打入桩荷载-沉降性状的时间效应分析

关于沉桩结束后打入桩承载力的时效性现象，目前已经开展大量的研究。然而，有关试桩荷载-沉降曲线时效性的模拟方法却鲜见报道。首先，简要分析打入桩时效性的产生机制。然后，基于荷载传递法，提出一种估算沉桩后单桩荷载-沉降性状时效性的新方法。2个量纲一的时间效应系数被加入到传统的荷载传递函数中，以分别描述桩侧摩阻力和桩端阻力随时间的变化。修改后的荷载传递函数可考虑沉桩后任意间歇期的单桩荷载-沉降性状。采用该方法对一个工程实例的打入桩荷载-沉降性状进行验证分析，计算结果与试桩荷载-沉降实测曲线吻合较好。     

荷载传递法研究单桩荷载-沉降关系进展综述

荷载传递法概念明确,能反映桩土体系的荷载-沉降主要工作机理,同时具有计算简单、实用性强的优点。根据桩侧和桩端土体的物理力学特性,利用荷载传递方法来确定桩的荷载-沉降关系,是近年来国内外学者广泛关注的问题,对工程界来说,研究这种方法也是很有必要的。分别从荷载传递函数类型、数值计算方法和参数选取及其优化等方面加以概括,总结了单桩荷载传递法近年来的最新进展。今后的工作中,应更加重视通过荷载传递机理分析和试验对比,得出较为实用的地区经验参数,指导设计和施工。     

考虑时效性的静压桩荷载–沉降关系预测方法

考虑天然饱和黏土地层的原位力学特性,采用圆孔扩张模型考虑沉桩效应,结合太沙基一维径向固结理论推导了桩周土再固结过程中土体强度和剪切模量的解析解。在此基础上,根据桩基加载过程中桩侧土体的剪切变形特性,采用指数函数型荷载传递曲线分别建立了静压桩的桩侧和桩端荷载传递模型,提出了考虑时效性的静压桩荷载–沉降关系理论预测方法。通过现场试验对本文解答进行验证,研究了沉桩结束后静压桩荷载–沉降特性随时间的变化规律,分析了静压桩沉桩后不同历时的荷载传递特性。研究结果表明,沉桩结束后静压桩承载特性的变化主要是由于桩侧承载特性的提高;特定休止期后的静载试验结果与静压桩真实承载特性存在一定差异。因此,实际工程中应根据桩周土体力学特性的改变结合静载试验合理确定静压桩的承载特性。     

后压浆桩增强效应作用机制及荷载沉降关系研究

基于台州湾大桥及接线工程开展的6个标段场地10根大直径超长钻孔灌注桩现场静载荷试验结果,分析后压浆桩的荷载传递特性,并在后压浆桩增强效应作用机制的基础上,采用双曲线函数的荷载传递模型,给出了后压浆桩荷载沉降关系的计算方法,并确定了不同土层桩侧和桩端增强系数,最后通过工程实例验证了该方法的合理性。结果表明,桩端压浆对桩端土体产生预压作用,使桩端阻力在竖向荷载作用下提前发挥,改善了桩端阻力与桩侧阻力发挥的异步性和不协调性;后压浆桩是在浆液对桩端土的加固、桩端压浆的预压作用、压浆形成桩底扩大头及浆液上返对桩侧加固四方面因素共同作用下显著增强桩端阻力和桩侧阻力,而忽略浆泡半径的影响或不考虑浆液上返段的作用都不能很好的预测压浆桩的极限承载力。     

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。     

高层建筑打入桩基与钻孔桩基沉降对比分析

结合上海地区大量高层建筑打入桩基和钻孔桩基的长期沉降观测资料,对比分析软土地区打入桩基和钻孔桩基竣工沉降、最终沉降的大小,结果表明钻孔桩基的长期沉降特性明显优于打入桩基,并探讨了其机理。     

考虑桩侧土体非线性的静荷载作用下的单桩沉降时间效应研究

 采用双曲线模型模拟桩侧土体的非线性,研究成层地基中静荷载作用下单桩沉降的时间效应,以及沉降稳定之后的桩身侧摩阻力和桩身轴力的分布情况。首先,将桩身自上而下划分为有限个单元段,采用基于行波分解的波动分析程序,推导出静荷载作用下任意时刻桩身任意位置处的位移方程;然后采用参数分析的方法,分析桩–土参数对单桩沉降性状的影响;最后模拟基桩静载荷试验的s-lgt曲线和q-s曲线,并与实测数据进行对比。结果表明：静荷载作用下单桩沉降的时间效应十分明显,建立的模型能够较好地模拟单桩在静荷载作用下的沉降性状。     

打入桩施工对周围环境影响机理探讨

对打入桩施工过程的振动机理进行分析探讨,对周围环境可能引发的各种影响进行了分析,重点给出了打桩锤击时桩土振动响应的理论模型,并提供了桩 土 建筑物的相互影响的各种理论模型及分析公式。     

不同土质中模型支盘桩在重复荷载作用下的 试验研究

 为研究支盘桩在不同土质中重复加载下的工程性状,分别对一个双盘模型支盘桩在粉土和粉质黏土中进行5次重复加载–卸载试验,所加最大荷载小于该模型桩的极限承载力。根据试验结果,分析在两种不同土层中支盘桩的承载力和变形特性,研究两者荷载传递的特点和异同、桩身不同位置压力变化的特点和异同,特别是对桩周土体对桩侧表面产生的摩擦力在不同条件下会出现复杂变化的原因进行分析。还分析离盘不同距离的土体在重复加载过程中的压力变化情况和原因。研究结果表明,不同土质条件对支盘桩的承载力和变形有很大不同,粉土中的工程性状要优于粉质黏土,而不同土层中支盘桩和桩周土体的相互作用机制也是明显不同并且十分复杂。因此要充分认识支盘桩在重复荷载作用下的工程性状和荷载传递机制还要进行大量研究。     

不同土质中模型支盘桩在重复荷载作用下的试验研究

为研究支盘桩在不同土质中重复加载下的工程性状,分别对一个双盘模型支盘桩在粉土和粉质黏土中进行5次重复加载–卸载试验,所加最大荷载小于该模型桩的极限承载力。根据试验结果,分析在两种不同土层中支盘桩的承载力和变形特性,研究两者荷载传递的特点和异同、桩身不同位置压力变化的特点和异同,特别是对桩周土体对桩侧表面产生的摩擦力在不同条件下会出现复杂变化的原因进行分析。还分析离盘不同距离的土体在重复加载过程中的压力变化情况和原因。研究结果表明,不同土质条件对支盘桩的承载力和变形有很大不同,粉土中的工程性状要优于粉质黏土,而不同土层中支盘桩和桩周土体的相互作用机制也是明显不同并且十分复杂。因此要充分认识支盘桩在重复荷载作用下的工程性状和荷载传递机制还要进行大量研究。     

静荷载作用下粘弹性地基单桩沉降的时间效应

利用广义Voigt模型来考虑桩侧土体的线弹性性质和粘性特性,研究了成层地基中静荷载作用下单桩沉降的时间效应。首先,根据桩侧土的成层情况,将桩土系统从下至上划分为有限层,对每层桩土系统建立静力平衡方程;然后,利用Laplace变换技术和阻抗函数递推方法求出了频域内桩顶位移响应的解析解,进一步利用Fourier变换技术和卷积定理求出了相应静荷载作用下考虑时间效应的单桩桩顶沉降半解析解;最后,采用参数研究方法,分析了桩土参数对单桩沉降性状的影响,并将工程桩的实测数据与本文计算结果进行了对比。结果表明:在工程桩受荷初期,本文得到的解能较好地计算出单桩沉降性状。     

沉降控制复合桩基中桩长对桩土荷载分担比的影响

沉降控制复合桩基是地基土与桩共同分担外荷载、按沉降控制要求确定用桩数量的桩基。它不仅使施工质量得到较好保证,且地基处理费用也大大降低。以浙江象山县中心城区污水处理三期污水厂扩建工程中的脱氨（反硝化）深床滤池为对象,研究沉降控制复合桩基在混凝土滤池中的应用及桩土荷载分担比。分析表明：一定桩长范围内,随着桩长的减少,复合地基承载力随之减小,且幅度较大,桩分担的荷载显著减小,土分担的荷载几乎没有变化。     

单桩荷载——沉降关系的解析算法

基于桩身整体平衡和边界条件分析并推导了桩顶荷载—沉降关系及单桩刚度的解析表达式,反映了单桩刚度同传递模型参数的关系,可进一步结合现场单桩静载荷试验的Q—S曲线资料识别出各模型参数。     

CFG桩单桩荷载传递性状研究

以荷载传递法为基础,选用双曲线荷载传递函数,以桩身轴力为迭代变量,通过迭代计算具体分析了相关因素对CFG桩荷载传递规律的影响,分析表明,用该荷载传递法分析CFG桩的荷载传递规律是可行的。     

高喷插芯组合单桩荷载传递简化计算分析

 高喷插芯组合桩(JPP桩)是由高压旋喷桩和预应力混凝土芯桩构成的一种新型组合桩。结合JPP桩不同的组合特点,采用理想弹塑性模型模拟桩侧土体的非线性,弹性模型模拟水泥土与芯桩界面的荷载传递特性,双折线函数模拟桩端土的硬化特性。基于荷载传递法,考虑水泥土与芯桩界面摩擦、水泥土或芯桩与桩周土界面摩擦,提出不同组合形式下JPP桩荷载传递的简化计算方法,并与模型试验结果进行对比,验证该计算方法的可行性和可靠性。采用提出的简化计算方法对JPP桩荷载传递机制进行分析,并对不同组合形式、不同水泥土厚度、不同水泥土弹性模量、不同刚度系数比等影响荷载传递的主要因素进行计算分析。分析结果得出：从承载力、沉降控制、经济角度综合考虑,分段组合承载效果最好;增加水泥土厚度可有效提高JPP桩承载力;JPP桩变形由高强度的芯桩控制,水泥土弹性模量的改变对JPP桩变形影响较小。     

负摩擦桩荷载传递规律

从桩－土相互作用的机理出发,研究了基置非均质地基土中的桩承受填土荷载时的桩基性状,利用太沙基一维固结理论和土层分层总和法推求填土作用下土层沉降随深度和时间变化的规律。由此求得置于均质地基土中的弹性微分方程的解析解,用有限差分法研究了非均质地基土中的情况,并考虑了土的非线性特性,分析了某一工程实例。     

浙江财富金融中心超长单桩与群桩实测沉降分析

 单桩静载试验和基础沉降实测资料表明：在设计工作荷载下超长单桩的桩顶沉降主要来自桩身压缩,且在最大加载条件下超长桩表现为端承摩擦桩性状。超长单桩侧摩阻力由上部土层到下部土层依次发挥,砂质粉土侧摩阻力充分发挥所需的桩土极限相对位移为14～18 mm,粉质黏土侧摩阻力充分发挥所需的桩土极限位移为17～19 mm,当桩土相对位移大于该极限位移后,桩侧土层会出现侧摩阻力软化现象。群桩基础的沉降随施工荷载水平的增加而增大。荷载较小(第5层以下)时,大楼沉降较小且沉降均匀;当荷载达到一定值(第30层以上)时,核心筒处沉降大于大楼周边沉降。大楼竣工时核心筒与周边沉降差较小,大楼整体变形协调。群桩效应沉降比随着荷载水平(施工层数)的增大先增大后减小。     

群桩沉降的非线性简化分析

提出一种对竖向荷载作用下群桩沉降的非线性简化分析法,用双曲线荷载传递模型模拟非线性的桩～土相互作用,单桩荷载传递模型参数根据单桩荷载试验得出,同时引入了等效墩的概念,把单桩荷载传递函数推广到等效墩上,同时考虑相互作用而对函数作出适当修正,从而把单桩分析法推广应用到群桩体系,通过与实测结果相比较,证明了该法的可行性和精确性。