砂土地基中螺杆桩竖向承载特性的模型试验研究

通过砂箱模型试验,采用应变片测试技术和PhotoInfor数字图像软件技术试验方法,比较分析螺杆桩和直杆桩在竖向荷载作用下轴力的变化和桩周土体的位移场,研究螺杆桩的竖向承载特性。研究结果表明:螺杆桩和等直径直杆桩的Q-s曲线均呈缓降型;在相同条件下,螺杆桩的极限承载力和桩侧阻力相比于直杆桩有较大的提高;极限状态下螺杆桩桩侧破坏面呈连续的拱形,而直杆桩桩侧破坏面可以近似看作平面;螺杆桩的侧阻主要表现为螺牙间土体与外侧土体的剪切力,而直杆桩的侧阻主要表现为桩体与土体的摩擦力。     

超长大直径钻孔灌注桩抗拔与抗压对比试验研究

通过五根直径相同、桩长相近、位于同一场地的超长大直径钻孔灌注桩在拔力与压力作用下的对比试验,分析抗拔桩与抗压桩在变形性状和荷载传递机理的相同性和差异性。试验结果表明,对于超长大直径钻孔灌注桩,桩侧摩阻力总是上部土体首先发挥,而后逐渐传递给下部土体,桩侧摩阻力均存在强化效应和退化效应,桩沉降(上拔)以桩身压缩(伸长)为主;抗拔桩桩顶Q-s曲线呈陡降型,抗压桩桩顶Qs-曲线呈缓变型,桩承受竖向上拔力所表现出来的刚度明显小于承受竖向压力所表现出来的刚度。     

成都软质岩灌注桩竖向承载性能现场试验与分析

为获得成都地区软质岩灌注桩的竖向承载性能与特征,基于该地区两根软质岩灌注桩的单桩竖向静载荷试验,采用分布式光纤设备开展桩身应力监测,并结合两根试桩的数值模拟分析,综合确定出桩身轴力、桩侧摩阻力、桩端阻力的大小及分布规律,得到桩身侧摩阻力沿深度呈增大变化特征,且在地层分界处,侧摩阻力曲线发生明显突变;随着桩顶荷载增大,桩端阻力逐渐增强,桩端附近的侧摩阻力也逐渐增大,且这种侧摩阻力强化效应主要集中在桩端以上1m以内。     

钢螺杆锚桩受力特性分析及荷载传递机理研究

本文基于广州白云区某扩建项目,采用四组不同钢螺杆充当锚桩搭配反力装置进行基桩竖向静载试验,探究不同桩型的螺杆锚桩在静载试验中的桩身轴力和侧摩阻力分布特征和变化规律,并对其荷载传递机理进行分析,研究结果表明:在相同试验荷载作用下,随着桩长的增加,螺杆锚桩的上拔位移变小,螺杆锚桩的桩侧摩阻力占比增大;同时螺杆锚桩螺旋段的长度占比越大,螺杆锚桩的上拔位移越小;螺杆锚桩桩侧摩阻力的占比越小,桩-土的咬合力分担承载力比例越大。在受上拔力作用下,螺杆锚桩上部直杆段率先发挥效应,同时受到向下的摩阻力作用,桩侧摩阻力的大小与螺杆锚桩的上拔位移有关,随着上拔位移的增加,桩-土间的剪切应力逐渐发挥作用。研究结果对螺杆桩在设计应用及技术推广方面具有积极的意义。     

螺杆灌注桩竖向抗拔承载特性的模型试验研究

螺杆灌注桩是一种桩身上部为直杆、下部为螺纹的组合新桩型。当前《螺杆灌注桩技术规程》(T/CECS 780—2020)中关于螺杆灌注桩抗拔极限承载力的计算方法未有明确,继续按照现有抗拔桩基承载力计算方法对其进行设计计算将存在误差,因此需对其展开进一步研究。通过砂箱模型试验,采用图像处理分析技术和桩身应变测试技术相结合的试验方法,分析模型桩在抗拔过程中荷载-位移曲线、桩周土体的位移场和内力、侧阻力的分布,揭示了螺杆灌注桩竖向抗拔承载特性。结果表明：在均匀砂土中,螺杆桩与直杆桩相比可以较大提高单桩的抗拔极限承载力,且随着砂土相对密实度的增加而效果增强;螺杆桩荷载-位移曲线的陡升段相对直杆桩更加平缓;螺杆桩在上拔荷载作用下,螺牙上侧桩周土被挤密成楔形体向上移动,随着相对密实度的增加楔形体高度增加,破坏时螺牙间形成连续的拱形位移场。     

竖向荷载下斜桩承载变形性状及荷载传递机理试验研究

通过模型试验研究了竖向荷载作用下长径比为25时,不同倾角的斜桩的承载变形及荷载传递性状,并与竖向荷载作用下的直桩的承载变形及荷载传递性状进行了比较。试验结果表明:斜桩的桩顶沉降大于直桩的桩顶沉降,斜桩桩身倾角越大,斜桩的桩顶沉降超过直桩的桩顶沉降越多;斜桩桩身轴力均小于直桩桩身轴力,斜桩桩身倾角越大,桩身轴力沿深度衰减得越快;斜桩桩身弯矩主要发生在桩体上部1/2桩长范围内,且随着桩身倾角的增大而增大,桩身最大弯矩出现的位置与桩身倾角无关。斜桩桩侧平均摩阻力的分布与桩身倾角密切相关;斜桩最大桩侧平均摩阻力出现在桩顶下约1/5桩长处。     

人工挖孔嵌岩灌注桩承载特性现场试验与机理分析

以青岛市某大型工程为依托,对在泥质粉砂岩地基中的5根人工挖孔嵌岩灌注桩分别进行竖向静载荷试验与桩身内力测试。根据大直径嵌岩桩实测数据探讨大直径人工挖孔嵌岩灌注桩的荷载传递机理与竖向承载特性。试验结果表明:试桩荷载沉降(Q-s)曲线为缓变形,桩顶沉降量均小于11mm,卸载回弹率大,幅度为51%~75%,承载力较高,5根试桩均满足设计要求;在最大荷载下,5根嵌岩桩桩端阻力所占桩顶荷载比值均在10%~20%之间,随桩长、嵌岩深度(中风化)增大而减小,表现出端承摩擦桩的特性;桩身荷载自上而下逐步发挥,上覆土层先达到侧摩阻力极限值,在嵌岩段中部侧摩阻力达到峰值;桩入岩越深,安全储备量越大,在泥质粉砂岩中风化段,实测侧摩阻力约为规范推荐值的2.5倍,说明5根桩有较大的承载潜力;随着荷载的增大,嵌岩段分担的总阻力由39%上升至45%,嵌岩段侧摩阻力占主要比重,但桩端阻力分担荷载的比例上升速率较快;根据行业标准与静载试验数据,重新认识该地层人工挖孔嵌岩灌注桩的竖向承载特性,充分发挥其承载潜力,对工程桩桩身尺寸进行优化,达到节约材料和提高施工功效的目的,具有较好的经济效益。     

后注浆超长灌注桩竖向承载特性载荷试验研究

现场载荷试验是确定单桩竖向承载力常用方法之一,基于现场试桩静载试验和桩身轴力测试试验,分析了后注浆超长灌注桩的竖向极限承载力性状、桩身轴力传递特性及桩侧阻力,桩端阻力发挥特性。研究结果表明:在竖向荷载作用下,桩身轴力随着深度的增加而增量减小,且随荷载的增加而逐渐增大;超长灌注桩表现出摩擦桩特性,荷载-沉降曲线没有明显破坏点,其竖向荷载主要靠侧摩阻力进行传递;桩侧阻力和桩端阻力非同步发挥并且相互影响。根据实测数据对计算单桩承载力的侧摩阻力和桩端阻力的系数进行修正,修正后为类似桩基础工程设计提供技术参考。     

桩身内力测试的实例分析

桩身应力应变测试是从微观上了解桩基工作性状的基本方法,为了得到桩侧各土层的分层抗压摩阻力和桩端支承力,了解桩身荷载传递机理,需要在试桩桩身的不同部位埋设应力计。在做竖向静载荷试验时,随着在桩顶施加荷载,测量桩身不同部位应力计的应变,从而计算桩身侧各土层抗压摩阻力和桩端支承力。通过试桩的Q-S曲线、桩身轴力曲线,从微观上了解桩基工作性状,给出一些结论 ,为设计提供依据,从而有利于更好的控制工程造价。     

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。     

双向循环荷载作用下码头群桩基础受力特性数值分析

依据天津某液化天然气接收站码头工程,采用ABAQUS有限元软件研究了码头全直桩基础在波浪和车辆双向循环荷载作用下的受力特性,讨论了循环周期对基桩受力特性的影响。结果表明:在竖向和水平向双向循环荷载作用下,基桩受力重新分布,桩身轴力逐渐变大,侧摩阻力减小,其中中排桩桩身轴力增加幅度最大;基桩侧摩阻力变化主要集中在1/3桩长以上范围;循环周期对基桩受荷分布产生较大影响,随着循环周期的变大,基桩受荷分布逐渐调整,前、后排桩桩身轴力逐渐变大,中排桩桩身轴力减小,排桩侧摩阻力均减小,当荷载循环周期达到一定值时,排桩的桩身轴力、侧摩阻力不再变化,趋于稳定。     

粉砂地层中超长桩承载特性室内模型试验研究

通过室内模型试验,研究了粉砂地层中超长桩的荷载-沉降(Q-s)关系、桩身轴力、桩侧摩阻力、桩身压缩、桩端阻力、桩土相对位移等承载性状及荷载传递规律。结果表明,超长桩的Q-s曲线为缓降型,与端承摩擦桩的Q-s曲线相似。随桩顶荷载的增加,桩侧摩阻力沿桩身分布逐步由一个峰值转变为两个峰值,桩身压缩主要发生在桩身上部,桩侧摩阻力随桩土相对位移增加基本符合双曲线发挥规律。桩端阻力随桩顶荷载增加变化可分为缓慢增长段、加速增长段和减缓破坏段,荷载较小时,桩端阻力与桩端位移基本呈线性关系,随荷载增大,桩端位移加速增长,极限荷载后,桩端出现刺入变形。     

螺杆桩群桩基础在建筑结构中的承载机理和适用性研究

螺杆桩作为一种新式桩体,可以通过其螺纹段增强桩侧摩阻力,已经广泛应用于交通和铁路路基等领域,但现阶段,针对应用于建筑结构中的螺杆桩群桩基础承载特性和适用性的研究有限.采用PLAXIS软件,分别建立了应用于建筑结构的螺杆桩群桩基础和直杆桩群桩基础有限元模型.通过基础竖向荷载-竖向位移曲线、竖向变形分布以及基础周围土体有效剪应力、塑性点分布,对比分析了两类群桩基础的承载特性和承载机理的差异.结果 表明,相比直杆桩群桩基础,螺杆桩群桩基础能够更好地发辉基础与地基共同承载作用;相对直杆桩群桩基础,螺杆桩群桩基础可以在节省材料的情况下,提高承载力约15％,减小沉降约10％.     

砂土中抗拔斜桩模型试验研究

通过模型试验研究了竖向上拔荷载作用下长径比为30时斜桩的承载变形和荷载传递性状,并与同条件直桩的性状进行了比较。结果表明,在相等桩顶竖向上拔荷载作用下,斜桩竖向上拔量大于直桩竖向上拔量;斜桩桩顶竖向上拔量随桩身倾角的增大而增加。在桩顶竖向上拔荷载作用下,抗拔直桩与抗拔斜桩桩身轴力上拔量分布具有一定的相似性。斜桩桩身弯矩主要分布在1/2桩长范围内,且随着桩身倾角的增大而增大;而最大弯矩所处的深度与桩身倾角无关。抗拔直桩与抗拔斜桩的平均侧摩阻力都是从上部开始发挥并往下传递;随着上拔荷载的增加,桩身上部平均侧摩阻力的数值变化很小,而桩身中下部平均侧摩阻力迅速增长。抗拔直桩与抗拔斜桩端部平均侧摩阻力都表现出弱化现象。     

苏州地区组合后注浆钻孔桩承载特性试验分析

为深入分析苏州地区大直径组合后注浆钻孔灌注桩的竖向承载特性,采用埋设钢筋应力计的方式,分别对某超高层建筑的抗压试桩和抗拔试桩进行受力状态下桩身应力测试。通过分析实测数据,得到该工程抗压试桩、抗拔试桩的桩身轴力、桩端阻力、桩身侧摩阻力的分布情况及发挥趋势,据此分析大直径后注浆钻孔灌注桩的承载特性,可为优化设计和指导施工以及进一步完善大直径钻孔灌注桩的荷载传递机制的研究提供依据。     

上海软土地区超长桩竖向承载特性试验研究

根据上海地区某工程超长灌注桩的现场静载荷试验和桩身应力测试结果,分析该地区超长灌注桩的竖向承载特性。实测结果表明,两根试桩的桩端阻力与桩顶荷载之比约为10%,超长桩的竖向承载力主要由桩侧摩阻力来提供的。通过对桩身轴力和侧阻分布曲线的分析,发现超长灌注桩侧摩阻力的发挥与桩顶荷载、桩周土性质等因素密切相关,而成孔质量在满足规范要求后对土体侧摩阻力发挥影响并不显著。根据桩身侧阻分布特点,建议在工程设计时应充分利用深层的密实粉砂层来提高桩身竖向承载力,研究结论可供同类地区的超长桩设计和理论分析提供参考。     

砂土中抗拔斜桩模型试验研究北大核心CSCD

通过模型试验研究了竖向上拔荷载作用下长径比为30时斜桩的承载变形和荷载传递性状,并与同条件直桩的性状进行了比较。结果表明,在相等桩顶竖向上拔荷载作用下,斜桩竖向上拔量大于直桩竖向上拔量;斜桩桩顶竖向上拔量随桩身倾角的增大而增加。在桩顶竖向上拔荷载作用下,抗拔直桩与抗拔斜桩桩身轴力上拔量分布具有一定的相似性。斜桩桩身弯矩主要分布在1/2桩长范围内,且随着桩身倾角的增大而增大;而最大弯矩所处的深度与桩身倾角无关。抗拔直桩与抗拔斜桩的平均侧摩阻力都是从上部开始发挥并往下传递;随着上拔荷载的增加,桩身上部平均侧摩阻力的数值变化很小,而桩身中下部平均侧摩阻力迅速增长。抗拔直桩与抗拔斜桩端部平均侧摩阻力都表现出弱化现象。     

竖向受荷螺杆桩承载变形特性模型试验

采用基于数字图像相关技术的室内模型试验方法,对竖向荷载作用下螺杆桩的承载特性、桩周土体变形渐进发展规律开展研究。研究结果表明:螺杆桩Q-S曲线呈缓降型,螺杆桩整体承载力较等直径单桩提高近30%。螺杆桩桩周土体变形可以分为3个区域,即直杆段竖向变形区、螺纹段剪压变形区以及桩端孔穴扩张变形区。直杆段位移影响范围与等直径单桩基本一致;螺纹段位移影响范围约为2D,而等直径单桩约为D;桩端土体水平位移分布宽度明显大于等直径单桩,竖向位移沿深度方向渐进衰减。     

成层土中抗拔桩与抗压桩的模型试验研究

为研究成层土中单桩在抗拔与抗压条件下承载能力、桩身轴力以及侧摩阻力分布规律的不同,进行了长细比大于40的抗拔桩与抗压桩室内模型试验,通过桩身内设置电阻应变片,测得各级荷栽下桩身不同深度的应变.分析表明:抗拔桩桩顶上拔量明显大于抗压桩桩项沉降量,因此抗拔桩设计时应综合考虑桩顶上拔量来确定抗拔承载力;抗拔桩与抗压桩的桩身轴力分布具有相似的特性;试验所得桩抗拔总侧摩阻力折减系数λ=0.62;抗拔桩与抗压桩侧摩阻力都是从上部开始发挥并向下传递,随着荷载的增加,上部侧摩阻力变化很小,桩身下部侧摩阻力迅速增长;成层土中粘土的抗拔侧摩阻力折减系数大于砂土.     

山东省东明黄河公路大桥大直径超长灌注桩现场试验研究

山东省东明黄河公路大桥单桩竖向静载试验采用拉压锚法加载装置实现了45000kN超大吨位加载,为研究黄河中下游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参考数据。试验结果表明:两根试桩桩顶Q-s曲线均呈缓变型,表现出摩擦桩性状;桩顶在低竖向荷载作用下,桩身弹性压缩量占超长桩桩顶沉降量的绝大部分,该比重随桩顶竖向荷载的增加而减小;试桩加载至45000kN时,桩身弹性压缩量占桩顶沉降量的比例仍超过50%;由于桩侧土层侧摩阻力发挥的异步性,超长桩上部土层的侧摩阻力先于下部土层发挥;侧摩阻力发挥过程中,超长桩中部土层侧摩阻力软化效应严重,而深部土层侧摩阻力具有明显的增强效应,超长桩设计计算时应考虑不同深度土层侧摩阻力的软化效应或增强效应。