后注浆超长大直径灌注桩承载性能试验研究

以软土地区桥梁桩基础为工程依据,进行了普通和后注浆超长大直径灌注桩的静载试验和桩身轴力测试,对比分析了普通灌注桩和后注浆灌注桩的承载性状,发现在软土地区后注浆技术能有效地改善超长大直径灌注桩桩端和桩侧土层特性,增加桩侧摩阻力和桩端阻力,使单桩承载能力得到明显提高,此项试验研究可为软土地区的类似工程提供参考和借鉴。     

温州地区软土地基超长桩底注浆钻孔灌注桩竖向承载力试验研究

根据交际工程施工质量的调查,嵌入卵石层超长钻孔灌注桩的承载力离散性较大,为提高钻孔灌注桩的承载力;采用桩底注浆是比较合理的选择.在此结合实际工程,对嵌入卵石层超长桩底注浆钻孔灌注桩的竖向承载性状、桩侧摩阻力和桩端阻力的发挥特性进行了研究,揭示了桩底注浆对基桩承载性状的影响情况.试验结果表明,对于长径比较大的超长桩,采用桩底注浆不仅提高了桩端阻力,也使得桩侧摩阻力出现强化,其提高幅度较大;由于沉降小,在按沉降量确定的极限状态下,桩端阻力占的比例较小,没有充分发挥.     

上海中心大厦大直径超长灌注桩现场试验研究

中国在建第一高楼上海中心大厦（ 632 m ）采用了直径为 1 m 、桩端埋深 88 m 的大直径超长灌注桩,有别于金茂大厦（ 420 m ）、上海环球金融中心（ 492 m ）另两栋超高层建筑所采用的钢管桩。通过现场试桩验证成桩可行性及承载力取值,试桩载荷试验加载至极限,采用分布式光纤量测桩身应变,同时为研究上海软土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数据。试验结果表明：试桩破坏前,Q – s 曲线近似为线性,破坏时,桩体发生刺入变形; 桩侧桩端联合后注浆桩与桩端后注浆桩在侧摩阻力分布及发挥性状方面存在显著差异; 黏性土中桩侧摩阻力充分发挥所需桩土相对位移小于 5 mm ,砂性土中小于 10 mm ;桩土相对位移超过极限位移后,埋深较浅的黏性土中由于桩土相对位移大出现明显的软化现象;与规范值相比,有效桩长范围内浅部土层中桩侧摩阻力小于规范取值下限,深部土层中桩侧摩阻力达规范取值上限的 2 倍以上;试桩端阻比较小,表现出摩擦型桩特性;桩身压缩占桩顶沉降 95% 左右,桩顶沉降主要由桩身压缩产生。试桩试验为上海软土地区 600 m 超高层建筑首次采用灌注桩提供指导和技术支持。     

上海地区超长后注浆钻孔桩竖向承载力试验研究

桩端注浆是上海地区大直径超长灌注桩发展的必然趋势。依据上海地区某超高层商业建筑试桩的高吨位竖向抗压静载试验结果,通过对基桩的竖向极限承载力性状、桩身轴力传递特性以及桩侧阻力、桩端阻力发挥特性的分析研究,揭示了桩底注浆对基桩承载性状的影响情况,深入探讨了上海软土地区大直径超长后注浆灌注桩的荷载传递机理和竖向承载性状,并提出了单桩承载力的估算方法。     

软土地区大直径超长后注浆钻孔灌注桩竖向承载力的试验研究

桩端后注浆是软土地区大直径超长钻孔灌注桩发展的必然趋势。依据软土地区某超高层建筑大直径超长钻孔灌注桩试桩的竖向抗压静载试验结果,通过对基桩的竖向极限承载力性状、桩身轴力传递特性以及桩侧阻力、桩端阻力发挥特性的分析研究,揭示了桩端后注浆对基桩承载性状的影响情况,深入探讨了软土地区大直径超长后注浆灌注桩的荷载传递机理和竖向承载性状,并提出了单桩承载力的估算方法。     

后注浆超长钻孔灌注桩抗压承载力试验研究

以天津地区某在建超高层的桩基静载试验为基础,对软土地区后注浆超长钻孔灌注桩的承载性能进行了研究。结果表明:软土地区的超长钻孔灌注桩为纯摩擦桩;超长钻孔灌注桩桩侧摩阻力和桩端阻力的发挥是不同步的,桩侧摩阻力的发挥先于桩端阻力;超长钻孔灌注桩的桩顶沉降量很大,应采用桩顶沉降量来确定其极限承载力;超长钻孔灌注桩存在有效桩长,其长径比不超过80是比较合理的。     

软土地区大吨位超长试桩试验设计与分析

温州350 m超高层中超长桩加载2800 t的试桩静载试验设计与分析表明：在地表土质承载力较低场地进行大吨位堆载试验时,可选择桩梁式堆载支墩–反力架装置来完成试验。对超长桩来说,在最大加载条件下,实测桩端阻力仅为桩顶荷载的25%左右,超长桩表现为端承摩擦桩性状。在使用荷载下,桩顶沉降的90%以上来自桩身压缩,在进行超长桩设计时,要充分考虑桩身质量对试桩沉降的影响。同时,桩底沉渣清除的干净与否,也直接影响超长桩的沉降。超长桩桩侧上部土层摩阻力具有不同程度的软化现象,而中下部土层侧摩阻力具有较弱的强化效应,因此在超长桩承载力计算时,不同深度土层的桩侧阻力和桩端阻力都应乘以相应不同的修正系数。试验结果显示淤泥土、淤泥质黏土、淤泥夹粉砂土中极限侧阻充分发挥所需的桩土相对位移阀值分别约为5～7 mm、6～8 mm和8～10 mm。     

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。     

深厚软土地区大直径钻孔桩荷载传递试验研究

通过深厚软土地区的某个超高层建筑大直径钻孔桩静载试验,实测每级荷载作用下的桩身应力、桩顶沉降量及桩端沉降量等参数,分析了软土中持力层为卵石的超长桩的承载性状和荷载传递机理,结果表明:桩侧摩阻力和桩端阻力的发挥是个异步过程;桩侧摩阻力会出现不同程度的弱化现象;靠近桩端的桩侧摩阻力不仅有弱化现象,还有强化现象;桩端注浆效果越好的桩,单位体积承载力越大。为了充分发挥桩身下部土层的桩侧摩阻力和桩端阻力,并减少桩侧阻力弱化现象,桩基设计时可适当提高桩身砼设计强度,增大桩身刚度,减少桩身压缩量,或者在持力层条件合适下采用桩底高压注浆技术。     

上海软土地区超长桩竖向承载特性试验研究

根据上海地区某工程超长灌注桩的现场静载荷试验和桩身应力测试结果,分析该地区超长灌注桩的竖向承载特性。实测结果表明,两根试桩的桩端阻力与桩顶荷载之比约为10%,超长桩的竖向承载力主要由桩侧摩阻力来提供的。通过对桩身轴力和侧阻分布曲线的分析,发现超长灌注桩侧摩阻力的发挥与桩顶荷载、桩周土性质等因素密切相关,而成孔质量在满足规范要求后对土体侧摩阻力发挥影响并不显著。根据桩身侧阻分布特点,建议在工程设计时应充分利用深层的密实粉砂层来提高桩身竖向承载力,研究结论可供同类地区的超长桩设计和理论分析提供参考。     

桩端岩土差异对超长桩影响的对比研究

分析了3种类型桩端岩土有差异的8根超长灌注桩的对比试验资料，包括进入基岩和不入基岩的对比试验桩各1根，桩端有沉渣和无沉渣的对比试验桩各1根，桩端沉渣厚度不同的对比试验桩各1根，桩端有无高压注浆的对比试验桩各1根。分析结果表明，桩端岩土由软层转向硬层时，超长桩的荷载．沉降曲线会由陡直转向平缓，极限状态时的破坏由趋于刺入破坏转向趋于整体剪切破坏，桩型由纯摩擦桩转向端承摩擦桩，说明桩端岩土特性对超长桩的承载性状有大的影响；桩端岩土由软层转向硬层时，桩极限承载力的提高主要体现在极限端阻力的提高，极限端阻力的提高可用含端阻力增强系数的公式来表示：桩端高压注浆超长桩还可看成是超长扩底桩，它的极限端阻力除可用端阻力增强系数表达外，也可暂用一般扩底桩极限端阻力的形式来表达：入硬层超长桩(如长径比为82时)还可是端承摩擦桩，它具有很大的承载潜力，一般认为其端阻力小是因为取的桩顶沉降值过于保守造成的。对入硬层超长桩取较大桩顶沉降值时的桩承载力是可行的，此时只要把相邻桩基础的沉降差控制在一定的范围内，使之不产生过大的不均匀沉降即可。     

黏性土中大直径超长钻孔灌注桩承载性状及单桩沉降分析

基于太湖湖沼相沉积土地区某在建轨道交通工程的4根试桩现场静荷载和桩身应力测试试验,研究该地区大直径超长钻孔灌注桩竖向荷载下的侧、端阻力发挥特点,并利用一维杆系结构有限单元法与剪切位移法相耦合的混合法分析大直径超长钻孔灌注单桩沉降。研究结果表明：大直径超长钻孔灌注桩单桩受竖向荷载时,侧、端摩阻力发挥呈现从上到下逐步发挥的特点,且侧、端阻力非同步发挥,相互影响;侧摩阻力发挥极限值所需桩土相对位移为4～7 mm;应用可考虑桩周介质的非均质性、边界上剪切滑移非线性等复杂性质的有限元法和剪切位移法相耦合的混合法,可成功预测分析单桩沉降。     

软土地区超长灌注桩桩底后注浆效果研究

对上海某工程中三根桩底后注浆的超长灌注桩试桩进行了竖向抗压静载荷试验,试验过程中测量了桩身 和桩端三个位置的位移。对这些监测数据进一步分析表明,桩端阻力在较小桩端位移下快速增长,但在达到极 限承载力的时候端阻力仍然未全部发挥,表明在超长桩中,该技术下的桩端性能对总承载力的贡献不大。     

基于载荷试验的大直径超长桩承载特性分析

为研究分析大直径超长灌注桩承载特性,结合上海白玉兰广场工程开展4组试桩现场试验。试桩桩径1 m,桩长85 m,皆为桩端后注浆桩。基于试桩实测数据,分析Q-s曲线以研究其承载变形特性,分析桩体受力以研究其荷载传递规律、桩侧摩阻力分布及桩端阻力发挥性状。考虑桩身材料弹塑性性质,对桩身压缩进行计算分析,计算值与实测结果基本一致,计算结果表明桩身弹性压缩占主要部分,但在高荷载水平下,塑性压缩不容忽视。现场试验研究进一步认识了桩端后注浆大直径超长灌注桩承载机理,为工程实践提供指导和参考。     

软土地区大直径中掘扩底法管桩承载性能现场试验分析

基于软土地区大直径中掘扩底法管桩静载荷试验,分析软土地区大直径中掘扩底法（简称中掘法）管桩承载特性,研究成果表明：在等桩径等桩长条件下,中掘扩底法管桩的单桩极限承载力较常规锤击法管桩低10%左右,但较钻孔灌注桩可提高30%以上;中掘法管桩桩顶荷载沉降曲线均呈现缓降型,单桩竖向桩基极限承载力应根据桩顶沉降量确定;在桩顶达到极限承载力时,中掘法管桩桩端阻力有明显提高,桩端阻力可占桩顶荷载40%~50%,呈现为端承摩擦桩,竖向承载能力得到明显提高。文中研究成果可为软土地区大直径中掘扩底法管桩的理论研究和工程应用提供参考价值。     

苏州地区大直径超长后注浆钻孔灌注桩试验研究

大直径超长后注浆钻孔灌注桩单桩合理注浆量和极限承载力的确定成为设计所面临的问题。介绍了后注浆钻孔灌注桩后注浆的加固机理和注浆方式。着重介绍了苏州中心广场项目不同桩径、不同持力层的大直径超长后注浆钻孔灌注桩的试桩数据,并结合苏州金鸡湖周边其他4个超高层项目大直径超长后注浆钻孔灌注桩的试验数据,分析了大直径超长后注浆钻孔灌注桩的承载性能。根据《建筑桩基技术规范》(JGJ 94—2008)和上海市《地基基础设计规范》(DGJ 08-11—2010)中的相关公式,估算了单桩注浆量和单桩极限承载力标准值,并将其估算结果与试验数据进行对比,给出了苏州地区类似地质条件下直径1000mm大直径超长后注浆钻孔灌注桩桩端后注浆量的合理范围为2～4t的建议,提出了大直径超长后注浆钻孔灌注桩试桩之前的单桩极限承载力标准值可按《建筑桩基技术规范》(JGJ 94—2008)中桩侧阻力和桩端阻力增强系数的上限值进行估算。研究结果可为苏州地区大直径超长后注浆钻孔灌注桩的类似工程设计提供参考。     

后注浆超长灌注桩竖向承载特性载荷试验研究

现场载荷试验是确定单桩竖向承载力常用方法之一,基于现场试桩静载试验和桩身轴力测试试验,分析了后注浆超长灌注桩的竖向极限承载力性状、桩身轴力传递特性及桩侧阻力,桩端阻力发挥特性。研究结果表明:在竖向荷载作用下,桩身轴力随着深度的增加而增量减小,且随荷载的增加而逐渐增大;超长灌注桩表现出摩擦桩特性,荷载-沉降曲线没有明显破坏点,其竖向荷载主要靠侧摩阻力进行传递;桩侧阻力和桩端阻力非同步发挥并且相互影响。根据实测数据对计算单桩承载力的侧摩阻力和桩端阻力的系数进行修正,修正后为类似桩基础工程设计提供技术参考。     

桩底复合式后注浆灌注桩的竖向承载特性研究

为减小沉降、固化沉渣、提高灌注桩承载力,提出一种灌注桩桩底复合式后注浆工艺,利用安装在桩底的钢板胶囊通过胶囊内外(开-闭-开式)的复合式注浆方式加固桩端周围土体。基于西凌井公路大桥工程进行灌注桩后注浆及静载试验,研究在后注浆过程中注浆压力、注浆量、桩顶位移的实时响应规律,探究桩底复合式后注浆桩的承载特性。利用ABAQUS软件对该工程桩底复合式后注浆灌注桩的承载特性进行数值模拟,并探讨注浆量及注浆体强度对承载力的影响。结果表明：桩底开-闭-开式交替注浆的3次注浆量均达到设计值,稳定时段的注浆压力平均在4.4 MPa左右,桩顶位移累计抬升1.01 mm;复合式后注浆桩比常规桩的极限承载力提高1.9倍左右,同时在桩端以上2.5d(d为桩半径)左右的范围内,复合式后注浆桩侧摩阻力明显增大,平均侧阻达到189.7 kPa,侧阻增强系数为3.45,侧摩阻力呈“R”形分布;随着注浆量及注浆体强度的增大,起初桩基承载力增长较快,在扩大头半径约为2.5倍的桩半径,弹性模量约为50倍的地基土弹性模量之后,承载力增长幅度较小。     

砾卵石层中大口径桩底高压注浆灌注桩的承载性状

本文通过对砾卵石层中大直径桩底高压注浆灌注桩注浆前后的垂直静载试验及桩身轴力的现场测试 ,分析了注浆前后单桩限承载力、桩端阻力及桩侧土层摩阻力的变化特点及桩底高压注浆对单桩极限承载力及土层桩端承载力、桩侧摩阻力发挥的作用及机理。     

基于桩侧广义剪切模型的大直径超长灌注桩承载变形计算方法

大直径超长灌注桩桩身变形较大,桩侧与土体易出现明显的界面滑移,传统剪切位移法难以适合其承载变形计算。基于大直径超长灌注桩桩–土剪切作用性状及桩侧摩阻力发挥特点,采用剪切位移和剪切滑移两阶段法描述其桩侧摩阻力发挥过程,形成桩侧广义剪切模型;在此基础上,采用传递矩阵增量方式建立大直径超长灌注桩承载变形计算方法,并给出计算参数的取值。该方法考虑了桩侧摩阻力发挥的非线性、桩端承载的非线性及桩身材料的非线性,并考虑了桩–土滑移后桩侧摩阻力软化特性及桩端后注浆对桩端承载性状的影响。工程实例计算结果与现场试桩实测值较为吻合,表明基于桩侧广义剪切模型建立的大直径超长灌注桩承载变形计算方法具有合理性与可行性。