软土中打桩挤土对桩承载力的影响分析

饱和软粘土地区进行预制桩沉桩施工时,因挤土效应在桩周土体内部产生了较大的超静孔压,同时桩周围土体受施工影响受到一定程度的扰动,导致基桩承载力降低。通过研究群桩沉桩施工对桩周土体的扰动以及超静孔压的变化,得到了桩侧摩阻力与单桩极限承载力随时间变化的规律,并分析了负摩阻力对单桩承载力的影响。     

钻孔灌注桩侧壁摩阻力极限值计算

假定桩竖向受荷达到极限承载力时桩周的土体破坏是桩土界面土体受剪破坏,土体抗剪强度参数即为桩极限侧阻力标准值,可利用库仑定律进行计算。利用文中模式计算的桩侧极限承载力值与静载试验结果吻合良好,解释了基桩静载试验中桩侧极限承载力远大于根据工程勘测报告参数计算的桩侧极限承载力现象。     

砂土地基考虑沉桩挤密作用的桩基优化设计实例

砂土地区密集沉桩过程中产生的挤土效应对桩周土有明显的挤密作用,使得桩周土孔隙比降低,抗剪强度增加。但是常规设计通常不予考虑而偏于保守.本文通过基于等体积假设的简化理论分析以及正式施工前试桩的破坏性单桩竖向抗压静载试验,验证了沉桩挤密对桩基承载力的显著影响。考虑沉桩挤密作用的桩基优化设计方案较常规设计方案节约投资约300万元,取得了良好的经济效益,可为同类工程提供有益的参考.     

挤扩灌注桩承载力计算公式的探讨

通常挤扩灌注桩的承载力包括总极限侧阻力以及总极限桩端阻力,即把土对承力盘的作用也按极限桩端阻力计算,但这些都是简化的经验计算。而本文所提出的承载力计算公式是根据土的抗剪强度来计算土对承力支盘的作用,符合土力学原理,实例验算表明,本文方法计算值跟实测值比较吻合,具有一定的工程实用价值。     

考虑土塞效应的PHC管桩挤土径向位移计算方法研究

为分析PHC管桩沉桩过程中土塞效应对挤土径向位移的影响,首先从土塞的形成过程和作用机理出发,建立了土塞单元体的受力平衡方程,得出了垂直向总荷载的表达式;其次,将土塞视为"桩中桩",基于Gibson提出的不排水条件下黏性土桩端极限承载力模型,得出"桩中桩"桩端极限承载力的表达式,从而导得PHC管桩在沉桩过程中土塞高度的表达式;再次,应用圆柱孔扩张理论对PHC管桩桩周土体进行弹塑性分析,获得塑性区半径、土体径向位移等解析表达式;最后,将理论计算结果与工程实例进行对比分析,并进一步分析了径厚比、刚度比对静压PHC管桩桩周土体径向位移的影响,验证了所提出的解析表达式的合理性。所提出的解析表达式对PHC管桩沉桩过程中挤土径向位移的计算具有一定的参考价值。     

静钻根植竹节桩竖向承载力计算方法研究

静钻根植竹节桩是采用静钻根植工法将预制竹节桩插入到水泥土中的新型组合桩基,对于这种桩型极限承载力的计算方法尚未统一。基于预制桩-桩周水泥土和水泥土-土两组接触面的试验和理论分析,提出考虑根植桩两种破坏模式的竖向抗压极限承载力的计算方法。若发生水泥土-桩周土界面破坏,按水泥土桩直径计算,桩侧土层的极限承载力标准值可取钻孔灌注桩的1.05～1.10倍;若发生预制芯桩-桩周水泥土界面破坏,按芯桩直径计算,桩侧土层的极限阻力标准值介于挤土桩与水泥土-土界面破坏模式侧阻之间,可取相应挤土桩的推荐值,下段竹节桩尚应考虑竹节的挤密效应系数。此外,考虑桩端水泥土扩大头对桩端承载力有改善作用。静钻根植竹节桩单桩极限承载力为两种破坏模式计算值的较小值。最后根据该计算方法得到工程实例中竹节桩极限承载力的计算值,并与静载自平衡测试结果对比,验证该计算方法的可行性。     

海洋土与钢桩界面剪切强度的大型直剪试验研究

海洋工程中现行的桩-土界面剪切强度设计方法一般有两种:(1)根据工程经验与规范进行判断;(2)根据土层地质勘查报告中的土体强度参数进行判断。对于海洋桩基而言,合理地确定土-结构物界面的剪切强度尤为重要。界面剪切强度将直接影响桩基承载力的大小,过高或过低地估算桩基承载力都可能会造成严重工程事故发生。为了研究沉桩过程中桩-土界面特性,通过自制大型直剪仪对不同粒径的土样进行了直剪试验分析,提出"抗剪糙度"概念,研究了砂土的内摩擦角、相对密度和抗剪糙度三者之间的关系和黏土的抗剪糙度与不排水强度间的关系。研究表明,土与钢板界面的抗剪糙度并非常数,砂土抗剪糙度的变化规律性较强,而软黏土的抗剪糙度受固结程度、扰动程度、土体强度等因素影响而呈现较大变化。最后,对"抗剪糙度"在实际工程中的运用提出了一定的建议。     

利用挤密砂桩处理挤土效应引起的桩位偏移

挤土桩在沉桩过程中会产生明显的挤土效应 ,应用圆柱孔扩张理论可推导出桩周土体在打桩过程中产生的径向位移。挤土效应也可用来处理桩位的偏移 ,通过合理布置桩数和排数 ,使桩产生需要的反向位移。工程实例表明 ,理论计算与实测结果吻合程度较好     

DDC桩法桩周土挤密影响范围的试验研究

依托山西某电厂项目地基处理工程实例,进行了灰土挤密桩桩周土挤密效果的试验,根据实测桩周土体径向位移、土压力、干密度、单桩复合地基承载力静载荷等试验数据,分析表明:DDC桩法桩周土体(距桩中心)有效挤密范围约为0.7D(D为成桩直径),挤密影响范围约为1.5D,处理后单桩复合地基承载力有较大幅度提升,能够满足设计要求。     

沉入粘性土中桩的挤土效应探讨

在沉入粘性土中不同挤土密度的桩的现场试验和模型试验的基础上,本文阐述了桩的挤土效应——桩侧摩阻力随着桩的挤土密度ρ的增大而增大。 本文把桩的沉放过程假定为圆柱形孔洞扩张的平面应变问题,计算出桩周土体的应力变化与模型试验实测到的应力变化相比较,得到了较满意的结果。 本文根据桩的挤土效应,提出了大直径开口管桩极限承载力的计算方法,可供工程设计人员参考。     

考虑破坏模式的水泥土桩承载力计算与研究

根据现场试验桩体破坏模型,通过简化得到假定的滑动面,借助该滑动面上桩体和桩周土的极限平衡条件,推导出水泥土单桩极限承载力公式。以济南市绕城高速公路工程为例,用本文推导水泥土单桩承载力公式与传统承载力公式的计算结果与现场试验结果进行比较,研究结果表明:本文承载力公式考虑了桩的现场破坏模式、桩土的受力分析、桩周土对桩承载力提高作用等影响,经工程实例验证,其结果比较相符,具有一定实际意义。并通过计算分析可得:从单桩承载力角度上考虑水泥土桩存在有效桩长,水泥土桩承载力的关键在于浅层桩身强度。研究结论可为类似工程的设计施工提供借鉴。     

End bearing capacity of a single incompletely end-supported pile based on the rigid plastic finite element method with non-linear strength property against confining stress

An Incompletely End Supported Pile (IESP) is a pile in a soft soil layer underlain by a hard soil layer that does not reach the bottom hard layer in practice. This study estimates the end bearing capacity of IESP by using an inhouse Rigid Plastic FEM code (RPFEM), considering shear strength non-linearity of soil against confining pressure, and soil-foundation interaction. The effect of the distance between the pile tip and the bottom hard soil layer (d/B) on the end-bearing capacity of IESP was mainly investigated for three types of soil: cohesive soils, cohesionless soils and intermediate soils. Also, theratio (r) of the end bearing capacity of the pile when it reaches the bottom hard layer to that of the pile when the bottom layer has no influence was was considered. By considering the shear strength non-linearity, the end bearing capacity was accurately estimated. The estimations were consistent with previous analytical, experimental and numerical solutions. It is found that the end bearing capacity inversely decreases with the distance d/B and becomes constant around d/B = 3. Based on the results, a formula for estimating the end bearing capacity of IESP is proposed. Comparisons with methods in existing literature confirmed the reliability of the proposed equation.     

打入式基桩承载力的时间效应分析

饱和软土中打入式预制桩承载力的时间效应现象,已经在工程中得到验证.结合实际工程的现场实测静载荷试验资料,对饱和软土中打入式预制桩承载力的时间效应机理进行了分析.结果表明:随着休止时间延长,桩周扰动土的结构强度逐渐恢复,摩阻力逐渐增加,桩的承载力呈现一定的时效性.     

钢纤维混凝土四桩厚承台受冲切承载力研究

本文介绍15个钢纤维混凝土四桩厚承台足尺试件的试验结果及三维非线性有限元分析情况,分析影响纲纤维混凝土四桩厚承台受冲切承载力的主要因素,提出了受冲切承载力计算公式。研究表明,纲纤维的掺入可有效地改善桩承台的受冲切性能,提高桩承台的受冲切承载力,减小承台的有效厚度。     

支盘桩承载力特性及变形破坏模式研究

为了深入揭示支盘桩与土相互作用的内在机理,利用基于数字图像相关技术的模型试验及三维数值模拟方法对单桩、单支盘桩及双支盘桩的承载特性、桩周土体位移场分布特征进行研究。研究结果表明:单桩及单支盘桩荷载-沉降曲线呈现陡降型,而双支盘桩呈缓降型,且随着支盘数量增加,支盘桩承载力近似线性增长;单支盘桩在极限荷载阶段支盘下及桩端土体位移较大,而双支盘桩桩周土体位移较大部位主要集中在支盘周围土体;单支盘桩基础破坏面由支盘下土体的剪切滑动破坏面及桩端刺入破坏面构成,而双支盘桩基础破坏面由双支盘构成的连续滑动面组成,桩端刺入破坏特征不明显。研究结果为支盘桩承载力及破坏模式的合理确定提供了重要依据。     

螺纹桩承载机理及承载力计算方法

螺纹桩是一种全新的带螺牙的混凝土灌注桩。根据理论分析和试验研究,当螺纹桩螺牙间距较小时,受力时螺牙带动周围土一起移动,类似多节扩孔桩受力;当螺纹桩承载力达到极限时,桩身沿螺牙外侧的圆柱面破坏,承载力为桩侧提供的承载力及桩端阻力。通过整理目前螺纹桩承载力的几种计算公式,对几种它们的优、缺点进行分析。为方便设计计算,在传统直杆桩承载力计算方法基础上提出了一种螺纹桩承载力计算新的方法,对计算方法中螺纹桩等效侧阻较干作业钻孔桩侧阻的增强系数进行了理论分析,最后结合实际工程进行统计分析,并提出工程设计中增强系数的经验取值。     

桩底压密灌浆提高钻孔灌注桩承载力

对压密灌浆法用于桩底灌浆提高钻孔灌注桩承载力的工艺和机理进行了探讨.分析了压密灌浆和普通灌浆的异同以及桩底压密灌浆钻孔桩的承载力特性,并给出了桩端持力层为粗颗粒土的压密灌浆钻孔桩的极限承载力经验公式.     

砂砾地层后注浆灌注桩承载性能试验研究

后压浆技术从一定程度上有效地消除了传统钻孔灌注桩在施工中的固有缺陷,改善了桩周土层的物理力学性质以及桩与土之间的边界条件,有效地降低了桩的沉降量,显著提高了单桩承载力。对砂土地层的100根注浆试桩的单桩注浆量进行数据统计,分析了桩端注浆量的变化规律;结合沈阳夏宫工程五根桩端注浆桩和两根未注浆桩的静载试验,对比分析了注浆桩与未注浆桩的单桩极限承载力以及桩顶沉降量。研究结果表明:在砂土地层条件下,注浆桩单桩竖向极限承载力比非注浆单桩竖向极限承载力能提高44.4%以上,而且在相同荷载作用下,后注浆抗压桩桩顶位移比未注浆桩的降低了近50%,有利于控制基础的沉降。     

大直径超长桩后继打桩拒锤现象分析 及单桩承载力计算

 受到海上施工条件的限制,特别是大直径超长桩的施工常出现停锤,停锤后继续打桩时,连续打桩引起的桩周地基土中的超静孔隙水压力消散,土体强度得到恢复和提高,使得打桩阻力增大,甚至出现拒锤现象。分析表明,地基土层的分布、土体中裂缝的开展、停打时间的长短以及桩管内土塞的作用直接影响土体强度的恢复和提高程度。提出超静孔隙水压力的计算方法以及超静孔隙水压力的时间效应;结合一维应力波动理论,以实测打桩记录为依据,采用反分析方法确定当后继打桩出现拒锤现象时的单桩承载力。实际工程算例和海上原位动测结果表明,该方法具有可行性。     

隧道开挖对邻近桩基变形及承载能力影响的弹塑性解答

 采用球形孔和圆柱孔扩张(收缩)理论研究桩基与隧道的相互作用。首先,基于Mohr-Coulomb屈服准则,采用圆柱形孔收缩模型模拟隧道开挖过程,得到Pasternak地基上隧道开挖引起的邻近单桩弹塑性水平位移。其次,提出隧道开挖对邻近桩基承载能力弹塑性影响的计算方法。桩基总承载能力由桩端极限承载能力和桩身极限侧阻摩擦力两部分组成。其中,采用无限介质中球形孔扩张模型计算桩端小孔极限压力,并得到桩端极限承载能力;采用修正的?法计算临界状态下桩身等效平均剪应力分布,进而得到桩身极限侧阻摩擦力,该方法考虑隧道开挖对桩身剪应力的削减作用。在此基础上,计算隧道开挖过程对周围土体弹塑性应力的影响;分析隧道和桩基相对位置对桩基承载能力的影响;定义桩基总承载力降低到85%时桩基发生破坏,研究桩端与隧道中心相对间距与桩基破坏时隧道体积损失临界值的关系,并考察土体黏聚力、内摩擦角、密实度、土体模量以及桩径等参数的影响。结果表明,柱孔收缩弹塑性模型可以较好地模拟隧道开挖对邻近桩基弹塑性水平位移的影响;隧道开挖后在一定范围内形成一个塑性区,在该区域内土体有效应力影响因子Rp值小于1,表明对桩基承载能力有削减作用,当桩身全部处于塑性区以外时,其承载能力不受隧道开挖的影响;隧道和桩基相对位置对桩基承载能力有较大影响,当桩端与隧道中心的间距一定时,随着隧道埋深的增加,桩端极限承载力影响因子Rqb逐渐趋于1,说明增加隧道埋深对桩基承载力更加有利;桩基破坏时隧道体积损失临界值与桩端–隧道中心间距平方呈线性关系,桩基承载能力对土体模量比较敏感。