桩侧后注浆与扩底抗拔桩承载特性研究

目前抗拔桩主要有常规等截面抗拔桩、桩侧后注浆抗拔桩以及扩底抗拔桩三种类型,采用有限元计算软件,对常规等截面抗拔桩、桩侧后注浆抗拔桩以及扩底抗拔桩的承载特性进行了研究,并分析了不同扩底直径对抗拔桩承载力的影响,为抗拔桩的设计与施工提供了依据.     

抗拔桩模型试验

为研究打桩方法和土的相对密度对桩的抗拔性能影响,进行了一系列研究,包括在干砂中进行31根钻孔桩、12根打入桩和5根振动桩的拔桩试验。一、试验结果表1给出了每次试验的极限抗拔阻力F_A值和单位表面摩擦力τ_A值。     

注浆成型螺纹桩接触面特性试验研究

 为揭示新型注浆成型螺纹桩抗拔承载机制,对桩–土界面开展试验研究。借助自主研制的大型接触面剪切仪,量测普通桩土接触面与不同螺纹间距接触面的剪切应力与相对剪切位移关系,并观察桩土接触的破坏形态。试验研究表明,无螺纹桩–土界面产生平面形态破坏面,而螺纹桩–土界面呈现拱形曲线形态破坏;螺纹加固效应主要是增大桩土间的黏聚力从而提高桩土界面的抗剪强度;桩土界面上的螺纹间距存在某一最优值,可形成最大的拱形破坏面,从而螺纹桩–土界面将发挥最大抗剪强度。     

托底抗拔桩承载特性的模型试验研究

托底抗拔桩是一种通过无黏结钢绞线将上拔荷载传至桩底,使桩身混凝土受压工作的一类新型抗拔桩。能合理解决桩身受拉开裂问题和基础筏板受桩顶托问题,其承载特性与普通抗拔桩存在差异。通过室内模型试验,对比分析了普通抗拔桩与托底抗拔桩在极限抗拔承载力、桩身轴力传递、桩侧摩阻力分布方面的差异及其原因。探讨了泊松效应对上述两种桩承载力的影响。基于普通抗拔桩承载力确定方法,引入桩相对柔度参数确定托底抗拔系数,提出了托底抗拔桩极限承载力的计算方法与关键参数得取值建议,并通过模型试验数据对该计算方法的合理性进行了验证。     

砂土地基中根式抗拔桩承载性能模型试验

为探究根式基础在抗拔承载工程应用优势,文章针对砂土地基中等截面桩和根式桩进行了模型试验,模型桩选用砂纸界面并施加上拔荷载进行试验,得到桩身轴力变化曲线、桩周80mm砂土地基土应力变化曲线,计算得到桩身轴力及桩周砂土地基主承载区。根据试验结果得出桩土界面粗糙度越大抗拔桩极限承载力越高,根式桩在根键截面位置处出现轴力骤减趋势,根键布置使得桩周砂土地基主承载区下移,并进一步分析得到根键交错排列方式有助于提高根键发挥效率和抗拔承载力。     

等截面抗拔桩承载机理的有限元分析

通过对黏性土中等截面抗拔桩受力变形的模拟计算,研究抗拔桩的承载力、变形以及侧阻力发挥机理。对影响抗拔桩承载性能的因素进行了讨论,包括不同桩长、不同桩径对抗拔桩荷载-位移曲线的影响。     

桩侧注浆与扩底抗拔桩的极限载荷试验研究

相比于传统等截面抗拔桩,桩侧注浆抗拔桩和扩底抗拔桩能大幅提高抗拔承载力,具有较高的工程应用前景。笔者开展了有效桩长19 m的桩侧注浆抗拔桩和扩底抗拔桩的极限载荷对比试验,各3根试桩,均加载至极限破坏状态,同时开展桩身轴力与变形量测。从荷载位移曲线、桩身轴力分布规律、桩侧摩阻力发挥特性等方面对两种桩型进行了对比分析。试验表明,两种桩型相比于等截面抗拔桩的承载力提高机理不同:桩侧注浆使得有效桩长范围内各层土桩侧摩阻力普遍得到增强,实测桩侧摩阻力比勘察建议值提高33%~73%。扩底抗拔桩中等截面段侧摩阻力的发挥与勘察报告建议值相当,扩大头提供的抗拔承载力随加载值的增大而逐步发挥,在最大加载值时,扩大头承载力达到总加载的55%,超过等截面段桩侧摩阻力,扩大头的存在对于提高抗拔承载力作用明显。     

嵌岩抗拔桩抗拔承载力试验研究

根据三维嵌岩抗拔桩的抗拔承载力模型试验结果，分析了嵌岩抗拔桩的抗拔承载性状和桩身侧阻发挥特性，得出了一些对该类工程设计和施工具有指导意义的结论。     

注浆成型螺纹桩施工工艺及承载特性试验研究

针对目前软土地区桩与土的结合力小,桩身强度富余量大、材料利用效率比较低的现状,提出了一种具有很强的桩土咬合作用的新桩型——注浆成型螺纹钻孔灌注桩.通过室内工艺试验和现场静载试验研究,表明该桩型施工工艺可行,且承载力提高明显,为该桩型进一步工程化应用打下了基础.     

砂土类地基中螺纹灌注桩竖向抗拔性能模型试验研究

依据模型试验相似理论,采用砂土模拟现场地基土层,通过室内模型试验得出:螺纹桩抗拔承载力是等直径直线型桩的1.34～1.92倍;同直径螺纹桩从螺纹间距100 mm加密到50 mm时抗拔承载力约为1.1倍。对等直径螺纹间距为100 mm、50 mm螺纹桩的轴力、侧摩阻力、桩周土压力进行对比分析,得出50 mm螺纹间距桩的抗拔承载能力的优越性。最后,依据试验参数提出合理螺纹间距设置公式,并推导出螺纹灌注桩基于砂土层的抗拔承载力公式。     

不同组合下高喷插芯组合桩抗拔承载特性试验研究

基于自主研发的大型桩基模型试验加载系统,采用砂雨法施工,对4种不同组合形式的高喷插芯组合桩(JPP桩)进行了抗拔承载性能对比试验研究。结果表明:1)JPP桩的不同组合形式对抗拔承载力有较大影响,下组合抗拔承载能力最高,其承载能力是分段组合II的1.1倍,是分段组合I的1.3倍,是上组合的1.4倍。2)极限荷载下,组合段所提供的总侧摩阻力中,下组合最高。3)在桩体上拔过程中,桩身轴力沿桩身向下依次递减;随着荷载的增加,桩身上部侧摩阻力首先达到极限值并趋于稳定,然后桩身中下部侧摩阻力逐渐发挥。4)侧摩阻力随桩土相对位移的增加而逐渐变大,在桩土相对位移较小时便达到较大值,桩身上部的侧摩阻力在达到较大值后趋于稳定,桩身中下部不同位置处的侧摩阻力在达到较大值仍有不同程度递增的趋势,总体上呈现出双曲线的分布形式。     

灌注细石混凝土微型桩基础上拔试验研究

通过现场真型试验,对灌注细石混凝土微型桩基础抗拔承载机理及其抗拔承载力计算方法进行了研究。试验表明:在本次试验条件下,微型桩单桩抗拔承载力可由桩身自重和桩周侧摩阻力相加组成;由于承台对上拔荷载的重分配,在上拔荷载作用下,角桩承力最大,边桩次之,中桩最小;微型桩群桩抗拔极限承载力可以通过单桩抗拔极限承载力乘以桩数和群桩效应系数计算得到,本次试验条件下,微型桩抗拔群桩效应系数选取0.75进行计算。     

五星形桩与圆桩水平承载性能对比模型试验研究

五星形桩是一种横截面异形桩,是在圆桩的基础上向内切割5个圆弧,形成截面类似五星形的异形桩。按其截面性质分为周长最大化五星形桩F1、周长面积比最大化五星形桩F_2两种桩型,为掌握五星形桩的水平承载性能进行了与圆桩的对比模型试验研究。试验用土为干砂,砂雨法土样制作,模型桩为预制钢筋混凝土桩,相似比为1∶8。模型试验桩包括:五星形桩F1、五星形桩F_2、与五星形桩F_2截面周长相同的圆桩C1、与五星形桩F_2截面面积相同的圆桩C_2。由于五星形桩水平承载性能具有方向性,试验采用理论计算中水平承载力最大的方向施加水平荷载,试验结果表明:F1、C1和F_2的水平极限承载力相当,但F_2的截面面积最小,仅为C1的0.44倍;与C_2相比,F_2的水平极限承载力是其1.63倍,可见,合理截面形式的五星形桩可以提供更大的水平承载能力;五星形桩与圆桩弯矩分布规律基本一致,都在4倍直径左右(五星形桩为外接圆直径)达到最大,但五星形桩截面面积小,抗弯刚度不足,容易折断,总体水平承载性能不及截面周长相同的圆形桩,但优于截面面积相同的圆形桩。     

竖向荷载作用下倾斜桩的荷载传递性状及承载力研究

桩基可能会因各种原因导致桩体发生倾斜,桩身的垂直度往往超过《建筑桩基技术规范》的允许值,如何确定这些倾斜程度并不很大的倾斜桩的承载力一直是工程实践中的难题。对天津某高层建筑工程不同垂直度的倾斜桩进行了现场载荷试验,试验结果表明小倾斜度下桩的承载力并不一定下降。在试验成果基础上利用有限元分析软件ABAQUS进行模拟,分析了不同垂直度、不同土质条件下桩的荷载传递及承载力受垂直度变化的规律。有限元分析结果表明,当桩的垂直度不大于4%时,当桩身具有足够的抗弯强度和刚度时,相同荷载下其沉降反而小于竖直桩,但会在桩身产生一定的弯矩,桩顶自由的单桩也会产生一定水平位移。承台有助于减小倾斜桩的水平位移与挠曲。     

抗拔桩承载力分析

基于等截面桩的四种破坏形态，依据相应的设计规程给出了设计公式，对抗拔桩的分析模型进行了介绍，并从摩擦、开挖宽度、埋深三方面对承载力的影响进行了分析，为抗拔桩的进一步研究与应用提供了理论基础。     

等截面抗拔桩承载变形特性离心模型试验及数值模拟

抗拔桩的承载变形问题正受到越来越多的重视。对抗拔单桩的承载变形特性进行了离心试验研究和数值模拟研究。通过做离心模型试验,分析抗拔桩在竖向上拔荷载作用下的Q–s曲线、桩身轴力曲线,然后通过建立桩土接触模型,进行数值模拟,将结果与离心试验结果进行对比。通过上述两方面工作,可以看到抗拔单桩承载变形特性呈现如下性状,抗拔力在起始阶段随上拔位移呈线性增长,随着上拔位移进一步增大,抗拔力出现非线性增长的特性,然后突然出现拐点,上拔位移迅速增大,抗拔力达到极限,抗拔桩破坏。     

大直径灌注桩抗拔承载性状分析

根据5根大直径灌注桩现场抗拔静载试验和应力测试结果,分析了嵌岩桩荷载传递性状和嵌岩段摩阻力发挥过程一些特性,得到抗拔桩的桩周土层抗拔系数以及Q–s曲线呈缓变形的抗拔桩极限承载力取值方法。结果表明抗拔桩的曲线形状与持力层岩石风化程度和桩的嵌岩深度有关。同时根据嵌岩段摩阻力发挥过程特点,进一步探讨了影响嵌岩段摩阻力发挥值主要因素。     

桩承载力自平衡测试法

介绍了可以直接测得桩端阻力与桩侧阻力的静载荷试验新方法---自平衡法 ,该法具有装置简单、省钱、省时、省力、安全等优点。简介了该法的装置、操作方法及适用桩型 ,阐述了该法具有的特点 ,对若干问题进行了探讨 ,最后介绍了工程应用。     

开挖卸荷条件下单桩承载力特性的模型试验研究

基坑开挖卸荷会导致开挖段桩侧摩阻力缺失以及坑底桩周土围压减小,削弱桩基承载力。针对桩周土体开挖卸荷条件下的单桩承载力特性进行室内模型试验研究,通过模拟地面试桩和坑底试桩的竖向静载模型试验,分析单桩荷载传递过程,测试单桩极限承载力,研究桩周土体开挖卸荷对桩基承载力的影响。对比开挖卸荷前单桩的承载特性,开挖卸荷后桩顶及桩底沉降量均有增加,桩身轴力以及桩端阻力有所增大,模型单桩极限承载力下降。