔桩在大面积深开挖过程中的受力特性分析

由大面积大深度基坑开挖引起的土体卸荷回弹会对坑底桩基产生不利影响,这一影响对抗拔桩尤为突出。针对上海世博地下变电站的抗拔桩设计,采用基于非线性有限元的数值方法对抗拔桩在大面积深开挖过程中的受力特性进行了研究。首先通过对抗拔桩地面单桩静载荷试验结果的反分析确定土层本构参数,然后对抗拔桩在开挖过程和正常使用状态下的受力特性进行了数值分析。分析结果表明,基坑开挖引起的桩身轴力对抗拔桩的负面影响较轴心受压桩更为明显,在抗拔桩设计中应充分考虑开挖引起的预拉力,且扩底抗拔桩受到的预拉力大于等截面桩。正常使用状态下桩身轴力是土体回弹隆起引起的轴力和桩顶上拔的引起的轴力的叠加,应以此对桩身的钢筋配置进行校核。     

桩侧注浆与扩底抗拔桩的极限载荷试验研究

相比于传统等截面抗拔桩,桩侧注浆抗拔桩和扩底抗拔桩能大幅提高抗拔承载力,具有较高的工程应用前景。笔者开展了有效桩长19 m的桩侧注浆抗拔桩和扩底抗拔桩的极限载荷对比试验,各3根试桩,均加载至极限破坏状态,同时开展桩身轴力与变形量测。从荷载位移曲线、桩身轴力分布规律、桩侧摩阻力发挥特性等方面对两种桩型进行了对比分析。试验表明,两种桩型相比于等截面抗拔桩的承载力提高机理不同:桩侧注浆使得有效桩长范围内各层土桩侧摩阻力普遍得到增强,实测桩侧摩阻力比勘察建议值提高33%~73%。扩底抗拔桩中等截面段侧摩阻力的发挥与勘察报告建议值相当,扩大头提供的抗拔承载力随加载值的增大而逐步发挥,在最大加载值时,扩大头承载力达到总加载的55%,超过等截面段桩侧摩阻力,扩大头的存在对于提高抗拔承载力作用明显。     

桩侧注浆抗拔桩的试验研究与工程应用

为研究桩侧注浆抗拔桩的性能,结合上海白玉兰广场工程开展了9组桩侧注浆抗拔桩现场足尺试验,其中3组试桩采用了双套管技术,将工程桩桩顶标高以上桩身与土体隔离开,以使试桩与工程桩的实际受荷状态更接近。基于试桩结果,首先比较了常规和采用双套管两种试桩荷载位移曲线的差异;其次研究了注浆后桩侧摩阻力的发挥及与规范推荐值的比较;采用指数函数拟合本次试验结果并预测试桩抗拔极限承载力。背景工程最终采用了桩侧后注浆抗拔桩,相比于常规等截面桩大幅提高承载力,并节约混凝土用量和减少泥浆排放量,具有较好的经济及环保效益。     

软土地区多种桩型抗拔桩侧摩阻力特性研究

近年来,对扩底抗拔桩和桩侧注浆抗拔桩这两种新型抗拔桩承载特性的研究受到广泛关注。依托上海虹桥综合交通枢纽工程,开展了等截面、扩底和桩侧注浆3种桩型抗拔桩的现场足尺对比试验。比较了各桩型桩侧摩阻力发挥特性的差异;并对典型土层在不同桩型中摩阻力的发挥特性进行了分析;将3种桩型抗拔桩的桩侧摩阻力实测值与规范推荐值进行了比较。进一步认识了软土地区扩底抗拔桩和桩侧注浆抗拔桩各自的荷载传递特性。     

某地下室人工挖孔嵌岩扩底抗拔桩设计

本文结合工程实例,对人工挖孔嵌岩扩底抗拔桩设计机理、抗拔承载力计算、桩身配筋、检测等四个问题进行了详细探讨。在此基础上,并把嵌岩扩底抗拔桩与常规抗拔桩进行了比较。分析结果表明：对于该场土嵌岩扩底抗拔桩更经济合理,可供类似工程参考。     

深埋纯地下建筑不同抗拔桩型承载性状试验研究

通过对某沿海城市500 kV深埋地下变电站不同抗拔桩型的现场试验研究,对扩底抗拔桩和桩侧压浆等截面抗拔桩两种不同抗拔桩型的承载力性状进行了分析,研究了两种不同桩型的荷载传递规律和承载力提高机理。本文认为,对于含砂丰富地层且单桩承载力要求较高的长桩,宜优先选用压浆桩,而且在技术经济条件相当的情况下,选择桩侧压浆方案可以节省工期;对于以软土或黏土为主的地层或桩长较短的情况,扩底桩则比压浆桩更具优势。     

上海世博500kV地下变电站圆形深基坑逆作法变形与受力特性实测分析

上海世博500kV地下变电站是直径为130m的深埋圆筒形全地下结构,采用全逆作法施工。针对基坑工程特点,基坑开挖期间建立了全过程、全方位的监测系统,完整地记录了施工过程中围护结构的变形与内力和周边环境的变形。监测数据表明：围护结构的侧向变形明显小于相同开挖深度的其它基坑工程,地下连续墙呈现以水平受力为主的圆形结构特点,体现了圆形基坑环向受力的特点和利于变形控制的优点。该工程各项监测数据均在允许值范围之内,验证了相关设计参数的合理性和理论研究的正确性,为软土地区类似深基坑工程的设计和施工提供参考和借鉴。