预应力混凝土开口管桩的极限承载力分析

预应力混凝土开口管桩在沉桩过程中存在土塞作用,因此其受力机理比闭口管桩更加复杂。根据现行规范中的经验公式以及修正公式计算单桩极限承载力时,开口管桩的计算值常常低于或高于载荷试验的结果。根据西安一高层建筑预应力开口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,阐述了"土塞效应"对单桩竖向极限承载力的影响,对计算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土的物理指标与承载力参数计算管桩承载力的修正公式。     

考虑内摩擦角影响的开口管桩极限承载力理论分析

针对桩内土塞的存在导致开口管桩极限承载力力计算的困难,在别列赞策夫理论的基础上,将开口管桩的桩壁和桩内土塞分别按刚、柔基础对待,考虑持力层土内摩擦角对桩壁和土塞的影响,推导出了持力层为砂土的开口管桩单桩极限承载力公式。选取12组算例对该承载力公式进行计算,结果表明:当持力层土的内摩擦角越大、桩长越长、桩内径越小时,土塞端阻应力和桩壁端阻应力的差值就越大;当持力层土内摩擦角大于30°时,用该表达式计算出的开口管桩极限承载力值比用JGJ94—2008《建筑桩基技术规范》方法计算值大很多,说明用该规范计算的承载力还有很大的安全储备。     

预应力开口管桩的极限承载力取值问题的探讨

根据一高层建筑预应力开口管桩的设计和桩基检测结果,对单桩极限承载力计算公式中的取值进行分析比较后,提出了预应力开口管桩单桩极限承载力的计算取值宜考虑“土塞”效应和建议桩端A_p可按全面积计算。     

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。     

不同开口形式管桩沉桩过程的数值模拟研究

为比较开口管桩、开口靴管桩、闭口管桩和闭口靴管桩对地基土的挤密效果,基于颗粒离散元理论,利用PFC2D程序模拟了砂土和粘土中不同形式管桩的静压沉桩过程和桩基承载力试验,分析了各管桩在荷载作用下的位移、桩基承载力、加固范围和土体破坏形态。研究表明:静压沉桩过程中,管桩使用桩靴后能够明显降低沉桩难度;闭口管桩、开口靴管桩、闭口靴管桩、开口管桩的极限承载力依次降低,管桩在粘土中的承载效果好于砂土;各管桩对地基土的加固区域为2~3倍桩基范围,不同开口形式管桩对土体的挤密形态不同;开口靴管桩对土体的破坏范围最大,闭口管桩对土体的破坏范围最小。     

土塞效应对PHC桩承载力的影响分析

开口管桩在沉桩过程中由于土塞的作用,其受力机理比闭口管桩更加复杂,根据现行规范中的经验公式以及修正公式计算单桩极限承载力,其计算值与试桩的结果往往相差较大。本文根据综合试桩的成果,分析了在粉、细砂地层中进入管桩内的土塞随着时间变化对端阻力的影响,在考虑土塞对端阻力前期的闭塞效应和后期的松弛效应的情况下,对桩端阻力进行了修正,所得到的承载力计算值与试桩结果较为吻合,通过本文的研究,建立了在粉、细砂地层中基于土塞效应下根据静力触探指标计算管桩承载力的修正公式。     

PHC管桩桩身抗剪承载力试验与计算方法研究

开展了PHC-AB 400(80)型管桩在无轴压及1 300kN轴压作用下的抗剪承载力试验,分别得到了管桩在纯剪与压剪作用下的极限抗剪承载力,同时对管桩的剪切破坏形态有了更清晰的认识。针对管桩螺旋箍筋的受力特点,推导了箍筋的抗剪承载力计算表达式,得到了综合反映预应力管桩混凝土环形截面和螺旋箍筋对抗剪承载力贡献的管桩抗剪承载力计算公式。基于试验得到的极限承载力对多种计算公式进行了比较,验证了本文计算公式的合理性,该公式可用于预应力管桩、非预应力管桩的纯剪和压剪承载力计算。     

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。     

G-N法在桥梁混凝土管桩极限承载力预测中的应用

G-N算法是一种解决工程中复杂非线性问题的十分有效的方法。单桩极限承载力受众多因素的影响,Q-S曲线表现出复杂的非线性特征。结合预应力混凝土管桩静载荷试验资料,运用MATLAB编写了G-N算法程序对预应力混凝土管桩的极限承载力进行了预测分析。计算结果与试验资料基本一致。     

沉入粘性土中桩的挤土效应探讨

在沉入粘性土中不同挤土密度的桩的现场试验和模型试验的基础上,本文阐述了桩的挤土效应——桩侧摩阻力随着桩的挤土密度ρ的增大而增大。 本文把桩的沉放过程假定为圆柱形孔洞扩张的平面应变问题,计算出桩周土体的应力变化与模型试验实测到的应力变化相比较,得到了较满意的结果。 本文根据桩的挤土效应,提出了大直径开口管桩极限承载力的计算方法,可供工程设计人员参考。     

挤密效应对砂土中水平受荷桩承载特性的影响

砂土中的挤土桩在实际工程中广泛应用,部分挤土桩长期遭受风荷载、波浪荷载等水平循环荷载的作用,而挤土桩对桩周土体的挤密效应会对桩身水平承载力产生较大影响。通过开、闭口桩的室内模型试验,研究分析了砂土初始相对密度、桩径、长径比等因素对挤土桩单调和循环承载特性的影响。结果表明,在不同密实度砂土中,开口桩水平承载力总体上弱于闭口桩。桩径、长径比和土体相对密度都会对开口桩、闭口桩之间承载力的差值造成较大的影响。循环荷载作用下,松砂中不同桩径和埋深的开口桩、闭口桩的水平承载力都随着加载周期的增加而增大,而在中密砂中,随着循环次数的增加,循环加载后承载力增加的幅度较松砂中的减少,甚至出现下降。     

浅析桩梁结构复合桩基的简化设计方法

就南京地区一幢住宅楼的复合桩基设计实例，根据复合桩基的设计理论，给出了桩梁结构复合桩基的简化设计方法。其主要设计思想是对大桩距低承台摩擦群桩中的单桩取极限承载力，形成桩-土共同作用并明确分担荷载的复合桩基。该设计方法简单而有效，取得了明显的经济效果，具有一定的工程应用价值。     

复合桩基承载性状研究

通过对带承台单桩、群桩模型试验承载性状的分析,说明带承台单桩的承载性状与群桩的承载性状并不完全相同,不能将带承台单桩的试验结果简单地推广到群桩的设计计算中去。在带承台单桩试验中,发现带承台单桩的极限承载力大于单桩与平板极限承载力之和,而在复合群桩试验中,复合桩基的极限承载力则大大小于各单桩与平板极限承载力之和。结合现场大型群桩模型试验结果及现行规范阐述了复合桩基的承载性状。     

岩层设承力盘的嵌岩桩抗拔静载试验及计算方法研究

为提高东南沿海桩基础抗拔承载性能,开发应用了一种新型的、在桩身嵌岩段的上侧岩层中设置双向旋扩承力盘的抗拔嵌岩桩。结合广东佛山市某工程,进行单桩竖向抗拔承载特性静载试验。试验表明,该桩抗拔性能优越,抗拔承载力大大优于抗拔直孔桩及扩底桩。基于实测数据,建立适用于该桩的极限承载力双曲线理论模型。基于Hoek-Brown岩体破坏准则及嵌岩桩单桩抗拔承载机理,提出该桩型的抗拔破坏模式,并建立相应的单桩抗拔极限承载力计算方法。该计算方法可有效反映盘下嵌岩段的岩体性质、承力盘所处岩层的岩体性质、盘角及上覆土层厚度等因素对基桩抗拔极限承载力的影响。与规范方法、现场实测的抗拔承载力计算结果对比表明,该计算方法与现场测试结果吻合度高,具有很好的应用前景。     

西宁火车站地下空间抗浮桩抗拔承载力试验研究

抗拔桩的应用愈来愈广泛。在进行抗拔桩设计时,通常是以桩的抗压侧摩阻力乘以折减系数λ_i(抗拔系数)作为抗拔侧摩阻力去计算桩的抗拔承载力。但由于抗拔系数λ_i的影响因素较多,取值区间较大,可能造成抗拔侧摩阻力的不准确性。利用原型试验测试抗拔桩的极限承载力是最直观、最准确方法。本文选择三根试桩进行破坏性静载试验,最大加载量为8 000 kN,得到抗拔桩的极限承载力,为设计提供客观参考。根据静载试验得到的Q-S曲线,运用MATLAB软件采用最小二乘法分别拟合出三种抗拔极限承载力预测函数模型的曲线,提出了适合该地区的抗拔桩极限承载力预测模型。     

现浇混凝土薄壁管桩单桩竖向承载力分析

介绍了现浇混凝土薄壁管桩的受荷机理 ,分析了土塞的作用、挤土作用、水泥渗入桩周围土体对桩体承载力的影响。比较了现浇混凝土薄壁管桩与现有几种开口管桩作用机理的差别 ,根据后者单桩承载力计算的经验公式 ,提出了现浇混凝土薄壁管桩单桩竖向承载力的计算公式。     

同场地支盘桩与直孔桩抗拔特性的对比试验

针对支盘桩相对于普通等截面直孔灌注桩具有较高承载力的特性,采用自平衡静载荷试验方法,分别对浙江嘉兴和湖州两个工程中的同一场地支盘桩与普通直孔桩进行对比试验研究.试验结果表明,在同等工程地质条件下,采用支盘桩能提高极限抗拔承载力,并可减少桩径和缩短桩长,具有良好的经济效益.     

A novel direct SPT method to accurately estimate ultimate axial bearing capacity of bored PHC nodular piles with 81 case studies in Vietnam

Bored PHC nodular piles (BPNP) are an eco-friendly and advantageous option for pile foundations of medium-rise to high-rise buildings. As none of the current methods to estimate the ultimate axial load-bearing capacity is accurate enough for BPNP in engineering practice, this study aims to achieve that objective by developing a new direct SPT method. To that end, we use static pile load test and SPT data of 81 PHC nodular piles collected in Vietnam. The ultimate bearing capacity is interpreted from the load–displacement curve in pile static load tests by various methods to determine the most suitable method for the nodular piles. Furthermore, 8 methods to determine axial load pile capacity directly from the standard penetration test are examined. Each method’s effectiveness is evaluated by comparing its predicted values with the measured values. Finally, the genetic algorithm for function optimization is employed to develop a new direct SPT method that can accurately predict the ultimate axial load-bearing capacity of nodular piles. The reliability of the proposed formula is justified by comparing the proportion of end bearing capacity with other published works. It is verified that the developed directed SPT method outperforms all current methods and could be implemented directly in engineering practice.     

塑料套管混凝土桩荷载-沉降特性现场试验

塑料套管混凝土桩(以下简称TC桩)是由预先打设在地基中的塑料套管内浇注混凝土组成的。以TC桩软基处理的交通运输工程为依托,对TC桩单桩和复合地基进行了静载试验以了解TC桩的荷载-沉降特性。试验结果分析表明:TC桩单桩和复合地基的荷载-沉降曲线中无明显陡降且沉降量较低,现有规范难以确定其极限承载力,故引入了5种单桩极限承载力的经验判定方法和复合地基极限承载力经典计算公式,并提出了3条TC桩单桩极限承载力的基本判定原则,表明在实测荷载-沉降曲线的基础上,Chin法较适合判定TC桩单桩和复合地基的极限承载力。