英国桩工专业联合会桩的试验规范

本规范包括单桩承载能力的静载和动载试验及桩身完整性检验。静载试验是利用堆载或锚桩反力装置通过液压千斤顶将荷载传递至桩上,并分级在加载方向使桩产生缓慢的等速位移O等速贯入(CRP)试验或等速上拔(CRU)试验1、动荷载试验是利用落锤或重物产生的瞬时荷载进行试验,常与打桩同时进行。桩身完整性检验,其目的在于发现单桩桩身是否完整和良好。该试验不提供单桩承载力。在静载试验中对桩可以竖向加压或拉伸,也可以水平向加载。桩可以垂直设置也可以设置成|斜桩|(见注释1、2、12和26)。一、定义单桩容许承载力,考虑了桩的极限承载力所需的最小安全系数,沉降、桩距、负摩擦力、     

软黏土中水平受荷桩的静力和循环p–y曲线

首先介绍了构建软黏土中水平受荷桩静力p–y曲线的拟三维分析方法,该方法基于考虑土体特性的二维弹性虚拟加载上限方法和改进的三维极限承载力剖面。基于水平受荷桩的静力p–y曲线,引入土体不排水抗剪强度和塑性累积位移间的关系和Masing准则,建立了水平受荷桩的循环p–y曲线。采用考虑土体应力–应变关系及强度衰减的p–y曲线分析离心机模型试验,计算结果表明本文方法可较好地模拟黏土中水平受荷桩的静力及循环承载特性。经试验标定土性相关参数后,本文循环p–y曲线在不同循环荷载幅值下获得的桩顶荷载–位移滞回曲线及相应桩顶荷载衰减曲线均与离心试验结果基本吻合。     

南京地区大直径后注浆嵌岩桩静载荷试验研究

桩基静载荷试验是研究桩基承载力性能和工艺参数最为可靠的试验方法。基于4根直径1.2m桩端桩侧联合后注浆嵌岩钻孔灌注桩单桩静载荷试验,得到了试验桩的荷载位移曲线、桩身轴力分布特性、桩侧摩阻力分布特性和桩身承载力特性。试验表明:该4根试桩极限承载力均不小于50 000 kN,桩顶位移变形量均小于45 mm,位移控制能力表现较好;通过桩身轴力和桩身断面位移变形参数分析可知,桩顶位移变形主要来于非嵌岩段的桩身压缩变形,占总变形量的88%～92%;桩身轴力及侧摩阻力曲线表明嵌岩段的侧阻力并未充分发挥,端阻力占总承载力的比例相对较小,为6%～7%左右;桩基承载力主要由侧摩阻力承担,表现为摩擦桩。     

砂性土层中静压桩的荷载传递和承载力研究

通过对某砂性土场地内一组H型钢长桩的原位试验,分别以2倍和2.5倍的单桩承载力设计值进行压桩,同时,以一根类似土层中的锤击桩作为对比试验,并沿桩身安装频振型应变计考察桩在载荷试验过程中的荷载传递性状。试验结果显示:静压桩的荷载传递性状表现为端承摩擦桩,而锤击桩的荷载传递性状则表现为摩擦端承桩。以最终贯入度收桩的锤击桩,其桩端深度大于以超载预压法收桩的静压桩。静压桩的极限承载力与其曾经历的最大压桩力紧密关联。当静压桩的最大压桩力达2.5倍的单桩承载力设计值时,虽然其桩端较锤击桩而言置于较浅并较软的土层上,但极限承载力并不小于锤击桩。原因在于,较高的压桩力可能降低了桩在高荷载条件下的蠕变沉降,从而增加了桩的极限承载能力。     

窄基塔单桩十字梁自平衡基础极限承载力试验

提出一种结构简单、整体性能好、施工快捷且经济效益好的新型窄基塔基础——单桩十字梁自平衡基础,在足尺试验及数值模拟的基础上,对新型基础的受力特点和破坏模式进行研究。建立土体-混凝土-钢筋的非线性有限元模型,考虑土体与混凝土的非线性接触,进行模型的加载-卸载分析,并将分析结果与试验结果进行对比; 通过分析得到新型基础的极限承载力,并得到新型基础在荷载作用下的破坏形式、薄弱位置及钢筋应力。结果表明:有限元模型的荷载-位移曲线、主筋轴力变化曲线及十字梁基础的裂缝发展与试验结果吻合较好,荷载-位移曲线基本呈缓变型或直线型,十字梁主筋轴力在上拔侧距十字梁底部0.5 m左右位置出现最大拉应力,在受压侧的十字梁与桩体交界面处存在最大压应力,单桩主筋拉应力的最大值出现在距桩顶大约1.95 m处,压应力最大值出现在距桩顶大约0.94 m处; 十字梁裂缝从十字梁根部下侧开始发展,受拉钢筋屈服,受压区混凝土发生破坏,所得结论为新型基础的设计提供依据。     

嵌岩桩摩阻力数值分析法工程应用研究

以自平衡试验实际工程为背景,对嵌岩桩侧摩阻力进行数值模拟分析,提出确定嵌岩桩承载力的新方法。将嵌岩桩桩-岩摩擦假设为库仑摩擦模型,通过确定与模型相关的粘结力c、摩擦系数μ、切向接触刚度k参数,求解并绘制各级荷载作用下Q-s(荷载-桩端位移)曲线、Q-σ(荷载-指定截面应力)曲线,通过对比各参数变化对曲线形态的影响来调整模型参数,以使求解的曲线与试验实测的曲线相符合,即可认为所模拟的桩—岩模型与实际嵌岩桩相符合,最后可通过对模型施加桩顶荷载确定嵌岩桩的承载力。该应用研究表明可通过确定的粘结力c、摩擦系数μ、切向接触刚度k参数用数值模拟方法计算出同一岩层场区内不同桩径及不同嵌岩深度的嵌岩桩承载力,具有工程指导意义。     

混凝土受拉特性对抗拔桩受力变形的影响分析

国内外关于抗拔桩的研究主要集中在抗拔桩的承载力方面,而对变形特性研究相对较少。本文根据不同场地的三根抗拔工程桩荷载-位移曲线,绘制"荷载-位移梯度"曲线,发现钢筋混凝土抗拔桩也像水平受荷桩一样存在临界荷载,预应力及混凝土的受拉性能对抗拔桩的受力变形有重要影响。基于混凝土受拉"应力-应变"关系,推导得出钢筋混凝土"受拉模量与应变"的关系,用MATLAB语言编制考虑桩身模量变化的抗拔桩荷载传递分析程序,参数分析表明混凝土标号和配筋率对抗拔桩受力变形有较大影响,考虑钢筋混凝土受拉特性时,抗拔桩的荷载-位移曲线模拟结果与实测更为接近。     

扩径桩抗压性能的颗粒流数值模拟

采用二维颗粒流分析程序对扩径桩抗压试验进行数值模拟分析,并与现场试验结果进行对比。应用PFC2D程序,研究扩径桩在试验过程中时步-位移曲线、桩土颗粒排列变化及颗粒位移的变化。通过不同受荷阶段桩土细观力学特征的对比分析,得出桩在下压达极限荷载时的破坏性状。绘制桩在受荷过程中的荷载-位移曲线,并与实测值进行对比分析。     

单桩水平静载试验结果数学拟合研究

基于福州盆地3根PHC管桩和2根冲孔灌注桩水平静载试验结果,对单桩水平荷载位移曲线进行数学拟合研究.研究发现,①冲孔灌注桩单桩水平荷栽位移曲线呈双曲线和幂级数形态,PHC管桩呈直线形态;②对PHC管桩单桩水平荷栽位移曲线直线模型拟合效果最优,基于该数学模型的桩顶水平荷载计算值与实测值的误差一般为-7.53%～20.74...     

新型带肋预应力管桩承载特性试验研究

基于6根工程试桩的资料,对比分析了新型带肋预应力管桩和传统光滑国圆管桩的Q-S曲线,并结合成桩前后桩周土的标准贯入试验和静力触探试验,分析该新型桩类对桩周土的挤土效应.试验表明,新型带肋预应力管桩的荷载变形曲线相对平缓,极限承载力比等直径光滑圆管桩提高15%以上,挤土效果明显.     

联合检测法控制桩基质量的技术应用

本文根据工程实践,介绍了桩基施工前,根据地质勘察资料,用经验公式法（按土的物理性质指标查表法）估算钢筋混凝土预制桩单桩竖向承载力标准值、竖向承载力设计值。在打桩机型号确定后,用打桩公式法（动荷载试验法）试算该桩的单桩竖向容许承载力值、竖向极限承载力标准值、竖向承载力设计值和打桩经验贯入度。把以上估算、试算的单桩竖向承载力三项值和打桩经验贯入度作为控制打桩质量的初步指标。然后结合高应变动力检测法取得工程桩试桩的单桩竖向极限承载力标准值、竖向承载力标准值、竖向承载力设计值和最终贯入度。结果表明,以上三种单桩竖向承载力值均满足了设计要求的单桩竖向承载力设计值,从而确定用打桩最终贯入度为主。控制打桩质量。     

水平荷载桩室内模型试验系统研究

水平荷载下桩周土体的变形特性直接影响桩基的整体水平向承载力特性,然而常规试验手段下,水平荷载下桩体变形特性可以获得,而桩周土体的变形特性很难获得。因此,设计一套基于透明土材料和PIV(particle image velocimetry)技术的水平加载系统及其光学量测系统(主要包括光学平台、CCD(charge-coupled device)相机和线性激光器等),对水平受荷桩在加载过程中桩周土体位移场的发展变化进行非插入式量测;同时通过多切面的土体位移场的测量,得到水平受荷桩桩周土体变形的三维位移场,并与数值模拟结果进行对比分析。试验结果表明,桩顶荷载–位移关系表现为陡降型关系曲线,与典型的密实砂土中水平受荷桩的承载特性类似;在试验条件下,桩体表现为刚性转动破坏,转动支点约在基桩埋深的78%处。     

基桩竖向抗压承载力动静试验结果分析研究

本文通过对同一工程的基桩竖向抗压承载力的高应变法测试和静载试验结果的分析,指出工程基础的设计选型和施工工艺的选取应充分考虑场地特殊地质条件的影响,计算取值应是成桩后实际状态的合理取值,否则设计错误,造成工程损失。本文同时也指出了在检测过程中应注意检测方法的选择问题,对Q-s曲线呈现缓变型的摩擦灌注桩不适宜用高应变法检测,特别是出现单击贯入度大,桩底同向反射峰明显而且肥大时,不可用常规的桩—土模型进行计算分析;对于桩身或(和)桩端位于遇水易软化层的摩擦桩,静载荷试验适宜采用慢速维持荷载法,快速维持荷载法可能会得出错误的结论。     

联合检测法控制桩基质量的技术应用

根据工程实践,介绍了桩基施工前,根据地质勘察资料用经验公式法(按土的物理性质指标查表法)估算钢筋混凝土预制桩单桩竖向承载力标准值、竖向承载力设计值。在打桩机型号确定后,用打桩公式法(动荷载试验法)试算该桩的单桩竖向容许承载力值、竖向极限承载力标准值、竖向承载力设计值和打桩经验贯入度。把以上估算、试算的单桩竖向承载力三项值和打桩经验贯入度作为控制打桩质量的初步指标。然后结合高应变动力检测法取得工程桩试桩的单桩竖向极限承载力标准值、竖向承载力标准值、竖向承载力设计值和最终贯入度。结果表明,以上三种单桩竖向承载力值均满足了设计要求的单桩竖向承载力设计值,从而确定用打桩最终贯入度为主,控制打桩质量。     

用经验公式法及打桩公式法与高应变动力检测法相结合控制桩基质量

介绍了桩基施工前，根据地质勘察资料用经验公式法(按土的物理性质指标查表法)估算钢筋混凝土预制桩单桩竖向承载力标准值、单桩竖向极限承载力标准值和单桩竖向承载力设计值；在打桩机型号确定后，用打桩公式法(动荷载试验法)试算该桩的单桩竖向容许承载力值、单桩竖向极限承载力标准值、单桩竖向承载力设计值和打桩经验贯入度；把以上估、试算的单桩竖向承载力三项值和打桩经验贯入度作为控制打桩质量的初步指标，结合高应变动力检测法取得工程桩试桩检测的单桩竖向极限承载力标准值、单桩竖向承载力标准值、最终贯入度和单桩竖向承载力设计值。以上三种单桩竖向承载力设计值均满足了设计者给定的单桩竖向承载力设计值，从而确定用打桩最终贯入度为主，控制订桩质量符合设计要求。     

预应力管桩的承载力研究

我们在淤泥和淤泥质土深厚的地区进行了预应力管桩荷载传递的原位试验研究。本文发表一根试桩的试验成果,并综合已发表的另一根试桩的成果加以分析。试验研究结果表明:长径比在30～60的桩,软土层、残积土层和强风化带的摩阻力占总荷载70％以上,应按摩擦——端承桩设计,并提供有实用价值的桩侧摩阻力系数。同时理论推导了柴油锤打桩时的爆炸能量所增加的承载力,以修正海利公式。文中还阐述了桩重的影响和给出了经静载试验检测的62根桩的最后一击贯入度的统计资料,可供应用。     

基于不同贯入速率砂土地基中静压敞口混凝土管桩试验研究

贯入速率对静压敞口混凝土管桩沉贯及承载力特性具有重要影响。通过砂土地基中静压敞口混凝土管桩室内模型试验，分别对不同贯入速率下模型桩土塞特性、压桩力及极限承载力变化进行研究。结果表明，模型桩贯入速率由2.0mm/min增大至3.0、4.0mm/min时，土塞高度分别降低了12.8%、27.2%，土塞率降低幅值分别为12.9%、27.2%。不同贯入速率沉桩结束后，模型桩土塞增长率分别为35.4%、23.6%及19.8%；相比于4.0mm/min贯入速率，贯入速率2.0mm/min及3.0mm/min下模型桩最终压桩力增长幅度分别为92.6%及 25.1%，极限承载力增长幅值分别为77.8%及4.5%，这主要是由于贯入过程中土塞特性差异导致的内壁摩阻力不同所引起的。研究成果可为砂土地基中敞口混凝土管桩沉桩性状及极限承载力研究提供理论依据。     

双层地基中倾斜偏心荷载下基桩非线性模型试验研究

引入初始地基比例系数、初始地基系数、水平位移特征值,导出一种新型双曲线型p-y曲线,并给出了参数经验选取参考值范围。在上层粘土下层砂土地基中进行了2组模型桩试验,含2根水平加载的钢桩和6根倾斜偏心荷载下的木桩。试验表明,水平荷载、竖向荷载和偏心弯矩荷载下柔性木质模型桩非线性特征显著。按双曲线型p-y曲线计算的模型桩地面处和桩顶水平位移与实测值吻合良好,验证了双曲线型p-y曲线。水平位移特征值增大时,桩身位移将减小,桩身最大剪力将增大,桩身最大弯矩将减小,桩侧最大土压力将增大。双层地基中,下层砂土位移特征值变化对试桩受力影响极小,从简化计算参数和应用角度出发,实际应用时可将下层砂土水平位移特征取值与上层粘土的相同。     

软土中桩顶水平承载离心模型试验

为研究软土中刚性桩水平承载性状,设计开展了离心机试验,分析不同桩端情况和截面形状刚性桩水平承载特性及桩土相互作用。结果表明:闭口桩的水平承载力大于开口桩;桩土响应处于线弹性阶段时,水平荷载-桩顶位移曲线与桩端类型和截面形状无关;桩身材料、桩端开口形式及桩入土深度相同时,H形桩水平承载力最大,而圆形桩最小。综合分析试验结果表明:归一化桩顶水平荷载-桩顶水平位移曲线符合指数函数关系。     

现浇X形群桩竖向抗拔特性及影响因素分析

结合南京某污水处理厂软基处理工程,开展了现浇X形钢筋混凝土桩(简称X形桩)单桩竖向抗拔承载力现场试验,测得了荷载-位移关系曲线;基于FLAC3D软件建立了竖向上拔荷载作用下X形单桩、群桩特性分析的数值模型,并与现场单桩抗拔试验结果进行对比分析;比较研究了与等效圆形截面桩抗拔承载力的差异,并分析了基桩长度、桩-土摩擦因数以及基桩位置等因素对X形群桩力学特性的影响规律。研究结果表明:X形桩竖向抗拔承载力与其等外包直径的圆形截面桩承载力相近,较等混凝土用量的圆形截面桩承载力提高了近17.4%。