嵌岩桩竖向承载力的研究

综合研究了国内外２０余年来对本课题的研究所取得的进展。通过对１５０例现场实测资料和两例原位长期观测资料的分析，得出了嵌岩桩在竖向荷载下桩端阻力分担荷载比（Ｑ＿ｂ／Ｑ）随桩的长径比（Ｌ／ｄ）而变化的一般规律，这些规律与通常认为嵌岩桩均属端承桩的传统观念迥然不同。并阐述了形成这些规律的机理；探讨了不同长径比的嵌岩桩可能成为端承桩或摩擦端承桩的必要条件，以及嵌岩桩适宜的嵌岩深度。认为当不符合所述条件时，桩一般不宜嵌入中等风化程度以上的岩层。最后，提出了能反映上述规律，而用经验参数确定嵌岩桩竖向承载力的合理的计算通式。     

嵌岩桩的竖向承载力

本文综述国内外对本课题的研究进展,收集分析了150例现场实测研究成果和2例长期原位观测资料,得出嵌岩桩在竖向荷载下桩端阻力分担荷载比(Q_b/Q)随桩的长径比(L/d)而变化的规律,这些规律与通常认为嵌岩桩均属端承桩的传统观念迥然不同。文中分析了形成这些规律的机理,探讨了不同长径比的嵌岩桩可能成为端承桩或摩擦端承桩的必要条件及其适宜的嵌岩深度,认为当不符合所述条件时,桩一般不宜嵌入中等风化程度以上的岩层。最后,根据上述规律提出了用经验参数法合理确定嵌岩桩竖向承载力的计算通式,可供设计参考使用。     

基于平面应变模型的岩溶区嵌岩桩桩端极限承载力计算

为了给出嵌岩桩作用在含不同溶洞地层上的桩端极限承载力计算方法,首先,根据岩溶区桩基承载特性建立了简化计算模型;其次,分析了岩溶区嵌岩桩桩端承载机理,并提出了岩溶区嵌岩桩桩端极限承载力计算模型;再次,利用复变函数的方法对岩溶区嵌岩桩桩端平均约束应力进行求解,进而求得岩溶区嵌岩桩桩端极限承载力;然后,对岩溶区嵌岩桩桩端极限承载力的影响因素进行了参数分析,结果表明：①溶洞半径越大,对桩端极限承载力的影响越大。②桩端到溶洞中心的距离越大,对桩端极限承载力的影响越小。③溶洞埋深越大,对桩端极限承载力的影响越大。最后,工程算例对比分析表明该方法能满足工程要求,能为岩溶区嵌岩桩工程实践提供一些参考价值。值得注意的是,由于假定条件的限制,本文计算结果仅适用于溶洞洞边与桩端距离大于3倍桩径时的情形。     

混凝土挖孔灌注桩质量控制浅析

端承桩的承载机理是桩把荷载传递到桩的底部，它支承在坚固的岩土层上，桩的承载力取决于桩身强度与地基承载力。当桩身强度大于地基承载力，桩的承载等于地基承载力，反之，桩身强度小于地基承载力，桩的承载力等于桩身强度。     

嵌岩桩单桩竖向承载性状数值分析

嵌岩桩是深厚覆盖层地区大型桥梁、高层超高层建设中广泛采用的基础形式之一。嵌岩桩的承载特性受场地岩土层分布及其特性影响较大,依据芜湖市营盘山路延伸段道路桥梁工程现场3#嵌岩桩静载试验,利用ABAQUS建立相应模型进行数值分析,研究深厚黏土及风化覆盖层场地嵌岩桩单桩竖向承载性状。荷载-沉降数值计算结果同现场试验实测结果吻合较好,进一步分析表明:随着荷载施加,浅部黏土覆盖层和嵌岩段出现负摩阻力,嵌岩段桩侧摩阻力对桩侧总摩阻力分担比例不断增加,而桩侧摩阻力对竖向荷载分担比例不断减小,端阻力对荷载发挥主要作用,具有摩擦端承桩的承载性状。     

大直径嵌岩桩与非嵌岩桩承载性状的比较研究

通过对同一场地7根大直径钻孔灌注嵌岩桩和非嵌岩桩的静载对比试验及在部分桩身埋设应力计,分析比较了它们的承载能力和荷载传递特性.对有深厚上覆土层的大直径钻孔灌注桩是否设计成嵌岩桩和何时设计成嵌岩桩及其适宜的嵌岩深度提出了建议.同时指出,大直径钻孔灌注桩承载力存在临界深度.     

影响嵌岩桩承载特性的因素分析

本文根据较多的嵌岩桩实测数据，利用神经网络方法，分析了影响嵌岩桩承载特性的长径比、嵌岩比、土性、嵌岩段岩性等因素，并指出嵌岩段岩性和长径比是影响嵌岩桩承载性质的较重要因素。     

软岩地区嵌岩桩承载力计算参数的取值探讨

钻孔嵌岩灌注桩是高层建筑较为常用的基础形式,但在软岩地区嵌岩桩的单桩竖向极限承载力计算的理论分析、试验研究还不能适应工程的需要。通过对软岩地区某工程所做的室内岩石试验和现场单桩静载试验,对嵌岩桩的承载特性进行分析,提出大长径比嵌岩桩设计时应充分考虑桩侧土的侧阻力,尽量减小嵌岩深度,使工程建设更经济合理。     

钻孔灌注桩的质量管理

1灌注桩承载原理分析 嵌岩桩的承载原理是桩把荷载传递到桩的底部,它支承在坚固的岩土层上,不难得出桩的承载力取决于桩身强度与地基承载力。当桩身强度〉地基承载力,桩的承载力=地基承载力;反之,桩身强度〈地基承载力,桩的承载力=桩身强度。     

人工挖孔嵌岩灌注桩承载特性现场试验与机理分析

以青岛市某大型工程为依托,对在泥质粉砂岩地基中的5根人工挖孔嵌岩灌注桩分别进行竖向静载荷试验与桩身内力测试。根据大直径嵌岩桩实测数据探讨大直径人工挖孔嵌岩灌注桩的荷载传递机理与竖向承载特性。试验结果表明:试桩荷载沉降(Q-s)曲线为缓变形,桩顶沉降量均小于11mm,卸载回弹率大,幅度为51%~75%,承载力较高,5根试桩均满足设计要求;在最大荷载下,5根嵌岩桩桩端阻力所占桩顶荷载比值均在10%~20%之间,随桩长、嵌岩深度(中风化)增大而减小,表现出端承摩擦桩的特性;桩身荷载自上而下逐步发挥,上覆土层先达到侧摩阻力极限值,在嵌岩段中部侧摩阻力达到峰值;桩入岩越深,安全储备量越大,在泥质粉砂岩中风化段,实测侧摩阻力约为规范推荐值的2.5倍,说明5根桩有较大的承载潜力;随着荷载的增大,嵌岩段分担的总阻力由39%上升至45%,嵌岩段侧摩阻力占主要比重,但桩端阻力分担荷载的比例上升速率较快;根据行业标准与静载试验数据,重新认识该地层人工挖孔嵌岩灌注桩的竖向承载特性,充分发挥其承载潜力,对工程桩桩身尺寸进行优化,达到节约材料和提高施工功效的目的,具有较好的经济效益。     

大直径嵌岩灌注桩承载性状的试验研究

通过对大直径嵌岩灌注桩的竖向、水平静载现场试验 ,并结合对其桩身的应变测试、低应变桩身完整性检测 ,分析了填土较厚区域大直径嵌岩灌注桩的承载力性状及其影响因素。试验结果表明 ,具有一定嵌岩深度的嵌岩灌注桩 ,桩顶竖向荷载主要由嵌岩段桩侧摩阻力承担 ,桩身强度是影响水平承载力的主要因素。     

按桩顶沉降控制嵌岩桩竖向承载力的方法

结合现场嵌岩桩试桩资料,深入分析了嵌岩桩的竖向承载机理,并提出了按桩顶沉降量控制嵌岩桩竖向承载力的设想及其相应的计算方法,该方法可充分考虑桩侧土(岩)阻力及桩端岩层阻力的发挥程度,尤其适用于超长嵌岩灌注桩竖向承载力的计算,最后结合某大桥嵌岩桩静载荷试验数据进行了分析,理论计算与实测结果吻合良好。     

南京夹江大桥主塔基桩承载性状分析

 应用南京夹江大桥主塔两根试桩的大吨位静载荷试验成果,采用ANSYS有限元计算,对超长大直径嵌岩桩的承载性状进行分析,包括桩顶沉降、桩端阻和桩侧阻的分配与发挥,并对最佳嵌岩深度进行讨论。结果表明,超长大直径嵌岩桩一般为端承摩擦桩,桩端阻力不容忽视,当桩处于极限时,上覆土层的侧阻力已经发挥至极限,而嵌岩段阻力仍有一定潜力可挖。利用ANSYS模拟后发现,嵌岩段的侧阻力非线性特征明显,且呈现“两头大,中间小”的特征。同时,通过对不同嵌岩深度的研究,认为仅通过增加嵌岩深度来控制桩顶沉降作用不明显,软岩地区的嵌岩桩嵌岩深度可不必拘泥于规范所限的不大于5D。最后根据静载试验和有限元分析结果,对原设计提出了修改建议。     

大直径超长钻孔灌注桩的承载性状研究

通过对 1 1根大直径超长钻孔桩 (其中 9根桩身埋设有测试元件 )的静荷载试验 ,对大直径超长桩受最大荷载为 2 4MN时的受力特性和荷载传递机理及侧阻力、端阻力的变化规律进行研究 ,分析了施工工艺、嵌岩深度、桩端高压注浆等因素对大直径超长桩承载力的影响。介绍了重载试验的特点和难点 ,给出桩周土层的分层极限侧阻力和极限桩端阻力 ,可为相同地质条件的桩基设计提供可靠的依据     

嵌岩桩的设计与施工探讨

通过对国内外嵌岩桩承载力的原型测试结果、荷载传递机理的分析及嵌岩桩设计、检测的实例计算、测试分析,对现有国家及行业规范中嵌岩桩承载力计算公式进行讨论,指出其不足之处,并对嵌岩桩的设计方法及施工质量控制提出了相应的建议。     

岩溶区嵌岩桩桩端承载性能研究

为考虑岩溶区基桩嵌岩段岩层与顶板的整体承载效应及溶洞形状对桩端极限承载力的影响,在嵌岩桩桩端极限破坏模式研究的基础上,首先根据桩端极限破坏线与溶洞的位置关系,确定了溶洞发生破坏时的临界状态;其次,结合桩端岩层极限状态下的传力机制,分析了岩溶区嵌岩桩桩端极限破坏模式。然后,通过建立极坐标系,给出了溶洞发生冲切破坏、冒顶破坏的限定条件,并推导了不同破坏模式下岩溶区嵌岩桩桩端极限承载力的计算公式。最后,用试验数据与工程实例对本文理论进行验算,验算结果表明:理论计算结果与试验现象及工程实例结果较为吻合,可为岩溶区嵌岩桩桩端极限承载力的计算提供一些参考。     

过厚层填土嵌岩桩承载力性状试验研究

为研究过厚层填土嵌岩桩承载力相关特性,本文以南宁市第三中学国际学校工程为依托,对两根嵌岩桩进行现场静载荷试验,分析了试桩桩身轴向力、桩身侧摩阻力和桩端阻力随荷载的变化规律。试验结果表明：当试桩顶部有竖向荷载时,桩周土岩层的侧摩阻力和桩端岩层的端承力共同构成嵌岩桩承载力。随着深度的增大,试桩截面轴力渐渐减小,当桩顶的荷载越大时,相应轴力递减速率也更快。在过厚土层中,成桩充盈系数偏大,中风化粉砂岩端阻力占总加载量比重小,因此施工过程应严格控制泥浆护壁的泥浆稠度,加强沉渣厚度检测,并建议采用桩底注浆技术,以保证端阻的充分发挥。     

单桩承载力地理信息系统应用研究

在对广东省肇庆市971根试桩的静载试验资料统计分析的基础上，建立了单桩承载力地理信息系统和单桩承载力数据库，并且利用该系统对971根试桩静载试验资料进行详细分析，在此基础上提出了肇庆市计算嵌岩桩的单桩极限承载力时，极限侧阻力、端阻力标准值的建议值。     

Pile end bearing capacity in rock mass using cavity expansion theory

Much empiricism is involved in design of rock-socketed piles in rock masses. In light of this, an analytical solution based on the cavity expansion theory is proposed for calculating the ultimate bearing capacity at the tip of a pile embedded in rock masses obeying the Hoek-Brown failure criterion. The ultimate end bearing capacity is evaluated by assuming that the pressure exerted at the boundaries of a pressure bulb immediately beneath the pile tip is equal to the limit pressure required to expand a spherical cavity. In addition, a relationship is derived to predict the pile load-settlement response. To demonstrate the applicability of the presented solution, the results of this study were compared to those of 91 field tests from technical literature. Despite the limitations, it is found that the end bearing resistance computed by the present work is in good agreement with the field test results.