试论桩端土强度对桩侧阻力的影响

就桩基承载性状的一个新的理论问题－桩端土强度对桩侧阻力的影响,进行了系统的引证和阐述。作者认为,桩侧阻力与桩端阻力之间存在相互作用,桩侧阻力在桩端附近局部的增强效应是普遍存在的,并且随桩端土层强度的提高而提高;同时,作者还从桩端部位土体随荷载增加位移发展过程的角度,对增强效应机理进行了解释。     

桩端土强度对桩侧阻力影响的研究

桩端阻力和桩侧阻力不是相互独立的,桩端土强度的提高会提高桩身侧阻,尤其是桩端附近桩侧土的侧摩阻力。通过静载试验研究了桩端下沉渣厚度不同以及桩端持力层不同时的超长桩实测桩侧摩阻力,阐述了桩端强度提高对桩侧摩阻力的强化作用,发现提高桩端土的强度不仅可以减小桩端沉降,还可以使桩身总侧阻提高进而可以提高单桩的极限承载力;同时运用莫尔–库仑理论分析了桩端土强度对桩侧阻力影响的作用机制。     

地表试验条件下灌注桩桩侧阻力分析

采用地表试验条件下的试验结果,进行桩侧阻力、桩端阻力的划分、取值,实质上仍然是一种间接方法。目前大多采用"扣除法",其方法经验和人为因素较大。另一方法是在桩身埋设元件对桩身应力进行测量,以土层界面设监测点,测量每层土的侧阻力,从而计算确定桩端阻力及单桩承载力。本文以某实测工程为例,研究了地表试验条件下后压浆灌注桩桩侧阻力、桩端阻力考虑实测桩径的试验取值方法,讨论后压浆灌注桩产生桩侧负摩阻力的原因和对桩侧阻力计算产生的影响,提出以计算基底以上综合侧阻力、基底以下综合侧阻力和总桩端阻力(含端部部分侧阻力)结果,进行桩侧阻力取值计算的实用方法。     

桩端条件对单位桩侧阻力的影响

通过大量试验结果的分析,认为桩端条件对桩侧阻力有着显著的影响。在其它条件相同的情况下,桩端条件越好,桩侧阻力就越大;反之,则越小。     

湿陷性黄土嵌岩灌注桩对侧阻力强化效应试验研究

本文通过对大直径旋挖嵌岩灌注桩静栽荷试验和桩身应力测试,对其桩身内力、荷栽传递、侧阻力大小、分布规律及桩端阻力与桩侧阻力的相互关系进行了试验研究。试验结果表明：（1）良好的嵌岩桩桩端岩性强度对于上覆土层桩侧摩阻力有很大的影响;（2）桩端承性状对侧阻力强化效应发生的前提条件是端阻力要有一定的作用。（3）桩端阻力对桩侧阻力的强化效应不仅表现在桩端附近,在桩身上部土层中也有强化效应现象。上述关系可以提高嵌岩桩桩侧摩阻力及单桩承载力,进一步优化桩基设计。     

层状黏性土中静压桩沉贯特性现场试验

为探讨层状黏性土中静压桩的沉贯特性,依托山东东营某桩基工程开展了现场静压桩足尺试验,分析开闭口静压桩压桩力的变化规律,明确开闭口静压桩桩端阻力和桩侧摩阻力在贯入过程中的分布形式,揭示桩土界面径向土压力和孔隙水压力的分布特征以及有效径向土压力对单位桩侧摩阻力的影响机制。试验结果表明：压桩力的变化规律基本反映了土层性质的变化,土层的软硬程度制约着压桩力的变化,开口桩压桩力明显小于闭口桩压桩力,沉桩结束时开口桩占闭口桩的33.9%～79.7%;土层的软硬程度对桩端阻力的影响较大,并且闭口桩对桩端土层软硬程度的敏感性高于开口桩;桩侧摩阻力的发挥与土层的性质密切相关,受到土层变化的原因桩侧摩阻力临近深度并不明显,并且单位桩侧摩阻力出现明显的退化现象;桩土界面桩侧土压力的增长幅度与土层性质密切相关;孔隙水压力和超孔隙水压力的分布形式与土层的渗透性有关,基于水力压裂理论结合圆柱孔扩张理论推导的超孔隙水压力计算公式能较好地反映超孔隙水压力的分布特征;粉土层中有效径向土压力与单位桩侧摩阻力的比值为0.28左右,在粉质黏土层的比值为0.3,桩侧摩阻力的退化实质上是桩侧有效径向土压力的退化。     

砾卵石层中大口径桩底高压注浆灌注桩的承载性状

本文通过对砾卵石层中大直径桩底高压注浆灌注桩注浆前后的垂直静载试验及桩身轴力的现场测试 ,分析了注浆前后单桩限承载力、桩端阻力及桩侧土层摩阻力的变化特点及桩底高压注浆对单桩极限承载力及土层桩端承载力、桩侧摩阻力发挥的作用及机理。     

深厚软土地区大直径钻孔桩荷载传递试验研究

通过深厚软土地区的某个超高层建筑大直径钻孔桩静载试验,实测每级荷载作用下的桩身应力、桩顶沉降量及桩端沉降量等参数,分析了软土中持力层为卵石的超长桩的承载性状和荷载传递机理,结果表明:桩侧摩阻力和桩端阻力的发挥是个异步过程;桩侧摩阻力会出现不同程度的弱化现象;靠近桩端的桩侧摩阻力不仅有弱化现象,还有强化现象;桩端注浆效果越好的桩,单位体积承载力越大。为了充分发挥桩身下部土层的桩侧摩阻力和桩端阻力,并减少桩侧阻力弱化现象,桩基设计时可适当提高桩身砼设计强度,增大桩身刚度,减少桩身压缩量,或者在持力层条件合适下采用桩底高压注浆技术。     

计算静压桩沉桩阻力的综合调节系数法

利用静力触探的资料,结合图形显示技术计算沉桩阻力,并通过调节桩端阻力和桩侧摩阻力的两个修正系数α、β来使计算曲线和实测曲线吻合。计算中可以变化选取桩尖以上、桩尖以下不同深度范围内土的静力触探锥尖阻力qp,以考察对沉桩阻力的影响;并可将压桩力分离为桩侧摩阻力和桩端阻力,分别加以研究和调整。文中称这种计算压桩力的新方法为综合调节系数法。计算实例表明,在压桩过程中,入土浅时主要是克服桩端阻力;随着桩入土深度的增加,桩侧摩阻力累计值也逐渐增大,占沉桩阻力的比例提高。当桩端进入较硬在持力层后,桩端阻力有明显的提高。用静力触探侧摩阻力fs计算桩的侧摩阻力时,土层性质不同调整折减的幅度不一样,在粘性土中调整幅度较大,而在砂性土中调整的幅度较小。     

超长嵌岩桩的试验研究和承载力确定

本文通过对超长嵌岩桩的静载荷试验、大应变动测以及侧阻力、端阻力测试的结果分析，说明覆盖土层为软弱土的超长嵌岩桩的极限承载力，取决于桩发生弯曲失稳破坏时的临界荷载，而不是桩尖土塑性破坏时的极限荷载。另外，从桩侧阻力和端阻力的发挥情况、分布曲线和分配比例，阐述超长嵌岩桩端阻力不能充分发挥的原因是因为失稳破坏，并提出该桩型承载力的确定方法。     

深厚软土中夯扩桩的应用研究

分析了深厚软土对夯扩桩受力和变形的影响，主要包括：由于软土侧压力的作用造成承台桩侧移或剪断或弯曲，沉桩引起的挤土效应和地面隆起，增大了桩的负摩阻力，降低了桩基的稳定性。探讨了为减小上述影响应采取的设计和施工措施。     

上海虹桥综合交通枢纽后注浆灌注桩现场试验研究

本文依托上海虹桥交通枢纽工程,进行了桩端后注浆灌注桩的静载荷试验,并采用先进的布里渊光时域反射技术和光纤布拉格光栅技术测量了桩身应力,获得了较好的测量效果。试验结果表明:桩端后注浆可显著提高抗压桩的极限承载力,提高幅度在70%～80%左右;桩端后注浆对减少桩顶位移也有显著的作用;桩端后注浆还能够提高桩端以上一定范围内土体的侧摩阻力。     

对灌注桩后压浆法若干问题的探讨

文章从改善桩本身性能、改善土层性能、加强桩土相互作用等三个方面对后压浆法提高灌注桩的承载力的作用机理进行了分析.在上述分析的基础上,结合土层情况和Q-s曲线类型对桩端注浆或桩侧注浆方法的选取进行了总结.最后,讨论了桩型、土质条件、压浆量和注浆压力等因素对于后压浆法效果的影响.     

考虑部分埋入群桩基础阻抗的海上风机结构共振特性

海上风机结构一阶自振频率与风轮转动频率或叶片通过频率重合时,会产生共振现象,严重时会造成风机损坏。现有风机结构的共振研究多假设底部刚性固定,以定性分析为主,没有对基础的埋置深度和土层参数进行量化分析。以部分埋入群桩基础的海上风机结构为研究对象,基于风机结构水平–摇摆耦合简化方法,分析了群桩基础不同埋入比和土层弹性模量对风机结构共振特性的影响,建立了群桩埋入比与结构共振频率的关系。进一步开展了4组不同群桩埋深比的海上风机共振频率室内模型试验,验证理论分析结果的规律性是否合理。     

单桩承载力对刚性桩复合地基路堤稳定性的影响

现行规范中刚性桩复合地基路堤稳定分析方法不能反映单桩承载力、桩帽等对路堤稳定性的影响,计算的路堤稳定安全系数严重偏大,导致部分刚性桩复合地基路堤滑塌。为克服刚性桩复合地基路堤现有稳定分析方法的缺陷,在研究刚性桩复合地基路堤滑塌原因的基础上,分析了路堤滑塌时桩土相互作用,及刚性桩提高路堤稳定性的机理。然后,在分析刚性桩复合地基路堤现有稳定分析方法的缺陷的基础上,将修正密度法完善为修正重度法。最后,为研究单桩承载力对刚性桩复合地基路堤稳定性的影响,利用修正重度法分析了刚性桩长度、间距、扩底、桩帽等对路堤稳定性的影响,对比了不同稳定分析方法计算结果,并对刚性桩复合地基路堤设计提出了建议。研究表明：单桩承载力对密桩复合地基路堤稳定性影响很小,对疏桩复合地基路堤稳定性影响很大;增大单桩承载力比减小桩间距更合理;刚性桩在持力层中扩底比加大桩长更有效;利用桩帽、土拱等措施将大部分路堤荷载转移到桩顶方可发挥单桩承载力对路堤稳定性的作用;软土强度随深度增大不明显时应慎用悬浮桩复合地基。刚性桩复合地基路堤宜采用“强桩大帽”的疏桩复合地基方案。     

大直径桩承载力与沉降关系的探讨

针对自平衡法计算大直径长桩承载力不妥之处,提出一种新的计算方法,该方法提出了桩底沉渣对桩承载力及位移的影响,比较合理地阐明了桩土体系三阶段的作用机理,说明了承载力与沉降的关系。     

水泥土桩长等对承载力及模量影响的定量分析

为了研究软土中水泥土群桩的工作性能和承载力等问题,进行了系统的现场足尺试验。通过埋设测试元件对承台土反力、桩身轴力及复合地基变形等进行了量测。根据部分试验结果系统地分析了单桩、四桩、九桩情况下,桩长、置换率、桩数等关键参数对复合地基的承载力及变形模量的影响。     

开挖卸荷条件下单桩承载力特性的模型试验研究

基坑开挖卸荷会导致开挖段桩侧摩阻力缺失以及坑底桩周土围压减小,削弱桩基承载力。针对桩周土体开挖卸荷条件下的单桩承载力特性进行室内模型试验研究,通过模拟地面试桩和坑底试桩的竖向静载模型试验,分析单桩荷载传递过程,测试单桩极限承载力,研究桩周土体开挖卸荷对桩基承载力的影响。对比开挖卸荷前单桩的承载特性,开挖卸荷后桩顶及桩底沉降量均有增加,桩身轴力以及桩端阻力有所增大,模型单桩极限承载力下降。     

应用CFG桩复合地基处理公路桥头跳车问题

为解决高速公路桥头跳车问题,现对CFG桩进行地基加固分析,并通过工程实例进行实际验证,结果表明,CFG单桩复合地基中的褥垫层对于调整桩土荷载的分担,减少承台底面的应力集中,进而保证桩土共同承担荷载起着明显的作用,是保证CFG桩桩体与桩间土形成复合地基的一项重要措施。     

考虑竖向荷载影响的大直径管桩水平振动响应解析解

建立了黏弹性地基中受轴力作用的现浇大直径管桩水平振动响应计算模型,通过引入势函数对土体振动方程进行解耦,结合桩土耦合条件求得了桩顶复阻抗解析表达式。将该解退化到不考虑竖向荷载的水平振动响应解与已有理论解对比,验证了该解的合理性。通过算例分析,研究了竖向荷载、激振频率和桩长对管桩桩顶水平复阻抗、桩身位移和内力的影响,研究结果表明:复阻抗实部和虚部在桩土系统固有频率处均发生共振;竖向荷载使管桩位移和内力发生重分布,竖向荷载为零时,位移、弯矩和剪力最大值均出现于管桩中上部,随着竖向荷载增大,其最大值均出现于桩底;桩身水平位移随频率变化而变化,管桩中下部转角、弯矩和剪力受频率影响较大;桩身中下部位移和内力受桩长影响大于桩身其他部分;无桩芯土时桩顶水平位移和转角比桩芯土存在时大。