某超高层建筑扩底嵌岩桩竖向承载特性分析

基于淮南市某小区超高层建筑现场静载荷试验,运用有限元ABAQUS软件数值模拟现场实际工况,模拟结果与静载荷试验所得Q-S曲线吻合度较高,佐证了土层参数与数值模型建立的合理性。在此基础上分别研究不同桩长、桩径、扩底直径对桩基竖向抗压承载力的影响,研究结果表明:扩底嵌岩桩的桩基竖向抗压承载力随着桩长的增大而提高,桩长为10～14 m时,承载力增幅较为显著,桩长大于14 m时,承载力增幅变缓;桩径增大可以提高桩基竖向抗压承载力,桩长越长,桩径的增大对桩基承载力提高效果更为明显;扩底直径增加可以提高桩基竖向抗压承载力,但桩长较长时,扩底直径对桩基承载力的影响变缓。     

地面水对黄土地区桥梁桩基承载力影响试验研究

黄土因其特有的工程性质,使位于黄土地区的桥梁桩基础在桩周土受地面水浸湿后产生湿陷变形,该变形引起桩的负摩阻力,降低了桩的承载力。通过陕西芝川河特大桥桩周浸水前、后的荷载试验,对黄土区域桩基浸水前、后的承载性状进行了分析研究,揭示了地面水对黄土区域桥梁桩基承载力性状具有较大的影响;分析了桩及桩周土浸水期间的沉降变化规律。研究成果对黄土区域公路桥梁桩基础的设计与施工具有重要理论价值与指导意义。     

斜坡地形单桩竖向承载特性模型试验与数值模拟研究

为探明斜坡地形条件对桩基竖向承载特性的影响,结合模型试验和数值模拟方法,设计多组斜坡工况和水平对照工况,对单桩竖向承载特性进行研究,在相同桩长条件下对比分析平地、不同坡度的单侧斜坡和连续斜坡地形中桩基的竖向承载力、桩身轴力及桩侧摩阻力的变化规律和荷载传递机理。研究结果表明:在相同坡度条件下,单侧斜坡工况的单桩承载能力小于连续斜坡工况,且桩基竖向承载力随着坡度增大而降低,斜坡影响度呈非线性增长;斜坡地形主要影响桩侧阻力峰值大小,当桩侧阻力出现峰值时,对应的桩端阻力大小接近相等;斜坡地形中,桩身前后存在应力分布差异,坡前位置竖向应力和剪应力大于坡后位置,但剪应力差异仅存在于0～4倍桩径的浅层区域。     

基于离心模型试验的近断层桥梁桩基竖向承载特性研究

为探明断层发育区桥梁桩基的竖向承载特性及受力机理，通过土工离心模型试验，以桩基与断层水平距离及断层埋深变化为工况，开展近断层桥梁桩基础的竖向极限承载力、轴力和桩侧摩阻力演化规律研究。结果表明：断层的存在，抑制了桩侧摩阻力的发挥，进而影响近断层桥梁桩基础的竖向承载特性。桩基与断层水平距离由1D增加至5D,断层两侧桩基竖向极限承载力影响度平均降低16.62%～19.24%,桩身轴力逐步增大且衰减变缓，桩侧摩阻力逐步降低；断层埋深由0cm增加至32cm时，桩基竖向极限承载力影响度降低了9.16%～15.22%。近断层桥梁桩基设计时，可根据桩侧岩土体受影响范围，以此确定桩基与断层水平距离临界值与合理桩长。     

微型锚杆复合桩抗拔承载性能劣化演变的水力效应试验研究

为探究微型光伏支架抗拔基础(微型锚杆复合桩)在黄土地区的承载特性及受水力劣化的演变特征,在某黄土区光伏电站现场开展了不同桩基尺寸及试验条件的抗拔试验。试验结果表明:微型锚杆复合桩的整体抗拔受力工作状态较好,其承载力与桩长及桩径有关,根据定义的桩基尺寸对极限承载力的贡献指标M计算比较后认为,桩长对承载力的提高水准更高;预浸水后微型锚杆复合桩的抗拔极限承载力减小,桩基承载性能出现不同程度弱化,桩长对于桩基极限承载力的提高水平同步发生劣化,但其贡献特征依然存在;水平预加载后微型锚杆复合桩的抗拔极限承载力下降,但与预浸水的变化(劣化)特征不同,微型锚杆复合桩桩长在水平加载耦合条件下对极限承载力的贡献指标增大,表明桩长增大对微型锚杆复合桩极限承载力受水平加载劣化的影响程度存在抑制作用。桩长的承载力贡献特征在水力劣化后依然存在,工程上可适度增加微型锚杆复合桩的桩长。     

黄土冲沟区桥梁下部结构安全影响因素研究

对黄土冲沟区域的地质特点进行了总结,针对冲沟滑坡、泥石流、土体流失等对桥梁下部结构的影响建立了力学模型,分析了地质灾害对桩基安全性的影响,结果表明,桩基位于冲沟坡体不同位置时,土体流失对桩基的性状(桩侧土体作用力、桩基自由长度、挠曲曲线第一零点位置、最大弯矩值降低量、横轴向位移增大量、横轴向承载力减小量、稳定程度减小量等)的影响有着显著区别;提出了滑坡推力和泥石流冲压力作用下墩台及桩基内力计算方法;针对不同的影响因素提出了相应的防治工程措施。     

斜坡桥台桩基竖直承载能力数值分析

采用FLAC3D软件模拟计算斜坡桥台桩基础竖直承载能力,建立了考虑不同坡度、不同嵌岩深度和不同桩径的二维有限差分模型,数值计算了不同影响因素对斜坡嵌岩桩竖直承载力的影响。数值计算表明,随着坡度的增加,承载力呈现先增加后减少的趋势;随着嵌岩深度的增加,承载力逐渐增加;随着桩径的增加,承载力逐渐减少;斜坡嵌岩桩的承载力大部分都比平地桩承载力要更大。     

竖向受荷混凝土桩-地基土模型试验研究

桩基础广泛应用于建设工程项目中,桩基础承载力和地基土体沉降是影响建设工程项目质量的重要因素。通过自主设计加载装置和量测系统,进行竖向荷载下室内单桩静荷载模型试验,分析桩顶沉降、桩身应变、桩身轴力、桩侧摩阻力以及桩周土压力,研究桩体荷载分担和地基土体沉降机理。试验发现,存在一个地基土沉降盆,范围内的土体沉降较大,易对地基承载力和稳定性产生影响;存在一个有效桩长,当桩基长度超过此值时,增大桩长无法增大桩基极限承载力。试验结论对桩基设计提供参考,旨在保证桩基和地基土的承载作用。     

隧道穿越建筑物对桩基承载能力的影响

利用数值模拟方法研究浅埋隧道穿越桩基时,不同桩长的桩基在各种桩顶荷载条件下侧摩阻力和桩端阻力的变化。结果表明,隧道开挖会导致桩基产生负摩阻力,随着桩长的增大,负摩阻力的值增大,中性点的位置逐渐下移,但下移的幅度逐渐减小,而且负摩阻力会随桩顶荷载的增大而减小;另一方面,由于隧道开挖使得桩底持力层下沉,从而造成桩基桩端阻力的流失,在不同的桩长及桩顶荷载情况下,桩端阻力均呈现随着隧道开挖而逐渐减小的变化规律。     

边载作用下相对桩长对超长桩负摩阻力的影响

为了研究边载作用下相对桩长对超长桩负摩阻力的影响,建立了超长群桩与土体相互作用的非线性数值分析模型,分析考虑土体固结情况下桩侧负摩阻力随桩长和边载距离的变化规律。结果表明:在一定范围的边载作用下,桩长增加后,桩基正负摩阻力的分布范围增大,中性点位置降低,桩身的负摩阻力增大。所以,对于边载作用下的桩基,增加桩长并不能有效地提高桩基承载力。     

不同桩长对无持力层刺入工况下刚性网格–桩加固路基的影响

 根据刚性桩复合地基和桩承式路堤在有持力层刺入工况下的薄弱部位,分析刚性网格–桩复合地基中张拉网、刚性网格和附加桩对薄弱处的加固作用,研究有、无持力层刺入2种工况下刚性网格–桩复合地基受力和变形在不同桩长影响下的变化特征,对刚性网格–桩复合地基是否适用于无持力层工况进行可行性探讨。研究结果表明：在无持力层刺入工况下,刚性网格–桩复合地基大部分边桩弯矩和剪力较大,当桩长缩小,其分布区域向路堤中心方向扩散;当桩长增加,大部分桩桩体荷载比增大,边桩弯矩及剪力、路堤沉降和路堤外侧竖向变形减小;可通过增加桩长,利用PTC管桩放宽中桩截面,减小附加桩桩径,使刚性网格–桩复合地基实现优化并适用于无持力层刺入工况。     

考虑冲刷效应的黄土沟壑区桥梁桩基极限承载力 计算方法

针对黄土沟谷地形特点和依托工程桩型特征,建立了考虑边坡系数和临坡距以及冲刷深度的桥梁桩基竖向承载力计算模型,利用FLAC3D三维软件分析水流的冲刷深度、边坡土削切对桥梁桩基竖向极限承载能力产生的不良影响; 通过回归方程拟合,建立了考虑局部冲刷效应的黄土沟壑地区计算公式。结果表明:计算桩基承载力的边坡系数与对应坡距耦合关系显著,桥梁桩基侧向摩阻力与对应因素的关联性随其摩阻力降低而增强; 局部冲刷作用和陡坡地形对桥梁桩基端部摩阻力影响较为微弱,对侧摩阻力影响相对较大; 桩基的竖向极限承载力负相关于水流冲刷深度,水流冲刷深度越低,产生的影响越大; 桥梁桩基的竖向承载力公式计算结果与模型试验结果相比影响度偏差较小,该公式具有较好的准确性与实用性,可为同类桩基设计计算提供参考。     

黄土填方地基中微型钢管桩承载性状试验研究

目前对于黄土填方场地微型钢管桩桩基性能的研究非常匮乏。依托某实际加固纠偏工程,在黄土填方场地制作三根微型钢管桩试桩,在试桩桩身混凝土中布置混凝土应变计,进行现场单桩静载试验。实测结果研究表明:(1)在一些特定场合,尤其是在施工场地狭小,工程条件复杂的情况下,微型钢管桩可用于黄土填方场地较大荷载的建筑物基础纠偏加固中,并且在黄土填方场地具有较高的承载力。(2)黄土填方地基中微型钢管桩的Q–s曲线呈缓变型,当加载至最大荷载时,都没有出现明显向下的弯折段。(3)微型钢管桩在黄土填方场地其承载力介于材料破坏和失稳破坏之间,约为材料破坏的62%,是失稳破坏的1.76倍,桩身挠曲而产生过大沉降是导致试桩破坏的主要原因。(4)在黄土填方地基中确定30~40m长的微型钢管桩单桩竖向极限承载力时,建议将Q–s曲线和s–lgt曲线相结合,同时考虑桩顶沉降值,这样才较为合理。     

西北地区光伏支架微型抗拔类基础优化设计及试验研究

为了解决西北地区光伏支架基础的设计和应用问题,在传统抗拔类基础之上提出了微型锚杆复合桩。通过在西北某光伏电站砂砾石场地的现场足尺试验,由竖向位移观察装置及埋设在不同深度处的应力计对加载过程中各试桩的位移变形和轴力变化情况进行了全时动态监测,对比分析了传统抗拔基础和微型锚杆复合桩的承载特性及相关工程应用问题。结果表明:传统抗拔类基础的荷载 位移曲线形态因桩型不同而异,微型锚杆复合桩呈现缓变型;传统抗拔类基础的极限承载力普遍低于15 kN,而微型锚杆复合桩普遍高于60 kN,承载能力大幅度提高,但微型锚杆复合桩承载力随桩长提高方面存在临界长度（4 m）;微型锚杆复合桩抗拔承载特性优化参数分别从承载力、位移变形及复合优化效果3个方面定量表征了相近桩基尺寸下微型锚杆复合桩的优越抗拔工作性能;建议在西北砂砾石场地适度推广应用微型锚杆复合桩作为光伏支架抗拔基础,其中桩长设计可控制在4 m以内。     

组合型复合地基的理论分析与试验研究

通过三维有限元和现场静载试验对组合型复合地基的受力和位移特性进行了研究,并把理论计算结果与实测结果进行了对比分析,理论分析和试验结果表明：在组合型复合地基中,由于各桩之间相互影响,桩长较短、刚度较小的RSC桩的单桩承载力同单桩相比差别不大;而桩长较长、刚度较大的水泥粉煤灰碎石桩（简称CFG桩）的单桩承载力比单桩减小较多.在湿陷性黄土地区,采用具有挤密作用的RSC桩可以消除地基土的湿陷性,采用刚度大的CFG桩可以大幅度提高复合地基的承载力.     

大直径钢管复合桩承载特性研究

为了研究钢管复合桩承载特性,以鱼山大桥桩基工程为背景,选取53^#桩开展自平衡试验,并将试验结果转换为传统静载试验结果,利用数值建模软件ABAQUS进行实况建模,在计算结果与实测结果吻合的基础上分析了在竖向荷载作用下钢管竖向应变沿深度的分布规律,并改变桩基钢管厚度参数,施加水平荷载,分析了钢管复合桩钢管厚度对桩基承载性能的影响。研究结果表明:自平衡转化Q-s曲线平稳无突变,单桩极限承载力为71 293.75 kN;数值模拟结果与实测值吻合,在竖向荷载作用下钢管竖向应变随深度呈“盘底”形;钢管的存在能为核心混凝土提供约束作用,并提高桩基的抗弯刚度,且钢管厚度越厚、桩基的水平极限承载力越大;钢管弯矩沿桩身先变大后变小,最大值出现在31 m附近;桩身剪力从桩顶往下缓慢减小,在钢管底部位置开始桩身剪力大幅减小,再往下传递出现负值。     

单桩承载力对刚性桩复合地基路堤稳定性的影响

现行规范中刚性桩复合地基路堤稳定分析方法不能反映单桩承载力、桩帽等对路堤稳定性的影响,计算的路堤稳定安全系数严重偏大,导致部分刚性桩复合地基路堤滑塌。为克服刚性桩复合地基路堤现有稳定分析方法的缺陷,在研究刚性桩复合地基路堤滑塌原因的基础上,分析了路堤滑塌时桩土相互作用,及刚性桩提高路堤稳定性的机理。然后,在分析刚性桩复合地基路堤现有稳定分析方法的缺陷的基础上,将修正密度法完善为修正重度法。最后,为研究单桩承载力对刚性桩复合地基路堤稳定性的影响,利用修正重度法分析了刚性桩长度、间距、扩底、桩帽等对路堤稳定性的影响,对比了不同稳定分析方法计算结果,并对刚性桩复合地基路堤设计提出了建议。研究表明：单桩承载力对密桩复合地基路堤稳定性影响很小,对疏桩复合地基路堤稳定性影响很大;增大单桩承载力比减小桩间距更合理;刚性桩在持力层中扩底比加大桩长更有效;利用桩帽、土拱等措施将大部分路堤荷载转移到桩顶方可发挥单桩承载力对路堤稳定性的作用;软土强度随深度增大不明显时应慎用悬浮桩复合地基。刚性桩复合地基路堤宜采用“强桩大帽”的疏桩复合地基方案。     

根据桩基础经济指标优化桩基设计的探讨

结合具体工程实例,对不同桩径（截面）、桩长的钢筋混凝土预制桩和灌注桩的竖向极限承载力、桩承载力效率、单价回报承载力进行了比较,以达到优化桩基础的选型,节约投资的目的。