钢筋应力计在桩身轴力测试中的计算方法

介绍了钢筋应力计的工作原理,采用在桩身安装钢筋应力计的方法来推求桩身轴力,并分析、推导2种不同的计算桩身轴力的公式。指出哪种方法计算桩身轴力是合理的、可行的,旨在为桩的轴力计算提供依据。     

对称布置翼板加翼桩的水平承载性能分析

影响加翼桩水平承载性能的因素众多,其中翼板数量、荷载方向与翼板夹角是主要影响因素。采用ABAQUS有限元计算软件研究了软黏土地基中桩径为5.0 m,对称布置二、三和四翼板的加翼桩在不同荷载作用方向时桩身泥面水平位移、桩身倾斜率、桩身内力、桩身应力和极限承载力等的变化。通过与相同条件单桩的承载特性对比,分析了加翼桩水平承载性能提升幅度,明确了翼板通过同时或交替承担底面端承力、侧面摩擦阻力、水平土抗力和增加桩身抗弯刚度以提高其水平承载性能的机理,拟合了对称布置二、三和四翼板加翼桩水平极限承载力随荷载作用方向变化的计算式,对加翼桩极限承载力控制条件进行了对比分析。     

不规则基坑中地下连续墙围护结构的空间变形分析

把不规则形状基坑中的两侧铰接地下连续墙支护结构体系作为研究对象,考虑变形的空间因素,建立合理的简化模型支护体系的能量计算式,利用最小势能原理,推导出其侧向变形的解析计算公式,并分析了主要参数对位移的影响。工程实例验证该方法是可行的。     

不规则基坑中地下连续墙围护结构的空间变形分析

把不规则形状基坑中的两侧铰接地下连续墙支护结构体系作为研究对象,考虑变形的空间因素,建立合理的简化模型支护体系的能量计算式,利用最小势能原理,推导出其侧向变形的解析计算公式,并分析了主要参数对位移的影响?工程实例验证该方法是可行的?     

多层软土地基中桩基水平承载计算研究

针对目前JGJ94-2008《建筑桩基技术规范》关于桩基水平承载力计算中存在的水平抗力系数比例系数m取值模糊、未考虑黏性土黏聚力引起的表层土水平抗力影响等问题,根据常微分方程的幂级数解法,在考虑黏性土黏聚力引起的表层土水平抗力影响下,通过数学推导给出了双层土地基中的桩基水平承载力及变位计算解析通解。基于通解,利用Matlab软件给出了半刚性桩桩顶水平位移及转角的半解析计算式;同时,推导了由地基土抗剪强度指标c、φ计算其水平抗力参数的解析式,推求了新的桩基水平承载力计算式;在此基础上,给出了桩身最大弯矩处深度及最大弯矩值的简化计算式。依托于浙江省一桩基工程案例,运用研究的计算方法,对桩基水平承载力进行了计算,同时将计算结果与现场试桩的水平承载力检测值进行了验证对比。验证结果表明：根据地基土抗剪强度指标推求出的桩基水平承载力计算方法具有较强的工程应用价值。     

边载和水平荷载作用下超长桩承载性状数值分析

采用有限元法,建立超长桩和土体共同作用的三维数值模型,研究受边载和水平荷载共同作用下超长桩的承载特性,分析超长桩侧摩阻力和桩身弯矩的变化规律。结果表明:水平荷载与边载比值k的增大可以有效改善桩侧负摩阻力,并且存在最优比值k=4。桩侧负摩阻力和桩身弯矩随着长径比的减小而减小;存在临界边载距离s=8 m,当边载距离s<8 m时,桩身负摩阻力随着边载距离的增大而减小,当s＞8 m时,边载对桩身负摩阻力几乎无影响。桩土刚度比的减小可有效提高超长桩承载力。同时应用多元非线性回归分析,得到最小桩侧摩阻力随不同因素变化的函数关系式。根据该式可预测不同因素组合下的最小桩侧摩阻力,有效避免桩侧负摩阻力的产生。     

加翼桩水平承载力计算方法研究

加翼桩作为海上风电基础的新型结构,目前相关研究甚少。基于ABAQUS三维数值仿真模型,对比分析了海上风电大直径单桩与加翼桩在水平荷载作用下桩身弯矩、应力、位移、泥面处桩基倾斜率、极限承载力以及破坏模式等水平承载性能。研究了大直径单桩和加翼桩桩身与翼板土压力分布,基于计算结果和桩土作用机理,参考现行规范中P-Y曲线模式,对相关系数进行修正,提出软黏土地基大直径单桩P-Y曲线。根据加翼桩翼板面积、形状、刚度和埋深等翼板参数对加翼桩水平承载性能影响的研究成果,提出基于大直径单桩承载力的软黏土地基大直径加翼桩极限承载力经验式和加翼桩翼板参数影响系数的计算式,为加翼桩的研究和运用提供了技术支撑。     

群桩与条形基础耦合结构的分析计算

本文将带桩的条形基础视作一整体，并假定群桩与条形基础的位移模式，然后将能量变分原理应用于分析桩-条形基础系统，用最小势能原理求解假定位移模式中的一系列参数，从而获得条形基础和群桩的沉降分布。应用本文方法同时可以得到条形基础各点的弯矩、剪力、桩身各处沉降及应力分布。本文方法与有限元计算结果吻合，且原理清晰，计算简单。     

光纤测量技术在超长桩承载性能试验中的应用

结合某工程3根超长注浆灌注桩的现场静载荷试验,通过光纤测量技术和常规钢筋应力计测量方法,测得超长桩身应变随加载过程的发展规律,以及桩体侧摩阻力的发展过程,结果表明,采用光纤测量技术所得检测数据基本可靠,符合在超长灌注桩承载力试验中应用的技术条件.     

基于PHC管桩现场静载试验的基桩承载特性研究

【目的】我国沿海地区广泛存在饱和软土地层，且不同区域地层差异显著。软土前期固结预处理会使得地层的物理力学特性产生变化，为了准确计算后续施工中基桩的竖向承载力，最直接的办法就是通过现场竖向抗压静载试验实测得到桩侧摩阻力分布规律。【方法】在舟山某基地工程开展了5根桩的现场静载试验，桩1—桩4用于分析不同桩端持力层条件和桩径对PHC管桩单桩极限承载力的影响；通过在桩5桩身布设振弦式钢筋计，实时监测静载试验过程中桩身轴力，进而得到桩侧摩阻力的分布和变化规律。【结果】结果显示，桩1—桩4静载试验得到的极限承载力分别为8 000 kN、8 000 kN、6 600 kN和7 200 kN;实测分析得到桩5在处理后的两层淤泥质粉质黏土层中桩侧摩阻力分别为31 kPa和35 kPa。【结论】结果表明，实测得到的桩侧摩阻力大于勘察提供的建议值，说明地基预处理后桩土界面强度提高，计算得到的桩基承载力与静载试验测试值更加吻合；随着桩顶荷载的逐渐增大，桩身轴力也逐渐增大，且自上而下桩身轴力逐渐减小。研究成果为处理后深厚软基中桩基承载特性的计算提供试验依据。     

海上淤泥区斜拉桥超长桩基自平衡法承载力试验研究

针对大型铁路、公路建设过程中对基础结构承载力的严格要求,为了探讨采用自平衡试桩法对承载大吨位、超长的灌注桩进行单桩竖向承载力检测的可行性,以 G228 国道浙江三门园里至宁海一市段跨海大桥工程为依托,计算了海上淤泥区超长桩竖向极限承载力。以旗门港特大桥、海游港特大桥的四个测试桩为典型案例,运用自平衡检测结果且结合相关规范,根据实测值绘制出上下桩段的Q-s 曲线、s-lgt 曲线和 s-lgQ 曲线,分析其上下桩段的极限承载力变化,并且根据等效转换原理作出桩顶加载 Q-s 曲线图,确定桩顶在极限荷载下的位移。结果表明: 采用自平衡法进行检测并建立加载曲线分析,成功解决了海上淤泥区斜拉桥超长桩极限承载力研究问题。进行研究的四个主墩测试桩在等效桩顶加载下,极限承载力均未超过设计容许承载力,最大位移分别为 16. 45 mm、16. 14 mm、10. 08 mm 和 8. 18 mm,满足施工要求。自平衡法技术在 G228 国道三门园里至宁海一市段跨海大桥施工中的成功运用可供同类工程施工参考。     

超大直径空心独立复合桩的竖向承载力计算方法

超大直径空心独立复合桩是由空心桩、外围水泥搅拌桩和桩周注浆土体共同承载的新型桩基础。为确定该新型复合桩在安徽省江淮地区不同工况下的竖向极限承载力,引入等效弹性模量,提出了超大直径空心独立复合桩承载力计算方法;在此基础上,对比了数值计算和理论计算结果,提出能综合反映桩身尺寸影响的复合桩竖向极限承载力公式。研究结果表明:引入等效弹性模量这一概念将非均质的弹性模量等效为均质的弹性模量,将显著降低超大直径空心独立复合桩竖向极限承载力计算的复杂性,桩径和桩长对超大直径空心独立复合桩的竖向极限承载力产生较大影响;引入综合考虑桩径和桩长的影响因子D_L,使得改进的理论公式更加可靠。计算方法为今后类似工程的桩基承载力预估提供了理论参考。     

特殊地层条件对 PHC 管桩单桩竖向承载力的影响分析

单桩竖向承载力特征值可经估算并通过竖向静载荷试验即试桩来确定,在杂填土、自重湿陷性黄土、液化土及流塑状土层等特殊地层条件下,为避免因估算差异过大而需重复试桩造成浪费,在初步设计时应根据岩土工程勘察报告合理考虑这类特殊地层的影响。以某具体工程为例,重点分析了初步设计估算的试桩参数不能满足设计要求的主要原因是没有合理考虑处于中密的流塑状土层的工程特性,并在考虑该特殊地层的影响下重新进行了试桩参数的估算,通过试验验证了重新估算的特征值满足设计要求,希望对同类工程的设计及施工有所帮助。     

湛江组结构性黏土中桩基竖向承载性状模型试验

利用原位模型试验研究湛江组结构性黏土中桩基在竖向荷载作用下的承载性状。选取材质和桩径相同、入土深度不同的6组模型桩,采用慢速维持荷载法,在湛江组结构性黏土中进行单桩原位竖向承载模型试验,得到了单桩荷载-沉降曲线、单桩轴力沿桩身分布曲线、单桩侧摩阻力沿入土深度分布曲线。结果表明:在竖向荷载作用下,湛江组结构性黏土中模型单桩荷载-沉降曲线均存在显著陡降,极限状态拐点明显,竖向极限承载力随着长径比的增加而增大;在相同荷载作用下,随着长径比的增加,桩顶沉降逐渐减小且减小趋势逐渐变缓,在较大荷载作用下超长桩荷载-沉降曲线中桩顶沉降的减小速率几乎为零,存在有效桩长;在同级桩顶荷载作用下,单桩桩端阻力占总桩顶荷载的比例随着长径比的增加而逐渐变小,由最大29.8%减小为0.8%;不同入土深度的单桩在极限荷载作用下的桩侧极限摩阻力变化不大,均稳定在40 k Pa左右。     

长短桩复合地基承载力计算公式探讨

《地基处理规范》(JGJ79-2002)和该规范2010年征求意见稿中有关CFG长短桩复合地基承载力计算公式的不同,以及征求意见稿公式中发挥系数和桩间土承载力特征值的取值在实际设计中的注意事项,所表述与各实际地基中桩和桩间土的承载性状是不相符的。2010稿公式(7.1.5-2)中各发挥系数的引入使公式与复合地基中桩和桩间土的承载性状较为一致,但在刚性基础下,一般中、硬土层中,桩间土承载力发挥系数β均大于1,现场测试和室内试验也已得到验证。2010稿中λ和β的取值推荐范围偏低。由于增强体(CFG桩)的作用,桩间土的承载能力比天然地基承载力会有一定程度的提高,两者的差异随地基土的工程特性、增强体的性质、增强体的设置方法不同而不同,通过对桩间土承载力的提高主要所受影响因素的分析,桩间土无试验资料时可取天然地基承载力特征值,而在其它系数中又没有体现桩间土承载力的提高,这也造成了复合地基承载力计算值偏低。     

基于有限差分法的下伏岩溶对桩基承载特性的影响

为探求下伏岩溶对桩基承载特性的影响规律,基于现场静载荷试验,采用FLAC3D有限差分软件对5种溶洞顶板厚度、5种顶板跨度、5种溶洞高度以及3类顶板围岩类别进行正交数值模拟试验。试验结果表明:其他条件一定时,桩基承载力与岩溶顶板厚度、顶板围岩强度成正比,与岩溶顶板跨度成反比,与溶洞高度无直接影响;溶洞等软弱下卧层对上方桩基的最大影响深度为3倍桩径,继续增大顶板厚度对桩基极限承载力的提高效果不大;溶洞尺寸与桩径相仿(L≤2D)时,对桩基承载力影响不大,溶洞尺寸继续增大则极限承载力有较明显下降;岩体强度在11.5 MPa以下时,承载力随岩体强度的增大有较大的提高,岩体强度达到11.5 MPa以后,继续增大岩体强度,其承载力增幅不明显。研究结果可进一步深化、完善现行的岩溶发育区桩基础的设计并指导施工,具有一定的理论意义及工程应用价值。     

南宁软岩地基大直径灌注桩极限承载力预测

南宁市下伏泥岩粉砂岩地基具有显著的浸水崩解软化特性,使得该地基大直径灌注桩承载力难以确定。依托南宁市火车东站南广场高架平台工程软岩互层地基大直径灌注桩项目,对该工程2根群桩基桩进行了静载试验研究。针对试验中试桩未达到破坏其极限承载力难以确定问题,采用指数函数拟合法和数值反演分析法来预测其荷载沉降性状和极限承载力,并进行对比分析。结果表明:软岩互层地基桩基荷载沉降性状为缓变型,表现出端承摩擦桩的特性,可用指数函数来描述试桩受荷性状,并结合数值反演分析来预测其极限承载力,目前常用的桩基设计方法低估了该地基中基桩的承载力。     

某医院露筋桩承载力分析及钢管桩加固设计

针对露筋桩承载力问题,结合中日友好医院病房楼桩基,采用规范公式,分析了不同露筋面积对桩基水平承载力的影响关系曲线,并对不同直径钢管桩的承载力进行分析总结。计算结果表明,露筋问题对桩的水平影响较大,截面露筋面积比例达到0.4时桩的水平承载力为完好桩的一半,对于建筑桩基露筋问题宜选用钢管桩进行加固处理。     

海上风电场复合桩基础体型优化及承载力特性研究

基于弹性地基反力法,推导出复合桩基础水平承载力理论计算公式,并以承载力和结构强度满足设计要求为约束条件,根据SQP优化理论对基础进行体型优化。采用三维有限元分析的方法,系统地研究了复合桩基础水平承载力特性,分析了基础桩侧土体抗力的分布形式。研究结果可为复合桩基础的结构设计以及实际运行过程中安全性和稳定性的控制提供了参考依据。     

高饱和度黄土地基超大型储油罐CFG桩复合地基承载性能试验研究

国家重点工程西部管道工程兰州原油末站超大型油罐群,是我国首次在高饱和度黄土地基修建的超大型储油设施。由于高饱和度黄土地基天然承载力过低,仅为60 kPa,油罐区地基采用CFG桩复合地基进行处理。通过现场CFG单桩及单桩复合地基静载荷试验,确定复合地基承载力,并对该种地基处理方法进行评述,为该地区地基处理积累了工程经验。