挤扩支盘桩的工程实践及承载性能探讨

通过试验和理论分析，以及对一些工程实例的比较，对挤扩支盘桩这一近年开发出来的新桩型的承载性能进行了研究，证明其性能价格比远远好于普通灌注桩，是一种技术经济效益十分显著的桩型。同时针对目前众多文献中挤扩支盘桩承载力的计算均参照普通灌注桩的计算方法，提出了一些值得探讨的问题；指出挤扩支盘时的挤密效应，多支盘时的应力重叠效应和架空效应，以及支盘的外形尺寸和施工质量等对支盘桩的端阻和侧阻的发挥均产生不同的影响，在设计计算时必须认真加以考虑。     

挤扩支盘桩抗拔承载特性的模型试验研究

基于模型试验分析了上拔力作用下挤扩支盘桩的荷载-位移曲线特征、轴力分布特点和抗拔承载力的构成,研究盘径对承载特性的影响规律。结果表明：挤扩支盘桩比直孔桩具有更高的抗拔承载力和抗拔刚度,其拔出破坏具有脆性破坏的特征,同时盘径对挤扩支盘桩Q-s曲线的影响主要在加载后期体现;挤扩支盘桩发生脆性拔出破坏的原因是承力盘引起的土体突发剪切失效,而挤扩支盘桩的抗拔极限承载力主要由挤扩盘压力引起的土体滑移面强度和盘上直孔段的桩土接触面强度决定;上拔力作用下挤扩支盘桩的抗拔承载过程由盘上土体挤密阶段、弹性锚固阶段、塑性锚固阶段构成;盘阻在挤扩支盘桩抗拔承载力中的占比随着盘径的增大而增大,加载后期的盘阻贡献率相对于加载初期可以提升6%～8%。     

挤扩支盘桩在非饱和土体中的挤密效应探讨

介绍了挤扩支盘桩的成桩方法和工作原理，通过对试验桩桩周土的开挖取样做室内土工试验，得出挤扩分支盘挤压应力对桩周土的挤密效应所引起的土干密度在水平和坚直方向的变化规律，发现最大干密度可提高20％以上，并提出了挤密效应综合影响系数的概念，建议设计时可适当考虑支盘底部土体承载力的提高，并合理选取支盘的间距。     

挤扩支盘桩工程性状的研究进展

介绍了近几年在我国发展起来的新桩型一支盘桩的概况和工程应用情况,支盘桩在全国应用的时间比较短且应用范围不算广,对它的理论研究还落后于工程实践,可以说还处在探索阶段.分析了目前国内外挤扩支盘桩工程性状的研究进展,包括支盘桩的研究方法、承载机理、支盘间距的影响、承载力和沉降变形的计算方法和参数的引用、适用的土质条件,工程应用范围等方面的研究工作,并提出了支盘桩研究工作中存在的问题,以及对以后研究工作的展望.     

支盘桩盘体形状对承载性状影响的研究

支盘桩作为一种比较常用的变截面新型桩,具有很大的承压、抗拔和抗水平荷载的能力,而且稳定性好,具有显著的经济效益,但在理论和试验研究方面还不成熟,特别是盘本身的形态对其承载力的影响方面的研究少之又少.笔者设计了一组支盘桩室内模型试验,来研究不同盘体形状对支盘桩承载性能的影响,分别对盘底倾角为20°,30°,45°,60°的模型支盘桩进行加载试验.试验数据表明:支盘桩由于盘底倾角不同其承载力是不同的,随着该倾角由小变大,桩的承载力既不是越来越大,也不是越来越小,而是存在某一个最佳倾角使支盘桩的承载力达到最佳状态.     

粘性土层中挤扩支盘桩的承载力性状

分析了杭州市粘性土地层中一根桩身埋设置测元件的挤扩支盘桩的载荷试验资料，揭示了挤扩支盘桩的承载力性状，即荷载由桩顶向下传递，筋和也自上至下在不同的荷载阶段发挥出来，结果表明，即使在可塑甚至接近软塑状态的粘性土中，只要层位，层厚合适，并满足盘距的构造要求，盘阻力是能够很好发挥的，但发挥程度受土的粘性和稠度影响，在液性指数小于0．7的粉质粘土中成盘性能良好，将试桩结果与现行规范做了比较，对支盘桩承载力计算参数的选用提出了有用的建议。     

挤扩支盘灌注桩承载性状的试验研究

为了系统地研究挤扩支盘桩的承载性能,基于河南省焦作热电厂的扩建项目开展了对挤扩支盘灌注桩的现场静载荷试验.试验为测桩身轴力的变化,预先在桩身内部埋设振弦式钢筋计.试验结果表明,支盘桩的支盘可有效地提高桩侧摩阻力,分担桩端阻力;极限状态时桩侧摩阻力约达到桩顶总荷载的30.99%,上盘约分担总荷载的14.13%,桩端阻力分担54.88%.支盘的位置对支盘桩承载力的提高非常重要,且承力盘作用的发挥具有明显的时间和顺序效应;支盘桩的Q-s曲线为缓变形;桩侧摩阻力充分发挥时桩顶的沉降约为8 mm.此次的研究结果对今后挤扩支盘灌注桩的设计与研究有重要的参考价值.     

新型挤扩支盘桩的非线性有限元分析

采用有限元法对挤扩支盘桩的承载力进行了计算分析，得出了这类桩的荷载－沉降性状及其摩阻力、支盘阻力及端阻力发挥特性等方面的一般规律。对支盘桩的设计与施工均具有一定的指导意义。     

挤扩多支盘的混凝土灌注桩简介

挤扩多支盘灌注桩由于其承载力高，在桩基工程中得到了越来越多的应用．介绍了挤扩多支盘灌注桩的构造特点、荷载传递特征和承力盘的受力机理以及承载力计算公式，对工程实际有一定的参考价值。     

挤扩支盘桩与普通桩抗拔承载力对比试验研究

在人防工程中,采用桩基础是常用的抗浮措施之一.挤扩支盘桩在抗拔方面具有优良的性能,近年来在地下工程中得到较为广泛的应用.根据某人防工程挤扩支盘桩和普通桩的单桩抗拔静载荷试验结果,以两种桩型的Q-s曲线和Q-Δs曲线为基础,分析了在特定土层中挤扩支盘桩的局限性,并根据两种桩抗拔承载力经验公式计算结果与实测结果的差距,提出了其承载力计算公式的修正建议.     

管桩土塞效应模型试验研究

土塞效应会对管桩的贯入阻力和承载力特性产生明显影响,这是开口管桩重要的特征之一.通过开展粉质黏土和砂土的开口管桩室内模型试验,模拟开口管桩的压桩过程,分析不同因素对管桩土塞效应的影响.试验结果表明:土体的性质对模型桩内的土塞效应有重要影响,相同加载条件下模型桩内砂土的土塞高度均大于黏土的土塞高度;管桩土塞最大高度随桩径的增大而减小;模型桩的取芯高度与模型管的压入速率关系密切,随着压桩速率的增大,土塞高度也显著增大.     

复合桩基承载力可靠度研究

根据复合桩基的承载特性,在考虑桩、台共同承担荷载的基础上建立了可靠度分析概率模型,针对实例计算了多种情况下相应于现行定值法设计安全水准的复合桩基承载力的可靠指标,并对可靠指标的灵敏度进行了分析．     

津滨轻轨基础托换桩基承载力的自平衡试验

津滨轻轨基础托换工程采用了直径2.0m、桩长90m的大直径超长钻孔灌注桩,且该桩位处于北方地区软土地基环境.受津滨轻轨高架桥的限制,桩基施工净空仅有7m.采用自平衡测桩技术,对该工程托换桩基极限承载力进行了原位测试.试验在桩端附近位置安设荷载箱,测试荷载箱上部和下部的承载力,根据测试数据并进行荷载转换,从而得出试验桩基的极限承载力.试验同时分析了各土层的实际摩阻力和桩端阻力.数据显示桩端承载力较低,桩端阻力仅为其承载力的5.7%,原位试验验证了桩基承载力满足设计要求.     

斜坡地形单桩竖向承载特性模型试验与数值模拟研究

为探明斜坡地形条件对桩基竖向承载特性的影响,结合模型试验和数值模拟方法,设计多组斜坡工况和水平对照工况,对单桩竖向承载特性进行研究,在相同桩长条件下对比分析平地、不同坡度的单侧斜坡和连续斜坡地形中桩基的竖向承载力、桩身轴力及桩侧摩阻力的变化规律和荷载传递机理。研究结果表明：在相同坡度条件下,单侧斜坡工况的单桩承载能力小于连续斜坡工况,且桩基竖向承载力随着坡度增大而降低,斜坡影响度呈非线性增长;斜坡地形主要影响桩侧阻力峰值大小,当桩侧阻力出现峰值时,对应的桩端阻力大小接近相等;斜坡地形中,桩身前后存在应力分布差异,坡前位置竖向应力和剪应力大于坡后位置,但剪应力差异仅存在于0~4倍桩径的浅层区域。     

水泥土桩单桩承载力影响因素的探讨

将克拉夫-邓肯模型作为传递函数分析了水泥土桩单桩承载力影响因素,结果表明,桩长、桩端阻力、桩身弹性模量、及桩-土摩擦系数对水泥土桩单桩承载力有不同程度的影响,且影响规律是不同的。得出的结论对水泥土桩的理论研究及工程应用具有一定的意义。     

五星形桩与圆桩水平承载性能对比模型试验研究

五星形桩是一种横截面异形桩,是在圆桩的基础上向内切割5个圆弧,形成截面类似五星形的异形桩。按其截面性质分为周长最大化五星形桩F₁、周长面积比最大化五星形桩F₂两种桩型,为掌握五星形桩的水平承载性能进行了与圆桩的对比模型试验研究。试验用土为干砂,砂雨法土样制作,模型桩为预制钢筋混凝土桩,相似比为1∶8。模型试验桩包括：五星形桩F₁、五星形桩F₂、与五星形桩F₂截面周长相同的圆桩C₁、与五星形桩F₂截面面积相同的圆桩C₂。由于五星形桩水平承载性能具有方向性,试验采用理论计算中水平承载力最大的方向施加水平荷载,试验结果表明：F₁、C₁和F₂的水平极限承载力相当,但F₂的截面面积最小,仅为C₁的0.44倍;与C₂相比,F₂的水平极限承载力是其1.63倍,可见,合理截面形式的五星形桩可以提供更大的水平承载能力;五星形桩与圆桩弯矩分布规律基本一致,都在4倍直径左右（五星形桩为外接圆直径）达到最大,但五星形桩截面面积小,抗弯刚度不足,容易折断,总体水平承载性能不及截面周长相同的圆形桩,但优于截面面积相同的圆形桩。     

钻孔灌注桩后压浆施工工艺与单桩承载力试验

高层建筑的桩基工程中单柱承载力的大小是影响桩基工程的经济技术指标。本文通过工程实例分析表明,后压浆施工工艺可以大幅度提高钻孔灌注桩单桩承载力。     

不同组合下高喷插芯组合桩抗拔承载特性试验研究

基于自主研发的大型桩基模型试验加载系统,采用砂雨法施工,对4种不同组合形式的高喷插芯组合桩（JPP桩）进行了抗拔承载性能对比试验研究。结果表明：1）JPP桩的不同组合形式对抗拔承载力有较大影响,下组合抗拔承载能力最高,其承载能力是分段组合II的1.1倍,是分段组合I的1.3倍,是上组合的1.4倍。2）极限荷载下,组合段所提供的总侧摩阻力中,下组合最高。3）在桩体上拔过程中,桩身轴力沿桩身向下依次递减;随着荷载的增加,桩身上部侧摩阻力首先达到极限值并趋于稳定,然后桩身中下部侧摩阻力逐渐发挥。4）侧摩阻力随桩土相对位移的增加而逐渐变大,在桩土相对位移较小时便达到较大值,桩身上部的侧摩阻力在达到较大值后趋于稳定,桩身中下部不同位置处的侧摩阻力在达到较大值仍有不同程度递增的趋势,总体上呈现出双曲线的分布形式。     

水泥土群桩承载力特性的原位试验研究

通过现场足尺试验,研究了软土中水泥土群桩的承载力特性.利用埋设的土压力盒等测试元件,针对单桩、四桩、九桩复合地基情况,分别测试了承台土反力、桩身轴力及复合地基变形等参数.从影响水泥土桩复合地基承载力的三大控制要素着手,根据系统的原位试验结果,定量分析了桩长、桩间距、桩数等对水泥土群桩复合地基承载力特性的影响.结果发现,发挥承载力的临界桩长为12倍桩直径,增大置换率能显著提高复合地基承载力,群桩复合地基承载力约为单桩复合地基承载力的80%.     

抗拔桩的承载性能研究

针对抗拔桩的侧摩阻力很难准确计算的问题,采用弹性力学M ind lin解并结合非线性接触面单元建立了一个能考虑桩体泊松效应的桩土体系力学模型.通过对原型抗拔试验桩进行模拟验证了该模型的适用性.分析表明,抗拔桩属于“突进型破坏”,而抗压桩属于“缓进型破坏”.且在极限荷载作用下抗拔桩的变形较小,破坏前兆不易察觉.抗拔桩的桩侧阻力随桩长的增加近似按线性关系减少,随桩径的增加按非线性关系减少.