考虑土芯作用的大直径灌注筒桩轴向荷载传递性状分析

大直径现浇混凝土薄壁筒桩为高速公路软弱地基处理中的一种新型高效优质桩。筒桩具有与一般的灌注或沉管实心桩不同的荷载传递机理,筒桩的荷载传递机理的复杂性制约了筒桩承载理论的发展与工程应用,其工程设计方法至今仍处于半理论半经验的状态。考虑大直径灌注筒桩土芯分担荷载以及筒桩与土芯内摩阻力发挥情况,采用一种桩内侧阻、桩外侧阻和桩端阻荷载传递模型,推导出一种沉管灌注筒桩的轴向荷载-沉降曲线的解析算式,并计算得到任意截面桩身轴力及内外侧摩阻力表达方程式。通过一工程算例,验证本文公式的实用性。计算结果表明,土芯分担顶部荷载并提供内侧摩阻力,对增大承载力和减小沉降量都有贡献。     

大直径薄壁灌注筒桩土芯对承载性状影响的试验及其理论研究

筒桩土芯性状复杂,土芯对单桩竖向承载力作用机理尚不明确,当前筒桩承载力计算还不成熟。通过试验手段,从土芯高度及土芯力学性状两方面来分析土芯对单桩竖向承载性状的影响,对新型薄壁灌注筒桩竖向承载性状进行了研究。根据土芯顶端分担荷载与否把筒桩结构分为两类,并分别对筒桩内侧摩阻力产生机理进行分析,核心是土芯与筒桩存在相对位移趋势以及相对位移的发生是筒桩内侧摩阻力产生的原因,假设内侧摩阻力随深度减小呈指数函数形式衰减;在此基础上得出了筒桩内侧摩阻力以及土芯顶端分担荷载的计算方法。试验研究与理论研究结果表明,土芯的存在对提高单桩承载力及减少沉降有较大贡献。根据试验及对土芯性状进行分析,建立了筒桩竖向承载力计算公式,工程实践证明了其实用性。     

大直径薄壁灌注筒桩竖向荷载传递性状解析分析

筒桩与土芯存在相对位移趋势以及它们之间相对位移的发生是筒桩内侧摩阻力产生的原因。本文考虑竖向荷载作用下大直径薄壁灌注筒桩内摩阻力发挥情况,在前期工作基础上进行了修正改进,采用一种桩内侧阻、桩外侧阻和桩端阻荷载传递模型,对桩周外侧土处于弹性状态时内侧摩阻力便开始发挥的情况进行解析求解,推导出大直径薄壁灌注筒桩的轴向荷载-沉降曲线的解析算式。通过一工程算例,验证本文公式的实用性。     

基于荷载传递法薄壁桩弹性阶段荷载传递理论研究

本文通过荷载传递的计算方法,以桩顶沉降量为控制指标,考虑薄壁桩土芯对承载力的贡献以及薄壁桩与土芯内摩阻力相互作用,推导出了薄壁桩沉降的数值表达式.这些公式可应用于桩周土层和桩端持力层不同的情况,也可较方便地推广应用到求分段均质等截面桩的相关计算,为实际工程计算提供了新的理论依据.     

薄壁筒桩在滩涂土地区荷载传递特性现场试验研究

 目前,国内外缺乏通过现场试验对薄壁筒桩荷载传递特性方面的研究,关于筒桩加固滩涂土地基的研究也较少。以温州浅滩一期半岛起步区首期1#地块为工程背景,进行现场荷载试验,以现场实测数据分析筒桩荷载传递特性。研究结果表明：在最大荷载作用下,较长的筒桩表现为端承摩擦型桩,桩侧摩阻力比约为75%,较短的筒桩表现为纯摩擦型桩,通过增加桩长、桩径可以提高筒桩竖向承载力;该类地区适合建5层以内工业厂房;桩身轴力自上向下逐渐发挥,桩身上部与下部土层摩阻力异步发挥;当上部土层达到极限侧摩阻力时,随着荷载的增加,出现侧阻软化现象,内侧摩阻力沿桩身自下向上逐渐发挥,为外侧摩阻力的20%～25%。采用簿壁筒桩加固滩涂土地基时,应考虑土芯内侧摩阻力对承载力的贡献。     

单室与四室井筒式地下连续墙竖向承载特性研究

以井筒式地下连续墙为研究对象,采用数值模拟的研究方法,应用弹性本构模型,考虑墙土界面的参数影响,对单室和四室井筒式地下连续墙基础的沉降特性、内外侧摩阻力、端阻力、土芯顶部反力及其荷载分担比进行分析和研究。研究表明：外摩阻力主要由墙身深度范围内的外侧下部土体提供,内摩阻力主要由土芯下部土体提供;外摩阻力自上而下发挥作用,而内摩阻力自下而上发挥作用。随着荷载的增加,单室井筒式地下连续墙的外侧摩阻力的荷载分担比逐渐减小,而端承反力、内侧摩阻力和土芯顶反力的荷载分担比都在增加,而四室井筒式地下连续墙的外侧摩阻力、墙端反力、土芯顶反力都在减小,仅有内摩阻力的荷载分担比在增加。     

打入桩荷载-沉降性状的时间效应分析

关于沉桩结束后打入桩承载力的时效性现象，目前已经开展大量的研究。然而，有关试桩荷载-沉降曲线时效性的模拟方法却鲜见报道。首先，简要分析打入桩时效性的产生机制。然后，基于荷载传递法，提出一种估算沉桩后单桩荷载-沉降性状时效性的新方法。2个量纲一的时间效应系数被加入到传统的荷载传递函数中，以分别描述桩侧摩阻力和桩端阻力随时间的变化。修改后的荷载传递函数可考虑沉桩后任意间歇期的单桩荷载-沉降性状。采用该方法对一个工程实例的打入桩荷载-沉降性状进行验证分析，计算结果与试桩荷载-沉降实测曲线吻合较好。     

打入桩荷载–沉降性状的时间效应分析

关于沉桩结束后打入桩承载力的时效性现象，目前已经开展大量的研究。然而，有关试桩荷载–沉降曲线时效性的模拟方法却鲜见报道。首先，简要分析打入桩时效性的产生机制。然后，基于荷载传递法，提出一种估算沉桩后单桩荷载–沉降性状时效性的新方法。2个量纲一的时间效应系数被加入到传统的荷载传递函数中，以分别描述桩侧摩阻力和桩端阻力随时间的变化。修改后的荷载传递函数可考虑沉桩后任意间歇期的单桩荷载–沉降性状。采用该方法对一个工程实例的打入桩荷载–沉降性状进行验证分析，计算结果与试桩荷载–沉降实测曲线吻合较好。     

刚性基础下复合地基桩长计算方法

由于刚性基础下的复合地基没有考虑桩土变形协调和土的沉降位移,桩土相对位移计算偏大,导致计算桩侧摩阻力值偏大而设计桩长偏小。针对复合地基传统设计方法的不足,建立了一个考虑桩土变形协调和土的压缩变形对桩体荷载传递影响的双曲线模型函数,以及建立了荷载从桩顶向下传递计算的方法,可更准确计算桩侧摩阻力及桩端荷载,桩底土层沉降采用切线模量法计算,以桩体压缩量及桩端土体沉降量为控制要求,进而可以确定满足复合地基承载力及沉降要求的单桩长度。通过工程实例验证,该方法计算得到的复合地基桩长与实际工程中桩长基本一致,为今后复合地基桩长设计提供参考。     

大直径现浇混凝土薄壁筒桩竖向荷载传递机理研究

大直径现浇混凝土薄壁筒桩是一种新的地基处理技术，已在公路、堤防工程中得到应用，由于对其竖向荷载传递机理及承载力特性缺乏深入研究，目前设计计算中仅进行粗略地估算，势必引起较大的误差，开展这方面的研究非常必要。本文通过有限元分析方法，考虑桩土接触形式、土体自重初始应力场和土体的非线性．通过有限元计算的荷载一沉降曲线结果与现场试验结果对比，验证了有限元分析方法的合理性。在此基础上开展了顶部封盖筒桩的荷载传递机理研究，提出了筒桩竖向承载力的四个组成部分及发挥情况，并详细分析了筒桩内摩阻的分布形式，本文研究结果将为筒桩竖向承载力设计提供可靠基础和依据。     

筒桩桩承式加筋路堤现场试验研究

为了进一步明确筒桩桩承式加筋路堤的工作机制,在广州绕城高速公路九江—小塘段进行现场试验。试验结果证明,筒桩单桩竖向承载力大,均以刺入方式破坏,并且筒桩单桩复合地基承载力大,沉降小。筒桩桩承式加筋路堤荷载传递机制主要受"土拱效应"和"拉膜效应"控制,桩土应力比随路堤荷载以及桩顶与桩间土之间沉降差的变化而变化。路堤荷载下筒桩复合地基,总沉降小,桩帽上和桩间土上的土体存在沉降差,沉降差的发展可以反映土拱效应的发挥程度。另外,路堤荷载在地基土中产生的超孔隙水压力很小,且随深度迅速减小,地下6.0m处超孔压已接近0。路堤侧向变形小且随深度迅速减小,最大侧向变形发生在地下3.0～4.5m处。     

自扩式沉管灌注桩技术及其承载性状试验研究

自扩式沉管灌注桩(简称自扩桩)是在传统沉管灌注桩基础上开发的一种新桩型,它能有效提高桩基承载力和减少沉降。在介绍自扩桩施工工艺和技术原理的基础上,通过某工程中自扩桩和普通沉管灌注桩的静载荷试验和桩身轴力测试,对两种桩型的桩身轴力传递规律和侧摩阻力的发挥性状进行比较分析,探讨自扩桩的承载性状,为其进一步推广应用提供理论依据。     

大直径现浇混凝土薄壁筒桩竖向承载力计算研究

大直径现浇混凝土薄壁筒桩是一种新型桩,已成功应用于高速公路、铁路、水利堤坝、基坑支护工程及民用建筑地基处理中,因其经济效益好、施工速度快、质量有保证、无污染等优点取得很好的经济和社会效应。该桩为端承摩擦桩,如何计算筒桩内、外侧摩阻力是竖向承载力计算中的关键问题,目前这方面的研究很少,各种方法中对是否考虑土芯作用有较大分歧,对端阻力和侧阻力的折减修正也有很大差异,粗略的计算方法导致实测值与计算值相差很大,一般情况下计算值均低于实测值。在筒桩荷载传递机制基础上,对其竖向承载力计算进行探讨,综合利用现有国内外研究成果,对比分析5种计算方法,并通过2个工程实例的静荷载试验进行比较。结果表明,ICP方法简单、实用,与实测值最接近,值得推广应用。     

变径灌注桩竖向承载力影响因素分析

用有限元法对在竖向荷载作用下变径灌注桩桩周土的应力-应变及桩身荷载传递特点进行数值分析。分析桩侧应力大小、垫层厚度对变径灌注桩承载性能的影响,进一步揭示变径灌注桩的单桩承载机理,为变径灌注桩的承载力设计提供参考。     

与扁宽地梁组合的墩式基础的设计和分析

通过比较墩式基础和一般独立刚性基础与挖孔扩底桩的力学性质，分析与扁宽地梁组合的墩式基础的工作机理、地基破坏模式和承载力等问题，讨论持力层土质、墩底直径、墩基埋深和土的密实度对地基承载力提高系数的影响，得到了墩式基础比同样条件的挖孔桩承载力大的结论，求得了墩式基础和人工挖孔桩基础的地基承载力提高系数的经验公式。同时，从人工挖孔桩基础和墩式基础的地基承载力提高系数的对比中还发现，按现行规范设计相对埋深较小的挖孔桩时，其单桩承载力偏大，这在实际工程中是偏于不安全的。     

自平衡试桩荷载-沉降曲线的解析算法

自平衡试桩是一种新的静荷载试桩方法。采用荷载传递法,根据桩侧土的塑性发展规律,推导得到自平衡试桩荷载–曲线的完整解析解,其中桩侧土采用双折线模型、桩端土采用三折线模型。讨论传递函数模型参数的确定方法。通过工程实例验证了解析解的合理性,反映出解析解能较好地描述自平衡试桩的荷载–沉降特性。     

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。     

软土软化对钢管桩承载力影响的模拟分析

考虑桩周土层的软化硬化特性,采用修正的指数曲线模型作为荷载传递函数,应用MATLAB语言编制矩阵位移法分析桩身荷载传递特性的程序,假定不同的桩、土参数和加载工况,模拟分析了上海地区软土软化对钢管桩荷载传递机理的影响,其结果显示当桩长超过一定限度后再增加桩长,桩的承载力增加不明显,对应的桩顶刚度还会有一定下降.