戈壁滩地基掏挖基础抗拔承载特性现场试验

以甘肃境内戈壁滩碎石土地基中的直柱、扩底两种结构型式的掏挖基础为研究对象,通过开展全尺寸试验基础的现场上拔试验,获得了试验基础的荷载位移曲线及地基土体的破坏模式,并分析得到基础抗拔承载力和侧摩阻力。     

戈壁碎石土地基原状土掏挖基础抗拔试验研究

在甘肃和新疆的7个试验场地完成了40个戈壁碎石土地基原状土扩底掏挖基础抗拔试验,得到了基础抗拔荷载-位移特性.结果表明,上拔荷载作用下,戈壁碎石土地基掏挖基础具有良好的抗拔承载性能,荷载-位移曲线呈大致相同变化规律,可分为扩大端土体被压密的弹性阶段、土体剪切变形至塑性区贯通的弹塑性阶段、滑动面形成至破坏的3个特征阶段.根据基础荷载-位移曲线,采用双切线交法确定了试验基础极限上拔承载力.基于土体滑移线场理论和Mohr-Coulomb强度准则,引入抗拔土体圆弧滑动面假设,推导了戈壁掏挖扩底基础的抗拔承载力理论计算公式,并将试验结果与理论计算结果进行了对比分析.     

重塑碎石土地基螺旋锚抗拔模型试验及承载机理分析

为研究螺旋锚基础的适用性,促进其在碎石土地基中的应用,在室内开展了重塑碎石土地基螺旋锚整模和半模轴向上拔静载荷试验。基于上拔荷载-位移关系曲线、碎石土体纵断面裂缝分布及形态等试验结果,分析碎石土中螺旋锚抗拔承载特性,以及锚盘对其承载性能的影响,研究螺旋锚抗拔承载机理。结果表明:浅埋于碎石土中的锚盘往往发生整体剪切破坏并且承载力具有弱化现象,而深埋锚盘主要发生上部土体局部剪切破坏进而变形逐渐增大;螺旋锚承载过程初期,锚盘上部碎石土被挤密,荷载与位移呈近似线性关系,随着荷载的增大,锚盘上部土体被压缩、剪切,导致变形不断增大,最终导致承载失效;锚盘数量越多、埋深越大,螺旋锚抗拔承载力越大、变形越小,增加埋深对承载力影响在小位移时即可充分发挥作用。因此,碎石土中螺旋锚属于一种深基础,锚盘与土体的相互作用是影响其承载力的主要因素。     

砂岩地基中架空输电线路抗拔基础承载性能的现场试验研究

本文以砂岩地基中的架空输电线路抗拔基础为研究对象,开展6个相同底径、不同埋深的直柱基础和扩底基础的现场抗拔承载性能试验,分析了6个试验基础的荷载—位移曲线、抗拔承载力、地基破坏范围及混凝土利用效果。结果表明：两种型式基础的弹塑性变形能力均会受到基础埋深的影响;根据双直线交点法确定试验基础的抗拔承载力,基础埋深相同时,扩底基础抗拔承载力可达直柱基础的1.2～2.0倍;基础破坏时,在地表处形成径向和环向分布的裂缝,且随着埋深的增加,地表破坏半径逐渐减小;采用上拔角定量表示地基破坏范围,则对于相同埋深的抗拔基础,扩底基础的上拔角均大于直柱基础,表明其提高基础抗拔承载力的同时,也加大了地基岩体的破坏范围;以基础抗拔承载力与混凝土消耗量的比值M定量表征不同基础型式和埋深条件下混凝土的利用效果,扩底基础对混凝土的利用效果最高可达直柱基础的5.9倍,工程应用中建议优先选用扩底基础。     

上拔条件下扩底基础碎石土地基破坏特征分析

基于弹塑性理论,应用有限差分方法,对碎石土场地扩底基础地基土体在承受上拔荷载作用下的变形破坏进行数值分析,得到碎石土场地扩底基础地基土体在上拔荷载作用下的破坏形态。     

地基螺旋锚抗拔承载性能原位试验研究

输电杆塔螺旋锚基础常用于软土地基,为揭示泥沼软土原状地基螺旋锚抗拔承载性能,开展了不同锚盘直径、埋深、锚盘间距的螺旋锚原位抗拔载荷试验,得到了单锚基础荷载与位移关系曲线及其抗拔极限承载力,分析了泥沼软土地基螺旋锚抗拔承载特性,以及锚盘直径、盘个数、埋深、持力层性质对螺旋锚抗拔承载性能的影响,结果表明:软土地基中,螺旋锚荷载与位移关系曲线临塑荷载较小且塑性变形阶段较长;锚盘直径越大、个数越多则承载力越高;当相邻锚盘间距与锚盘直径之比大于2. 0时,同一螺旋锚的锚盘之间抗拔承载性能的相互影响可忽略;锚盘持力层性质对螺旋锚抗拔承载力的影响比埋深更明显。     

斜坡地基中基础抗拔承载特性的试验研究

斜坡地基中杆塔基础抗拔承载特性是目前输电线路工程中亟待解决的关键技术难题之一,而目前的相关成果仅停留在理论分析中,并无试验数据支撑。本文以输电线路中常用的掏挖基础为研究对象,在20#斜坡地基中开展了直柱、扩底两种结构型式的全尺寸基础上拔静载试验,获得试验基础荷载位移曲线、地基土压力、地表土体裂缝等数据,对比分析了两种型式的基础在变形特征、破坏模式、抗拔承载力构成等方面的差异。结果表明:直柱基础荷载位移曲线呈陡降型,扩底基础呈缓变型,且扩底基础抗拔承载力是直柱基础的2.5倍;沿坡向两侧土体在变形和破坏特征方面均存在差异,这种差异是由两侧土体有效抗拔深度不同所致;基础抗拔承载力的三个组成部分基础自重、扩大头处土抗力(直柱基础这部分为0)、基柱侧摩阻力在加载过程中发挥程度存在明显的阶段性差异。     

柔性半掏挖基础上拔承载力模型试验及计算理论

根据柔性半掏挖基础具有良好抗拔性能,适用于原状土土性较好且地下水位较深的地质条件的特点,以土性参数、深径比及锥体扩展角为参数,设计并制作4组原状土新型基础试验模型,开展其上拔稳定承载力试验;试验得到新型基础在上拔荷载下分为弹性段、弹塑性非线性段、直线破坏段3个变形阶段,以及最终地面土体隆起开裂的破坏形态。同时,开展不同场地土性参数下新型基础上拔稳定承载力特性的非线性模拟分析,考察柔性半掏挖基础与传统基础上拔荷载–位移特性及传力机制的差异。最后,对比土重法和剪切法2种计算理论的差异,当新型掏挖基础的深径比较大时,采用土重法计算承载力比剪切法计算值大20%以上且趋于不安全;基于土体剪切法圆弧面滑动面假设的上拔承载力计算理论,验证了上拔承载力理论计算值与试验值及模拟值吻合良好。     

饱和及非饱和粉土中扩底桩极限上拔承载力大尺寸模型试验研究

 通过采用大比例尺模型对饱和度为49%的非饱和粉土及饱和粉土中埋深比(桩埋深与扩底直径之比)为1,2,3和5的扩底桩进行试验研究,揭示饱和度、埋深比对扩底桩极限上拔承载力及其破坏模式的影响。试验结果表明：土体饱和度从49%增加至100%,扩底桩的极限上拔承载力降低至原来的30%～50%;扩底桩埋深比从1增加至5,非饱和及饱和土中桩的极限上拔承载力分别增加8和12倍;扩底桩的上拔破坏模式随埋深增大由桩周土体倒圆锥台形破坏变为扩底圆周土体局部破坏。     

输电杆塔掏挖基础抗拔设计极限状态分析

基于不同地基、尺寸条件下掏挖基础单向上拔或上拔与水平荷载联合作用下荷载试验结果,分析了掏挖基础抗拔极限状态时极限荷载和位移值、荷载与位移关系曲线特征、地表裂纹分布特征、典型承载失效模式,结合影响上部杆塔结构正常使用功能发挥的基础位移限值,研究了上拔状况下掏挖基础承载特性及最不利极限状态。研究表明:掏挖基础上拔荷载与位移关系呈陡降型脆性破坏,承载失效主要是由于地基土体整体剪切破坏所致,地基开裂破坏时并未影响掏挖基础及上部结构的正常使用,即掏挖基础上拔状况下最先超越地基承载能力极限状态。因此,上拔状况下输电杆塔掏挖基础埋深、基底直径等参数按地基承载能力极限状态设计,基础作用力按相应状态荷载组合计算确定,主要采用由可变作用控制的基本组合。     

索连板球基础竖向抗拔承载特性及其影响因素

针对沙漠地区砂土地基的工程特性及现有输电塔基础存在的不足,研发出索连板球基础。将室内相似模型上拔试验与数值模拟计算相结合,对不同上拔荷载作用下的基础位移进行分析,并研究了埋深比、球径及柱径对基础极限抗拔承载力系数及土体表面主破裂面半径的影响及其规律。研究结果表明:数值模拟计算结果与模型试验结果吻合较好,与土体变形演化的三阶段相对应,荷载位移曲线呈三段式变化;埋深比对基础极限抗拔力影响最大,且它们之间呈正相关关系;极限抗拔承载力系数随埋深比增大呈先增大后减小的变化趋势,与球体直径呈负相关关系,与水泥土柱直径呈正相关关系;土体表面主破裂面半径与埋深比、球径及柱径均呈负相关关系。     

钉形搅拌桩复合地基承载力特性

为了研究钉形搅拌桩复合地基的承载特性,通过现场复合地基荷载试验对比分析了钉形搅拌桩和常规搅拌桩复合地基的承载力与桩土应力比,以三维数值模拟分析了设计参数对钉形搅拌桩复合地基承载力的影响,并探讨了钉形搅拌桩复合地基承载力计算方法。现场试验结果表明：钉形搅拌桩在节省水泥用量和施工时间的同时,取得了比常规搅拌桩更高的复合地基承载力,显示出很好的加固效果和经济效益。数值模拟结果表明：钉形搅拌桩复合地基承载力随着扩大头高度增加或桩间距减小而增大,随扩大头直径或桩长先增大后不变,即从复合地基承载力角度存在最优扩大头直径和桩长。钉形搅拌桩单桩承载力包括了扩大头下部土体的贡献,故可以将钉形搅拌桩等效为直径为扩大头直径的常规截面搅拌桩,按照桩、土复合的方法进行复合地基承载力计算,计算实例表明该方法计算的钉形搅拌桩复合地基承载力与现场荷载试验的结果比较接近。     

浅谈建筑桩基桩径和桩长的确定原则

运用桩土体系荷载传递机理，从分析桩径与桩长等因素入手，探讨如何合理地选择桩基的几何特征，以有效发挥地基土和桩身材料的承载能力，提出合理选择桩基的几何尺寸是桩基设计的重要环节。     

碎石桩复合地基处理与处理效果检测分析研究

以某装机容量3×200MW火力发电厂中心主厂房碎石桩复合地基处理项目为研究背景,对碎石桩施工质量控制、质量检测方法和检测内容进行分析。结果显示,检测质量符合设计规范要求,从而明确碎石桩在消除地基土液化和提高地基土承载力方面的可靠性。     

黄土地区墓坑处理及复合地基变形分析

通过西安地区黄土地基某工程实例，介绍了墓坑地基的处理，对处理过的墓坑应注意验收；整片钻孔夯扩碎石桩二次加固地基后，通过在墓坑和天然土上做单桩复合地基静载试验，并在沉降曲线和复合地基变形模量两个方面进行对比分析，指出了它们的承载变形性关差异，地未处理墓坑位置第三次加固并验收；最后以本场地墓坑处理的效果提出了其存在的问题及建议。     

输电线路强风化软岩挖孔基础抗拔试验研究

山区风化程度高的岩基塔位采用挖孔基础,包括直柱挖孔桩、坛子型嵌固、扩底掏挖等3种模型。通过在强风化软岩中开展17组不同模型的挖孔基础上拔试验,分析基础承载性能与破坏机理。荷载位移曲线表明:浅埋时基础呈线性状态分布,深埋时呈缓变型分布;地表竖向位移变化规律表明,基础周围出现显著裂缝表征着基础即将整体破坏,破坏状态为基础本体与周围土体被整体拔出,基础发生整体剪切破坏;基础破裂角随埋深迅速降低,但达到一定埋深后破裂角基本不变;强风化软岩的岩石等代极限剪切强度取32kPa;以单位体积混凝土能承担的上拔承载力为准进行经济性分析,扩底掏挖型模型的经济效益显著。     

碎石桩在软土地基中的应用

对碎石桩作了简要介绍,在探讨碎石桩加固原理的基础上,就该方法的承载力计算作了论述,并结合工程实例验证了碎石桩在软土地基处理中的效果,得出碎石桩处理软土地基可满足上部建筑物对承载力的要求,处理效果良好的结论。     

加筋风砂土扩展基础的抗拔试验与位移控制计算

承受上拔荷载的扩展基础,可以用上拔位移或上拔荷载作为设计控制条件。在典型沙漠地区进行调研和现场采取土样,进行土工格栅与风砂土的摩擦特性试验,通过室内模型试验研究了上拔荷载作用下土工格栅加筋风砂土地基扩展基础的力学性能,包括荷载、位移、变形、破坏机理和承载能力的研究,提出了有效的土工格栅加筋形式:平铺一层和二层土工格栅。在上述研究基础上,对上拔位移机理进行了分析研究,提出了上拔位移计算模型和上拔位移控制的分析计算方法。     

碎石桩复合地基技术在软土地区中的应用

介绍了海沧高速公路段是龙岩—厦门高速公路的一部分,地处软土地区,地质条件较差,通过对工程地质的勘察了解,用强夯碎石桩复合地基对路基进行了处理,静载试验证明,地基承载力提高很多。