砂土地基中静压桩桩体回弹和复压特性分析

明确静压桩回弹和复压特性有利于提高静压沉桩质量及其经济性。为此,采用室内模型试验模拟砂土地基中静压沉桩,考虑沉桩速率、桩长和卸荷速率,分析静压桩卸荷过程中桩体回弹量、桩周侧压应力、桩端残余应力和单桩极限承载力的变化规律。并对比分析了复压前与复压后桩体回弹量、桩周侧压应力和桩体极限承载力的变化。结果表明：桩体回弹量主要与桩长有关,桩体回弹量约为桩长的0.4%,并随沉桩速率和卸荷速率增加而增大,且卸荷速率的影响程度大于沉桩速率。建立了桩体回弹量随时间变化的双曲线模型,较好地反映了卸荷过程中桩体回弹量随时间的变化规律。提出了卸荷后桩周侧压应力计算的修正被动土压力计算式,其计算结果显著优于被动土压力公式计算结果。沉桩速率和卸荷速率引起的极限承载力差异最高可达12%,建议以沉桩终压力的1.04倍进行桩体极限承载力估算。复压的主要作用是提高桩周侧压应力,且桩周侧压应力约提高50%,桩体承载力提高幅度约为10%,故实际工程中应关注复压施工质量,以有效提高桩体极限承载力。     

砂土中静压桩沉桩过程试验研究与颗粒流模拟

采用室内模型试验及颗粒流数值模拟研究了密实砂中静压桩沉桩过程,对桩周土体宏细观力学响应进行了分析研究。通过模型试验对浅层土体、桩身周围、桩端处土体的不同位移模式进行了比较分析,揭示了桩周不同位置土体的变位规律,并将孔隙变化场与宏观位移场进行相互印证,发现桩端土体位移模式与压密区基本呈圆孔扩张。对桩体贯入过程中的动端阻力、动侧摩阻力的发展规律以及临界深度等问题作了揭示。以室内模型试验为基础,建立了静压桩沉桩颗粒流模型,将数值结果与试验结果对比分析,通过分析土体细观变化模式揭示沉桩过程中宏观响应的内在机理。研究成果对于进一步明确沉桩挤土效应内在机理和沉桩阻力的发展规律都具有意义。     

基于桩土界面的静压桩沉桩效应与承载特性室内试验研究

饱和黏性土地基中桩土界面的受力特性会对静压桩沉桩效应及长期承载力的发挥产生重要影响。通过黏性土地基中桩身表面嵌入式安装硅压阻式传感器的静压桩模型试验,分别对开口和闭口静压桩沉桩和加载过程的桩土界面超静孔隙水压力和有效径向应力进行研究。结果表明：在沉桩过程中,桩土界面超静孔隙水压力及有效径向应力随入土深度逐渐增加,沉桩结束时增量幅值随着h/D(h为传感器距桩端距离,D为桩径)增大而减小,同一h/D位置处闭口桩的增量幅值大于开口桩的;同一入土深度处,桩身不同h/D位置处桩土界面有效径向应力存在退化现象,且随着h/D和入土深度的增加退化越明显。在加载过程中,h/D=1和h/D=5位置处桩土界面超静孔隙水压力相比沉桩结束时减小,且随着h/D增大,减小幅度也增大;同一h/D位置处,桩土界面有效径向应力增量幅值随着桩顶施加荷载值增加而增大。沉桩过程和加载过程桩土界面超静孔隙水压力和有效径向应力均随着h/D的增加而减小,不同h/D位置处桩土间的有效径向应力变化是沉桩和加载过程桩土界面受力机理不同的重要原因。     

砂土中静压桩侧摩阻力和侧压力的试验研究

近年来,随着城市基础建设的高速发展,静压桩以其振动小、噪音低、对环境影响小等独特的高质、高效的绿色施工特点,越来越受到工程界重视。本文采用室内模型试验的方法对静压桩进行研究。用特制的加力杠杆施加桩顶荷载,通过贴置在模型桩身的应变片和其他量测设备对模型桩的侧摩阻力、侧向压力等桩身应力进行了测量。在数据处理方面,本文提出了一种新的桩身应力计算方法,测量桩在压入程中的桩身应变,然后运用弹性力学方法得出桩侧摩阻力、侧向压力等桩身应力变化情况,为分析桩基础在压入过程中的力学性能提供了有力支持。     

不同直径单桩静压贯入力学特性模型试验研究

为探讨不同桩径静力压入单桩的贯入力学特性,设计了不同桩径的模型桩,基于光纤光栅(Fiber Bragg Grating,简称FBG)传感技术,开展了黏性土中静压贯入两种不同直径单桩的模型试验研究。结果表明:试桩的压桩力基本呈线性增加趋势,桩径越大,压桩力越大;桩径不同会影响单桩的荷载传递性能,由于桩径越大挤土效应越明显,沿深度方向的桩身轴力传递性能优于小桩径桩;桩身单位侧摩阻力随深度增大而增大,桩径越大,对土体的侧向挤压力越大,桩身单位侧摩阻力越大;同一深度,两种不同直径单桩桩身单位侧摩阻力都出现"侧阻退化"现象,"侧阻退化"现象随着贯入深度的增加越明显,且桩径越大,桩身单位侧摩阻力退化越显著;均质黏性土地层静压沉桩阻力主要为桩端阻力,沉桩结束时,试桩桩端阻力占沉桩阻力的比例分别为59.5%和66.2%,不同的桩身直径既影响桩端阻力,又影响桩侧阻力。确定静压贯入沉桩阻力时,考虑基于黏性土的侧阻退化后实际值更为合理。     

上海地区静压沉桩可行性分析方法

对静压法沉桩过程中沉桩阻力的计算方法进行了分析。讨论了静压沉桩的荷载特点,提出了预制桩在静压沉桩条件下的桩身竖向抗压承载力计算方法。结合工程实例对上海地区静压沉桩的可行性分析方法进行了探讨,供设计和有关工程技术人员参考。     

砂土中静压桩挤土时效性的室内应变保持试验研究

工程实践中发现砂土中的挤土桩承载力亦有时效性,超静孔隙水压力消散理论无法解释该现象。利用应力路径三轴仪进行应变保持试验,模拟沉桩及随后的桩周土体的应力状态和物理性质的改变,经分析试验结果得出,砂土中静压桩承载力时效性是由于桩周土体蠕变膨胀引起桩壁上作用的水平应力增大的结果。     

砂土中静压挤土桩周压力的监测与研究

在城市中,传统锤击桩等动力沉桩产生了包括噪音、振动等环境问题。而静压桩由于其对环境影响比较小等特点得到了越来越广泛的应用。通过模型试验研究了静力压桩过程中桩周砂土的侧向土压力的发展规律。文章监测了整个沉桩过程中几组测点的土压力的发展,当桩尖向下刺入接近测点时,土压力急剧增长;当桩尖继续下沉到测点以下,测点处的土压力又急剧减小;当桩体尚未刺入到测点深度的时候,测点处的土压力就会提前达到峰值。由沉桩引起的侧向土压力最大值沿径向呈指数函数衰减,而随深度呈近似的线性增长。模型试验对比了不同沉桩速度所需的沉桩贯入力,发现沉桩速度越快,需要的沉桩贯入力越大。沉桩速度的快慢对桩周土体压力的产生没有明显影响。     

浅谈辽沈地区静压桩沉桩阻力的估算

针对辽沈地区岩土工程的特点,选择了三个具有代表性的已有计算沉桩阻力的公式进行分析研究,以期找出适合该地区的沉桩阻力计算公式,进而对采用静压桩施工工艺、判断沉桩可能性和施工设备的选型具有重要的参考价值。     

静压预应力管桩的沉桩阻力分析

介绍了静压预应力管桩的沉桩机理，探讨了在粘性土、砂性土、层状地基等不同地质条件下的沉桩特性和规律，结合工程实例，对静压预应力管桩沉桩阻力作了分析，为工程技术人员把握实际施工中的压桩力提供参考。     

Experimental investigation on resistance and response of jacked model piles in sand

静压沉桩过程中沉桩阻力计算是桩机选型的关键，而目前对沉桩阻力计算方法尚未统一，且沉桩过程中引起的桩周侧压应力分布规律尚不明确。为此，通过室内模型试验模拟砂土地基中静压沉桩，研究沉桩速率和桩长对静压沉桩过程中沉桩阻力、沉桩端阻力、桩周侧压应力和桩体极限承载力的影响。结果表明：沉桩阻力、沉桩端阻力、桩周侧压应力和桩体极限承载力主要与桩长有关，沉桩端阻力与沉桩阻力之比随着沉桩深度增加而减小，但在沉桩深度为12倍桩径位置的沉桩端阻力占沉桩阻力的比例仍高达75%；桩周侧压应力随着埋深增加逐渐趋近于被动土压力，其主要与沉桩对土体挤密作用有关，且增加桩长和降低沉桩速率均可改善沉桩挤密作用；桩周侧压应力存在显著的“退化”现象，并与沉桩过程和桩体回弹有关。此外，基于太沙基极限承载力理论建立了沉桩阻力拟合计算式，并结合朗肯被动土压力理论，提出了桩周侧压应力计算的朗肯被动土压力修正计算公式，可用于静压桩沉桩完成后的桩周侧压应力计算。     

饱和成层土中静压桩挤土位移的模型试验研究

通过在饱和成层土中依次静力贯入三根桩的模型试验,研究了沉桩的挤土效应,总结了沉桩过程中土体在水平方向和竖直方向的位移变化规律,并对压入单桩、双桩和三桩的试验结果进行了对比分析。结果表明:沉桩过程中软硬土层交界处土体水平位移变化剧烈,呈波浪形分布,距桩越近水平位移变化越大;地表隆起最大值大约发生在距桩轴线2d(d为桩径)处;较硬土层对上部软土有约束作用而对下部软土有挤压拖带作用;双桩和三桩沉桩过程中已压入桩的"遮幕"作用明显;土体被挤压后,外摩擦角有所增大;桩周土体密度提高,影响范围大约在6d左右;上部土体含水量增大,下部土体含水量减小,但变化值不大。     

静力沉桩的室内模型试验装置研发

砂土中静力沉桩是一个复杂的过程,可以通过室内模型试验的方法对其机理进行探究。研制了一套功能完备的自动压桩仪。该设备通过伺服系统控制,具有恒力加载和匀速加载等特点,增加了控制精度。为试验提供了较为稳定的条件。     

砂土中桩端阻力随位移发挥的内在机理研究

通过模型试验及颗粒流程序数值模拟,较为系统地从桩端周围土体位移场、应力场、孔隙率变化场等角度,对砂土中桩端阻力随位移发挥的内在机理进行了研究。结果表明:不同密实度砂土扩张影响范围的不同是相同位移下桩端阻力存在差异的原因。在桩端阻力发挥的起始阶段,土体位移以竖向变形及斜向下挤出扩张为主。当桩端阻力呈现极限阻力态势时,土体位移以水平及斜向上扩张滑移为主。通过桩端周围土体位移场、应力场、孔隙变化场的相互印证,揭示了随端阻力的发挥,桩端周围土体的球孔状压密-扩张过程。采用颗粒流程序进行数值模拟研究,模拟结果与模型试验具有良好的一致性。     

楔形与等截面静压桩沉桩贯入阻力对比研究

基于Vesic圆孔扩张理论,考虑贯入深度对扩孔压力的影响,得到了一种扩孔压力的迭代算法;在此基础上,分析了楔形与等截面静压桩沉桩贯入阻力的差异性,并考虑极限滑动摩阻力的影响,建立了两种桩型的静压沉桩贯入阻力计算公式。为了验证该方法的可行性,对楔形与等截面桩进行模型对比试验,并利用该方法对模型试验进行计算分析,试验及理论结果均表明,等截面桩沉桩贯入阻力在贯入初期上升较快,后期上升缓慢,而楔形桩整个沉桩过程贯入阻力始终保持稳步增长。同时,等截面桩最终沉桩贯入阻力要比平均截面半径相等的楔形桩贯入阻力小得多,说明在相同贯入阻力前提下,采用楔形桩将能大幅度减少桩身材料,降低成本。     

砂性土中桩基模型试验研究

根据在砂性土中的模型试验，介绍了其试验模型和试验方法，对桩筏基础的荷载-沉降和桩轴力特性进行了分析、研究，并得出一些基本的规律，为进一步的研究提供参考依据。     

无反力条件下锚杆静压桩的设计与施工

锚杆静压桩是一项成熟的基础加固托换技术,在狭小空间内更显其长,但它往往受到基础反力的局限,若没有被加固基础提供反力,就无法进行压桩施工。本文结合广东某综合性大学二级学院学生宿舍楼不均匀沉降加固实例,对锚杆静压桩的工作原理及沉桩机理进行了分析,探讨了锚杆静压桩设计参数的计算和取值原则,详细介绍了无反力条件下锚杆静压桩的设计与施工技术。沉降观测结果表明,加固方案对控制基础不均匀沉降起到了良好作用,为类似工程问题提供了参考经验。