基于基桩低应变检测基本原理与检测方法的研究

为研究地下车库基桩低应变检测的基本原理与检测方法,采用PDS-PS基桩动测仪、手锤和力棒等设备进行检测,获得反射波波速、完整性类别及反射波波形图等,研究结果表明:低应变反射波法简单易行、操作方便、快速灵活、效率高、耗费少,锤击能量小,属于无损检测;将基桩假定为一维均质弹性杆件模型即L桩长≥D桩径,通过锤击桩顶产生的应力波沿桩身向下传播,遇到桩身缺陷时,会产生反射和投射,通过完整性分析和打印的波形对桩身完整性做出判断;当桩身无缺陷时,Z1=Z2,VR=0,桩身内部不存在反射波,只存在桩底反射波;当桩身存在缺陷时,Z1 Z2,VR与VI同号,即在实测时域曲线上,反射波与入射波同相;当桩身存在扩径等原因而使波阻抗增大时,即Z1Z2,VR与VI反号,即不在实测实域曲线上,反射波与入射波反相。当桩身存在缺陷时,根据接收到的缺陷反射波与锤击桩顶出发的时间差和声波在基桩内传播速度V来计算基桩内的缺陷位置;在140根基桩中抽取24根基桩进行完整性检测,Ⅰ类桩共有18根,占所测桩数比例为75%;Ⅱ类桩共6根,占所测桩数比例为25%;Ⅲ,Ⅳ类桩共0根;在140根基桩中抽取24根基桩进行检测,其中完整桩共有18根,占所测桩数比例为75%;缩桩共6根,占所测桩数比例为25;扩径桩、离析桩及断桩共0根;从基桩完整性类别和典型桩类别所占比例来看,所检测基桩完整性较好,桩身结构承载力较好,振动反应曲线较为规则,波形清晰、完整、直观。     

锤击预应力管桩单桩竖向承载力的试验研究

根据某工程锤击预应力管桩的试桩资料和垂直静载荷试验,分析了管桩的打桩机理,对于桩端持力层为硬塑～坚硬的风化残积土的淤泥地区,提出了利用动力触探的实测标准贯入锤击数来计算其单桩承载力,为正确使用预应力管桩提供了依据。     

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。     

线性回归法探讨马钢地区土层标贯锤击数与剪切波速值的关系

通过马钢地区各类土层标贯锤击数与剪切波速值的实测数据进行线性回归分析及拟合,得出了该地区以土层标贯锤击数计算剪切波速值的经验公式。     

桩基施工质量监督的新途径：打桩记录仪的意义及其作用

打桩记录仪能正确地记录锤击桩的桩长、每米锤击数和总锤击数以及最后三阵的贯入度等数据；上述“数据”积累多了，可拟合出类似“标贯系数”与土层承载力关系的“桩贯系数”，进而可推知该往的士层原位承载力；“数据”还可提高低应变动力测桩对桩身质量判断的正确性。记录仪可大比例检测两个独立可信的指标，结合起来无疑会促使锤击桩质量的提高。     

打桩锤击模型的解析算法

桩的可打性研究需要模拟桩的锤击,计算出桩顶的应力波。该应力波可由数值或解析方法研究获得。针对桩锤、桩帽、锤垫、桩垫组成的锤击系统,提出了一种新的解析模型。该模型分别用不同的集中质量块表示桩锤、桩帽,用一并联的弹簧、阻尼器表示锤垫,用一弹簧表示桩垫,同时用一阻尼器表示桩,建立平衡方程,利用拉普拉斯变换推导出锤击力的解析解。该解析解均用无量纲量表示,可用来研究桩垫层材料的参数、桩帽与桩锤质量之比对锤击力的影响,并利用室内试验确定出桩垫材料的刚性系数,将理论计算值与实测值进行对比,理论值与实测值吻合较好,故该解析模型可用来研究参数的组合对锤击性能的影响。     

锤击贯入试桩法中输入实测力波的波动方程分析

本文在分析比较BOWLES、BF81等国内外波动方程计算程序的基础上,编制了一种输入桩顶实测力波的波动程序,结合福建省建筑科学研究院锤击贯入试桩法实测资料,进行分析计算,得出的单桩极限承载力可供生产部门参考。     

基于改进虚土桩法的扩底桩沉降计算方法

基于佐藤·悟的荷载传递模型,考虑桩身自重及桩侧土深度效应对虚土桩法进行改进,并以扩散角的形式来考虑桩端的应力扩散效应,推导层状地基中扩底桩的沉降计算方法;提出改进的虚土桩计算流程,无需针对虚土桩长进行试算,减少计算成本;将改进虚土桩法计算得到的荷载 沉降曲线与实测数据及现有扩底桩沉降计算方法进行对比,并分析桩身直径、扩大段直径以及桩长等因素对扩底桩沉降和承载力的影响规律。结果表明：在考虑土体自重、深度效应等因素作用下计算所得到的桩顶荷载 沉降曲线与实测曲线吻合更好,能更加准确反映扩底桩的沉降规律。     

瞬态机械阻抗法动测桩承载力技术的改进

本文针对小应变动测桩承载力技术存在的问题进行了讨论，并就瞬态机械阻抗法提出了新的导纳分析方法──Z变换分析法，同时根据单桩竖向刚度的理论计算模型导出刚度的正演表达式，由此拟合实测导纳曲线得到极侧与桩尖土刚度系数，通过模拟单极静载荷试验的受力与变形过程得出动载Q－S曲线，进而得到动测桩承载力。     

高桩基础水平静载和撞击模型试验研究

开展了水平静力和撞击荷载作用下高桩基础的 1<>g 大比例模型试验研究,测试获得了桩顶水平静动力作用力、桩身水平静力变形、桩身水平振动响应、桩身静动力弯矩及桩侧静动力土压力等。发现由实测桩身静力弯矩推算的桩周土反力规律与实测静态桩周土压力规律较为一致;水平撞击荷载作用下,动态桩周土反力与撞击力时程曲线密切相关。结合弹性地基梁线弹性动力模型及静动力 <> p – <> y 曲线模型的分析揭示了桩土静动力相互作用机理及其对桩基内力和变形的影响规律。综合比较了上述分析模型的理论计算结果及试验实测结果,推荐采用复合刚度动力 <> p – <> y 曲线模型分析水平撞击荷载作用下的高桩基础,其分析结果与实测桩身振动响应和内力均吻合良好。最后采用该模型对现场防撞桩进行了防撞分析。     

指数曲线模型用于支盘桩单桩极限承载力预测

结合工程实例,对挤扩支盘桩静载荷试验实测数据进行了模型的应用与拟合分析,结果表明,基于遗传算法工具箱优化过的指数曲线优化模型能够更好地拟合实测数据和有效地预测单桩极限承载力,且遗传算法工具箱具有求解速度快、计算精度高和通用性强等优点。     

锤击PHC桩在复杂岩土地基工程中的应用

某综合大楼地下1层，地上33层，设计采用短肢剪力墙－简体结构，基础选型为采用锤击PHC桩，通过设计瓜形桩尖及严格控制最后贯入度、总锤击数、管桩接头焊接以及桩身垂直度的控制，保证了成桩质量，避免了桩身缺陷。     

双曲线函数模型预测螺杆桩极限承载力

双曲线函数模型可较准确地拟合桩基的P-s曲线,并通过曲线预测该种桩基的极限承载力。根据2个工地6根桩的实测P-S曲线,使用双曲线函数模型预测螺杆桩的极限承载力,结果表明在极限载荷范围内,双曲线函数模型适用于螺杆桩,预测曲线与实测曲线吻合度较高,预测方法有较高的工程实用价值。     

利用丹麦公式确定锤击沉桩收锤标准的探讨

预应力管桩采用锤击沉桩时收锤标准是重要的技术参数,施工过程中往往采用“标高控制为主,贯入度控制为辅”的收锤标准。由于对桩底标高和桩长过于重视,致使断桩、桩头破损等事故时有发生,给工程造成不必要的损失。结合某铁路工程,基于美标体系的锤击沉桩收锤标准的确定方法,利用丹麦(DANISH)公式,建立极限承载力与贯入度、锤击数的对应关系,按照最后一阵10击贯入度不大于计算值且最后一阵进尺25 cm所需要的锤击数不小于计算值作为主要的收锤标准,最终确定的收锤标准有效指导了实际工程施工。     

考虑负摩阻力作用的超长桩荷载传递计算

基于超长桩试验资料,采用考虑负摩阻力作用的广义双曲线荷载传递模型反映桩侧土弹塑性、软化与稳定三阶段工作特性,桩端采用双曲线荷载传递模型模拟土体的非线性变形特性,并且引入Mindlin解以考虑桩侧摩阻力在桩端处产生的桩端位移,从而建立了层状软土地基中超长桩荷载传递分析理论。该理论可用于计算多层地基中超长桩的桩侧阻力、沉降以及极限承载力,也可用于分析层状地基中超长桩的荷载传递规律。通过工程实例计算与实测对比分析,可知计算得到的荷载-沉降曲线与实测的曲线较为吻合,因此该理论可作为确定桩承载力的依据。该理论可靠、方法简单,且具有较好的适用性。     

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。     

柔性桩的Q-s曲线的拟合

为表征柔性桩的荷载传递特性,选取Cooke提出的剪切位移法的计算模型,导出了柔性桩的桩侧剪应力微分方程。并根据桩测剪应力的分布曲线,导出荷载与位移的关系方程,绘出理论的Q-s曲线。通过对实测的柔性桩的Q-s曲线进行了拟合,证实能较好的反应实际情况。因此,此方法对柔性桩的设计、应用有一定的参考价值。     

强风化岩中开口钢管桩承载力影响参数实测研究

单桩承载力的确定是桩基设计中的首要问题,对大直径开口钢管桩单桩承载力的预估,桩周侧摩阻力标准值qsk的取值至关重要。通过对44根开口钢管桩进行多次锤击沉桩和高应变动载测试的实测数据,按照参数法计算出开口钢管桩在强风化岩中的极限侧摩阻力标准值,为今后类似地基中基桩承载力计算提供参考。     

群桩相互影响系数的数值分析

桩基础具有承载力高,沉降小等优点。对于以侧阻为主的摩擦桩,桩间的相互影响较大,故建筑地基基础设计规范规定在同一承台下桩数超过9根,或排数多于3排的摩擦桩,需考虑相互影响系数。在荷载传递函数法的基础上,建立单桩荷载传递的数值分析模型。并在此基础上数值模拟了不同桩距情况下相互影响系数的变化曲线,与实测结果进行了对比。计算结果表明本方法具有理论清晰、计算简单、结果合理的优点。     

砂土中超长桩承载性能试验

在中砂中对长细比分别为40,50,60的3根超长单桩进行室内模型试验,对单桩荷载-沉降(Q-s)关系、轴力以及桩侧摩阻力的荷载传递机理等进行研究,揭示了超长桩的承载特性。同时以单桩荷载传递双曲线模型为基础,对实测曲线进行了回归分析,得出了模型中的关键参数值,并通过实测单桩Q-s曲线与模拟计算Q-s曲线的对比,验证了双曲线模型的合理性。