竖向荷载作用下PHC管桩受力机理试验研究

通过对PHC管桩竖向承载力的现场试验研究,得出了试验桩的荷载—沉降曲线,研究了PHC管桩的受力机理,分析了PHC管桩竖向荷载传递特性,为进一步研究奠定了基础。     

PHC管桩土塞效应影响的数值模拟

通过三维数值分析软件FLAC3D分别模拟了PHC管桩的开口桩以及闭口桩的单桩竖向抗压承载力,分析了土塞效应对PHC管桩竖向抗压承载力的影响因素,进而得出了一些有益的结论。     

深厚软土超长预应力高强混凝土管桩轴向受力性状的试验研究

通过在管桩的钢筋笼里面添加带应变计的附加钢筋,对珠海保税区深厚软土地基中超长预应力高强混凝土(PHC)管桩进行了轴向静载试验和桩身轴力的测试,探讨了深厚软土地基中超长PHC管桩的竖向承载特性和荷载传递机理。结果表明在深厚软土地基中,超长PHC管桩表现出端承摩擦桩的承载性状,因此应当选择压缩性较小的土层作为持力层;超长PHC管桩的桩端土刚度对桩侧摩阻力的发挥有极大的影响,提高桩端土刚度对桩侧摩阻力有明显的增强作用;适当地增加桩长可以提高桩基的极限承载力;在长细比较大的超长PHC管桩设计中,除了从极限承载力和桩顶沉降来考虑外,还应该注意桩身强度的影响;同时,在沉降计算中,要充分考虑桩身压缩引起的沉降。该试验方法和试验结果对今后PHC管桩的研究和设计应用具有重要的指导意义。     

大直径PHC管桩土塞效应的有限元分析

为了研究土塞效应对大直径PHC管桩的影响,通过建立开口桩和闭口桩的桩土有限元模型,在充分考虑桩土接触的情况下,对管桩进行竖向加载,得出了在不同荷载下桩土作用的荷载传递规律、土塞的受力特性,对大直径PHC管桩土塞效应的作用机理研究有较好的参考价值。     

PHC管桩端阻力的研究

对PHC管桩静载荷试验结果和按照《建筑桩基技术规范》(JG J94-94)的查表值比较。分析PHC管桩以粉土、砂土作为桩端持力层时所产生的端阻效应对单桩竖向极限承载力的影响。并提出计算PHC管桩单桩极限承载力时应考虑"土塞"效应。     

输电线路PHC管桩单桩及群桩水平承载性能试验

依托淮南—南京—上海1 000kV交流特高压输电线路工程建设,选择淮南典型黏土地基,开展了3个带承台PHC管桩单桩、2×2和3×3两种布置方式下的5个PHC管桩群桩现场试验,分析了水平力作用下PHC管桩单桩及群桩基础的荷载-位移曲线特征,并基于试验得到的基础水平承载力特征值,进一步分析了PHC管桩单桩及群桩水平力承载性能。结果表明:水平力作用下PHC管桩单桩及群桩的荷载-位移曲线均呈"缓变型"变化规律,可将6mm水平位移所对应水平承载力的75%作为基础水平承载力特征值;基于单桩和群桩基础水平承载力特征值计算得到PHC管桩群桩效应系数为0.98,群桩基础水平承载性能良好;增大PHC管桩群桩的桩间距、扩大承台尺寸可显著提高PHC管桩群桩基础水平承载性能;当桩长达到一定长度后,桩长增加对提高其水平承载力并不显著。     

水泥土复合管桩竖向抗压承载机理研究

单桩竖向抗压承载力是桩基最重要的性能指标,水泥土复合管桩作为一项新技术,其抗压承载机理尚不明确,需要开展相应的研究。通过现场试验和数值模拟试验研究了水泥土复合管桩的竖向抗压承载机理,分析了其荷载传递规律、侧阻力、端阻力及荷载分担情况,研究了水泥土桩直径、管桩直径、地层条件等单因素对水泥土复合管桩竖向抗压承载机理的影响规律。试验结果表明:水泥土复合管桩竖向抗压承载机理不同于普通桩,轴力衰减沿桩长呈折线分布,桩端仅承受较小一部分荷载,水泥土复合管桩属于摩擦桩。水泥土复合管桩单桩承载力比相同规格尺寸的钻孔灌注桩、水泥土桩单桩承载力提高至少44%,其水泥土部分承担30%以上的荷载,侧阻力平均值比管桩提高1.22~1.73倍。相较增加管桩直径、管桩底端坐落在软土层,增加水泥土桩直径、管桩底端坐落在较硬土层,可使水泥土复合管桩获得更高的承载力。     

各向异性PHC管桩水平承载工作性状研究

首先开展了PHC管桩现场水平静载试验,获得了单桩水平临界荷载和极限承载力。结合FLAC3D建立了考虑混凝土和钢筋共同作用时的PHC管桩模型,对单桩水平受荷下桩土相互作用进行了数值模拟,并与实测结果进行了对比分析,验证了该模型的合理性。最后讨论了PHC管桩在水平受荷时的受力与变形特性。研究成果可为PHC管桩水平承载工作性状提供研究基础。     

PHC管桩单桩抗压和抗拔对比试验研究

为对比分析PHC管桩单桩抗压与抗拔条件下的承载性能,开展了河漫滩地质条件下的3根PHC管桩单桩抗压和3根PHC管桩单桩抗拔静载荷对比试验,并在基础施工过程中进行了高应变法跟踪检测初打和复打监测。结果表明:PHC管桩单桩抗压和抗拔荷载-位移曲线呈现出不同的变化规律,抗压荷载-位移曲线为"缓变型",抗拔荷载-位移曲线为"陡变型"。河漫滩场试验条件下600AB(130)型19m桩长的PHC管桩型下压极限承载力和位移为1650kN和7.14mm,抗拔极限承载力和位移为826.7kN和8.78mm。桩侧下压和抗拔平均极限侧阻力值分别为46.1kPa和23.1kPa,抗拔侧摩阻力折减系数为0.501,土阻力恢复系数为1.55,单桩竖向抗压承载力动静对比系数为1.23。试验结果供PHC管桩设计和施工参考。     

大理软土地区静压PHC管桩极限承载力的修正

通过工程实例，对大理软土地区PHC管桩的单桩竖向极限承载力的计算值与实测值进行比较，发现在计算中由于为充分考虑土塞对PHC管桩的特殊影响，而造成计算值偏低，并据此提出修正。     

不同竖向荷载下PHC管桩水平承载性能研究

在桩基设计中通常分别确定单桩的竖向和水平向承载力,而不考虑竖向荷载与水平荷载之间的相互作用对桩承载力的影响,这显然不能反映桩的真实受力状况。本文通过现场的载荷试验,分析了PHC管桩在不同竖向荷载下的水平承载性能,利用有限元软件ANSYS对该实例进行数值模拟,结果表明：在先施加竖向荷载再施加水平荷载时,存在一个最优的竖向...     

粉砂土中PHC管桩的工作性状试验研究

采用现场标准贯入试验 ,分析了粉砂土中PHC管桩的土塞特性、不同沉桩方式对桩周土力学性能的影响。进而通过系列载荷试验 ,研究了粉砂土中PHC管桩的单桩竖向极限承载力随休止期的变化规律及时间效应。研究结果显示 ,不同沉桩方式对粉砂土中PHC管桩产生显著不同的短期时间效应 ,休止期 2 5天后单桩竖向极限承载力趋于稳定     

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。     

预应力高强混凝土管桩水平荷载作用下承载特性及群桩效应分析

在高速公路桥梁工程中,预应力高强混凝土(PHC)管桩在水平荷载作用下的承载特性十分重要,然而对于其主要影响因素以及群桩效应的研究较少。通过对PHC管桩单桩在水平荷载作用下的承载特性的分析,对影响PHC管桩的主要影响因素进行讨论,并与方桩、圆桩的承载特性进行比较;而后研究了PHC管桩的群桩效应,并比较了不同桩型水平荷载作用下的承载特性。结果表明:PHC管桩具有较强的抗水平位移性能、较大抗弯截面模量和群桩效应系数。     

组合荷载作用下斜坡上桩基础水平承载特性研究

斜坡上桩基础不仅要承担上部建筑物传递下来的竖向荷载,还要承担斜坡传递下来的土压力等水平荷载,构成了复杂的桩-土相互作用体系。为研究斜坡上桩基础在竖向和弯矩荷载作用下的水平承载特性,通过自行设计的组合荷载加载装置,开展了四种工况下斜坡上单桩室内模型试验。分析在组合荷载作用下桩顶沉降、水平位移、桩身弯矩、桩侧土压力以及地基比例系数m值变化规律。试验结果表明:在桩顶施加竖向荷载有利于提高单桩的水平承载力,减小桩身的水平位移、弯矩和桩前侧土压力;在桩顶施加弯矩荷载-不利于单桩的水平承载力,随着弯矩作用的增加,相同水平荷载作用下,桩身水平位移和桩前侧土压力明显增加,而水平荷载对桩顶的竖向沉降影响较小;地基比例系数不仅与桩周土体有关,还与施加的荷载类型和桩土交界处的水平位移有关,地基比例系数随桩土交界处水平位移的增加迅速减小,最后趋近于稳定。     

基于JCCAD应用探讨PHC管桩基础设计

以某油库树脂生产车间、仓库的PHC管桩基础设计为例,探讨pkpm结构软件JCCAD在管桩设计中的应用、基础建模、桩基基础设计,桩顶连接节点设计方法和注意事项。对比分析了管桩单桩竖向承载力、水平承载力和沉降量的设计结果。PHC管桩抗压承载力高、抗弯、抗水平力较差的特性,以及施工中易产生接桩、砍桩等问题,使管桩基础设计在JCCAD应用中存在诸多不足,需人工概念性补充修改设计,一般情况下单桩水平承载力起控制作用,并综合考虑场地条件的影响;及处理好桩顶与承台的连接节点是设计和施工中的关键。     

基于土塞效应的PHC管桩承载力实用计算方法研究

PHC管桩在沉桩过程中存在土塞作用,其受力机理比闭口管桩更加复杂。采用勘察报告给出的参数根据现行规范中的经验公式及修正公式计算单桩极限承载力,其值往往与载荷试验的结果相差很大。根据宁波某一高层建筑PHC管桩的设计和桩基检测结果,对单桩极限承载力计算公式的取值进行分析,考虑土塞的闭塞效应对端阻的增强效果及计算内壁摩阻力时土塞的有效高度对承载力的影响,对公式中的侧阻力及端阻力进行修正,所得到的承载力计算值与试桩结果较为吻合。通过研究,建立了基于土塞效应下根据静力触探指标计算PHC管桩承载力的修正公式。     

PHC管桩单桩水平承载力的p-y曲线与有限层耦合计算方法

目前在实际工程中适用于计算管桩在水平荷载作用下的方法较少,且常用的m法和p-y曲线法也存在问题,对此提出一种PHC管桩单桩水平承载力的p-y曲线与有限层耦合计算方法。通过理论分析,阐明PHC管桩单桩在水平荷载作用下承载力的合理性;基于试验提出PHC管桩水平极限承载力的预测方法;通过比较不同计算方法得出的极限荷载值,证实p-y曲线与有限层法相耦合的计算方法能较准确地模拟水平荷载作用下PHC桩的工作特性。     

软土地基中超长PHC桩竖向静载荷试验研究

对四根软土地基中超长PHC桩进行抗拔和抗压载荷试验,分析软土地基中超长PHC桩的抗拔承载力和抗压承载力特性,为今后的设计和施工提供参考。抗拔试验结果表明,上拔荷载在超长PHC桩有效预压应力范围内,桩顶上拔量与荷载呈线性关系;抗压试验表明,超长PHC桩荷载-沉降曲线为缓变型,承载潜力较大,实际抗压承载力大于根据土工参数估算的承载力。     

混凝土开口管桩竖向承载力的经验参数法设计模型

混凝土开口管桩的竖向承载性状因为土塞涌入而与闭口管桩存在区别,在利用预制桩单位极限侧阻和端阻建议值预测单桩竖向承载力时,应根据混凝土开口管桩的特点加以修正。沉桩后的土塞率指标综合反映了土质、桩尺寸和沉桩方式等因素的影响。利用该指标并结合实测数据分析,可以围绕土塞效应使用半解析半经验方法计算桩端承载力,可以描述开口管桩与一般预制桩的挤土效应差异并进行桩侧承载力修正,还可以在一定程度上体现静压桩与打入桩的承载力差异。分析显示,桩基规范和勘察报告一般倾向于提出偏保守的单位极限侧阻和端阻建议值,因此按经验参数法设计模型计算的单桩极限承载力有可能小于实测值。设计模型的优化依赖于更多开口和闭口管桩试验的对比研究。