三维波动土中考虑桩身变截面与桩周土相互作用的大直径桩的动力特性

 采用Voigt体来模拟桩身变截面与土的相互作用,得到了三维波动土中考虑变截面与土相互作用的大直径桩–土作用模型。对桩身变截面处的应力平衡和应变连续条件进行拉普拉斯变换,得到修正的阻抗函数递推法。桩周土采用考虑径向和纵向波动的三维轴对称模型,桩身采用黏弹性Rayleigh-Love杆来考虑大直径桩的横向惯性效应。结合修正的阻抗函数递推法,通过求解桩土动力平衡方程得到了桩顶的速度频响的解析解和瞬态激振下速度时域响应的半解析解。通过参数分析,将所得解与忽略桩身变截面与土相互作用的解进行对比,并分析有关参数与变截面与土相互作用的耦合作用。     

黄土塬地区大直径长桩承载性状与优化设计研究

 黄土塬地区桩基问题研究匮乏,依托陇东首栋超高层建筑,在试验桩身上布置混凝土应变计、钢筋应力计,承台底板下和桩端布置土压力盒,对原地基土、单桩基础和单桩承台基础分别进行现场原位载荷试验;利用ANSYS有限元软件对全短桩基、全长桩基及长短桩组合桩基在竖向荷载作用下的筏板沉降变形、地基土应力场与沉降变化进行分析。结果发现：(1) 黄土塬场地地基土夹层交互分布、湿陷性不连续,存在由非湿陷性黄土变成湿陷性黄土的可能,桩周土层对桩基内力传递与分布影响显著,桩身出现多个中性点,湿陷性土层下限深度确定更加复杂;(2) 各级荷载作用下,桩基Q-S曲线呈缓变型发展,表现为典型的摩擦型桩,桩身内力发挥具有异步性;试验加载至8 000 kN时,桩顶最大沉降为8.15 mm,单桩和单桩承台端阻力分别仅占桩顶荷载的4.8%和2.1%;(3) 单桩承台基础中承台底部实测反力呈倒“盆”形分布、边缘应力较大,桩–土–承台体系的承载性能优于单桩基础;桩基础设计时,可结合经验以承载力和最大允许变形量进行控制,提高桩身线刚度抵抗自身压缩变形,减小桩基上部沉降;(4) 长短桩组合桩基础充分利用与发挥了长桩控制沉降的作用与地基土浅层承载的能力,减少了长桩数量,节省了桩基造价,值得进一步深入研究。     

试论低应变反射波法检测大直径灌注桩桩身完整性方法

本文通过对低应变反射波法基本原理与假定的剖析说明大直径灌注柱采用低应变反射波法栓测柱身结构完整性的局限性，并从一大直径灌注柱低应变动测工程实例中提出如何解决上述局限性问题的具体措施方法。     

大直径多桩联合变截面大承台设计

通过工程实例,详细地阐述了变截面桩承台的设计要点及计算方案,达到了尽可能减少地基土的开挖量和回填土对基础产生的荷载的目的,可供大直径多桩联合半截面大承台设计工程参考。     

大直径桩低应变测试纵波法数值模拟

桩基的完整性直接关系其承载性能,目前多用低应变反射法进行检测。作者建立了桩顶竖向瞬态激振力作用下非完整桩纵向振动模型,基于MATLAB数值计算平台,采用有限差分法进行求解,获得桩顶竖向振动速度。该计算平台可对完整桩、缩径桩、扩径桩进行数值模拟。结合工程实例,对大直径完整桩和缩径桩进行了数值模拟,结果表明数值计算结果和实测曲线具有较好的一致性。     

波在大直径桩中传播的三维效应现象

论述了在动力检测大直径桩中的三维效应现象，对大直径桩的几何弥散现象和横向惯性效应进行了分析和探讨，指出了由于三维效应，在大直径桩的动力检测中应注意的几个问题。     

大直径桩的三维效应

提出大直径桩动测存在的三维效应现象,通过合理的假设,建立了大直径桩的三维动测模型,探讨了其动态平衡方程的建立过程,并且对缺陷大直径桩三维效应进行了一些研究,从而避免由于在大直径桩中出现的非对称缺陷而导致误判.     

大直径阶梯型变截面桩水平承载特性数值模拟研究

大直径阶梯型变截面桩的工作机理和力学特性不同于一般桩基,为研究其在水平荷载作用下的受力特性,采用ANSYS软件建立大直径阶梯型变截面桩的有限元模型,进行单桩水平承载特性数值模拟分析,并将计算结果与理论数值分析结果进行对比分析。结果表明:有限元计算和理论公式计算结果吻合较好;理论公式计算过程较复杂,通过在有限元模型中变化桩基参数来分析桩基受力,不仅能减少理论公式计算难度,且能分析影响桩基受力的参数,研究成果为阶梯型变截面桩基的设计提供一定指导和参考依据。     

超长大直径变截面钢管复合桩竖向承载力算法

变截面钢管复合桩的受力性能较好,在工程中应用较多,但是其理论研究却较为滞后。对该桩型竖向承载力计算方法进行研究,分析了其荷载传递规律,选取桩基受力极限状态,考虑钢管作用与变截面处承载力,利用桩土位移协调关系推导了超长大直径变截面钢管复合桩竖向极限承载力计算公式,并用该方法和现行规范计算方法对鱼山大桥37号桩基进行竖向承载力计算,与试桩自平衡试验实测值进行对比。研究结果表明：试桩自平衡试验曲线平缓无陡降,单桩竖向极限承载力试验值为120 056 kN,利用现行规范公式计算值与实测值相比偏差过大,而本文推导方法计算结果与实测值较为接近,验证了本文方法的可靠性。     

大直径灌注桩的桩身完整性检测

桩身完整性检测的目的是查明桩身完整性,查清缺陷及其位置,以保证工程质量。介绍了高应变、低应变、声波透射法三种动力测试方法在大直径灌注桩中的特性和完整性检测实录。指出三种方法均有其优缺点,建议用三种测试方法互为验证、互为弥补,才能综合评判桩身完整性。     

现浇薄壁管桩低应变反射波法检测时瞬态波传播特性研究

现浇薄壁管桩低应变检测时,存在桩头三维效应以及平截面假定的适应性问题。基于笔者所建立的理论公式,计算了桩顶的速度和位移响应,对高频干扰频率及其影响因素进行了分析。提出了桩顶入射波峰大小及到达时间的数值计算方法,分析了其沿环向变化的规律以及半径和脉冲宽度的影响。对平截面假定的适应性进行了探讨,比较了不同深度截面各点的速度响应,速度响应曲线第一个峰值之后各点的波形会出现不同程度的"分岔"现象,平截面假定难以满足。     

多种检测方法在工程基桩中的综合应用与分析

结合具体的工程实践,针对工程地质条件进行了基桩检测方法的选择,提出钻芯法、声波透射法以及低应变法的综合运用的模式。检测结果说明了各种检测法的技术优势和检测结果的可靠性,实践证明:联合运用钻芯法、声波透射法及低应变法针对本工程的检测方法是一种可靠、行之有效的手段,使检测结果更为准确。     

Propagation characteristics of transient waves in low-strain integrity testing on cast-in-situ concrete thin-wall pipe piles

The three-dimensional effects of pile head and the applicability of plane-section assumption are main problems in low-strain dynamic tests on cast-in-situ concrete thin-wall pipe piles. The velocity and displacement responses were calculated by a theoretical formula deduced by the authors. The frequency and influencing factor of high-frequency interference were analyzed. A numerical method was established to calculate the peak value and arrival time of incoming waves on top of the piles. The regularity along circumferential and the influence of radius or impulse width were studied. The applicability of plane-section assumption was investigated by comparison of velocity responses at different points in the sections at different depths. The waveform of velocity response at different points forked after the first peak, indicating that the propagation of stress waves did not well meet the plane- section assumption. __________ Translated from Chinese Journal of Geotechnical Engineering, 2008, 30 (3): 414–419 [译自: 岩土工程学报]     

上海中心大厦大直径超长灌注桩现场试验研究

中国在建第一高楼上海中心大厦（ 632 m ）采用了直径为 1 m 、桩端埋深 88 m 的大直径超长灌注桩,有别于金茂大厦（ 420 m ）、上海环球金融中心（ 492 m ）另两栋超高层建筑所采用的钢管桩。通过现场试桩验证成桩可行性及承载力取值,试桩载荷试验加载至极限,采用分布式光纤量测桩身应变,同时为研究上海软土地区大直径超长灌注桩承载特性及荷载传递机理提供了有价值的数据。试验结果表明：试桩破坏前,Q – s 曲线近似为线性,破坏时,桩体发生刺入变形; 桩侧桩端联合后注浆桩与桩端后注浆桩在侧摩阻力分布及发挥性状方面存在显著差异; 黏性土中桩侧摩阻力充分发挥所需桩土相对位移小于 5 mm ,砂性土中小于 10 mm ;桩土相对位移超过极限位移后,埋深较浅的黏性土中由于桩土相对位移大出现明显的软化现象;与规范值相比,有效桩长范围内浅部土层中桩侧摩阻力小于规范取值下限,深部土层中桩侧摩阻力达规范取值上限的 2 倍以上;试桩端阻比较小,表现出摩擦型桩特性;桩身压缩占桩顶沉降 95% 左右,桩顶沉降主要由桩身压缩产生。试桩试验为上海软土地区 600 m 超高层建筑首次采用灌注桩提供指导和技术支持。     

超声波法和低应变法在桥梁基桩检测中的应用

介绍了超声波透射法和低应变反射波法的基本原理及检测方法,通过工程实例对两种方法的检测结果进行综合对比分析,有效提高了基桩检测结果的准确性,并积累了相关经验。     

桩基低应变动测中的几个问题

桩基进行低应变动测是目前采用最普遍的一种检测方法，但这种方法受现场采集信号的质量影响较大，加桩头处理，传感器安装以及检测人员自身素质等，从介绍低应变检测原理入手，根据现场实践经验指出在现场测试中应注意的一些细节问题，并提出一些合理化建议。     

灌注桩低应变测试分析

简述了低应变反射波法检测基桩基本原理,利用反射波法结合实测灌注桩信号对基桩完整性进行了分析判断,并指出低应变法反射波法具有便捷、经济、高效的特性,在工程中可推广应用。     

低应变法检测桥梁灌注桩的要点

结合自身工作实践,介绍了采用低应变反射波法检测桩基时的要点,包括资料的收集、桩头处理、激振方武等六方面,指出检测人员不仅要会操作,而且要有相关的基础知识,并具有较强的综合分析能力。     

浅谈低应变检测分析中有关波速的若干问题

对桩的低应变检测进行了介绍,提出了桩身波速平均值的确定方法,对低应变检测分析中有关波速的问题进行研究,指出检测人员应因地制宜,以波形特征为依据,实事求是地分析才能使分析结果与实际情况吻合。     

大直径随钻跟管桩竖向抗压承载性能试验研究

随钻跟管桩是一种桩侧后注浆的非挤土PHC管桩桩型,是近年研发出的新型大直径桩基础。为了研究这种新桩型的竖向抗压承载性能,对现场5根直径1m的随钻跟管桩进行静载和高应变承载力试验。研究结果表明：以静载试验结果为校核标准,高应变承载力检测误差可控制在±10%以内;嵌岩0.5m的随钻跟管桩极限承载力可达到20000kN,比同等直径泥浆护壁灌注桩的承载力经验计算值大13%～23%;桩侧后注浆工艺和桩端嵌岩深度能有效提高随钻跟管桩的侧阻力发挥,实测值比灌注桩的规范计算值大28%以上;虽然现场4根随钻跟管桩均嵌入中风化花岗岩0.5m,但端阻比小于30%,呈现摩擦型桩的承载性状。试验成果有助于进一步揭示随钻跟管桩的竖向抗压承载机理,可为其工程设计与工艺优化提供依据。