扩底桩荷载传递机理及承载力确定方法研究

桩的荷载传递规律分析和桩基础承载力的确定历来被认为是桩基础设计中最困难的问题之一。根据地基土的物理力学性质指标和静载荷试验结果，基于非线性弹性理论，对桩基静载荷试验资料分析及其承载力确定方法的研究，研究发现，桩端承载力和桩侧摩阻力的比值与桩顶倚载关系曲线具有明显的阶段性，与现场静荷载试验资料具有较好的一致性，可以较方便地用来分析和确定单栅极限承载力。该方法具有比静载倚试验的荷载-沉降曲线法更安全、准确、方便等优点。     

打入桩荷载-沉降性状的时间效应分析

关于沉桩结束后打入桩承载力的时效性现象，目前已经开展大量的研究。然而，有关试桩荷载-沉降曲线时效性的模拟方法却鲜见报道。首先，简要分析打入桩时效性的产生机制。然后，基于荷载传递法，提出一种估算沉桩后单桩荷载-沉降性状时效性的新方法。2个量纲一的时间效应系数被加入到传统的荷载传递函数中，以分别描述桩侧摩阻力和桩端阻力随时间的变化。修改后的荷载传递函数可考虑沉桩后任意间歇期的单桩荷载-沉降性状。采用该方法对一个工程实例的打入桩荷载-沉降性状进行验证分析，计算结果与试桩荷载-沉降实测曲线吻合较好。     

打入桩荷载–沉降性状的时间效应分析

关于沉桩结束后打入桩承载力的时效性现象，目前已经开展大量的研究。然而，有关试桩荷载–沉降曲线时效性的模拟方法却鲜见报道。首先，简要分析打入桩时效性的产生机制。然后，基于荷载传递法，提出一种估算沉桩后单桩荷载–沉降性状时效性的新方法。2个量纲一的时间效应系数被加入到传统的荷载传递函数中，以分别描述桩侧摩阻力和桩端阻力随时间的变化。修改后的荷载传递函数可考虑沉桩后任意间歇期的单桩荷载–沉降性状。采用该方法对一个工程实例的打入桩荷载–沉降性状进行验证分析，计算结果与试桩荷载–沉降实测曲线吻合较好。     

CFG桩复合地基的室外模拟试验研究

简述了CFG桩的应用优势，研究了CFG桩复合地基的室外模拟试验，通过分析试验结果，得出了所加荷载与桩最终沉降、桩端承载力、桩侧摩阻力的关系，对CFG桩复合地基的处理具有参考作用。     

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.     

滑坡体上桩基承载力的自平衡测试

通过分析猴子石滑坡体上桩基自平衡试验实测数据,研究了桩侧阻力和桩端阻力的发展规律,着重探讨了桩端土层浸水与不浸水对试桩承载力的影响。试验结果表明:浸水的A桩的桩端阻力仅为未浸水的B桩桩端阻力的52%,而其荷载箱底板的位移(即桩端位移)在相同荷载时比B桩增大很多。试验成果可供库区同类地基条件下桩承载力评估参考和利用。     

桩端岩土差异对超长桩影响的对比研究

分析了3种类型桩端岩土有差异的8根超长灌注桩的对比试验资料，包括进入基岩和不入基岩的对比试验桩各1根，桩端有沉渣和无沉渣的对比试验桩各1根，桩端沉渣厚度不同的对比试验桩各1根，桩端有无高压注浆的对比试验桩各1根。分析结果表明，桩端岩土由软层转向硬层时，超长桩的荷载．沉降曲线会由陡直转向平缓，极限状态时的破坏由趋于刺入破坏转向趋于整体剪切破坏，桩型由纯摩擦桩转向端承摩擦桩，说明桩端岩土特性对超长桩的承载性状有大的影响；桩端岩土由软层转向硬层时，桩极限承载力的提高主要体现在极限端阻力的提高，极限端阻力的提高可用含端阻力增强系数的公式来表示：桩端高压注浆超长桩还可看成是超长扩底桩，它的极限端阻力除可用端阻力增强系数表达外，也可暂用一般扩底桩极限端阻力的形式来表达：入硬层超长桩(如长径比为82时)还可是端承摩擦桩，它具有很大的承载潜力，一般认为其端阻力小是因为取的桩顶沉降值过于保守造成的。对入硬层超长桩取较大桩顶沉降值时的桩承载力是可行的，此时只要把相邻桩基础的沉降差控制在一定的范围内，使之不产生过大的不均匀沉降即可。     

确定嵌岩灌注桩竖向承载力的荷载传递法

以荷载传递解析法研究嵌岩灌注桩桩周及桩底荷载传递性状，并针对实际工程中桩周土体的加工软化和加工硬化型土的不同情况，建立了各种土体与岩层的衙载传递统一模型。对于桩端荷载传递机理，考虑嵌岩灌注桩桩端沉渣的影响，采用桩端阻三折线模型。在此基础上，充分考虑桩侧土(岩)与桩端岩层阻力的发挥程度，导出了桩顶沉降量与桩顶荷载之间的关系式，由此可通过控制桩顶沉降量来确定嵌岩灌注桩的桩顶竖向承载力。最后，以试桩结果检验了该方法的可行性。     

兰州地区旋挖钻孔灌注桩竖向承载力特性试验研究

通过兰州某交通枢纽项目旋挖钻孔灌注桩静载荷试验与内力测试,分析了该旋挖钻孔灌注桩的荷载传递机理和承载特性。研究表明,桩顶荷载的大部分由桩侧阻力承担,桩端阻力只承担竖向荷载的一小部分;桩侧阻力优先于桩端阻力发挥;荷载-沉降(Q-S)曲线呈缓变型;该试验桩的竖向承载力明显高于一般钻孔灌注桩。     

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。     

钻孔扩底桩原型对比试验研究

为选择合理的桩基础形式，结合静荷载试验对一大型建筑场地同一地质条件下相同桩径的钻孔扩底桩和不扩底桩进行桩身轴力和桩侧阻力测试，以确定单桩竖向承载力设计参数。通过对测试资料的分析，对比两种桩型桩身轴力、桩侧摩阻力以及桩端阻力分布特征，探讨两种桩桩侧摩阻力、桩端阻力的发挥过程，研究两种桩荷载-沉降特性。研究结果表明，扩底桩能够充分发挥持力层的承载潜力，对提高单桩承载力、减小桩体沉降效果显著。     

常州地区大直径钻孔灌注桩承载性状及尺寸效应试验研究

基于常州高架一期工程2根大直径钻孔灌注桩静载荷试验及桩身力学测试结果,研究常州地区大直径钻孔灌注桩加载过程中侧摩阻力和端阻力的发挥特点及荷载传递规律,得到极限状态下桩侧摩阻力和桩端阻力尺寸效应系数,对成孔卸载造成桩承载力降低及其他影响桩承载力的因素进行分析。试验研究结果表明:试桩的荷载-沉降(Q-s)曲线为陡降型,极限承载状态下,2根大直径钻孔灌注桩(长径比为36～43)端阻力分担总荷载的比例较小,分别为11.4%和18.1%,属于摩擦型桩;极限荷载时浅层黏性土发生侧阻软化,桩-土位移为3～7mm,砂土中为4～7mm;桩侧摩阻力与端阻力尺寸效应明显,大直径钻孔灌注桩侧摩阻力及端阻力尺寸效应系数与土的种类有很大关系,较《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008)计算值偏小,侧阻尺寸效应系数平均值大约为0.85(砂土)和0.88(黏性土),且具有沿深度减小的趋势,砂土和黏性土中桩端阻力尺寸效应系数分别为0.74和0.75。     

桩基沉降实用计算方法

利用桩侧摩阻力的发挥与桩的位移成正比的关系求桩在荷载作用下的摩阻力，桩的沉降由桩身压缩变形和桩端沉降之和再乘以半经验公式导出的群桩效应系数ψq。该计算方法简单，计算参数的概念明确且易于掌握，可方便地计算桩的沉降是否满足设计要求。     

钻孔灌注桩承载力取值的探讨

本文通过对厦门地区一些钻孔灌注桩在荷载作用下桩顶及桩端沉降的测试,并对充分发挥侧摩阻力和端阻力所需的桩顶沉降进行了分析,认为钻孔灌注桩承载力的充分发挥应考虑桩端阻力充分发挥所需的桩端土压缩量,提出了钻孔灌注桩承载力取值看法。     

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。     

基于自平衡法的深长嵌岩桩竖向承载力分析

为研究深长嵌岩桩承载力特征,通过自平衡试验方法,对贵州某工程3根深长嵌岩桩进行桩基静载试验,从荷载-沉降曲线、荷载传递规律及实测结果方面进行论述,分析了深长嵌岩桩承载特性,结果表明其主要表现为端承摩擦桩,桩基设计时充分考虑桩侧摩阻力发挥情况可节约工程成本。     

基于沉降控制的组合后压浆灌注桩承载力计算研究

以沉降控制标准为原则来确定后压浆灌注桩的承载力有着重要的实际意义。基于石首长江公路大桥工程开展的6根大直径钻孔灌注桩现场静载试验,通过对比分析桩端桩侧组合压浆桩压浆前后的试验结果,研究了组合后压浆对深厚细砂层钻孔灌注桩承载变形性状的影响,在此基础上通过统计得出了在不同桩顶沉降条件下桩端阻力增强系数、桩侧阻力增强系数的取值范围,并给出了一种基于沉降控制标准的组合后压浆桩承载力设计方法,最后通过工程实例验证了该设计方法的合理性。结果表明,组合后压浆条件下的深厚细砂层钻孔灌注桩承载变形性能显著提升,且承载力提高幅度随着桩顶沉降的增加逐渐增大;组合后压浆桩加载至极限状态时,其极限承载力至少提高66%,且能有效地控制桩基沉降量;同时组合压浆后能有效地改善桩端支承性能与桩侧受力特性,显著提高桩端阻力和桩侧摩阻力,并对桩基的荷载传递特性产生明显影响。此外,设计计算方法能较好地给出组合后压浆桩荷载沉降关系的范围,可保守地将计算结果的下限作为工程设计使用。     

由O-cell试桩结果确定整桩的性能

提出了一个根据O-cell试桩结果确定整桩性能的途径,包括基本方法、步骤及必须的资料。以某公路大桥的O-cell试桩为例,采用本文所提出的途径确定出了桩阻力参数、相应整桩的荷载沉降曲线及极限承载力。验证了桩侧阻力与接触面两侧切向位移差之间关系可以用双曲线表示。将按本文提出的方法和现有其他四种方法确定的整桩荷载沉降曲线做了比较,并对各种确定整桩荷载沉降曲线方法的可靠性和适用性做了评价。此外,将按本文给出的整桩荷载沉降曲线和按流行公式确定的整桩极限承载力做了比较,指出了流行公式低估了整桩极限承载力,并对流行公式提出了一个修改建议。强调了,只有按某种有根据的方法确定出完整的整桩荷载沉降曲线,才能由O-cell试桩结果可靠地确定出整桩的极限承载力。     

某工程考虑负摩阻力时基桩竖向承载力的取值

本文通过工程实例,对考虑负摩阻力的基桩进行了单桩竖向承载力的计算和分析对比,理论分析表明在有负摩阻力产生的场地,桩的实际受力和静载试验时的受力与变形性状存在较大的差异。根据静载试验时桩土受力和变形特点,指出对于端承型桩单桩竖向极限承载力设计值不应直接取自静载试验的竖向极限承载力,应将试验结果扣除由负摩阻力引起的下拉力后用于工程桩的设计,否则桩的承载力将存在不安全的因素,通过工程桩的检测和竣工后的沉降监测说明取值合理。     

粉喷桩侧摩阻力强化效应分析

运用Meyerhof理论和土的本构关系,探讨了粉喷桩侧摩阻力强化效应的形成机理。选用邯郸市3个工程的粉喷桩载荷试验资料,分析了侧摩阻力的强化效应与桩身强度、桩端土的承载力、荷载水平和桩长的相互关系,从而合理选择承载力较高的土层作为粉喷桩的桩端持力层,这对提高复合地基的承载力,减小建筑物的沉降量具有重要意义。该结论对其他类型的复合地基设计也具有借鉴作用。