嵌岩扩底抗拔桩承载特性研究

近年来扩底桩用于建筑物抵抗上拔荷载作用的情况日趋增多,而对扩底抗拔桩的理论研究远跟不上工程实践的发展。分析了扩底抗拔桩的抗拔机理和常用的破坏模式,在合理假定的基础上给出了一种扩底嵌岩桩极限抗拔承载力的计算模式,该模式包含侧摩阻力、桩自重以及扩大头抗拔力对总抗拔承载力的贡献。结合南京绿地广场紫峰大厦工程中两根扩底嵌岩抗拔桩的自平衡法极限抗拔承载力试验结果,进行了该模式计算值与实测值的对比分析,吻合程度较好。     

嵌岩扩底抗拔桩承载特性现场试验研究

依托国网路平―富乐500kV双回线路工程中嵌岩抗拔桩极限载荷试验,针对其中3根嵌岩扩底抗拔桩,对其桩顶荷载位移关系曲线、桩身轴力及桩身侧摩阻力等特性进行分析。结果表明,对所处岩土层相同、桩长接近的抗拔桩,嵌岩扩底抗拔桩较等截面桩不但能够显著提高极限抗拔荷载,而且能够有效降低桩顶位移。扩大头所处岩层性质对其所能提供的抗拔力影响较大,处于中风化岩层中的扩大头所提供的抗拔力要显著大于位于强风化岩层中的扩大头所提供的抗拔力。对同为扩底型的嵌岩抗拔桩,桩长较短时,扩大头提供的抗拔力占桩体极限抗拔荷载的比例更高,扩大头的扩底作用更显著。对于扩大头位于中风化岩层且扩大头上部等截面段具有一定厚度的黏土层与强风化岩层的抗拔桩,其等截面段与黏土层、强风化岩层接触部分极限侧摩阻力可在规范建议标准值的基础上,根据工程实际适当提高。     

嵌岩旋挖扩底抗拔桩工程应用研究

 对于单轴抗压强度在14.4 MPa以下风化程度不同的泥岩、泥质砂岩互层的特殊地质条件,按照现行设计规范,抗拔桩基础往往难以找到合适的终孔地层,利用旋挖钻机成孔、扩孔施工工艺形成扩底抗拔桩解决上述问题,并根据现场原型试验,对嵌岩旋挖扩底抗拔桩承载规律进行研究。根据桩顶静载试验和桩身应变测量试验数据,分析抗拔桩的桩身开裂、桩身变形规律。分析后认为,嵌岩扩底抗拔桩极限承载力主要由桩侧摩阻力、扩大头抗拔力提供,桩侧摩阻力是逐渐发挥作用的,计算桩的极限抗拔力时不宜考虑全部的桩侧摩阻力,扩大头抗拔力在整个抗拔力中占较大比例。嵌岩扩底抗拔桩极限承载力主要受桩顶位移控制。极限承载力是桩顶位移达到极限值(即容许上拔量)所对应的承载力,而不是抗拔桩真正所能发挥出来的最大承载力。当上部结构对抗拔桩桩顶位移比较敏感时,宜采取措施控制桩身变形,而不是单一提高桩的极限抗拔承载力。     

嵌岩扩底桩与等截面桩桩顶抗拔位移数值模拟比较

鉴于扩底抗拔桩是在等截面抗拔桩的基础上发展而来,本文采用有限元软件ANSYS及有限差分软件FLAC3D,结合现有研究成果,考虑嵌岩扩底抗拔桩的承载特点、破坏过程和桩-岩界面的关系,尝试分析嵌岩扩底桩与等截面桩桩顶抗拔位移的关系,数值模拟结果为后续优化设计效果评价中桩顶位移计算提供一定的理论依据。     

建筑工程中钻孔灌注扩底抗拔桩试验探析

本文结合工程实际,对钻孔灌注扩底桩进行扩底抗拔桩和等截面抗拔桩的试桩试验。试验表明,扩底抗拔桩可以大幅度提高桩的抗拔能力。并分析了扩底抗拔桩抗浮作用机理,得到了扩底抗拔桩的上拔规律。     

砂岩地层扩底桩抗拔承载特性现场试验研究

为确定砂岩地层扩底桩抗拔承载特性,依托国网路平—富乐500 kV双回线路工程,对嵌岩抗拔桩进行现场静载试验,得到该嵌岩扩底桩的侧阻与轴力作用特征,进而提出嵌岩扩底桩极限承载力的简化计算法.分析表明:嵌岩扩底桩的上拔荷载-桩顶位移曲线为陡变型,增加桩长可以有效提高极限抗拔承载力;但底端扩大头的作用随着桩长的增加有所减弱,...     

桩侧后注浆与扩底抗拔桩承载特性研究

目前抗拔桩主要有常规等截面抗拔桩、桩侧后注浆抗拔桩以及扩底抗拔桩三种类型,采用有限元计算软件,对常规等截面抗拔桩、桩侧后注浆抗拔桩以及扩底抗拔桩的承载特性进行了研究,并分析了不同扩底直径对抗拔桩承载力的影响,为抗拔桩的设计与施工提供了依据.     

扩底抗拔桩荷载传递规律及其影响因素分析

近年来,扩底抗拔桩已逐渐应用到需要抵抗上拔荷载作用的建(构)筑物基础中,然而,扩底抗拔桩的变形比较复杂,影响因素也较多,现阶段对其理论研究尚不完善,制约着扩底抗拔桩的工程应用。在对目前已有扩底桩抗拔承载力理论研究分析的基础之上,结合工程实例,分析总结扩底抗拔桩荷载的传递规律及其承载力的影响因素,为更深入的认识扩底抗拔桩的变形性状及其承载特性提供了一定借鉴。     

扩底抗拔桩试验分析与抗拔承载力计算方法

为了了解扩底抗拔桩的抗拔机理和抗浮特点,进行扩底抗拔桩和等截面抗拔桩的试桩试验。试验表明,扩底抗拔桩可以大幅度提高桩的抗拔能力。通过试验,分析了扩底抗拔桩抗浮作用机理,得到了扩底抗拔桩的上拔规律。根据作用机理,结合已有公式,探索出扩底抗拔桩单桩极限抗拔承载力设计的计算方法,从而进一步为扩底抗拔桩在软土地区中的应用提供借鉴。     

软土地区多种桩型抗拔桩侧摩阻力特性研究

近年来,对扩底抗拔桩和桩侧注浆抗拔桩这两种新型抗拔桩承载特性的研究受到广泛关注。依托上海虹桥综合交通枢纽工程,开展了等截面、扩底和桩侧注浆3种桩型抗拔桩的现场足尺对比试验。比较了各桩型桩侧摩阻力发挥特性的差异;并对典型土层在不同桩型中摩阻力的发挥特性进行了分析;将3种桩型抗拔桩的桩侧摩阻力实测值与规范推荐值进行了比较。进一步认识了软土地区扩底抗拔桩和桩侧注浆抗拔桩各自的荷载传递特性。     

超深开挖对抗拔桩承载力影响的离心机试验研究

深基坑开挖会改变桩周土的应力状态,影响抗拔桩的承载力。通过离心机模型试验,研究了超深开挖对抗拔桩承载力的影响。采用考虑基底土超固结效应影响的有限元数值模拟分析方法,对离心机试验进行了计算分析,研究超深开挖对抗拔桩承载力影响的内在机理。研究结果表明：坑内土体卸荷,桩侧土体有效应力降低,抗拔桩承载力下降;受基底土超固结效应的影响,桩侧土静止土压力系数要大于正常固结状态,桩侧极限摩阻力与抗拔桩承载力大于正常固结状态;不考虑基坑开挖对桩周土应力水平的影响,以覆土条件下的承载力做为设计取值,偏于不安全;考虑基坑开挖对桩周土应力水平的影响,但不考虑基底土的超固结特性,抗拔桩承载力的取值偏于保守。     

后张部分粘结预应力抗拔灌注桩的受力机理研究

随着地下空间的开发和利用,地下建筑结构埋深不断增加。当地下水位较高时,地下结构就会受到较大的浮力,因此需要在结构底板下设置抗拔桩。为了研究后张部分粘结预应力抗拔灌注桩的受力机理,首先通过试验测试了预应力钢绞线和水泥净浆的粘结强度。然后,运用ABAQUS有限元分析软件进行数值模拟,得出了粘结强度参数。在此基础上对后张部分粘结预应力抗拔桩进行数值分析,研究其受力机理,为工程应用提供理论依据。研究表明,后张部分粘结预应力抗拔灌注桩侧摩阻力由桩顶至桩底逐渐增加,持力点主要在桩底部,而预应力的施加不仅可以避免裂缝的产生,还可以抵抗“泊松效应”而产生的“颈缩现象”的影响,对提高桩体的抗拔性能十分有利。     

抗拔群桩承载力的简化计算

抗拔群桩极限承载力是抗拔桩设计的主要内容之一,然而相对于抗拔桩单桩的极限承载力研究而言,国内对抗拔群桩极限承载力的理论研究相当有限,现有分析方法大多采用等效墩法预测抗拔群桩的极限承载力。等效墩法虽然计算方法简单,然而不能合理考虑桩-桩相互作用对群桩承载力的影响,因而有一定的局限性。本文采用边界元法分析群桩的极限承载力,该方法能较好的考虑桩-桩间的相互作用对群桩承载力的影响。在此基础上,本文对抗拔群桩的影响因素进行了详细分析,分析结果表明抗拔群桩效率系数随桩的距径比的增加而增大,随长径比的增大而减小,随桩数的增加而减少。由于边界元法计算过程较为复杂,本文通过回归分析方法给出了预测抗拔群桩承载力的经验公式,从而简化了抗拔群桩承载力的计算,便于应用于实际工程。通过与模型试验结果进行对比,对比结果表明本文提出的两个预测抗拔群桩承载力的分析方法可以较好的预测抗拔群桩的极限承载力,计算结果与实测结果较为相近。     

扩底抗拔桩承载力计算方法与工程应用

上海地区扩底抗拔桩具有中长度、小扩展角度的特点。基于现场足尺试验与工程实践,提出了适合该桩型抗拔承载力计算的两种方法:圆柱面剪切法和扩大系数法。其中圆柱面剪切法假定桩端扩大头以上一定范围内的土体剪切面直径等于扩大头最大直径,超过此范围的桩等截面部分的侧摩阻力不受影响。扩大系数法通过扩底扩大系数和旁压扩大系数来反映扩大头段抗拔阻力的提高。这两种方法分段套用现有规范的抗拔桩计算公式,参数选取容易,公式简洁,便于工程设计人员采用。这种新型的扩底抗拔桩及其承载力计算方法在瑞金医院地下车库和上海铁路南站南广场中得到应用,试验结果皆大于计算值,其中上海铁路南站南广场工程计算值与试验结果非常接近,进一步验证了计算方法的合理性,并为认识扩底抗拔桩的承载特性提供了参考。     

软土中注浆与未注浆抗拔桩受力性状对比试验研究

在杭州萧山一工地未注浆与注浆试桩抗拔静载试验的基础上,发现抗拔桩经过桩端后注浆可显著减少桩端位移,极限抗拔力至少提高25%,最大桩身拉伸量占桩顶上拔量的91.5%。注浆与未注浆桩的桩身轴力都随深度逐渐减少,桩端轴力始终为0;浆液上返高度16.9m范围内注浆桩侧摩阻力有较大幅度的提高,最大提高幅度为83.3%;在利用浆液上返高度公式计算注浆抗拔桩竖向增强体高度和考虑桩身自重的基础上,提出桩端后注浆抗拔桩承载力的估算公式。通过反分析计算,未注浆桩抗拔折减系数的取值范围为0.65～0.80,注浆桩侧阻力增强系数的取值范围为1.33～1.83,计算方法与结果可供初步设计与实际工程使用。     

抗拔桩和抗压桩受力性状异同性研究

针对抗拔桩荷载传递机理和承载性状的研究比较缺乏的现状,本文通过对杭州某工程软土地基中抗压、抗拔钻孔灌注桩静荷载试验和桩身轴力的实测资料分析,研究了抗压桩与抗拔桩受力性状的异同性,得出了不同的荷载作用机理。结果表明抗拔桩和抗压桩的侧阻、端阻存在很大的不同,抗压桩端部侧阻发生增强效应,而抗拔桩端部侧阻出现退化效应。     

深埋纯地下建筑不同抗拔桩型承载性状试验研究

通过对某沿海城市500 kV深埋地下变电站不同抗拔桩型的现场试验研究,对扩底抗拔桩和桩侧压浆等截面抗拔桩两种不同抗拔桩型的承载力性状进行了分析,研究了两种不同桩型的荷载传递规律和承载力提高机理。本文认为,对于含砂丰富地层且单桩承载力要求较高的长桩,宜优先选用压浆桩,而且在技术经济条件相当的情况下,选择桩侧压浆方案可以节省工期;对于以软土或黏土为主的地层或桩长较短的情况,扩底桩则比压浆桩更具优势。     

无黏结预应力施工技术在大吨位抗拔桩中的应用

厦门怡山商业中心裙楼设33根柱下抗拔桩及21根纯抗拔桩,采用无黏结预应力技术,桩身直径1.4m,桩身空孔直径2.4m,单桩竖向承载力4 200kN。介绍了预应力筋安装、预应力筋与钢管柱定位环板相交问题处理、预应力筋张拉及抗拔试验等关键技术。解决了施工过程中预应力筋向下滑落、桩底预应力固定端局部承压、桩顶标高以上部分预应力筋保护等问题,取得良好效果。     

竖向荷载下膨胀土桩基承载室内模型试验

利用自主研发的多向桩基加载系统,开展了室内模型试验,研究了膨胀土中桩基分别在最优含水率和饱和含水率条件下的下压和上拔荷载桩基的承载特性。试验结果表明:膨胀土含水率的变化,对抗压桩的极限承载力影响更为明显,对抗拔桩的极限位移影响更为明显。随着含水率的增加,尽管抗压桩和上拔桩的极限侧摩阻力均减小,且减小程度接近,但上拔荷载作用下极限侧摩阻力明显低于下压荷载的极限侧摩阻力。不同含水率条件下,抗压试验桩身极限侧摩阻力呈抛物线形分布,而上拔试验桩身极限侧摩阻力呈线性分布,含水率的增加使抗压桩和上拔桩的极限承载力显著减小,且抗压桩减小幅度更大,但抗压桩的极限承载力始终大于上拔桩的极限承载力。