锚桩法静载试验群桩相互作用解析分析

建立了基于弹性理论法的抗拔单桩解析计算模型,以及考虑试桩与锚桩相互作用的群桩计算模型,利用该计算模型讨论不同地层中抗拔桩桩身变形和内力分布规律,进而分析锚桩法静载试验中地层条件、桩间距等因素对试桩竖向抗压刚度和变形的影响。计算结果表明,桩土刚度比越大,桩-土界面摩阻力和桩身轴力曲线沿深度变化越小,相应桩身上拔位移量越大。土体模量大的地层中桩身轴力衰减最快,浅部土层性质对单桩抗拔承载力起重要作用。试桩、锚桩与地基相互作用可导致锚桩法静载试验中试验桩抗压刚度比真实情况偏大,对静载试验结果修正后能得到与实际情况更为接近的试桩曲线。     

砂岩地层变截面桩抗拔承载特性现场试验研究

为研究砂岩地层变截面桩抗拔承载特性,本文对变截面桩和等截面桩进行了现场静载荷试验,分析比较了两种桩型的侧阻力与轴力作用特征,并将试验结果与规范计算值进行了比较。结果表明：变截面桩的抗拔承载特性与等截面桩相似,其桩身侧阻力值主要受岩土体性质的影响,与桩径无关,但是桩径和桩长的增加能有效提高桩基极限抗拔承载力。受地层变化和应力集中影响,变截面桩桩身变形量增大,桩与岩土体相对位移增大,侧阻力充分发挥,故在变截面处桩身轴力和侧阻力急剧变化。采用规范方法计算变截面桩和等截面桩的极限抗拔承载力,计算值分别为试验值的29.6%～38.8%和29.5%～65.5%,说明规范方法偏于保守。     

软土地基挤扩支盘桩抗拔试验研究

挤扩支盘桩是近年来新兴的一种变截面桩型,具有承载力高、沉降小,施工机具简单等优点.针对我国沿海地区软土地基,开展了挤扩支盘桩的竖向抗拔静载荷试验,得到了极限抗拔承载力.通过试桩的桩身内力测试,得到桩身轴力的分布规律,研究了挤扩支盘桩的荷载传递机理和抗拔承载性能.试验结果表明,挤扩支盘桩的竖向抗拔承载力比普通直孔桩有明显提高,具有良好的经济性和广阔的应用前景.     

根式基础竖向承载性能的现场试验及数值模拟

为深入研究根式基础的竖向承载性能,首先通过现场静载试验对普通桩基础和根式桩基础的竖向承载性能进行测试,获得了相应的Q-s曲线和轴力曲线。结果表明根式桩基础竖向极限承载力明显增大且沉降减小。本试验中,在基础长度和直径相同的条件下,根式桩基础竖向极限承载力比普通桩提高约23.75%～33.33%。而后基于数值模拟方法对比研究了根键长度、根键直径、根键位置和根键层间距对根式桩基础竖向承载性能的影响。发现其竖向承载力随根键长度增加而增大,而根键直径对其竖向承载力的影响较小;根键位置对其竖向承载特性有较大影响,当根键在基础下部时其竖向承载能力提高最大;随着根键层间距的增加,其竖向承载力呈增加趋势。总之,根键的存在充分调动了桩基础周围土体的承载力,加强了桩基础-土体之间的耦合作用。     

根式基础竖向承载性能的试验研究

介绍了一种新型变截面基础形式--根式基础。分析了根式基础的受力机理,探讨了根键的挤土效应及抗弯特性对提高基础承载力的作用。采用自平衡法测试了工程用和试验用两个根式基础的承载性能,研究了轴力、侧阻力和根键弯矩的分布规律,比较了压入根键前后承载性能的改变。试验条件下,根式基础较同直径沉井基础承载力可提高85%～115%,沉降减少40%～70%,侧阻比例提高35%～45%。     

砂土中抗拔斜桩性状模型试验研究

为研究抗拔斜桩的承载变形性状及荷载传递机制,在中密干砂中进行10根单斜桩抗拔试验,研究桩身倾角、长径比对斜桩抗拔承载力的影响,分析斜桩桩身轴力、弯矩、剪力及桩侧摩阻力的分布特征,比较斜桩与相应直桩抗拔承载变形性状的差异。结果表明:斜桩的抗拔承载力并不总是大于相应直桩,其大小受到桩身倾角及长径比的重要影响;在上拔荷载作用下,斜桩轴力大于相应直桩轴力,桩身倾角越大,斜桩轴力超过直桩轴力越多;抗拔斜桩桩身上部区段截面存在弯矩及剪力,斜桩最大弯矩受到桩身倾角及长径比的影响,斜桩除了在桩顶处存在最大剪力外,桩顶下一定深度处还存在极值剪力;抗拔斜桩桩身上部为负摩阻力,下部为正摩阻力。     

吸湿环境下膨胀土桩基抗拔承载特性足尺试验研究

为研究非饱和膨胀土中桩基的承载机理,在我国南阳膨胀土地区开展了桩基抗拔现场足尺试验研究。基于现场测试分析了浸水过程中地基膨胀变形与桩身中性点(桩-土相对位移为零的截面)的演化规律,通过桩身轴力、桩侧极限摩阻力和荷载-位移曲线揭示了增湿后桩基抗拔承载性能弱化特性。将现场足尺试验与室内模型试验结果作对比,分析了桩侧摩阻力演化与传递规律,并对增湿后桩侧摩阻力的计算方法展开分析。结果表明：浸水后膨胀土地基的膨胀变形主要发生在大气影响急剧层。浸水过程中桩身中性点不断下移,最终稳定在桩身一半的位置。由于地基增湿诱发了桩侧水平膨胀压力,浸水后桩侧摩阻力呈两端大、中部小且在中部沿深度方向线性增大的分布规律;另外,增湿导致膨胀土中毛细吸应力大幅减小,远超过水平膨胀压力对桩侧摩阻力的有利贡献,致使桩基抗拔承载性能显著弱化。     

大直径扩底灌注桩抗拔承载力试验研究

通过现场对2根等直径桩和2根扩底桩进行竖向抗拔静载荷试验得出U-δ曲线、桩身轴力曲线和桩侧摩阻力分布图.分析U-δ曲线得到等直径桩和扩底桩的极限抗拔承载力和上拔量,得出扩底桩单桩抗拔承载力明显高于等直径桩,且在相同荷载下扩底桩上拔量小于等直径桩的结论.对桩身轴力和桩侧摩阻力进行分析,得出等直径桩和扩底桩桩身受力特性.扩...     

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.     

桩侧注浆与扩底抗拔桩的极限载荷试验研究

相比于传统等截面抗拔桩,桩侧注浆抗拔桩和扩底抗拔桩能大幅提高抗拔承载力,具有较高的工程应用前景。笔者开展了有效桩长19 m的桩侧注浆抗拔桩和扩底抗拔桩的极限载荷对比试验,各3根试桩,均加载至极限破坏状态,同时开展桩身轴力与变形量测。从荷载位移曲线、桩身轴力分布规律、桩侧摩阻力发挥特性等方面对两种桩型进行了对比分析。试验表明,两种桩型相比于等截面抗拔桩的承载力提高机理不同:桩侧注浆使得有效桩长范围内各层土桩侧摩阻力普遍得到增强,实测桩侧摩阻力比勘察建议值提高33%~73%。扩底抗拔桩中等截面段侧摩阻力的发挥与勘察报告建议值相当,扩大头提供的抗拔承载力随加载值的增大而逐步发挥,在最大加载值时,扩大头承载力达到总加载的55%,超过等截面段桩侧摩阻力,扩大头的存在对于提高抗拔承载力作用明显。     

等截面抗拔桩承载变形特性离心模型试验及数值模拟

抗拔桩的承载变形问题正受到越来越多的重视。对抗拔单桩的承载变形特性进行了离心试验研究和数值模拟研究。通过做离心模型试验,分析抗拔桩在竖向上拔荷载作用下的Q–s曲线、桩身轴力曲线,然后通过建立桩土接触模型,进行数值模拟,将结果与离心试验结果进行对比。通过上述两方面工作,可以看到抗拔单桩承载变形特性呈现如下性状,抗拔力在起始阶段随上拔位移呈线性增长,随着上拔位移进一步增大,抗拔力出现非线性增长的特性,然后突然出现拐点,上拔位移迅速增大,抗拔力达到极限,抗拔桩破坏。     

软土地基微型桩抗拔试验研究

微型桩具有布置形式灵活,施工机械小型化,经济环保等优点,针对杆塔基础交通不便、环保要求高、地质情况差等工程特点,微型桩的优势在杆塔基础中能够得到充分发挥。承受上拔荷载是杆塔基础的主要功能之一,而以往对软土地基上微型桩抗拔特性的研究较少。通过软土地基中微型桩单桩和群桩的抗拔试验,研究施工工艺对微型桩单桩抗拔承载力的影响,实测单桩桩身轴力和桩侧摩阻力的分布,研究微型桩荷载—位移特性、群桩效应系数等。试验结果表明采用二次注浆工艺能显著提高微型桩抗拔极限承载力,有效地减小抗拔桩位移;由于二次注浆对桩周土体加固作用,群桩的荷载–位移曲线呈"缓变型",桩土共同作用的群桩效应明显,实测群桩效应系数相对较小,这对于软土地基上杆塔基础的设计具有参考价值。     

抗拔桩承载能力影响因素与群桩变形规律试验研究

利用自主研发的桩基室内抗拔测试装置,结合数值模拟技术对抗拔桩的承载破坏过程及影响因素、群桩的协同工作特征展开了深入研究。结果表明：抗拔桩的承载破坏经历4个阶段,承载初期,桩顶侧摩阻力最先发挥作用,桩顶土体发生塑性破坏;随上拔荷载不断增大,桩体产生相对位移,桩周土体由于桩身侧摩阻力产生塑性破坏;当桩身轴力自桩顶传递至桩底时,桩身底端产生抗拔“吸附力”,并伴随局部土体塑性破坏;随着桩周土体塑性区的拓展、连通,抗拔桩承载能力达到极限;桩身长径比、桩-土界面摩擦因数、桩侧土体压力与其承载极限呈正相关关系,其中桩身长径比对桩端“吸附力”具有重要影响;群桩抗拔过程中,角桩侧摩阻力发挥最充分,桩身位移量最小,极限承载力最大,中心桩桩身位移最大,极限承载力最低;距径比影响抗拔桩的群桩效应,当距径比从2增大至8时,桩身侧摩阻力提高30%,将距径比8作为群桩工程的推荐值,6～10作为群桩距径比的推荐范围。     

辽沈地区深基坑开挖条件下抗拔桩承载力分析

以辽沈地区的某工程为例,在现场试验的基础上,结合数值模拟计算软件对等截面抗拔桩的承载特性进行了分析,结果表明开挖将导致坑内土体产生卸荷回弹,从而带动抗拔桩回弹,桩身上下部分分别承受正、负摩阻力,并在桩身产生轴向拉力,同时,桩土界面法向应力降低,导致桩的极限抗拔承载力降低。     

砂土类地基中螺纹灌注桩竖向抗拔性能模型试验研究

依据模型试验相似理论,采用砂土模拟现场地基土层,通过室内模型试验得出:螺纹桩抗拔承载力是等直径直线型桩的1.34～1.92倍;同直径螺纹桩从螺纹间距100 mm加密到50 mm时抗拔承载力约为1.1倍。对等直径螺纹间距为100 mm、50 mm螺纹桩的轴力、侧摩阻力、桩周土压力进行对比分析,得出50 mm螺纹间距桩的抗拔承载能力的优越性。最后,依据试验参数提出合理螺纹间距设置公式,并推导出螺纹灌注桩基于砂土层的抗拔承载力公式。     

夯实水泥土楔形桩复合地基承载特性试验研究

 针对软土地基中的夯实水泥土桩复合地基,分别进行1组等截面桩和3组不同楔角楔形桩的9桩复合地基对比试验,研究4组复合地基在相同条件下的平均沉降和平均桩–土应力比随荷载变化的规律以及荷载传递规律。试验结果表明：夯实水泥土楔形桩能有效地调节桩–土沉降差和地基沉降,提高地基承载力;增大楔形桩的楔角能使桩体较早地发挥其承载性能,夯实水泥土楔形桩复合地基的平均桩–土应力比较夯实水泥土等截面桩复合地基的大;随侧壁倾角的增大,夯实水泥土楔形桩桩身轴力的衰减速率不断增大,随荷载传递深度不断减小,楔形桩的工作性状远优于等截面,且侧壁倾角越大,桩体的性状能得到较好地发挥。     

多年冻土区管桩基础抗拔承载性能试验研究

以青藏直流联网工程为背景,进行上拔和水平力组合荷载作用下管桩基础抗拔承载性能真型载荷试验。结果表明:冻结期冻土地基整体处于冻结状态,地基回冻情况良好;融化期最大融化深度与地基多年冻土上限较吻合,多年冻土层无明显退化迹象。上拔加载过程桩底接触土压力减小,冻结期活动层范围内桩侧土压力明显增大,融化期活动层范围内桩侧土压力大大减小,其余位置土压力变化不明显。冻结期基础位移量显著低于融化期,冻结期抗拔及水平承载力高于融化期,上拔承载力高于水平承载力;上拔荷载与位移关系可采用幂函数模型进行预测。试验所得基础抗拔承载力与规范法计算结果比较吻合,表明冻土地区桩基础抗拔承载力规范计算方法是可靠的。     

旋挖扩底抗拔桩受力机理及扩底段作用机制研究

依托中国2010年上海世界博览会B片区地下空间工程,进行11组旋挖扩底抗拔桩静载荷试验,并测试桩身轴力。选取持力层分别为黏性土和砂土的1#试桩和11#试桩来探讨扩底抗拔桩的受力机理。试验得出,最大加载量下扩底抗拔桩桩身变形量占桩顶变形比例可达80%,并采用数值分析拟合试桩曲线,分析不同持力层的扩底段受力特点,发现扩底抗拔长桩对桩周土体应力的影响范围为径向1倍扩底段长度、纵向沿桩端向上2倍扩底段长度。     

带帽有孔管桩复合地基承载力模型试验研究

有孔管桩能够有效地加速桩周土体超静孔隙水压力时空消散,减轻沉桩效应不利影响,但桩身开孔会削弱桩体承载力。为研究开孔管桩的承载力,对软土地基中无孔管桩和有孔管桩单桩及其相应的带帽单桩复合地基进行了静载荷试验,获得了各种管桩荷载-沉降曲线、沉降-时间对数曲线、桩身轴力的变化规律。研究结果表明：星状开孔的有孔管桩承载力和桩身轴力的折减率均最小;有孔管桩单桩及其带帽单桩复合地基的总沉降和沉降回弹率均小于无孔管桩;带帽有孔管桩复合地基承载力大于带帽无孔管桩复合地基的承载力;桩身开孔有利于桩周土体分担荷载,能减小土体含水量,降低复合地基总沉降,提高复合地基承载力;桩身开孔引起管桩损失的承载力,可以从带帽有孔管桩复合地基提高的承载力中得到弥补。     

基坑开挖对抗拔桩影响的原位桩检测分析

基于基坑开挖不可避免地引起地基应力场变化,导致桩—土接触面法向应力发生改变,从而降低抗拔桩承载力,对抗拔桩的变形也产生影响的情况,通过地表和不同开挖深度位置进行原位桩静载荷抗拔试验,对沈阳砂土地区抗拔桩在不同深度时的承载性能进行了原位检测分析,得出了一些有意义的结论。