岛状多年冻土地区复合地基承载力特性

由于冻土的热力学性质不稳定常引起冻土地区的建筑工程产生冻土病害破坏。文章依托大兴安岭南麓地区某公路的多年冻土段路基处理工程,研究CFG桩-筏板复合地基在岛状多年冻土中的承载力特性并进行现场试验,结果表明复合地基周围冻土回冻缓慢,复合地基的桩端反力占基础承载力的50%以上,并且随着荷载的增加,桩周土承担的荷载逐渐增大。     

岛状多年冻土地区桥梁桩基回冻后承载力的静载与动测对比试验研究

为了准确掌握岛状多年冻土地区桥梁钻孔灌注桩的回冻时间及桩基回冻后的承载力,在岛状多年冻土地区选择2个试验地点,每个试验地点浇筑了2根15 m长的试验桩,并在其中一根试验桩处布设温度监测系统,采集桩基回冻过程中的温度数据,根据温度监测结果判断桩基回冻状态,在桩基完成回冻后进行静载与动测试验,测出桩基极限承载力。监测及试验结果表明:试验桩所在区域岛状多年冻土地温约为-1.9℃,桩基完成回冻后桩身内部温度与桩侧1 m处的土体温度变化趋势相同,相同深度处的温差小于0.1℃;用静载法实测出的各土层回冻后的桩侧摩阻力值修正高应变动测法桩–土力学模型中的土层参数,计算曲线与实测曲线拟合较好;动测与静载试验所得到的桩基极限承载力误差为3.91%,试验结果相符合。研究成果可为类似冻土条件下的桩基设计及承载力检测提供理论依据。     

冻土上限下移条件下高温冻土桩基承载力分析

在全球升温的背景下,同时考虑人为施工扰动的影响,针对青藏铁路旱桥桩基稳定性问题,进行数值模拟研究和物理模拟试验。研究在冻土上限变化条件下旱桥桩基的承载力特性,获得单桩竖向承载力以及冻土上限变化对桩基稳定性的影响规律。桩基的极限承载力随着冻土上限的下移而急剧降低;随着冻土上限下移,桩侧摩阻力不断减小,桩基的侧摩阻力占总承载力的比重也越小,此时桩端阻力发挥主要作用;物理模拟试验和数值模拟结果同时说明冻土上限下降的严重后果,尤其对于极为敏感的高温冻土,需要加强对桩周冻土的保护,避免冻土退化。此研究为预测青藏铁路旱桥桩基稳定以及高温多年冻土桩基的设计与施工提供参考依据。     

CFG桩复合地基的室外模拟试验研究

简述了CFG桩的应用优势，研究了CFG桩复合地基的室外模拟试验，通过分析试验结果，得出了所加荷载与桩最终沉降、桩端承载力、桩侧摩阻力的关系，对CFG桩复合地基的处理具有参考作用。     

大气温度升高下冻土桩负摩阻力试验研究

全球气温变暖,冻土的上限下移使得桩周土体融沉量改变进而引起桩侧负摩阻力的变化,最终影响桩基长期服役性能。为了研究大气温度升高对冻土区桩侧负摩阻力的影响,基于查拉坪大桥16号桩实际地勘资料,考虑大气温度升高预测10、30、50、70年后桩侧土体温度场变化,并基于预测的温度场开展室内模型试验,研究当年、10、30、50、70年后冻土桩桩侧负摩阻力的变化规律。试验得到冻土桩桩侧负摩阻力在10年、30年、70年分别为5.2 kPa、2.4 kPa、2.0 kPa。分析认为,在当年工况到10年后工况过渡的阶段,由于桩体和大气温度的共同作用,桩侧冻结力明显减小,桩侧产生较大的负摩阻力;随着年份的增加,较深处地温的降低使得桩侧冻结力明显增加,因此桩侧负摩阻力逐渐减小。     

CFG桩复合地基处理高速公路深厚软基试验研究

通过现场观测,深入研究路堤荷载作用下CFG桩复合地基的各项性状,表明,CFG桩具有竖向增强和换功能,能大幅度提高地基刚度,减少地基沉降;褥垫层能调整桩土的应力分布,使桩土共同承担上部荷载;由于桩体强度高,桩体应力集中现象明显,桩土应力比可达20-25;负摩阻力的存在导致CFG桩身应力分布出现"中性点",位于桩长的0.5～0.6倍处.CFG桩在整个桩长范围内均能发挥桩侧摩阻力,桩长范围内沉降变化较为平缓,下卧层压缩量在总沉降量中的比率较大.     

用ADINA计算饱和黄土地区CFG桩的中性点位置

探讨了CFG桩复合地基负摩阻力的产生及其影响因素,概括了中性点的计算方法,采用ADINA有限元软件模拟饱和黄土地区CFG桩的固结沉降过程,并计算其中性点的位置,可以发现在饱和黄土地区桩基负摩阻力中性点位置较一般地区深,建议施工中应考虑其影响。     

冻土地区CFG群桩模型试验方案设计

多年冻土地区群桩基础的施工,对冻土温度场造成了较大的影响,这对工程施工及病害防护提出了新的要求。文中模拟冻土地区地质条件,建立CFG群桩室内模型,进行桩-土温度场观测;通过数据分析冻土地区CFG群桩温度场分布规律、桩间水化热叠加效应、桩基温度和冻土温度随时间变化规律等问题,以便能采取有效地措施防治病害的发生。     

多年冻土区CFG桩工艺在工程中的应用

对冻土下限在5~7 m,冻土类型以含土冰层、饱冰冻土等为主的路段,设置复合地基,复合地基采用CFG桩。结果表明采用CFG桩处理多年冻土地区的方法,有效加强了地基强度,大幅度提高了结构受力、结构抗震等级。结合冻土特性分析,可知多年冻土区适合采用CFG桩进行处理,采用振动沉管机进行施工(挤密成孔),对处治砂土、砂砾、松散砂土及土夹石冻土层土较适用地结论。     

上海饱和软土中预制桩承载力时效性分析

在上海嘉定地区对预制桩进行不同休止期及不同加载程序的静载荷试验,并在试验中量测桩的轴力.通过得到的数据来分析不同部位的侧摩阻力、桩端阻力以及沉降随时间变化规律,进而更具体地分析饱和软土中桩的时效性对桩的承载力的影响.分析表明:随着时间增长,桩周被扰动土的结构强度逐渐恢复,桩端阻力及侧摩阻力逐渐增加,呈现明显的时效性.     

基于光纤监测钻孔灌注桩承载性能研究

为了研究湖州软土地区钻孔灌注桩侧摩阻力的发挥,采用光纤监测技术获取试桩在现场载荷试验中桩身轴力、桩侧摩阻力及桩顶沉降位移。通过对监测数据分析,结果表明：试验荷载下试桩为摩擦桩,摩擦桩的承载力提高主要由桩侧摩阻力决定,且随着桩顶荷载的增加各土层的侧摩阻力相应增加;上部的黏质粉土层侧摩阻力随着加载等级的增加相应增加并趋于极限,其他土层侧摩阻力也逐渐增加,其中桩承载力主要由中部粉质黏土层的侧摩阻力提供;在桩顶荷载较小的情况下,桩顶荷载由上部的土层侧摩阻力承担,轴力未传递到下部土层,下部土层对桩身侧摩阻力无发挥,桩端阻力为零。     

后注浆超长钻孔灌注桩抗压承载力试验研究

以天津地区某在建超高层的桩基静载试验为基础,对软土地区后注浆超长钻孔灌注桩的承载性能进行了研究。结果表明:软土地区的超长钻孔灌注桩为纯摩擦桩;超长钻孔灌注桩桩侧摩阻力和桩端阻力的发挥是不同步的,桩侧摩阻力的发挥先于桩端阻力;超长钻孔灌注桩的桩顶沉降量很大,应采用桩顶沉降量来确定其极限承载力;超长钻孔灌注桩存在有效桩长,其长径比不超过80是比较合理的。     

考虑时间效应的斜桩基负摩阻力室内模型试验研究

斜桩基是桥梁支墩、码头等工程中常用的桩基础形式,但是针对斜桩基础负摩阻力问题的研究却相对较少。进行了黏性土层中斜单桩及斜群桩在桩周土堆载固结条件下负摩阻力性状的室内模型试验研究,测得了桩侧负摩阻力、桩端阻力以及桩周土体分层沉降随固结时间的变化情况;并进行了同等条件下竖直单桩及竖直群桩试验作为比较分析。试验结果表明,斜桩和竖直桩桩侧负摩阻力引起的下拽力都存在明显的时间效应和群桩效应;在本文试验条件下,当桩–土相对位移达到2mm时,桩侧负摩阻力将达到其最大值的80%～90%左右。     

深厚软土地区大直径钻孔桩荷载传递试验研究

通过深厚软土地区的某个超高层建筑大直径钻孔桩静载试验,实测每级荷载作用下的桩身应力、桩顶沉降量及桩端沉降量等参数,分析了软土中持力层为卵石的超长桩的承载性状和荷载传递机理,结果表明:桩侧摩阻力和桩端阻力的发挥是个异步过程;桩侧摩阻力会出现不同程度的弱化现象;靠近桩端的桩侧摩阻力不仅有弱化现象,还有强化现象;桩端注浆效果越好的桩,单位体积承载力越大。为了充分发挥桩身下部土层的桩侧摩阻力和桩端阻力,并减少桩侧阻力弱化现象,桩基设计时可适当提高桩身砼设计强度,增大桩身刚度,减少桩身压缩量,或者在持力层条件合适下采用桩底高压注浆技术。     

多年冻土区桩基温度场监测及数据分析

为获取岛状多年冻土地区钻孔灌注桩和桩周冻土的温度场变化规律,依托大兴安岭岛状冻土区漠大线林区伴行公路工程,在K216+746处工程桥桩位置建立试桩试验场。通过对试验场地桩-土的温度监测,得到试桩浇筑完之后,桩体的温度随时间的变化曲线和桩侧冻土不同深度处的温度随时间的变化曲线。从中发现冻土上限位置以上部位的桩-土的温度受到外界大气温度变化的影响显著,越往下影响越弱;桩基的回冻期为2个多月;混凝土水化热横向传递速度为0.2m/d,热扰动范围为1~2倍桩径。     

桩顶荷载对负摩阻力性状影响的三维数值分析

利用ADINA非线性有限元软件, 考虑桩土相互作用,建立了单桩三维数值模型,分析了桩侧堆载作用下负摩阻力的形成过程,研究了桩项荷载作用下桩身荷载传递、桩侧摩阻力分布、中性点位置、桩顶附加沉降的变化规律以及桩顶荷载和堆载的施加顺序对桩侧负摩阻力的影响。分析结果表明:随着桩顶荷载增大, 桩侧负摩阻力逐渐减小,中性点明显上移,由桩侧负摩阻力产生的下拽力增加的速率变小,而桩顶附加沉降速率呈现逐渐增长的趋势;桩侧负摩阻力的大小受桩顶荷载和堆载施加顺序的影响,桩顶荷载先于堆载施加则产生的负摩阻力最大,而采用相反的加载顺序,产生的负摩阻力最小,甚至消失。所得结论对工程设计过程中负摩阻力的计算提供参考。     

用气举反循环二次清孔和桩端及桩侧联合后注浆法在钻孔灌注桩工程中控制沉降的探讨

由于桩端为散体状强风化花岗岩,桩端的沉渣控制和桩侧的摩阻力就成为控制沉降的关键,笔者从设计和施工工艺控制两个方面谈谈对沉降量的控制方案。     

黏性土中大直径超长钻孔灌注桩承载性状及单桩沉降分析

基于太湖湖沼相沉积土地区某在建轨道交通工程的4根试桩现场静荷载和桩身应力测试试验,研究该地区大直径超长钻孔灌注桩竖向荷载下的侧、端阻力发挥特点,并利用一维杆系结构有限单元法与剪切位移法相耦合的混合法分析大直径超长钻孔灌注单桩沉降。研究结果表明：大直径超长钻孔灌注桩单桩受竖向荷载时,侧、端摩阻力发挥呈现从上到下逐步发挥的特点,且侧、端阻力非同步发挥,相互影响;侧摩阻力发挥极限值所需桩土相对位移为4～7 mm;应用可考虑桩周介质的非均质性、边界上剪切滑移非线性等复杂性质的有限元法和剪切位移法相耦合的混合法,可成功预测分析单桩沉降。     

深厚软土地基中桩侧负摩阻力试验及数值分析

深厚软土地基中由于固结沉降产生的桩侧负摩阻力是桩基设计施工中需要考虑的关键问题之一。依托某工程项目,通过现场试验与ABAQUS有限元模拟试验对比研究了深厚软土地基中单桩桩侧负摩阻力的发展规律。研究结果表明,有限元模拟结果与实测结果曲线吻合较好;深厚软土地基中桩基侧摩阻力随着施工的进行而逐渐发挥,在桩身上部产生了负摩阻力且直至施工结束仍然存在。桩侧负摩阻力的发挥与施工时间、土层性质及桩顶沉降密切相关,不同土层中的桩侧负摩阻力随着施工时间先增大后减小,同时随着桩顶沉降的增加呈现出先增大后减小的变化趋势。研究结果可为桩基设计施工提供依据。     

高填方夯实地基桩侧负摩阻力受力性状试验研究

对原为沟壑的场地,经回填全风化泥质粉砂岩形成高填方地基。对高填方地基采用3000kN·m能级强夯预处理后,打设钻孔灌注桩,通过在桩身钢筋笼主筋上安装应力计,在桩身截面和桩周土层分别埋设沉降杆、分层沉降仪,测试桩身轴力、桩身及桩周土层沉降变化情况,得到高填方夯实地基未处理填土层桩侧负摩阻力变化规律。试验结果表明,未处理填土层桩侧摩阻力沿深度呈现“负-正”变化的现象,随着固结时间的增加,端承桩负摩阻力区段大于摩擦桩。端承桩桩侧土层提供的最大负摩阻力约是摩擦桩的1.18~2.56倍,桩周土层密实度对桩侧最大负摩阻力有影响。采用一阶负指数函数拟合得到桩身下拉荷载预测模型,随着固结时间的增加,作用于桩身的下拉荷载趋于定值,作用于端承桩的下拉荷载比摩擦桩高41.2%~55.4%,从控制负摩阻力角度推导出高填方夯实地基摩擦桩桩长设计计算方法。桩身中性点位置均随固结时间增加而逐渐下移,端承桩中性点深度较摩擦桩平均大0.7m。