灌注桩后注浆工艺承载性能试验研究

以广东某地区超高层建筑桩基为依托,通过桩基静载试验,分析研究了灌注桩后注浆工艺的承载性能.试验结果表明:后注浆可以对桩周土进行渗透、劈裂、加筋作用,使桩端形成扩大头,大幅度提高单桩承载力约1.2～1.8倍,同时降低桩基沉降;在较大荷载作用下,后注浆桩上部土体会产生一定的软化,使得摩阻力降低,产生残余强度,下部土体的摩阻...     

注浆钢管桩抗拔承载力试验研究

依托上海某工程未注浆钢管桩和注浆钢管桩的抗拔承载力现场试验,分析了深厚软土层中钢管桩的静载~位移曲线,探讨了注浆对钢管桩承载力的提升效果,并通过有限元计算,定性分析了注浆泡对单桩承载力的影响。研究结果表明:注浆钢管桩荷载-位移曲线呈"缓变型",注浆对桩周土体的加固作用,可改善桩土接触面,增加桩身的粗糙度,在出浆口处,易于形成扩径,提高桩的锚固作用,因此,注浆工艺能显著提高钢管桩抗拔极限承载力,有效地减小抗拔桩位移,为软土地区基础的设计提供了有益参考。     

南京地区大直径后注浆嵌岩桩静载荷试验研究

桩基静载荷试验是研究桩基承载力性能和工艺参数最为可靠的试验方法。基于4根直径1.2m桩端桩侧联合后注浆嵌岩钻孔灌注桩单桩静载荷试验,得到了试验桩的荷载位移曲线、桩身轴力分布特性、桩侧摩阻力分布特性和桩身承载力特性。试验表明:该4根试桩极限承载力均不小于50 000 kN,桩顶位移变形量均小于45 mm,位移控制能力表现较好;通过桩身轴力和桩身断面位移变形参数分析可知,桩顶位移变形主要来于非嵌岩段的桩身压缩变形,占总变形量的88%～92%;桩身轴力及侧摩阻力曲线表明嵌岩段的侧阻力并未充分发挥,端阻力占总承载力的比例相对较小,为6%～7%左右;桩基承载力主要由侧摩阻力承担,表现为摩擦桩。     

东江大桥嵌岩桩承载性能试验研究

报道了东莞东江大桥两根大直径嵌岩桩桩基承载力试验,探讨了嵌岩桩荷载传递规律,分析了桩端阻力和桩侧摩阻力随荷载的变化规律和桩底注浆对桩端附近侧阻力和端阻力的影响,得到了桩端附近侧摩阻力与相对位移的关系。结果表明,两桩桩底存在沉碴,Q–s曲线呈双折线型;桩端压浆对提高嵌岩桩的极限承载力效果显著,对减小桩基沉降有作用,不是明显;桩端附近侧摩阻力与相对位移的关系为加工软化型或抛物线型,桩底注浆对侧摩阻力与相对位移的关系有影响。     

桩周土水平抗力比例系数的模型试验测定

桩周土水平抗力比例系数m值是影响桩基水平承载力的重要因素,其取值是一个极其复杂的难题。文章介绍了土工箱设计思路,通过在土工箱中对模型桩进行水平静载试验,根据试验得到的水平荷载与水平位移曲线,结合相关规范,求出该模型桩的水平抗力比例系数m值,为桩基在模型试验研究中的桩周土水平抗力比例系数m值的试验测定提供了参考。     

上海中心大厦桩型选择与试桩设计

上海中心大厦是国内在建的最高建筑物之一,结构荷载大,地表30m以下是超过60m厚的密实砂层,桩基础设计和施工难度大。基于土层的特点及上海地区超高层建筑桩基案例,并结合近年来桩基技术的发展,在对上海中心大厦桩型选择进行分析后采用了后注浆大直径超长灌注桩,并通过试验验证。试验桩桩径为1000mm,桩端埋深约88m,开展了灌注桩桩端桩侧联合后注浆、桩端后注浆和不注浆的对比试验,载荷试验表明采用后注浆的试验桩承载力能满足设计要求。桩型试验验证了施工可行性、桩基承载力及桩身质量,表明大直径超长灌注桩是软土地区超高层建筑可采用的一种桩型,为工程桩的设计和施工提供了指南和基础。     

组合桩的竖向承载力特性研究

组合桩是钢筋混凝土桩插入水泥土搅拌桩复合而成的新型桩.为掌握组合桩的荷载传递机理、破坏模式和竖向承载力特性,通过对3根14m长桩的载荷试验,分析了桩身轴力和桩周的侧摩阻力的分布及影响组合桩承载力因素.试验得到了组合桩的Q-S曲线、S-logt曲线、桩的极限承载力.为分析该桩竖向力的传递路线,应用有限元方法分析了混凝土桩、水泥土和桩周土的传力特点.试验和有限元分析结果表明混凝土桩的插入改变竖向荷载的传递规律,形成了从混凝土桩到水泥土再到土的传递模式,更有效地发挥了桩周的侧摩阻力;水泥土的固化效应、混凝土桩的挤土效应和混凝土桩的荷载传递是组合桩高承载力的主要来源.组合桩具有较高的单桩竖向承载力且造价低,在软土地基工程中具有广泛的应用价值.     

海洋高桩基础水平单调及循环加载现场试验

开展了海洋软黏土中 2 根大直径高桩基础的现场水平单调和循环加载试验,实测获得了桩顶荷载 – 位移关系、桩身变形和桩身弯矩及桩侧土压力和孔隙水压力,揭示了水平单调和循环荷载作用下桩土相互作用规律及桩基水平位移和桩身弯矩发展规律。利用实测桩身水平位移推算了桩周土反力,在此基础上提出了相应的双曲线型 p – y 曲线,通过引进 Poulos 循环弱化模型建立了水平循环荷载作用下的桩基双曲线型 p – y 曲线分析模型,水平单调及循环荷载作用下桩顶荷载 – 位移关系、桩身变形和桩身弯矩及桩侧土压力等计算结果与实测值均吻合良好。通过现场试验发现规范 p – y 曲线法计算结果偏保守的主要原因是所采用的 p – y 曲线的刚度偏小;不同时段的循环荷载对桩基循环累积变形有叠加效应。 建议设计中应考虑桩基全寿命服役期内所承受的所有循环荷载的影响, 对于重要工程应开展相应的现场水平加载试验,实测桩身水平位移或桩身弯矩,进而利用所推算的桩周土反力来分析桩基受力变形及承载力。     

静钻根植竹节桩抗拔承载性能试验研究

为了研究静钻根植竹节桩的抗拔承载性能,进行了静钻根植竹节桩抗拔静载试验。通过一组破坏性抗拔试验得到了完整的静钻根植竹节桩抗拔荷载位移曲线,并采用幂函数、双曲线和指数函数分别对试桩荷载位移曲线进行了拟合;通过桩身埋有应力计的静钻根植竹节桩的抗拔试验分别对其桩侧摩阻力与桩端阻力进行了研究。试验结果表明:静钻根植竹节桩抗拔荷载位移曲线比较平缓,采用指数函数对其进行拟合的效果较好;静钻根植抗拔桩中水泥土与桩周土接触面摩擦性质比灌注桩中桩土接触面摩擦性质要好,静钻根植抗拔桩的桩侧摩阻力是钻孔灌注桩的1.47~2.11倍;静钻根植抗拔桩中桩端水泥土扩大头能够提高桩基桩端阻力,而且能够提高靠近桩端处桩身与土体接触面的摩擦性质。     

东江大桥大直径软岩嵌岩桩自平衡试验研究

通过分析东江双层桥嵌岩桩自平衡试验实测数据,探讨了大直径、嵌岩深的钻孔灌注桩的竖向承载性状,分析了桩端压浆对于提高桩基承载力及减少桩基沉降的作用,研究了桩侧阻力和桩端阻力的发展规律及注浆前后的变化,得到了桩端承载力在桩基承载力中的比重.试验结果表明:大桥嵌岩桩的承载力满足设计荷载要求,并有较大富余;桩端压浆对提高桩基承载力,改善桩基沉降效果显著;桩侧阻力的发挥程度与桩土间的相对位移有很大的关系,桩端阻力增长与沉降近似成线性关系,桩端承载力为整个桩基承载力的30%～50%,该嵌岩桩属于端承摩擦桩.     

大直径钢管复合桩承载特性研究

为了研究钢管复合桩承载特性,以鱼山大桥桩基工程为背景,选取53^#桩开展自平衡试验,并将试验结果转换为传统静载试验结果,利用数值建模软件ABAQUS进行实况建模,在计算结果与实测结果吻合的基础上分析了在竖向荷载作用下钢管竖向应变沿深度的分布规律,并改变桩基钢管厚度参数,施加水平荷载,分析了钢管复合桩钢管厚度对桩基承载性能的影响。研究结果表明:自平衡转化Q-s曲线平稳无突变,单桩极限承载力为71 293.75 kN;数值模拟结果与实测值吻合,在竖向荷载作用下钢管竖向应变随深度呈“盘底”形;钢管的存在能为核心混凝土提供约束作用,并提高桩基的抗弯刚度,且钢管厚度越厚、桩基的水平极限承载力越大;钢管弯矩沿桩身先变大后变小,最大值出现在31 m附近;桩身剪力从桩顶往下缓慢减小,在钢管底部位置开始桩身剪力大幅减小,再往下传递出现负值。     

应力释放效应对抗拔桩承载力影响分析及应用

抗拔桩受力时,桩身径向微量收缩,桩周土体侧向应力释放,桩侧摩阻力降低。文章将桩对土的卸载作用导致摩阻力降低值与不考虑该作用时摩阻力之比,定义为单桩抗拔承载力折减系数J_s。定义土体的回弹模量与压缩模量之比为土的压缩回弹比λ_j。利用极限平衡状态方程,针对刚性桩、钢筋混凝土桩、预应力钢筋混凝土桩与钢管桩,分析了不同的土体压缩回弹比λ_j所反映的应力释放程度对承载力的影响。结合外径1.7 m,长81.3 m,壁厚25 mm的大直径超长抗拔钢管桩静载荷试验进行验证。结果表明压缩回弹比λ_j能很好反映土体应力释放对承载力的影响,是抗拔桩侧阻力低于抗压桩的主要原因,承载力计算值与实测值相符,其精度远高于现行规范方法,可供工程实践与科学研究参考。     

钢管混凝土复合桩横轴向承载特性离心模型试验研究

作为水域环境中桥梁桩基施工围堰结构,钢护筒得到越来越广泛的应用,钢护筒与钢筋混凝土桩形成钢管混凝土复合桩,其横轴向承载特性与普通钢筋混凝土桩存在巨大差异。针对水域环境中钢管混凝土复合桩的特点,选取钢管埋深和钢管挤土区土体模量两种研究变量,通过离心模型试验的方法研究了钢管混凝土复合桩的横轴向承载特性,得到了钢管混凝土复合桩的桩侧土抗力曲线、H-y曲线及桩身弯矩曲线。试验结果表明：钢管埋深在12cm范围内增大时,能明显提高钢管混凝土复合桩横轴向极限承载力,超过12cm后继续增大钢管埋深,钢管混凝土复合桩横轴向极限承载力仍继续增大,但增幅已不明显;钢管挤土区土体模量的增大能提高钢管混凝土复合桩横轴向极限承载力,但增幅度较小。研究成果将为钢管混凝土复合桩的设计与施工提供理论依据与技术保障。     

大直径随钻跟管桩竖向抗压承载性能试验研究

随钻跟管桩是一种桩侧后注浆的非挤土PHC管桩桩型,是近年研发出的新型大直径桩基础。为了研究这种新桩型的竖向抗压承载性能,对现场5根直径1m的随钻跟管桩进行静载和高应变承载力试验。研究结果表明：以静载试验结果为校核标准,高应变承载力检测误差可控制在±10%以内;嵌岩0.5m的随钻跟管桩极限承载力可达到20000kN,比同等直径泥浆护壁灌注桩的承载力经验计算值大13%～23%;桩侧后注浆工艺和桩端嵌岩深度能有效提高随钻跟管桩的侧阻力发挥,实测值比灌注桩的规范计算值大28%以上;虽然现场4根随钻跟管桩均嵌入中风化花岗岩0.5m,但端阻比小于30%,呈现摩擦型桩的承载性状。试验成果有助于进一步揭示随钻跟管桩的竖向抗压承载机理,可为其工程设计与工艺优化提供依据。     

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。     

钢管后压浆预压托换桩竖向承载力性能分析

由于复杂杂填土地基发生不均匀沉降引起某住宅楼裙房结构发生破坏,根据结构破坏特点,提出了适用于地基土质较差的新型钢管后压浆预压桩托换法。本文根据新型桩体桩侧注浆扩散范围,对桩体受力机理进行分析,并提出钢管预压托换桩承载力修正公式,结合现场单桩静载荷试验得到的荷载-沉降曲线,研究分析钢筋混凝土托换桩、钢管托换桩及钢管后注浆预压托换桩的承载性能,结果发现该新型桩改善了桩土接触界面,增强了土体刚度,减小桩体沉降量,提高了桩体的单桩承载力,可较好地对土性较差的地基基础进行加固,并有效阻止上部结构的持续破坏,保证上部建筑结构的安全使用。     

注浆微型钢管桩体抗弯力学性能

基于15根注浆微型钢管桩体的抗弯荷载试验,综合分析钢管直径d和壁厚t、浆体水灰比W、钢管表面布孔直径r和间距s等因素对注浆微型钢管桩体抗弯承载特性、变形和破坏特点的影响。结果表明:相同桩径时,钢管直径和壁厚对微型钢管桩体抗弯承载特性影响显著,桩体极限抗弯荷载值随钢管直径和壁厚的增加近似呈线性增加; 当0.59≤d/D≤0.72(D为桩径),浆体水灰比在0.45～0.75之间时对桩体极限抗弯荷载的影响较小,钢管表面布孔形式对桩体极限抗弯荷载的影响较小; 基于注浆微型钢管桩外包浆体和钢管的荷载-应变曲线分析可知,注浆微型钢管桩体抗弯破坏标准可以以外包浆体的破坏为准; 当0.28≤d/D<0.59时,钢管屈服和受压区外包浆体开裂所对应的抗弯荷载与极限抗弯荷载基本相同,而当0.59≤d/D≤0.72时,荷载加至极限抗弯荷载80%时钢管屈服,注浆微型钢管桩体呈现出明显的延性特征,钢管及内核注浆体自身强度发挥充分且抗弯承载作用明显,建议实践中微型钢管桩体钢管设计时以0.59≤d/D≤0.72为宜。     

大直径钢管桩竖向承载力计算方法研究

随着海上油气资源的深度开发与海上风电工程的投资建设,大直径钢管桩基础以其结构简单、安装便利、承载性能优越的独特优势被广泛使用。随着钢管桩直径的增加,其承载模式有别于传统的小直径桩。分析了太沙基、梅耶霍夫、别列柴策夫深基础承载力理论公式与建筑桩基技术规范、港口工程桩基规范、API、DNV规范以及考虑土拱效应的计算方法之间的差异性,并应用上述方法计算了实际工程中大直径钢管桩的竖向承载力,将计算结果与动测结果进行对比。结果表明:理论算法中太沙基法与梅耶霍夫法计算值较大,别列柴策夫公式和考虑土拱效应计算法相对准确;建筑桩基技术规范、港口工程桩基规范相对于API、DNV规范更加保守。     

桩端后压浆灌注桩长期承载性能试验研究

为研究后压浆灌注桩的长期工作性能,以银川北京路延伸及滨河黄河大桥为工程背景开展试桩静载试验,通过对比不同时间后压浆桩承载力的实测结果,并结合数值模拟结果进行对比分析,研究了后压浆灌注桩的长期承载性能及桩基阻力随时间的变化规律。结果表明：桩端后压浆形成的水泥土加固体,其强度随时间的推移而增长,使桩端阻力进一步增强,桩端后压浆存在时间效应;桩端后压浆导致浆液上返而在靠近桩端的桩侧处形成浆土混合物,使桩侧摩阻力随时间推移不断增强,占极限承载力的比例逐渐增大;与未压浆桩相比,在相同荷载作用下,桩端后压浆桩基的沉降随时间增长而减小并趋于稳定。     

提高大直径灌注桩承载力施工技术

本文重点介绍了采用履带式钻机取孔、预制超长钢柱、超细水泥灌浆等加固灌注桩承载力施工技术,成功地解决了大直径2.8 m、桩深30 m、扩底直径4.8 m人工挖孔桩施工进度、成本增加等难题,取得了良好经济效益。