岩溶区嵌岩桩承载力及其下伏溶洞顶板安全厚度的研究

根据岩溶区嵌岩桩的工程特点,建立了符合其工程特点的岩溶区嵌岩桩的固支梁力学模型,基于突变理论导出了岩溶区嵌岩桩的能量势函数和分叉集方程,建立了岩溶区嵌岩桩承载力及其下伏溶洞顶板安全厚度确定的尖点突变模型。根据岩溶区嵌岩桩下伏溶洞顶板失稳破坏条件,提出了岩溶区嵌岩桩承载力及其下伏溶洞顶板安全厚度的确定方法。工程实例分析表明该方法能满足工程要求,具有一定的理论与工程实用价值。     

水平荷载作用下大直径嵌岩桩力学特性研究

目前,国内外针对大直径嵌岩灌注桩的研究较少,特别是基于现场足尺试验的研究。为研究大直径嵌岩桩在水平荷载作用下的力学特性,对5根直径1.5m的嵌岩灌注桩进行现场水平承载试验,试验采用单向多循环加载法,最大荷载为3500kN。试验结果表明：长5.2m大直径嵌岩桩的桩身最大弯矩发生在嵌岩面处,长11m大直径嵌岩桩的桩身最大弯矩发生在嵌岩面之上桩身中部处,且相同荷载作用下,前者最大弯矩大于后者;嵌岩深度较小会导致嵌岩深度一定范围内发生水平位移,大的嵌岩深度可以降低桩身最大弯矩,嵌岩深度分别为1m与2m的大直径灌注桩,二者水平承载力特征值所对应的最大弯矩比值约为1.1～1.3;受桩侧土刚度的影响,长6.6m大直径嵌岩桩桩身弯矩规律与长11m大直径嵌岩桩相似,且相比于嵌岩深度,桩侧土刚度的影响更显著。     

重庆码头大直径深嵌岩短桩水平承载力试验研究

在码头建设过程中,由于山区场地条件的限制,大直径深嵌岩短桩在工程中得到了使用,但是在水平荷载作用下,相应的原位试验研究还比较缺乏。通过采用对顶法对重庆码头大直径深嵌岩短桩的水平承载特性进行测试,分析包括桩顶的荷载-位移曲线、水平位移分布规律以及桩身弯矩及剪力的分布情况。研究结果表明:大直径深嵌岩短桩水平荷载与位移关系基本呈直线分布,增加桩长对改善其水平受力性能较为有利;从桩土的侧向变形来看,变形主要发生在上部填土处,表层处土体的密实度及桩径大小对侧向变形影响较大;从桩身的内力分布来看,桩身弯矩在距离地表6 m处最大,最大剪力主要分布在地表附近。     

基于桩-岩结构面特性的嵌岩桩荷载传递分析

嵌岩桩的荷载传递特性主要取决于混凝土-岩石界面的剪切特性.基于桩-岩结构面剪胀及破坏机制,建立适于弱质岩石嵌岩桩侧摩阻力传递模型,求得破坏及弹性条件下桩侧摩阻力及桩身轴力的解析式,并由此推导出嵌岩桩的临界长度.基于所获得的解答,深入探讨桩侧摩阻力和桩身轴力随深度变化的分布规律,从理论上分析嵌岩桩桩径、桩-岩模量比、剪胀角对嵌岩桩荷载传递的影响,并提出有关设计建议.提出可近似考虑各因素综合影响系数η,可作为嵌岩桩承载性能的宏观控制指标.同等条件下,η值越大,嵌岩桩承载性能越好,能承受的极限荷载也越大.工程算例对比分析结果表明,理论计算与实测结果吻合较好,对嵌岩桩设计有一定参考价值.     

倾斜岩层下嵌岩桩荷载传递规律研究

嵌岩桩是一种常见的桩基础形式,具有稳定的承载能力、地层环境适应力强、沉降位移小、稳定性高等特点,然而,在倾斜岩层的不良地质条件下,以高层建筑作为上部结构,嵌岩桩需要承担更大的荷载,对其承载能力具有更高的要求。为了研究嵌岩桩在倾斜岩层地质条件下的荷载传递规律,利用MIDAS GTS NX大型有限元软件建立倾斜岩层条件下的桩-土数值模型,验证数值模型的准确性。通过分析不同荷载作用下,嵌岩桩桩身轴力及桩身侧摩阻力的分布情况及变化规律,桩端阻力与桩身侧摩阻力的荷载分担比例,最终总结倾斜岩层下嵌岩桩的荷载传递规律。     

基于桩–岩结构面特性的嵌岩桩荷载传递分析

 嵌岩桩的荷载传递特性主要取决于混凝土–岩石界面的剪切特性。基于桩–岩结构面剪胀及破坏机制,建立适于弱质岩石嵌岩桩侧摩阻力传递模型,求得破坏及弹性条件下桩侧摩阻力及桩身轴力的解析式,并由此推导出嵌岩桩的临界长度。基于所获得的解答,深入探讨桩侧摩阻力和桩身轴力随深度变化的分布规律,从理论上分析嵌岩桩桩径、桩–岩模量比、剪胀角对嵌岩桩荷载传递的影响,并提出有关设计建议。提出可近似考虑各因素综合影响系数h,可作为嵌岩桩承载性能的宏观控制指标。同等条件下,h值越大,嵌岩桩承载性能越好,能承受的极限荷载也越大。工程算例对比分析结果表明,理论计算与实测结果吻合较好,对嵌岩桩设计有一定参考价值。     

考虑软岩剪胀效应的嵌岩桩荷载传递机理分析

嵌岩桩在竖向荷载作用下,桩-岩结构面剪胀效应对侧阻力的发挥过程具有重要影响。首先,根据软岩中嵌岩桩桩-岩结构面的一种非平面剪切破坏模式,利用滑移线场法求解了发生剪切破坏时的荷载值及剪切位移值,建立了桩-岩结构面剪切函数,并通过现有的室内模型试验验证了该剪切函数的合理性。其次,基于桩-岩结构面剪切函数,建立了考虑软岩剪胀效应的嵌岩段桩身荷载传递方程,导得了嵌岩桩桩身荷载传递表达式。在此基础上,进一步分析探讨了桩-岩结构面粗糙度、岩石力学性质及桩-岩结构面法向刚度等因素对塑性阶段侧阻力分布的影响。最后以某实际工程为例,计算得到了桩身荷载传递曲线,并将其与实测曲线进行对比发现计算曲线与实测曲线吻合较好,验证了计算方法的适用性。     

岩溶地区桩基础竖向承载力及岩溶顶板安全厚度计算方法

由于岩溶地质条件十分复杂,给桩基础的设计和施工带来很多隐患。不同的溶洞顶板厚度将会对基桩桩端极限承载力产生很大的影响,所以岩溶地区嵌岩桩的极限承载力以及岩溶顶板安全厚度的问题是目前亟待解决的关键技术问题。首先针对嵌岩桩承载机理提出一种嵌岩桩竖向承载力的计算方法,并运用至岩溶地区。针对岩溶区嵌岩桩"见洞就穿"的处理方法,分别对嵌岩桩贯穿溶洞和桩端置于顶板上的承载力进行理论分析,得出嵌岩桩贯穿溶洞对承载力的影响。结果表明,在进入基岩后,桩身轴力急剧下降,且下降趋势基本呈线性,且使用荷载传递法分析贯穿溶洞的基桩承载力有较高精度。     

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。     

水平荷载作用下嵌岩桩的桩端约束分析

本文从地质条件、施工设备及施工工艺等方面分析嵌岩桩在水平荷载作用下的桩端实际约束情况,同时介绍了该状态下桩身变形及内力分析方法,并以此为判定桩身质量的依据之一,对类似工程的处理及研究有一定的借鉴价值。     

CRG桩在岩溶地层的试验研究

介绍CRG桩施工方法及首次施工的情况,并讨论在岩溶地区施工中遇到的岩层稳定性控制、孔内沉渣清理、桩管的吊装与驳接及灌浆问题。CRG桩按嵌岩桩设计,分析静载试验结果,发现本次的静载试验结果只发挥桩的侧阻力而没有发挥桩的端阻力,对其产生的原因进行分析。同时,总结CRG桩在岩溶地区施工工艺,为后续在花岗岩和泥质砂岩持力层中试验成功及工程应用积累经验。     

基于Hoek-Brown准则嵌岩段桩–岩侧阻力修正计算方法

利用二维Hoek-Brown(2002)破坏准则为岩石破坏标准,基于“小孔扩张理论”模拟嵌岩段桩侧摩阻力的“剪切–滑移–膨胀”发挥机理,综合考虑了桩体单元受到桩径发生改变后由于岩体的径向约束作用而产生的法向应力,以及土、岩体由于重力的作用产生的竖向应力导致的桩体表面的水平向法向应力,对已有文献推导出来的桩侧极限摩阻力计算进行了修正,并通过算例分析讨论了桩身轴力、岩石强度模数、岩体抗拉强度系数、岩桩刚度比、桩径以及嵌岩比等因素对极限侧阻力的影响。结果表明：嵌岩段极限侧阻力随单桩轴力增大而增大;嵌岩段极限侧阻力与岩石强度模数和岩体抗拉强度系数相关;嵌岩段极限侧阻力与岩桩相对刚度呈正相关;桩径的增加,桩极限侧阻力减小;随嵌岩比增大,传递到桩端的荷载减小,嵌岩段极限侧阻力减小。     

高应变动力试桩法分析嵌岩桩的承载特性

利用波动方程理论建立嵌岩桩的动力分析模型 ,并通过 12根桩的CAPWAP分析 ,探讨了嵌岩桩的桩侧阻力和桩端阻力的承载特性 ,通过合理地选择动力分析参数 ,从而确定嵌岩桩的承载力     

深厚块石堆填层覆盖的岩溶地区冲孔桩施工

块石堆填地层由漂石、碎块石混少许粘性土组成,粒径大小不一,结构松散,孔隙大;岩溶地区基岩多发育溶洞、溶沟、溶槽、裂隙等形态,岩面坡度大。在厚层块石堆填物覆盖的岩溶地区,桩基选型相对容易,但桩基成孔施工往往成为制约工程工期的关键因素及工程的难点。应用泥浆护壁冲击成孔工艺配合合适的工艺控制手段,可以很好解决类似地层的桩基施工难点问题。实践证明,手动冲击钻机对类似地层更为高效。     

强岩溶发育区确定桩端持力体的基本方法

本文对强岩溶发育区桩基础设计中确定桩端持力体 (含桩端标高 )的基本方法 (含程序及原则 )进行了全面论述 ,并结合桂林解放桥重建工程 ,着重分析评价了拟建场地的岩溶发育程度及其发育规律、岩石完整性及其分级、溶洞顶板稳定性及溶蚀斜坡稳定性 ,提供了该桥墩台 10 2根桩的桩端标高 ,其准确率在 90 %以上。     

岩溶地区桥梁嵌岩桩基承载力探究

通过大型岩土有限元分析软件Midas/GTS NX,对岩溶地区桥梁嵌岩桩基进行承载力数值仿真模拟,分析了不同顶板厚度对岩溶地区桩基极限承载力的影响。结果显示:桩基极限承载力随溶洞顶板厚度的增加而增加,但几何尺寸大于2.5倍桩径后影响不明显。在保证必要的嵌岩深度的条件下,岩溶地区桥梁桩基嵌岩深度应遵循"宜浅不宜深"的设计原则。工程实例分析中,通过有限元数值仿真模拟,确定了岩溶地区桥梁桩基设计深度和岩溶顶板厚度,具有一定的理论与工程实用价值。     

岩溶地区桥梁桩基础质量控制

广州市华南快速路三期工程沿线是岩溶发育地区,地质条件复杂。论述了对岩溶地区溶洞处理以及桩基施工,提出具体的技术措施,保证了桩基础施工质量。     

南京夹江大桥主塔基桩承载性状分析

 应用南京夹江大桥主塔两根试桩的大吨位静载荷试验成果,采用ANSYS有限元计算,对超长大直径嵌岩桩的承载性状进行分析,包括桩顶沉降、桩端阻和桩侧阻的分配与发挥,并对最佳嵌岩深度进行讨论。结果表明,超长大直径嵌岩桩一般为端承摩擦桩,桩端阻力不容忽视,当桩处于极限时,上覆土层的侧阻力已经发挥至极限,而嵌岩段阻力仍有一定潜力可挖。利用ANSYS模拟后发现,嵌岩段的侧阻力非线性特征明显,且呈现“两头大,中间小”的特征。同时,通过对不同嵌岩深度的研究,认为仅通过增加嵌岩深度来控制桩顶沉降作用不明显,软岩地区的嵌岩桩嵌岩深度可不必拘泥于规范所限的不大于5D。最后根据静载试验和有限元分析结果,对原设计提出了修改建议。     

基于p-y曲线法的承重阻滑桩内力及位移分析

承重阻滑桩在山区高速公路建设中应用广泛，具有承重与阻滑双层作用，其受力性状远比抗滑桩和平地上受荷桩复杂，此外，桩岩（土）之间的相互作用呈非线性特征，传统的有限元方法建模较为复杂且难以收敛。通过对此类基桩受力特性及荷载传递机制的深入探讨，将桩周岩（土）体视为外部荷载施加，并采用p-y曲线描述桩–岩（土）界面接触的非线性问题，建立考虑多种影响因素的微分方程并得到相应的有限差分解。实例分析表明，以该方法分析承重阻滑桩的内力及位移是可行的，其计算简捷，精度较高，便于工程实际应用。     

大直径超长钻孔灌注桩的承载性状研究

通过对 1 1根大直径超长钻孔桩 (其中 9根桩身埋设有测试元件 )的静荷载试验 ,对大直径超长桩受最大荷载为 2 4MN时的受力特性和荷载传递机理及侧阻力、端阻力的变化规律进行研究 ,分析了施工工艺、嵌岩深度、桩端高压注浆等因素对大直径超长桩承载力的影响。介绍了重载试验的特点和难点 ,给出桩周土层的分层极限侧阻力和极限桩端阻力 ,可为相同地质条件的桩基设计提供可靠的依据