岩溶地区大直径嵌岩桩承载力试验分析

通过自平衡试验测得兰海高速公路遵贵扩容段乌江大桥南侧主塔13,27号大直径嵌岩桩基的单桩侧摩阻力、端阻力荷载-位移曲线和Q-s等效转换曲线。对比分析了有无岩溶对试桩承载特性的影响;验算了规范公式的极限承载力值,并与实测值比较。结果表明:桩侧岩溶对试桩侧摩阻力折减约75%,远距离下卧岩溶对试桩无影响;试桩处于弹性压缩阶段,且中风化岩层作为桩端持力层即可满足设计要求,试桩安全储备较大;规范计算公式预测极限值均大于实测值,有必要进行自平衡试验验证大直径嵌岩桩的极限承载力。     

西宁火车站地下空间抗浮桩抗拔承载力试验研究

抗拔桩的应用愈来愈广泛。在进行抗拔桩设计时,通常是以桩的抗压侧摩阻力乘以折减系数λ_i(抗拔系数)作为抗拔侧摩阻力去计算桩的抗拔承载力。但由于抗拔系数λ_i的影响因素较多,取值区间较大,可能造成抗拔侧摩阻力的不准确性。利用原型试验测试抗拔桩的极限承载力是最直观、最准确方法。本文选择三根试桩进行破坏性静载试验,最大加载量为8 000 kN,得到抗拔桩的极限承载力,为设计提供客观参考。根据静载试验得到的Q-S曲线,运用MATLAB软件采用最小二乘法分别拟合出三种抗拔极限承载力预测函数模型的曲线,提出了适合该地区的抗拔桩极限承载力预测模型。     

地铁车站抗拔桩侧摩阻力试验研究

采用自平衡法和滑动测微计法对地铁车站的嵌岩抗拔桩进行了侧摩阻力试验,采用自平衡法进行了嵌岩桩的抗拔试验,同时在桩身埋设滑动测微管,研究桩侧摩阻力的分布规律。研究表明,桩侧摩阻力随深度自下而上递减,且受桩身弹性模量的影响。试验测试得到的摩阻力分布曲线需进行断面修正和回归处理方能得到合理的试验结果。自平衡试验方法可与传统的抗拔试验做对比,验证桩基抗拔承载力,试验结果可为相关抗拔桩测试提供参考。     

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。     

某建筑工程钻孔灌注桩后注浆施工研究

钻孔灌注桩后注浆施工技术已广泛应用于多个城市的数千个项目桩基工程,本文结合某建筑工程钻孔灌注桩试桩施工,通过抗拔桩和抗压桩试桩试验结果的比较分析,分别研究了未注浆、桩端后注浆和桩端桩侧后注浆的试桩抗拔极限承载力和抗压极限承载力的差异,并比较了不同土层桩侧后注浆的摩阻力曲线。     

成桩方式对桩基承载特性影响的试验研究

相比于传统测试方法,自平衡法在桩基承载性能测试中具有较多优势。本文以李子沟特大桥为工程依托,通过自平衡法对泥浆护壁成孔桩和干作业成孔桩开展静载试验,研究成桩方式对桩基承载特性的影响。分析桩身轴力、桩身侧摩阻力的变化规律,根据等效Q-s曲线确定试桩的极限承载力。结果表明:成桩方式对桩体极限承载力的影响显著,干作业成孔方式有利于提高桩体的承载力,而泥浆护壁成孔方式降低桩身侧摩阻力和桩端阻力,不利于桩体承载力的发挥。研究成果不仅可以为桩基设计和施工提供参考,同时丰富了桩基理论。     

普通抗拔桩与托底抗拔桩荷载传递数值分析

基于FLAC3D有限差分软件,对普通抗拔桩和托底抗拔桩进行数值模拟分析,对比研究两种抗拔桩的荷载-位移曲线、桩身轴力传递特性及桩侧摩阻力分布等特性。结果表明:普通抗拔桩的极限承载力小于托底抗拔桩的极限承载力,荷载相同时普通抗拔桩的位移更大;两种桩型的荷载-位移曲线均主要由线性段构成,普通抗拔桩和托底抗拔桩在极限状态时均发生"突变型破坏";托底抗拔桩桩身轴力由下向上传递,普通抗拔桩桩身轴力由上向下传递,两者的轴力沿深度分布形式相反:普通抗拔桩轴力随深度增加而减小,托底抗拔桩随深度增加而增大;两种桩的摩阻力分布曲线相似,上部小,中下部大;荷载水平较低时,托底抗拔桩上部摩阻力大于普通抗拔桩,荷载水平较高时,除了桩端附近,托底抗拔桩全桩摩阻力均大于普通抗拔桩;桩侧摩阻力与桩土相对位移关系呈双曲线型分布。     

风化岩地基微型抗浮桩承载性能原位试验研究

微型抗浮桩具有地层适应性强、布置形式灵活、成孔快、施工占用场地小、施工机械小型化及经济环保等优点。基于中风化花岗岩地层8根微型抗浮桩现场静载荷试验,研究青岛风化岩地基微型抗浮桩的竖向抗拔承载性状。试验结果表明:试桩Q-s曲线为缓变型,极限荷载作用下桩长为4.2~5.1 m的微型抗浮桩总上拔量不超过7.0 mm,极限抗拔承载力高达1 700 kN,承载力较高,满足设计要求;单桩单位平均极限侧摩阻力为0.307~0.425 MPa;在其他条件均不变的情况下,微型抗浮桩的单位平均极限侧摩阻力随桩径的增加而减小。     

风化岩地基微型抗浮桩承载性能原位试验研究

微型抗浮桩具有地层适应性强、布置形式灵活、成孔快、施工占用场地小、施工机械小型化及经济环保等优点。基于中风化花岗岩地层8根微型抗浮桩现场静载荷试验,研究青岛风化岩地基微型抗浮桩的竖向抗拔承载性状。试验结果表明:试桩Q-s曲线为缓变型,极限荷载作用下桩长为4.2~5.1 m的微型抗浮桩总上拔量不超过7.0 mm,极限抗拔承载力高达1 700 kN,承载力较高,满足设计要求;单桩单位平均极限侧摩阻力为0.307~0.425 MPa;在其他条件均不变的情况下,微型抗浮桩的单位平均极限侧摩阻力随桩径的增加而减小。     

基于极限载荷试验的扩底抗拔桩承载变形特性的分析

结合天津于家堡南、北地下车库项目开展了2组各3根扩底抗拔桩的极限承载力试验,其中一组试桩有效桩长19 m,另一组试桩有效桩长30 m,试桩均加载至极限破坏状态。载荷试验过程中,两组试桩均对桩顶、有效桩长桩顶以及桩端位置进行了位移测试;其中有效桩长为19 m的试桩还开展了桩身轴力测试。对2组试桩成果从荷载位移曲线、桩身轴力分布、桩侧摩阻力分布规律等方面进行了分析。结合有限元数值模拟分析表明,扩底抗拔桩的承载力由等截面段桩侧摩阻力与扩大头抗力共同组成,首先由等截面段桩土侧摩阻力提供抗拔力;当上拔荷载进一步增大后,扩大头开始逐渐发挥作用,并且扩大头抗力占总承载力的比例逐步上升。极限状态下,有效桩长为19,30 m的试桩,扩大头提供的抗力占总抗拔承载力的比例分别约为50%和35%。扩大头的存在对于等截面段桩侧摩阻力的发挥影响较小。扩大头受周边土体法向力的竖向分量是扩大头抗力的主要组成部分,极限状态下,其可占扩大头抗力的70%左右。     

抗拔桩承载能力影响因素与群桩变形规律试验研究

利用自主研发的桩基室内抗拔测试装置,结合数值模拟技术对抗拔桩的承载破坏过程及影响因素、群桩的协同工作特征展开了深入研究。结果表明：抗拔桩的承载破坏经历4个阶段,承载初期,桩顶侧摩阻力最先发挥作用,桩顶土体发生塑性破坏;随上拔荷载不断增大,桩体产生相对位移,桩周土体由于桩身侧摩阻力产生塑性破坏;当桩身轴力自桩顶传递至桩底时,桩身底端产生抗拔“吸附力”,并伴随局部土体塑性破坏;随着桩周土体塑性区的拓展、连通,抗拔桩承载能力达到极限;桩身长径比、桩-土界面摩擦因数、桩侧土体压力与其承载极限呈正相关关系,其中桩身长径比对桩端“吸附力”具有重要影响;群桩抗拔过程中,角桩侧摩阻力发挥最充分,桩身位移量最小,极限承载力最大,中心桩桩身位移最大,极限承载力最低;距径比影响抗拔桩的群桩效应,当距径比从2增大至8时,桩身侧摩阻力提高30%,将距径比8作为群桩工程的推荐值,6～10作为群桩距径比的推荐范围。     

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。     

强风化泥质灰岩桩基承载性能试验研究

介绍了贵阳某高层建筑工程的地质条件及现场2根工程桩(44号桩和47号桩)和1根试验桩(S1号桩)的极限抗压承载力试验研究情况。采用自平衡静载试验研究方法,分析了桩身轴力、桩身侧摩阻力和桩端阻力随荷载的变化规律以及其对极限抗压承载力的影响,并根据等效Q-s曲线确定了桩基的极限抗压承载力特征值。试验结果表明:实测Q-s曲线为缓变型曲线,所得承载力满足设计要求;施工工艺及外界环境对桩身侧摩阻力的发挥有较大影响,应引起重视。     

山东省东明黄河公路大桥大直径超长灌注桩现场试验研究

山东省东明黄河公路大桥单桩竖向静载试验采用拉压锚法加载装置实现了45000kN超大吨位加载,为研究黄河中下游地区大直径超长灌注桩承载特性及荷载传递机理提供了有价值的参考数据。试验结果表明:两根试桩桩顶Q-s曲线均呈缓变型,表现出摩擦桩性状;桩顶在低竖向荷载作用下,桩身弹性压缩量占超长桩桩顶沉降量的绝大部分,该比重随桩顶竖向荷载的增加而减小;试桩加载至45000kN时,桩身弹性压缩量占桩顶沉降量的比例仍超过50%;由于桩侧土层侧摩阻力发挥的异步性,超长桩上部土层的侧摩阻力先于下部土层发挥;侧摩阻力发挥过程中,超长桩中部土层侧摩阻力软化效应严重,而深部土层侧摩阻力具有明显的增强效应,超长桩设计计算时应考虑不同深度土层侧摩阻力的软化效应或增强效应。     

大直径灌注桩抗拔承载性状分析

根据5根大直径灌注桩现场抗拔静载试验和应力测试结果,分析了嵌岩桩荷载传递性状和嵌岩段摩阻力发挥过程一些特性,得到抗拔桩的桩周土层抗拔系数以及Q–s曲线呈缓变形的抗拔桩极限承载力取值方法。结果表明抗拔桩的曲线形状与持力层岩石风化程度和桩的嵌岩深度有关。同时根据嵌岩段摩阻力发挥过程特点,进一步探讨了影响嵌岩段摩阻力发挥值主要因素。     

GMS湄公河大桥桩基自平衡法测试技术研究

介绍采用自平衡法在GMS湄公河大桥桩基承载性能检验情况。结合检测工况对自平衡测试数据的影响,采用摩擦桩位移协调转换法和嵌岩桩的荷载协调转换法,获得P-S曲线。所得测试结果表明湄公河大桥桩基承载力符合设计要求;分析获得湄公河大桥试桩的侧摩阻力和端承力分布,结果表明湄公河大桥地区各土层发挥的侧摩阻力值与《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTG D63-2007)所列侧摩阻力标准值一致。文中还分析实际检测工况中诸因素对自平衡法检测所获侧摩阻力-位移结果的影响,进一步分析表明,嵌岩桩中所得侧摩阻力-位移关系存在特殊性,继续完善桩-岩关系可更广泛推动自平衡法在嵌岩桩承载力检测中的应用。     

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。     

基于光纤监测钻孔灌注桩承载性能研究

为了研究湖州软土地区钻孔灌注桩侧摩阻力的发挥,采用光纤监测技术获取试桩在现场载荷试验中桩身轴力、桩侧摩阻力及桩顶沉降位移。通过对监测数据分析,结果表明：试验荷载下试桩为摩擦桩,摩擦桩的承载力提高主要由桩侧摩阻力决定,且随着桩顶荷载的增加各土层的侧摩阻力相应增加;上部的黏质粉土层侧摩阻力随着加载等级的增加相应增加并趋于极限,其他土层侧摩阻力也逐渐增加,其中桩承载力主要由中部粉质黏土层的侧摩阻力提供;在桩顶荷载较小的情况下,桩顶荷载由上部的土层侧摩阻力承担,轴力未传递到下部土层,下部土层对桩身侧摩阻力无发挥,桩端阻力为零。     

桩侧桩端后注浆技术在冲孔灌注桩的应用实测研究

通过分析都江堰地区冲孔灌注桩试桩试验结果,对桩侧、桩端后注浆技术在冲孔灌注桩中的实际应用进行研究。采用自平衡方法对单桩进行加载试验,得到桩身侧摩阻力分布以及桩底反力发展过程。用理论公式与实测反力进行比较,分析自平衡方法测试的特征。理论公式计算与单桩静载试验结果对比表明:①理论公式中桩侧承载力计算结果偏大,对比实测后注浆桩侧侧摩阻力,注浆桩侧阻力增强系数增强后的桩侧摩阻力值偏高;②桩端后注浆采用桩端增强系数修正后的桩端阻力与实测结果基本相符合;③单桩静载试验结果的Q-s归一曲线可采用双折线来近似表达,给出单桩静载的预估曲线公式。预估结果表明与实测具有较好的一致性。     

使用荷载传递法分析抗拔桩的位移

研究了抗拔桩的桩侧极限摩阻力的确定方法,并且根据荷栽传递理论,提出了一个计算抗拔桩位移的十分有效的迭代算法.通过与实际工程中试桩的试验结果进行对比,结果表明该方法预测的桩顶位移与实测结果是非常吻合的.