PHC管桩单桩抗压和抗拔对比试验研究

为对比分析PHC管桩单桩抗压与抗拔条件下的承载性能,开展了河漫滩地质条件下的3根PHC管桩单桩抗压和3根PHC管桩单桩抗拔静载荷对比试验,并在基础施工过程中进行了高应变法跟踪检测初打和复打监测。结果表明:PHC管桩单桩抗压和抗拔荷载-位移曲线呈现出不同的变化规律,抗压荷载-位移曲线为"缓变型",抗拔荷载-位移曲线为"陡变型"。河漫滩场试验条件下600AB(130)型19m桩长的PHC管桩型下压极限承载力和位移为1650kN和7.14mm,抗拔极限承载力和位移为826.7kN和8.78mm。桩侧下压和抗拔平均极限侧阻力值分别为46.1kPa和23.1kPa,抗拔侧摩阻力折减系数为0.501,土阻力恢复系数为1.55,单桩竖向抗压承载力动静对比系数为1.23。试验结果供PHC管桩设计和施工参考。     

单桩水平静载试验结果数学拟合研究

基于福州盆地3根PHC管桩和2根冲孔灌注桩水平静载试验结果,对单桩水平荷载位移曲线进行数学拟合研究.研究发现,①冲孔灌注桩单桩水平荷栽位移曲线呈双曲线和幂级数形态,PHC管桩呈直线形态;②对PHC管桩单桩水平荷栽位移曲线直线模型拟合效果最优,基于该数学模型的桩顶水平荷载计算值与实测值的误差一般为-7.53%～20.74...     

预应力高强混凝土管桩水平荷载作用下承载特性及群桩效应分析

在高速公路桥梁工程中,预应力高强混凝土(PHC)管桩在水平荷载作用下的承载特性十分重要,然而对于其主要影响因素以及群桩效应的研究较少。通过对PHC管桩单桩在水平荷载作用下的承载特性的分析,对影响PHC管桩的主要影响因素进行讨论,并与方桩、圆桩的承载特性进行比较;而后研究了PHC管桩的群桩效应,并比较了不同桩型水平荷载作用下的承载特性。结果表明:PHC管桩具有较强的抗水平位移性能、较大抗弯截面模量和群桩效应系数。     

水平荷载作用下高承台管桩的荷载传递性状及承载力研究

土地资源紧缺使得在地基回填基料缺乏的天津沿海港区建设中,首次采用了部分桩体"悬空"的高承台管桩基础,如何确定这些悬空管桩的水平抗力特性是工程实践应用中的难题之一。针对天津东疆保税港区物流加工区二期工程所采用的高承台管桩基础,运用有限元分析软件ABAQUS对水平荷载作用下高承台管桩的受力性状进行模拟。分析了不同桩长、不同桩径、不同桩身弹性模量、不同土质条件下以及不同悬空高度下高承台管桩的荷载传递性状及承载力的变化规律,并与低承台管桩受力性状进行比较。有限元分析结果表明,当悬空高度不大于1.7m时,高承台管桩水平极限承载力变化不大,而当悬空高度超过1.7m时,其承载力迅速减小。增加土体强度、桩身模量和桩径有助于提高高承台管桩水平极限承载力,桩长对其影响不大。     

PHC管桩单桩水平承载力的p-y曲线与有限层耦合计算方法

目前在实际工程中适用于计算管桩在水平荷载作用下的方法较少,且常用的m法和p-y曲线法也存在问题,对此提出一种PHC管桩单桩水平承载力的p-y曲线与有限层耦合计算方法。通过理论分析,阐明PHC管桩单桩在水平荷载作用下承载力的合理性;基于试验提出PHC管桩水平极限承载力的预测方法;通过比较不同计算方法得出的极限荷载值,证实p-y曲线与有限层法相耦合的计算方法能较准确地模拟水平荷载作用下PHC桩的工作特性。     

沿海软土地区超长桩水平静载试验研究

通过PHC管桩的水平载荷试验结果,研究了沿海软土地区超长桩的水平承载性状,确定了单桩水平临界荷载、单桩水平承载力特征值、地基土抗力系数的比例系数m,为工程桩设计和施工提供有益的借鉴。     

水平承载下超大群桩受力变形特性的模型试验研究

李子沟特大桥是内昆线上的重点工程,采用了超大群桩基础。为了进一步完善对超大群桩基础的力学行为的认识,运用模型试验分析了在水平承载下超大群桩基础的内力分布特点、群桩的承载性状和受力变形特性,得出了在不同荷载水平作用下,桩身各截面弯矩和水平位移等关系曲线和数据。试验结果表明,桩体上部受荷载的影响最为显著,最大弯矩发生在与承台连接附近的桩身处,弯矩沿桩身向下呈非线性递减,沿荷载作用方向桩前后土体的力学行为是不同的。     

各向异性PHC管桩水平承载工作性状研究

首先开展了PHC管桩现场水平静载试验,获得了单桩水平临界荷载和极限承载力。结合FLAC3D建立了考虑混凝土和钢筋共同作用时的PHC管桩模型,对单桩水平受荷下桩土相互作用进行了数值模拟,并与实测结果进行了对比分析,验证了该模型的合理性。最后讨论了PHC管桩在水平受荷时的受力与变形特性。研究成果可为PHC管桩水平承载工作性状提供研究基础。     

桩长6 m～8 m的PHC短桩基础设计探讨

因地质条件的不均匀变化,PHC管桩基础中经常出现桩长6m～8m的短桩情况。目前,国家现行的相关规范都没有对最小桩长做出规定,更没有明确的设计依据和方法。本文对PHC短桩分别采用桩基础及墩基础的计算公式,进行单桩承载力特征值Ra计算,并结合单桩竖向抗压静载荷试验对Ra计算结果进行对比分析。结果表明：采用桩基础的计算公式相对准确,PHC短桩试验Ra均能达到设计要求,PHC短桩的沉降变形能满足规范要求,桩基础埋置深度、桩底入岩深度满足规范要求,且桩底持力层下不存在软弱下卧层的地基中PHC短桩基础的整体稳定性满足要求,PHC短桩基础是安全可靠的。     

浅析水平荷载作用下单桩承载力影响因素

分析了影响单桩水平承载力以及位移的主要因素—桩长、桩径、竖向荷载、桩身抗弯刚度、桩身截面积、桩顶形式等。在影响单桩承受水平荷载作用性状的诸多因素中,桩长的影响相对较大。在单桩的桩长范围内,桩长越长其水平承载能力越高。通过分析比较,为改进和提高桩基础结构设计的安全性和经济性提供了依据,可供工程应用参考。     

竖向荷载对管桩群桩水平承载特性的影响研究

目前规范中管桩群桩的水平承载设计是基于单桩试桩结果开展的,没有考虑上部荷载对桩基水平承载能力的影响,这显然不能反映桩基的真实受力状况。本文采用室内缩尺模型试验和数值模拟的方法,对不同竖向荷载下管桩群桩的水平承载性能进行了研究。结果表明:竖向荷载的施加充分发挥了各桩的承载性能,提高了群桩基础的整体性,使得管桩群桩的水平承载力有明显提高,分析得到的群桩效率系数也高于规范的计算值。研究成果可为今后水平承载管桩的设计工作提供参考依据。     

水平静力荷载作用下桩伴侣工作性状有限元模拟及与无伴侣构造形式的比较分析

借鉴现浇混凝土大直径管桩(PCC 桩)水平承载足尺试验和数值模拟的成果,建立水平荷载作用下多个构造形式有无伴侣的单桩有限元数值模型。对比计算与分析表明,对于低承台桩基设置桩伴侣可确保承台向地基土传递水平荷载,成倍减小基桩的应力和位移;对于桩身范围地基土模量低的低承台桩基的水平承载性状也有一定的改善;配备桩伴侣后,将桩与承台的连接方式由刚接改为铰接也能大幅度减小桩身内力,桩顶与承台的距离可单纯考虑竖向承载力和变刚度调平基础底板沉降的需要;设置桩伴侣后可取消褥垫层;桩伴侣的高度变化对水平荷载作用下桩内力和位移影响很小;在罕遇地震等荷载工况下,桩伴侣可作为耗能构件,首先牺牲伴侣,避免或延迟桩头的破坏。     

单桩水平静载试验在某场地拟建工程区的应用

桩基础以其有效、经济等优点被广泛使用,常应用于工业与民用建筑、桥梁、港口等工程[1],而桩的承载力是设计桩基础的关键。本文通过利用单桩在某场地进行水平静载试验,对单桩的水平极限承载力进行分析,研究水平荷载作用下桩的承载力、位移、桩的水平抗力系数及弯矩沿桩身的变化规律,确定单桩水平承载力特征值。     

劲性填芯管桩节点抗震性能试验研究

为了提高桩与承台连接节点的承载力,对管桩进行劲性填芯,并对劲性填芯管桩及普通填芯管桩进行室内节点抗震性能试验,对比分析了两种管桩在水平往复荷载作用下的荷载-位移曲线、荷载-应变曲线、裂缝发展情况及抗弯能力。结果表明,劲性填芯能够使锚固钢筋和管桩更好地发挥其性能,且能大幅度提高桩与承台连接节点的水平承载力、位移及延性。     

夯扩桩受水平荷载作用时的性状研究

应用有限元软件ANSYS模拟夯扩桩基础,对钢筋混凝土夯扩桩受水平荷载作用时的性状开展深入的研究,分析影响单桩水平承载力以及位移的主要因素——桩长、桩径、竖向荷载、桩底扩大头、桩身抗弯刚度、桩身截面积、桩顶形式等;在对单桩分析的基础上,进一步分析群桩受水平荷载作用时的性状及影响因素——桩距、桩数、桩长、桩径、土体模量、扩大头。发现桩径和扩大头对夯扩桩水平承载力影响较大,桩距和桩数对位移场群桩效应的影响较为显著。     

某大型哑铃型承台群桩基础与土体共同作用竖向承载变形特性数值模拟分析

用ANSYS对某特大桥索塔哑铃型承台群桩基础与土体共同作用进行了三维弹塑性有限元分析。利用桩土界面间水平方向位移相容,桩土界面间竖向设置双曲线本构方程的弹簧,能较好模拟竖向荷载作用下特大型群桩基础桩土间相互作用。分析结果表明,数值分析所得承台沉降与承台荷载的关系曲线、桩顶轴力分布、桩顶轴力随承台荷载变化的关系曲线,与其离心模型试验实测成果较一致。在用离心模型试验成果验证数值分析的正确性下,用其数值分析成果进一步深入分析群桩基础的承载变形特性。     

桩基水平承载力群桩效应系数试验研究

本文通过桩基水平静载模型试验,对水平荷载作用下桩基础的承载特性与群桩效应系数进行研究。研究表明:①灌注桩在水平荷载作用下,大致可分为三个工作阶段:直线变形阶段、弹塑性变形阶段和破坏阶段;②根据《建筑桩基技术规范》(JGJ 94—2008)计算所得的群桩效应系数较实测值偏小,规范偏安全;③在群桩效应的作用下,群桩中各基桩荷载分担不均匀,前排角桩分担荷载最大,但桩身(顶)弯矩最大值仅为同等位移条件下桩顶自由单桩桩身弯矩最大值的0.4倍左右;④桩间距一定时,桩数的增加对桩基水平承载力的提高程度较小,但可以使群桩中各桩的荷载分担更为均匀。文中的相关试验成果可为单、群桩基础水平承载机理的进一步研究提供依据。     

承台约束和竖向荷载对双桩水平承载力影响的研究

实际工程中桩基不仅承受竖向荷载,而且桩顶受到承台的约束,因此采用桩顶自由条件下的单桩水平承载力作为设计依据难以充分反映桩基在水平荷载下的实际工作状态。目前关于承台和竖向荷载对双桩及群桩水平承载性能影响的研究还比较少。为探讨承台约束和竖向荷载等因素对双桩水平承载力的影响,进行了10组现场水平静载荷试验。试验结果表明:桩顶约束对双桩承台短边方向水平承载力的影响不明显,而对长边方向的水平承载力有明显影响;水平受荷方向对双桩水平承载力有明显影响,其中承台长边方向的水平承载力明显大于短边方向的水平承载力;承台长边和短边方向的双桩水平承载力对桩顶竖向荷载的响应不同,当竖向荷载在3倍单桩竖向极限荷载范围内时,两个方向的双桩水平承载力均明显提高。     

单桩与群桩加固软土地基的有限元分析

利用大型有限元分析软件,对竖向荷载作用下单桩和群桩性状进行数值分析,给出了有限元计算中土体和桩体本构关系模型,分析桩长、桩身直径对单桩基础和群桩基础的荷载—位移曲线的影响规律,为软土地基的设计提供参考依据。     

微型桩原型水平荷载试验研究

对软土地基中的微型桩单桩及群桩进行了水平荷载试验，并对试验结果进行了分析。试验结果表明，微型桩有较好的抵抗水平荷载的能力，尤其是斜桩基础能有效地减小水平荷载引起的位移。应用p-y曲线法计算了单桩和群桩的水平位移，计算结果与实测值接近。