螺纹桩竖向承载特性研究

螺纹桩是近年来研制出来的一种新型桩型,具有优良的承压和抗拔能力,其经济效益显著,但是针对其承载特性方面的研究很不成熟,研究成果较少。为研究螺纹桩的承载特性,采用非线性有限元软件Abaqus对螺纹桩竖向承载特性及影响因素进行研究。结果表明:相对于等截面圆桩,螺纹桩能够大幅度提高桩的承载力,并显著降低桩身沉降;距径比S/D对螺纹桩竖向承载能力影响很大,螺纹桩极限承载力随S/D先增大后减小,并在S/D处于0.5～2.0的区间内达到最大值;螺纹宽度B对螺纹桩极限承载力有一定影响,螺纹桩极限承载力与螺纹宽度B基本呈线性正相关关系;螺纹内外厚度比H_(out)/H_(in)对螺纹桩极限承载力几乎没有影响;桩周土体性质对螺纹桩极限承载力影响较大,而桩端土体性质对螺纹桩极限承载力影响较小。     

不同桩长对GFRP复合桩竖向承载性能影响研究

目的 探究不同桩长对玻璃纤维增强复合材料（GFRP）桩竖向承载性能的影响。方法分别对普通钢筋混凝土（RC）桩和GFRP复合桩的竖向承载性能进行研究,开展室内模型实验,同时利用有限元软件模拟不同桩长对其竖向承载特性的影响。结果 模型试验中,GFRP复合桩的竖向承载力大于RC桩,在桩顶荷载6 kN时,GFRP复合桩侧摩阻力占桩顶荷载的34.1%,RC桩占24.7%,GFRP材料明显改变了桩身的粗糙程度,使桩身界面摩擦特性增强,从而在较高的竖向荷载作用下,产生较小的端阻力。有限元软件模拟中,与RC桩相比,GFRP布与土体的摩擦系数比混凝土与土体的摩擦系数大,有利于GFRP复合桩侧摩阻力的发挥,相同桩长的GFRP复合桩端阻力占比明显低于RC桩。对比桩长5,10,15 m,RC桩,侧摩阻力值占桩基极限承载力的35.69%,42.44%,50.54%,GFRP复合桩的桩身侧摩阻力分别占桩基极限承载力的42.44%,63.09%,75.69%,表明GFRP复合桩是通过增加侧摩阻力来提高竖向承载力的,且桩长越长,GFRP复合桩承载性能提升越明显。结论 相同桩长的GFRP复合桩竖向承载力明显高于RC桩;...     

挤扩支盘灌注桩承载性状的试验研究

为了系统地研究挤扩支盘桩的承载性能,基于河南省焦作热电厂的扩建项目开展了对挤扩支盘灌注桩的现场静载荷试验.试验为测桩身轴力的变化,预先在桩身内部埋设振弦式钢筋计.试验结果表明,支盘桩的支盘可有效地提高桩侧摩阻力,分担桩端阻力;极限状态时桩侧摩阻力约达到桩顶总荷载的30.99%,上盘约分担总荷载的14.13%,桩端阻力分担54.88%.支盘的位置对支盘桩承载力的提高非常重要,且承力盘作用的发挥具有明显的时间和顺序效应;支盘桩的Q-s曲线为缓变形;桩侧摩阻力充分发挥时桩顶的沉降约为8 mm.此次的研究结果对今后挤扩支盘灌注桩的设计与研究有重要的参考价值.     

湛江组结构性黏土中群桩竖向承载性状试验研究

利用现场模型试验,研究了湛江组结构性黏土中群桩的承载性状和荷载传递机理;对比分析了单桩和群桩在竖向荷载作用下的荷载-沉降曲线、桩身轴力传递特性、桩端阻力特性和侧摩阻力特性。结果表明:单桩和群桩的Q-s曲线均表现为陡降型,有着明显的极限状态,均表现为摩擦型桩;群桩中各基桩端阻力发挥的比例大于相应单桩,且随桩间距增大而减小;单桩和群桩在一定桩长范围内,桩侧摩阻力随深度增加而增大;群桩极限桩侧摩阻力随桩间距增大而增大,且比单桩的要小,减小的比例在10.3%~21.8%之间。     

静钻根植竹节桩抗压与抗拔承载特性分析

静钻根植竹节桩是利用静钻根植工法将预制竹节管桩插入到水泥土中而形成的管桩-水泥土组合桩基。采用有限元软件ABAQUS建立现场抗压试桩与抗拔试桩的分析模型,计算得到的荷载-位移曲线与现场静载试验结果吻合,验证了模型的可靠性,采用数值计算方法,分析了竹节桩的抗压与抗拔承载特性。研究结果表明:软土地区,静钻根植竹节桩的抗压承载性能优于抗拔承载性能;桩身竹节可以使竹节桩与水泥土紧密结合,竹节不直接与土接触分担上部荷载;桩身非扩径段水泥土在荷载作用下只起到传递剪应力的作用,不分担上部荷载;桩顶位移60 mm时,管桩承担抗压桩总端阻的25.8%,承担抗拔桩总端阻的16.6%,均小于水泥土扩大头分担的端阻;竹节桩长度比R_N从0增大到0.375时,抗压桩极限承载力从3 045 kN增大到6 173 kN,抗拔桩极限承载力从1 910 kN增大到2 441 kN;竹节桩长度比从0增大到0.375时,抗压桩与抗拔桩桩端水泥土扩径段承担的荷载也明显增大;当竹节桩长度比从0.375增大到0.625时,静钻根植竹节桩的极限承载力、总侧摩阻力、管桩分担端阻和水泥土分担端阻改善效果不明显。     

泥质岩地区大直径深嵌岩桩的承载特性

基于自平衡桩基测试技术,根据坝陵河大桥现场的2根桩基（SZ1、SZ2）和北盘江大桥的1根桩基（SZ3）的静载荷试验报告,对泥质岩地区大直径深嵌岩桩（嵌岩比hr/d〉3.0）在万吨级荷载作用下的承载特性进行了研究,包括桩顶荷载和位移的关系、桩侧阻力、桩端阻力等。结果表明：在泥岩地区大直径深嵌岩桩桩顶荷载-位移曲线主要以缓变型为主;桩端岩石风化程度对端阻力影响较大,微风化的泥质砂岩和白云岩极限承载力要比弱风化的泥质灰岩高;桩侧阻力的发挥与桩土界面相对位移关系比较密切,泥质白云岩桩侧阻力发挥所需桩土位移相对位移较小;最后把桩极限侧阻力与勘探报告预估值进行了分析。     

人工挖孔嵌岩灌注桩承载特性现场试验与机理分析

以青岛市某大型工程为依托,对在泥质粉砂岩地基中的5根人工挖孔嵌岩灌注桩分别进行竖向静载荷试验与桩身内力测试。根据大直径嵌岩桩实测数据探讨大直径人工挖孔嵌岩灌注桩的荷载传递机理与竖向承载特性。试验结果表明：试桩荷载沉降（Q-s）曲线为缓变形,桩顶沉降量均小于11 mm,卸载回弹率大,幅度为51%~75%,承载力较高,5根试桩均满足设计要求;在最大荷载下,5根嵌岩桩桩端阻力所占桩顶荷载比值均在10%~20%之间,随桩长、嵌岩深度（中风化）增大而减小,表现出端承摩擦桩的特性;桩身荷载自上而下逐步发挥,上覆土层先达到侧摩阻力极限值,在嵌岩段中部侧摩阻力达到峰值;桩入岩越深,安全储备量越大,在泥质粉砂岩中风化段,实测侧摩阻力约为规范推荐值的2.5倍,说明5根桩有较大的承载潜力;随着荷载的增大,嵌岩段分担的总阻力由39%上升至45%,嵌岩段侧摩阻力占主要比重,但桩端阻力分担荷载的比例上升速率较快;根据行业标准与静载试验数据,重新认识该地层人工挖孔嵌岩灌注桩的竖向承载特性,充分发挥其承载潜力,对工程桩桩身尺寸进行优化,达到节约材料和提高施工功效的目的,具有较好的经济效益。     

中风化花岗岩中嵌岩桩承载性能原位试验与极限承载力预测

为深入探究中风化花岗岩中嵌岩桩的竖向抗压承载特性,对12根嵌岩桩进行了单桩竖向抗压静载原位试验与ABAQUS有限元数值模拟,通过多种方法对嵌岩单桩极限承载力进行评价,明确中风化花岗岩中嵌岩桩竖向抗压承载性状。研究表明:12根中风化花岗岩中嵌岩桩并非表现出完全端承桩,而是呈摩擦型桩或摩擦端承桩的性状;中风化花岗岩地基中的嵌岩桩竖向抗压极限承载力较高,桩顶沉降小,满足工程对基础的承载要求;有限元模拟荷载-沉降曲线与实测荷载-沉降曲线走势吻合度较高,桩顶沉降误差较小;本试验条件下,桩端阻力占桩顶荷载的56.9%,桩侧摩阻力占比为43.1%,桩侧摩阻力在荷载传递过程中发挥较充分;有限元模拟得到的单桩极限承载力与指数函数模型的预测结果较为吻合,可用于嵌岩桩单桩竖向抗压极限承载力的预测,以及嵌岩桩承载性状和荷载传递规律的分析。     

竖向荷载下膨胀土中桩侧摩阻力室内模型试验分析

为研究含水率和围压对膨胀土中桩侧摩阻力的影响，在经过改造的三轴仪上对膨胀土中的桩进行竖向极限承载力试验，测得桩侧摩阻力随含水率和围压的变化情况。试验结果表明：当沉降在2～3 mm范围内时，桩顶荷载达到极限承载力，之后承载力缓慢下降，最后趋于稳定；在相同含水率条件下，桩侧极限摩阻力随着围压的增大而增大；在相同的围压条件下随着含水率的增大，桩侧极限摩阻力表现为先增大后减小的变化趋势。通过试验结果对比发现，土体在最优含水率18%条件下的桩侧摩阻力最大，直剪试验表明桩侧摩阻力与土体的粘聚力有一定的关系，所以在含水率18%条件下桩-土界面的摩擦力要优于其他2组含水率的土体。     

大承载力端承摩擦桩承载性状试验研究

以银川某超高层项目为背景,采用现场静载荷试验方法,探究端承摩擦桩在高应力作用下承载性状,结果表明:桩长45 m、直径1 m的大承载力端承摩擦桩在该地区极限承载力可达30 000 kN.应力分级加载下侧阻沿桩身长度发挥曲线近似呈抛物线状;侧阻最佳发挥范围约为桩身2/3段;单桩侧阻的发挥程度与土层性质相关,该地区土层摩阻力较规范建议值提高1.81～2.39倍.大承载力端承摩擦桩承载机制为侧阻初期承担全部上部荷载,随着应力增大,端阻逐渐发挥,而侧阻发挥至到极限值后,由端阻承担上部剩余荷载直至极限,即端阻与侧阻共同承担上部荷载,达到极限承载力时侧阻作用占比74%,端阻作用占比26%.上述结论为日后该地区工程建设乃至大承载力端承摩擦桩桩基研究提供参考与帮助.     

静压管桩技术在沈阳地区的应用

介绍了静力压入预应力混凝土管桩的沉桩机理及适用范围．根据沈阳市典型地区的试验场地工程地质条件和现场静载试验的结果，得出了静压预应力混凝土管桩的极限承载力，建立了沈阳地区桩长在7～14m范围内，桩端持力层为中粗砂和圆砾情况的极限承载力与施工终压力的关系，并给出了典型试桩的Q-s曲线、s-logQ曲线和压桩力随入土深度变化的曲线．给出了静压预应力混凝土管桩承载力特征值的计算方法．     

基于灰色理论和Usher曲线的PHC管桩单桩竖向极限承载力预测

针对利用现行规范公式计算PHC管桩的竖向极限承载力值存在结果偏低的问题,根据竖向静载荷文献资料,基于灰色理论GM(1,1)模型和Usher曲线模型预测单桩的极限承载力,并采用MATLAB软件实现预测模型算法.工程实例分析表明:灰色预测模型的预测精度与竖向静载试验数据级数选取、预测距离有密切关系;Usher曲线模型对桩极限承载力的预测精度大大高于灰色模型,此结果可为类似工程地质条件下PHC管桩单桩竖向极限承载力的预测提供借鉴.     

群桩基础非线性有限元强度折减法极限分析

受到静载荷试验条件限制,群桩基础的极限载荷是通过单桩载荷试验极限值修正来确定群桩基础的极限载荷,所判定的极限载荷值往往缺少客观性。文中建立了多变量群桩基础承载力泛函数,首先基于加载过程中桩土系统的岩土材料强度参数与载荷施加参数具有相互匹配的同时性关系,引入强度折减系数,提出了基础安全储备系数,用以表示所施加外载荷与真实极限荷载的比值。其次,极限条件下群桩的桩端材料发生塑性变形,桩土系统从一种稳定状态快速进入另一种稳定状态的突变关系,在荷载位移关系上具体表现为拐点后出现一铅直线段,据此建立了群桩基础有限元强度折减法极限载荷判定条件。最后使用ANSYS软件进行了螺旋群桩基础的三维有限元强度折减法的工程应用分析,当外载荷207 800 N时的安全储备系数为1.16,极限荷载计算值为241 048 N小于静载荷试验判定极限荷载值249 400 N,误差3.35%,验证了群桩基础强度折减系数法的可行性。     

桩底压力注浆桩承载力的试验研究

通过对三根桩的静载试验，研究了桩底压力注浆的效果，并对压力注浆提高桩承载力的机理进行了分析。     

温州市江滨西路防洪堤PHC管桩静荷载试验及分析

温州市江滨西路防洪堤结构型式采用PHC桩基框架结构，为合理确定桩基垂直承载力，通过静荷载试桩方法测定桩基极限承载力，并考虑一些影响桩基承载力的不利因素，对试验承载力进行合理折减，为工程设计和施工提供可靠的试验数据。     

黄土中扩底长桩的竖向承载性状分析

对置于黄土层中并支承在粉质黏土层的人工挖孔扩底长桩进行了现场静载试验,量测了每级荷载作用下桩顶沉降s和桩底沉降sb,据此分析了扩底长桩的竖向承载性状.指出扩底长桩的受力机理明显不同于扩底短桩,与置于黄土层的扩底超长桩承载性状基本相同,其极限承载力以侧阻力为主,具有显著的端承摩擦桩的特点.另外,试验数据表明,浸水对湿陷性黄土的桩侧摩阻力会产生很大的影响.     

预应力混凝土竹节桩在杭州地区抗拔工程中的应用分析

介绍了一种预应力混凝土异型桩,即预应力混凝土竹节桩。分别从外形、接桩方式、桩顶与承台的连接方式阐述了竹节桩与管桩的主要差异;并通过杭州地区抗拔工程中竹节桩与管桩的抗拔试验,对它们竖向抗拔极限承载力进行了对比研究。试验表明:竹节桩总体抗拔性能优于管桩,其竖向抗拔极限承载力相比管桩平均提高了约52%;且在相同荷载作用下,上拔位移不大于管桩;竹节桩在该区域抗拔工程中的应用,取得了良好的效果。     

基于GM(1,1)预测模型的桩基工程研究

根据某工程8根基桩的载荷试验实测资料,运用灰色系统理论,建立了预测基桩极限承载力和桩顶沉降的非等步长GM(1,1)模型,实现了对基桩Q-S曲线的拟合,利用有限的实测数据分析得到基桩极限承载力和桩顶沉降的预测值,论证了以灰色系统理论对基桩极限承载力和桩顶沉降进行预测的意义。结合工程实例,应用MATLAB语言程序进行分析,计算速度快,预测精度较高,表明了该方法在实际工程中具有较高的应用价值。     

秦巴山区软岩地基桥桩承载性状试验研究

为了研究软岩地基桥桩的荷载传递性状、破坏机理,并获取在该地质条件下更为可靠的桩基计算参数,对秦巴山区软岩地基3根钻孔灌注试桩进行竖向静载试验。结果表明:秦巴山区软岩地基桥桩试桩荷载-沉降曲线呈陡降型,实测竖向极限承载力为20 500 kN,桩的破坏方式为桩身材料强度破坏; 淤泥质亚黏土地层中的碎石起到一定的骨架作用,增强了此地层桩极限侧阻力,发挥极限侧阻力所需的桩-土(岩)相对位移为4～8 mm; 强风化砾岩表现为加工软化型,发挥极限侧阻力所需的桩-土(岩)相对位移为3～8 mm; 中风化砂砾岩表现为明显的加工硬化型,所需的桩岩相对位移大,且桩极限侧阻力的特征点不明显; 淤泥质亚黏土地层桩侧阻力占总荷载的60%～70%,随着桩顶荷载的逐步加大,该地层桩侧阻力所占比例不断下降,而嵌岩段桩侧阻力所占比例逐渐上升,达到55%～65%,嵌岩段桩侧阻力沿桩深的分布曲线表现出非线性的特征; 试桩为端承摩擦桩,桩端阻力约占桩顶荷载的20%左右,且未充分发挥,在上部结构允许的沉降范围内,适当增加桩端的沉降有利于端阻力的发挥; 桩侧阻力先于端阻力发挥,建议单桩承载力设计时分别采用不同的端阻力和侧阻力安全系数。     

大直径挖孔桩静载荷试验分析

针对静载荷试验无法得到大直径桩基极限承载力的问题 ,分析了桩在静载荷作用下的工作性状及 2 0余根大直径人工挖孔桩的静载荷试验资料 .指出了现有几种荷载、时间、沉降关系曲线的局限性 ,提出了对大直径挖孔桩荷载—沉降曲线按双曲线拟合的逆斜率法 .结果表明 :逆斜率法能较好地预测单桩极限承载力 .同时 ,提出了利用工程桩作压载试验确定桩承载力的有关建议