用荷载传递法计算深长大直径嵌岩桩单桩沉降

考虑到嵌岩桩所处土层、岩层特点,采用双折线荷载传递函数,用荷载传递法导出深长大直径嵌岩桩单桩沉降计算的解析公式.利用导出的单桩沉降解析公式,根据所收集的35根南京地区深长大直径嵌岩桩试桩资料,采用非线性优化方法,进行了荷载传递函数参数的识别分析,得到了南京地区大直径嵌岩桩沉降计算荷载传递函数参数值,所导出的参数值可用于单桩沉降计算.     

持力层对大直径扩底灌注桩竖向承载性状的影响

大直径扩底灌注桩的沉降以桩端土层的竖向压缩变形为主,因此端承土层特性对大直径扩底桩的竖向承载性状有较大影响。利用有限差分程序建立三维非线性有限差分数值模型,研究了持力层性质对大直径扩底桩竖向承载性状的影响。结果表明,大直径扩底桩承载力随持力层厚度的增加而增大,且在持力层厚度较小时持力层厚度的变化对承载力和桩端阻力影响显著。桩侧土层模量与持力层模量比为0.2时,桩端入持力层深度的变化在持力层厚度较小时对大直径扩底桩的极限承载力影响较大。相同持力层厚度下,桩侧土层模量的变化对大直径扩底桩承载力的影响较大,模量越大承载力越高;下卧层模量的变化对大直径扩底桩承载力的影响较大。     

有限厚土层上大直径扩底桩的端承力探讨

有限厚土层上大直径扩底桩的端承力探讨杨同新（长沙冶金设计研究院４１０００７）１问题的提出随着高层建筑的发展，大直径桩越来越广泛地被应用，当桩不是落于基岩而只落在坚硬土层上时，为了提高桩的承载力，桩底常常做成扩大头。这种扩大头的大直径桩习惯上称为大直径...     

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。     

水下大直径超长桩理论分析与工程应用

结合在江阴、润扬等大型长江公路桥梁的试桩资料和基金课题“大型桥桩的非线性理论分析及神经网绍模型研究”，用包含点面接触单元的有限元模型对大直径超长灌注柱的承载机理和性状进行研究。研究的主要内容有以下几个方面：(1）对大直径超长灌注桩所穿过的巨厚土层中的优势面和优势层进行了分析。首先对一般土体中的优势面进行了分析，发现众多的岩土工程问题与土体中的优势面有关，并对它们之间的联系进行了分析。然后对大直径超长灌注桩可能穿过的土体优势面的类型和优势层情况进行了分析。(2)分析了包含点面接触单元的有限元模型。以往的计算模型常用Goodman单元模拟桩土接触面，而Goodman单元只适用于小变形，对于大变形特别是桩土相对沿移量较大时就不能计算，因此得到的结果只能用于分析塑性变形以前的情况。本文用点面接触单元模拟桩土接触面，这种单元可计算大变形和大位移。(3)系统地分析了大直径超长灌注桩不同桩型(直径为0．8～6m，桩长为50～100m)在不同土层中(主要是粘性土和砂土)的承载机理和承载性状，为大直径超长桩的实际应用提供了理论依据。(4)分祈了大直径超长灌注桩的几个特殊问题：①端阻力和持力层的作用大小问题。一般认为深厚土层中的超长桩是纯摩擦桩，端阻力所占的比例很少。但论文作者经过研究发现，对大直径超长桩，如果有较硬的土层作为持力层的话，端阻力所占的比例也会较大，也就是说此时持力层对大直径超长杖的作用是较大的。所以对大直径超长桩也要设法使桩进入持力层为好，这一点也为大直径超长灌注桩的桩底注浆提供了理论依据。②由桩项变形值定极限承载力的问题。研究发现，对大直径超长桩其达到荷载极限状态时的桩项变形值比规范规定的要大。所以对大直径超长灌注柱的极限荷载时的桩顶沉降值可核实际情况来定，这样可充分利用大直径超长桩的承载潜力，但此时要保证各桩的差异沉降在规定范围之内。③优势层和大直径超长灌注桩。苏州—南通长江公路大桥工程区，钻探揭露的岩土层多达22层，若统计到亚层，则多达32层之多。论文把相对较软的和相对较硬的层称为优势层，则相对较软的层就是软弱优势层(如易液化层、软土层、软弱下卧层等)，相对较硬且深度适宜的层就是持力优势层。优势层的存在会影响桩的荷载传递和承载特性。一般规律足，桩底持力优势层的优势性越强对桩的承载力的提高越有利；持力优势层上覆的软弱优势层的优势性越强对桩的承载力的提高越不利。划分出优势层后就可区别对待，如对软弱优势层可注浆加固之。④大直径超长灌注桩的有效桩长问题。论文用包含点面接触单—元的有限元法对大直径超长桩的有效桩长进行了研究。研究发现，大直径超长灌注桩存亦有效桩长问题：但对有效校长要具体情况且体分析，不存在一个对所有情况都适用的统一的有效桩长值。(5)针对大直径超长罐注桩的特点，和桩侧压力、侧压力系数相联系，建立起大直径超长灌注桩的有关极限承载力与桩长、桩直径、桩土间摩擦系数、土的重度等关系的理论公式。(6)据江阴大桥和润扬大桥的大直径超长桩的试桩资料分析了长江下游水下大直径超长罐注桩的荷载传递规律和承载特性，并以此为基础利用上述有限元方法对南通大桥的大直径超长灌注桩进行数值模拟，模拟结果是可恢的，具有一定的参考价值。     

软土地基人工挖孔桩承载力试验研究

在人工挖孔桩试验中预埋测试元件，研究桩的荷载传递机理。通过统计、分析福州地区３００根人工挖孔桩静载试验资料，提出本地区人工挖孔桩承载力计算方法和桩端常用土层的极限端阻力标准值。通过模型桩试验，对比了有无扩大头及扩大头不同直径对人工挖孔桩承载力的影响。     

近海地基大直径PHC管桩竖向承载性状的试验研究

对某跨海桥梁近海软土地基的2根大直径PHC桩进行静载试验,并通过预埋的应变式钢筋计测试桩身轴力分布,结果表明桩侧土层刚度越大,桩顶荷载传递给该土层承担的比例也越大,桩身轴力减小也越显著,反之则桩顶荷载更多向下部土层传递;桩身上部土层侧阻力先于下部土层发挥作用,且较大的荷载将使上部桩土发生较大相对位移,从而导致淤泥层侧摩阻力发生软化现象;尽管大直径PHC桩桩身刚度较大,但在设计工作荷载下桩顶实测沉降仍主要由桩身压缩引起。     

考虑泥皮效应的大直径超长桩离心模型试验研究

应用离心模型试验研究了深厚软土地基中考虑泥皮效应的大直径超长单桩的承载变形特性。试验结果表明,考虑泥皮效应后,桩侧极限摩阻力约为不考虑泥皮的65%～85%,单桩极限承载力下降约20%。同时研究了桩径、桩长、持力层性质对单桩极限承载力和桩侧摩阻力的影响。结果表明,高荷载水平作用下,大直径超长桩的桩侧土层摩阻力易发生软化,导致桩产生渐进破坏;淤泥质粘土中,桩侧摩阻力随桩径增加而降低,但降低幅度较小;桩侧摩阻力具有深度效应,对某一特定深度土层,随着桩进入土层深度的增加,桩侧摩阻力下降,可表示为(h/R)的函数。     

大直径灌注桩荷载传递试验研究和数值分析

通过在大直径灌注桩桩端及桩身各主要土层的分界面埋设应力计和应变计的静荷载试验,研究大直径灌注桩的荷载传递机理,分析轴力和桩侧摩阻力的变化规律。以单桩竖向抗压静载试验为基础,运用有限单元法对大直径灌注桩桩一土相互作用进行模拟。分析结果表明,计算值和实测值基本一致。     

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。     

基于总应力法的静压桩极限承载力时效性研究

考虑天然饱和黏土的应力历史和初始应力各向异性,推导得出了静压沉桩过程和再固结过程中静压桩周土体应力状态的变化规律。在此基础上,根据静压桩承载时桩侧土体应力状态与单剪试验及三轴试验中土体应力状态之间的相关性,基于总应力法推导了天然饱和黏土地层中静压桩时变承载力的解析解,提出了桩侧和桩端承载系数的理论计算方法。采用离心模型试验对本文解答进行验证,研究了沉桩结束后静压桩承载力随再固结时间的变化规律,分析了土体原位力学特性与静压桩承载系数之间的关系。研究结果表明,沉桩结束后静压桩承载力的增长主要是由于桩侧承载力的增长,而且静压桩承载力在沉桩结束后较短时间内增加的幅度较大,随后增长幅度变缓并趋于稳定;土体超固结比和静止侧压力系数越大,沉桩结束后承载力增长速率越快,但桩侧和桩端承载系数均随土体超固结比和静止侧压力系数的增大而减小。     

考虑桩身非线性压缩的单桩沉降解析算法

桩顶沉降是桩基的主要控制参数。均质土和成层土中单桩桩顶沉降由桩端力引起的沉降、桩侧阻力引起的沉降和桩身压缩引起的沉降三部分组成。针对摩擦桩桩身压缩引起沉降的现有算法没有考虑到其非线性压缩,基于剪切位移法,考虑桩身非线性压缩,从理论上推导它的计算方法,进而得到单桩的沉降。经过对工程实例的计算与实测对比分析,证明了该方法具有较高的精度和可靠性,同时表明,桩身压缩引起的沉降占总沉降较大时,应考虑桩身的非线性压缩。最后对影响单桩沉降的因素进行分析,结果表明桩侧土破坏比、抗剪强度是影响单桩沉降的主要因素。     

桩靴贯入黏土层时邻近桩挤土压力分析

采用CEL方法对桩靴贯入黏土层时邻近桩受到的挤土压力的变化进行了数值仿真分析。首先通过对离心模型试验结果的计算,验证了CEL方法的可行性。进一步,分析了桩靴贯入黏土层时,邻近桩桩身挤土压力的变化。结果表明,邻近桩靠近桩靴一面受到的挤土压力随桩土相对位移的增加而不断增大直到极限值,在泥面以下6倍邻近桩桩径范围内,桩身最大挤土压力随土层深度逐渐增加,其变化范围为3.5s_u~9.0s_u,当土层深度超过6倍邻近桩桩径后,桩身最大挤土压力趋于稳定,约9.0s_u;而远离桩靴一面受到的挤土压力随相对位移增加而不断减小,最终保持在1.5s_u~2.0s_u;桩身受到的挤土压力合力随桩土相对位移增加而不断增大直到极限,在泥面以下6倍邻近桩桩径范围内,桩身极限挤土压力合力随土层深度逐渐增加,其变化范围为2.0s_u~7.5s_u,当土层深度超过6倍邻近桩桩径后,桩身极限挤土压力合力趋于稳定,约7.5s_u。此外,净间距和黏土强度的改变,不会影响插桩挤土压力随相对位移的变化关系;当黏土弹性模量从100s_u增加到300s_u时,达到极限挤土压力所需的相对位移从0.3倍邻近桩桩净减小到0.1倍邻近桩桩净。     

粉喷桩复合地基力学性状的数值分析

把路堤假设为一个柔性荷载和一具有较小刚度的垫层,应用FLAC2D数值分析软件,选择一工程实例,对水泥土搅拌桩复合地基力学性状进行了研究,探讨了桩土模量比、桩长、荷载对桩顶应力的影响,及桩土模量比对桩土中荷载传递规律的影响,得到了具有一定工程价值和理论意义的结论。     

螺纹桩承载机理及承载力计算方法

螺纹桩是一种全新的带螺牙的混凝土灌注桩。根据理论分析和试验研究,当螺纹桩螺牙间距较小时,受力时螺牙带动周围土一起移动,类似多节扩孔桩受力;当螺纹桩承载力达到极限时,桩身沿螺牙外侧的圆柱面破坏,承载力为桩侧提供的承载力及桩端阻力。通过整理目前螺纹桩承载力的几种计算公式,对几种它们的优、缺点进行分析。为方便设计计算,在传统直杆桩承载力计算方法基础上提出了一种螺纹桩承载力计算新的方法,对计算方法中螺纹桩等效侧阻较干作业钻孔桩侧阻的增强系数进行了理论分析,最后结合实际工程进行统计分析,并提出工程设计中增强系数的经验取值。     

桩-土-承台共同作用的模型试验研究

通过带承台单桩及双桩基础的模型试验,对低承台桩基桩间土变形发展及其与承台板板底应力、桩侧摩阻力及桩端阻力间的相互影响进行较为细致的研究。试验表明:在相同基础荷载作用下,桩数的增加使桩端刺入变形量占基础沉降的比例降低。双桩基础桩体的存在对板底应力体现出增强作用,在相同桩间土变形量下,双桩基础板底应力大于带承台单桩基础。桩土相对位移的发展从桩端部位开始,逐步向承台板扩展,同一部位基础外侧的桩土相对位移要大于基础内侧。靠基础内外,桩的不同侧面表现出不同的侧阻发挥过程及极限值。同样桩间土变形量下,带承台双桩基础在桩端平面上土体的竖向应力要大于带承台单桩基础,从而发挥出较大的桩端阻力。     

CFG桩与碎石桩组合处理在软土地基加固中的应用

结合实际工程,介绍了CFG桩与碎石桩组合加固软土地基的承载力计算方法,通过对组合桩复合地基的检测,验证了计算方法的可行性。分析结果表明,CFG桩与碎石桩组合加固淤泥质软土地基具有良好的效果,是一种值得推广的软土地基处理方法。     

花岗岩残积土地基钻（冲）孔灌注桩竖向承载力研究

通过对花岗岩残积土地基的特殊性及其钻（冲）孔灌注桩单桩竖向承载力试验研究的综合分析,剖析了花岗岩残积土地基桩端阻力和桩侧阻力特性和现有计算方法存在的问题。通过分析砾、砂、黏质花岗岩残积土天然地基承载力基于标准贯入击数相关性的修正系数,提出了桩端阻力、桩侧阻力与按标准贯入击数修正的桩基规范液性指数法计算结果的经验关系,可供按JGJ 94-2008《建筑桩基技术规范》中经验公式计算花岗岩残积土地基钻（冲）孔灌注桩单桩竖向承载力时修正参考。与工程试桩的实测数据对比结果表明,文中建议的计算方法稍偏于安全,且比JGJ 94-2008《建筑桩基技术规范》中方法更接近实测值。     

煤系地层人工挖孔桩承载特性现场试验研究

为获得煤系地层的桩基承载特性，利用荷载箱放于桩底的自平衡静载试验，直接测得了大直径人工挖孔桩的桩侧摩阻力和桩端承载力。试验结果表明：侧阻的荷载传递函数为双曲线，位移4~5mm时的侧阻可达极限值的90%；煤层侧阻发挥特性更加接近破碎岩层而非土层；极限侧阻的大小落于JGJ 94—2008《建筑桩基技术规范》中强风化软质岩一档的较低值(干作业钻孔桩)。端阻的荷载传递函数为理想弹塑性双折线，充分发挥端阻所需位移约为桩径的1%；煤层端阻发挥特性既不同于土层，也有别于岩层；极限端阻的大小高于规范强风化软质岩的上限值(干作业钻孔桩)，接近中密粗砂的上限值(干作业挖孔桩)。桩位附近靠近孔口高程的煤层岩基载荷试验表明，该法可用于确定短桩的桩端刚度，但用于确定桩端极限承载力则会得到明显偏小的结果。     

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。