基于光纤传感技术的泥岩地基动力打入桩施工效应现场试验

为探讨泥岩地基动力打入桩的施工效应与承载力异常问题，基于低温敏光纤应变传感器联合桩端全截面轮辐压力传感器实时监测打桩过程中桩身应力及桩端阻力，明确打桩过程中试桩内力和桩端阻力随贯入深度的变化规律；通过竖向抗压静载荷试验与高应变动测分析各试桩的承载特性；利用打桩锤击数和锤重分析锤击能对动力打入桩沉桩效应的影响，借助打桩前后桩边标准贯入试验锤击数随桩长的分布，揭示动力打桩对桩周泥岩强度的影响机制。结果表明：沉桩过程中不同测试传感器得到的桩端阻力时程曲线变化规律较为一致，静载试验获得的试桩极限承载力比高应变动测得到的结果偏高，试桩均表现出端承型桩的特性；重锤打桩桩身应变变化幅度明显较大，打桩能量与试桩的竖向承载力有关，高能量打桩导致泥岩结构损伤加重，会降低动力打入桩的承载力；打桩后桩周泥岩的标贯试验锤击数与打桩前相比明显减小，宏观上表明动力打桩对桩周泥岩结构造成不同程度的损伤，可以认为泥岩结构损伤是动力打入桩承载力降低的主要原因之一。     

锤击打桩桩周岩土体力学特性试验研究

为研究打桩前后桩周黏性土和泥岩力学性质的变化,在打桩前后分别进行标准贯入试验,分析了桩周黏性土与泥岩经打桩扰动后的力学特性,探讨了桩周岩土体力学性质变化的影响因素,提出了减小扰动、保证桩周岩土体力学性质的工程措施。研究表明：锤击打桩导致桩周泥岩力学性质降低,桩周泥岩产生损伤;黏性土随打桩产生的超静孔隙水压力逐渐消散,其力学性质28d后基本恢复,但不同黏性土的消散速率不同,力学性质恢复存在差异;泥岩打桩损伤后很难恢复,打桩前后同深度处以标贯锤击数表征的力学性质最大差异超过2倍;若存在软弱夹层,会加剧打桩对泥岩的影响;地下水、软弱夹层、打桩扰动是影响桩周泥岩力学性质的关键因素。     

上海软土地基超长打入PHC桩工程性状研究

通过对上海软土地基中64～77m的超长打入PHC桩打桩过程中锤击数、土塞高度随深度变化的跟踪监测及土塞的标准贯入试验和竖向荷载下的静载试验,探讨了超长PHC桩在上海软土地基中的贯入度与土层的关系,分析了打入承压水层中对土塞闭塞效应的影响以及桩的竖向承载力性状。这对软土地基中的超长PHC桩的设计、施工和深入研究具有重要指导作用。     

PHC管桩对液化土层的改善效果分析

场地地基土液化可能造成地基承载力降低、失效甚至导致地基或建筑物的变形沉降.以泉州某住区为例,对原状砂土层本身的液化势与打入PHC桩后桩周土体液化势的变化进行分析,研究了PHC桩对可液化砂土层的改善效果;利用现有的规范公式估算打入PHC桩后桩周土体的标准贯入值,并与现场实测标准贯入值进行比较.研究表明,打桩前后液化势改变幅度在85%以上,可部分甚至全部消除饱和砂土层液化町能性.此外,打入桩规范估算值略大于实测标准贯入击数值.     

失效桩基原因分析与处理方案

通过对南宁盆地泥岩上某失效桩基工程7根桩静载试验结果的综合评定,认为规范规定的单桩竖向极限承载力统计值按照依次去掉高值后取平均,直至满足极差不超过30%的条件,不利于充分发挥桩基的承载力,按工程的特点与荷载等对失效桩基工程进行处理,并按变形进行控制是可行的办法。同时根据南宁盆地泥岩的物质组成、工程特性和力学性质具有的特殊性和复杂性,如独特的互层性地层构造使泥岩软硬相间难以进行风化带划分,在包括水、岩相互作用、机械扰动及时间效应等各种不确定因素的作用下,泥岩地基上的钻孔桩失效的概率比较高的特点,对泥岩地基工程桩基失效与泥岩的诸多特殊工程性质进行分析,指出桩基承载力不足是由于桩端与嵌岩段泥岩承载力下降造成的。钻孔桩成功与否并不因为桩端承载力取值低而会得到保证。     

客运专线无碴轨道泥岩地基原位浸水膨胀变形试验

 在兰新铁路第二双线一处典型泥岩地基工点处,采用开挖不同深度浸水孔并施加上部荷载方法,进行3个试验基坑的泥岩地基原位浸水膨胀变形试验,分别研究在9.75,21.44,38.99,58.48,65.31,77.99 kPa六种上覆荷载情况下,以及0.7,1.1,1.5 m三种浸水深度情况下,泥岩地基的膨胀变形特性。结果表明：泥岩浸水膨胀变形表现为短暂软化沉降、膨胀骤增、膨胀减缓、膨胀平衡稳定4个阶段;得出不同浸水深度与膨胀变形值为非线性关系;在浸水孔深度1.5 m,上部荷载9.75 kPa时,地基最大膨胀量约41 mm;在上覆荷载值一定的情况下,浸水后地基泥岩含水率会达到最大限值,约14%,且浸水量不会随着外界水分补给而增大;当泥岩内部含水率在限值范围内增大时,会储存有膨胀能,在上覆荷载减小或浸水深度增大的情况下,泥岩地基以稍滞后的膨胀变形体现出其膨胀能;拟合得出泥岩地基膨胀量与上覆荷载的非线性关系曲线及关系式;总结泥岩加荷–浸水膨胀以塑性变形为主,卸载情况下泥岩的回弹量值占总变形量的6.39%～7.00%。     

评价桩基承载力水平的新方法探讨

基桩承载力取决于以下两方面因素：①原位土承载力；②桩身的抗压强度。对于打入桩，打桩机机型确定，锤重、桩管直径和落锤高度也确定，锤击过程就可理解为“标准贯入”的过程，每米的锤击数正好反映了各层土的综合力学参数，它和终桩前的贯入度经适当的加权计算，便是该桩的原位土承载力。其与静载试验承载力相比较，可得到一个修正。经修正后的原位土承载力与基桩的桩身抗压强度的小者，就是该桩的极限承载力。通过打桩记录和低应变检测，就能确定每支桩的极限承载力，从而可全面量化的评价整个桩基础的承载力水平。     

软硬互层盐岩变形破损物理模拟试验研究

 针对我国盐岩地层的地质赋存特征,开展一系列物理模拟试验,探讨倾角、夹层和界面对软硬互层盐岩变形破损的影响规律。试验结果及理论分析表明：(1) 软硬互层盐岩的单轴抗压强度随倾角变化呈两边高、中间低的U形变化规律。(2) 软硬互层盐岩的破坏模式：层面倾角θ＜30°时,为脆性硬夹层主控的整体破坏;45°＜θ＜75°时,为弱夹层或弱界面主控的剪切滑移破坏;85°＜θ＜90°时,为硬夹层劈裂破坏,局部弱夹层剪切破坏。(3) 沿弱夹层和弱界面的剪切滑移破坏是软硬互层盐岩单轴抗压强度呈现U形变化规律的内在原因。因此,设定储气库的运行压力时,需要着重考虑腔壁肩部和腰部弱夹层和界面的抗剪强度,防止其达到破坏强度而导致腔体破损,从而避免因气体泄漏而引发事故。     

桥梁施工与修复用足尺桩动载试验

利用DLTWAVE软件，通过信号匹配，对静载作用下桩的承载力分布进行了评价。此外，在所有桩附近进行了标准贯入试验。通过比较两个相同的灌注桩静载和动载试验得到的静力承载力，对动载试验结果进行了校正。因此，采用传统的静力分析公式，利用现有的粘土层相关关系，计算桩侧摩阻力和桩端阻力。粘土的稠度对轴向阻力的发展起着重要的作用。对于非常坚硬的粘土，DLTWAVE表示轴向阻力的发展小于从公式（静态分析）中计算得到的阻力。DLT二次打桩时的表面摩擦阻力比初次打桩时大。     

静压敞口预应力高强混凝土管桩界面剪切性状试验研究

桩土界面剪切行为对静压敞口预应力高强混凝土(PHC)管桩沉贯性状及长期承载力特性具有至关重要的作用。通过成层土地基中桩身预埋光纤光栅(FBG)传感器的静压桩足尺试验,分别对敞口PHC管桩贯入及静载荷试验中的桩土界面剪切行为进行研究。结果表明：在贯入阶段,桩身轴力及侧摩阻力沿桩的深度方向逐渐传递,传力幅值与桩周土体性状密切相关,土层界面处轴力传递效率依次为98.2%、92.2%、96.3%、83.8%、80.5%。随着压桩循环次数的增加,同一深度土层摩阻力呈逐渐减小趋势。经历5个压桩循环后,深度6 m处的砂质粉土层摩阻力减小幅度约为46.25%,深度10m处的粉质黏土层经历3个压桩循环后摩阻力减小幅度约为12.1%;载荷试验过程中,桩侧摩阻力随着桩顶荷载施加自上而下逐步发挥。摩阻力完全发挥所需的桩土相对位移,粉质黏土层的最大,约为6.96~7.46mm,淤泥质黏土层的次之,约为6.05mm,砂质粉土层的最小,约为4.23mm;与原状土相比,重塑区土体含水量、孔隙比参数指标降低,重度、黏聚力及内摩擦角增大。桩周重塑区土体物理力学指标变化是贯入及载荷试验阶段桩土界面剪切行为不同的重要原因。     

大厚度湿陷性黄土地层浸水条件下承载桩基对近距隧道的影响研究

 承载桩基对近距隧道具有明显的附加荷载作用,对于水敏性的大厚度湿陷黄土地层其影响更加明显。为系统研究桩基对近距隧道的影响,基于改进的离心浸水试验系统开展考虑不同桩端荷载、不同桩距比和不同地层浸水厚度影响下,承载桩基对近距隧道影响的离心模型试验。试验结果表明：(1) 桩基附加荷载致使衬砌结构受力重分布,桩周土体对荷载传递具有削弱作用,桩端荷载越大,削弱作用越明显;土层浸水降低了其承载力,加剧了桩–隧间的荷载传递作用;随桩距比增大,桩基对隧道影响逐渐减小。(2) 桩端荷载较小时隧道弯矩变化均匀,随荷载增加隧道向桩基方向发生扭曲,荷载进一步增加,隧道扭曲作用加剧;桩距比较小时,增大桩距比对弯矩变化影响减弱较明显,随桩距比增大,进一步增加桩距比对弯矩影响逐渐减小;土层浸水厚度较小时,受桩周土体的荷载削弱作用,桩基对隧道的影响较小,随浸水深度的增加,桩周土体承载力减弱,桩基对隧道的影响随之增加。(3) 桩距比为1时,随桩端荷载的增加隧道最大下沉值达到16.7 mm,水平位移达到3.2 mm,随桩距比增加,隧道下沉和水平位移值均减小;随浸水厚度减小,隧道整体位移也减小,地基浸水导致的隧道位移主要表现为下沉,且浸水深度对隧道位移的影响弱于桩端荷载和桩距比。     

浅谈复合地基承载力的确定

近年来，复合地基已由传统的柔性桩复合地基发展到半刚性桩复合地基和刚性桩复合地基。在城市民用建筑中，越来越多地采用半刚性桩复合地基和刚性桩复合地基，其中刚性桩复合地基采用CFG桩(强度等级C10以上)、沉管灌注桩(包括素混凝土桩)、静压预制桩等刚性桩与桩间土共同承担荷载，桩顶处常设置100mm～300mm褥垫层。复合地基承载力大幅度提高，复合地基承载性状与传统柔性桩有较大变化，载荷试验加载量越来越大，试验方法也分为单桩、桩间土载荷试验与单桩或多桩复合地基载荷试验。     

基于沉降控制的桩基础试验研究

根据大型现场模型试验,对桩身内力、基底压力、土层位移和桩基沉降进行测定并分析。本次试验设计了4组模型,分别为载荷板试验、单桩试验、6d桩基础(d为桩的直径)试验和天然地基试验(承台大小同6d桩基础)。各组试验结果表明:6d桩基础的桩身压缩小于单桩;在一定沉降条件下,6d桩基础试验和天然地基试验(承台大小同6d桩基础)基底压力基本一致;6d桩基础在工作荷载情况下群桩效应不明显;6d桩基础的承载力特征值和沉降可根据天然地基静载试验及单桩静载试验进行预估;6d桩基础沉降稳定速率比天然地基快。     

上海地区成层土的单桩承载力研究

本文报道了上海地区由粘土和粉砂组成的不均匀地基中的打入桩和压入桩的研究工作。讨论了穿过上复砂质粉土进入粉砂层的单桩承载力,以及穿过粉砂层进入下卧软粘土的桩的情况。通过桩身轴力量测,发现粉砂层的极限端阻力σｕ及极限侧摩阻力平均值随进入粉砂层的深度呈线性增加,获得了σｕ及各自的临界深度的参考值;当桩端接近粉砂一粘土分界面时,桩可能会因冲穿粉砂层进入下卧粘土层而发生破坏,获得了σｕ及的临界厚度的参考值。由于粉砂层的剪缩性,使得同一桩端处的打入桩与用千斤顶逐步贯人的桩的承载力Ｐｕ、σｕ及值均有较大的差别。     

软弱层对层状复合泥岩体力学特性影响研究

为研究软弱层对层状复合泥岩体力学性质的影响规律,有效提高层状复合泥岩体力学参数的可靠性,考虑到现场很难完整取得含软弱层的层状泥岩体试件,采取室内压制办法制作具有规则层状特征的泥岩试样,然后对其进行单轴和三轴压缩试验,对比分析各试样的强度、变形特性。试验结果表明:当软弱层厚度比变化时,层状复合泥岩体的强度、变形、弹性模量均随之发生规律性变化;上软下硬型层状泥岩与含软弱夹层层状泥岩试样的单轴抗压强度和弹性模量均随软弱层厚度的增加而非线性降低;轴向应力损失率分析表明,软弱层显著降低了硬层泥岩强度,降幅达70%以上;在三轴压缩试验条件下,层状泥岩的承载能力均有不同程度的提高。层状泥岩的粘聚力和内摩擦角随夹层厚度的增加而减小。试验结果对区域性软岩地基的设计和施工具有一定指导意义。     

软土地区超大吨位基桩堆载试验地基沉降特性研究

对于超大吨位堆载静载试验,地基土承载力、检测设备能力和施工安全三者缺一不可。采用头顶手提悬挑的方式,可以有效减小码垛高度,减小因地基不均匀沉降造成的平台倾斜、倾覆现象发生。通过实时监测,支墩下经过打桩处理的地基虽然产生可观的沉降,但沉降均匀,且基本集中在堆载过程中,堆载完成静置一段时间后地基沉降基本趋于稳定。测试过程中基准桩沉降不足5mm,对桩沉降数据影响不大,测试得到的桩沉降是可信的。对于超大吨位堆载试验,试桩、压重平台支墩边和基准桩之间的中心距离很难达到或超过3D,对经充分处理后的地基,该距离值得深入研究。     

振冲法与充水预压法综合处理大型油罐软基工程实测简介

本文通过在软土地基上１０个储罐工程，４０台油罐采用振冲法与充水预压法综合处理技术，并进行了单（群）桩复合地基静载试验，现场原位测试（静力触探、标准贯入试验和十字板强度）对比分析表明，用这种综合处理方法是切实可行的。     

钻孔埋入式后压浆管桩水平承载特性研究

针对大直径管桩不便于山区输电线路杆塔基础中推广应用等问题,提出了一种钻孔埋入式后压浆管桩技术,通过4根桩的水平静载试验及有限元模拟,对该新型桩的水平承载特性进行了研究。结果表明:(1)试桩的水平承载力极限值和特征值的平均值分别为542.3 kN和345.7 kN,高于同直径打入桩的水平承载力;(2)水平承载力特征值随着灌浆层厚度增大近似线性增大,灌浆层厚度为50～200 mm时,较等直径打入桩提高15.3%～62.4%;(3)桩身弯矩随灌浆层厚度增大而减小,50～200 mm厚灌浆层可减小桩身弯矩32.9%～60.8%;(4)桩身水平位移对土体水平位移的影响区域近似为倒锥形,水平位移影响区域范围随灌浆层厚度增大而增大,但其形状基本不变;(5)灌浆层与管桩间未出现脱离现象,两者始终作为一个整体共同承担水平荷载。本文研究成果对该桩型的研究及推广具有一定的参考价值。     

混合土挤压固化预制桩的配方研究

混合土挤压固化预制桩是用于软基处理的一种新技术,该技术利用泥土桩挤压机对拌和均匀的混合土料压制成型,再养护成单节桩。试验设计制作不同配方的单节桩共17根,在土料最优含水量条件下挤压成型,当达到28 d龄期后进行无侧限抗压强度和水稳定性测定。根据试验结果得到以下规律:(1)不掺石灰或低石灰掺入比情况下,试样强度随水泥掺入比增大而增大;在石灰掺入比较高的情况下,随着水泥掺入比的增加,试样强度先增大后减小;(2)在不掺水泥或低水泥掺入比情况下,试样强度随石灰掺入比增大而增大。但在水泥掺入比较大(4%,6%)的情况下,试样强度先减小后增大,在3%处出现拐点;(3)水稳定试验表明,在水泥掺入比为2%和4%时,试样的水稳定性良好,且石灰的掺入比越大,强度维持系数越大。不同试样在浸水10 d或20 d内,强度下降较快,但在浸水20 d后强度趋于稳定。根据配方中水泥或石灰的掺入比与试样强度、水稳定性的规律关系,选出了混合土挤压固化预制桩的最佳配方为水泥2%+石灰7%,可为混合土挤压固化预制桩推广应用提供依据。     

软土中超长水泥搅拌桩复合地基承载力研究

对软土中18m长水泥搅拌桩复合地基,进行了现场单桩静载试验、承压板下有无褥垫层的单桩复合地基载荷试验、四桩复合地基载荷试验及桩中心插12m长微型加劲钢管的单桩复合地基载荷试验,研究了复合地基破坏模式、褥垫层、桩身强度等因素对复合地基承载力的影响,对软土中超长水泥搅拌桩复合地基承载力检验方法及承载力评价提出了建议。