软土中注浆与未注浆抗拔桩受力性状对比试验研究

在杭州萧山一工地未注浆与注浆试桩抗拔静载试验的基础上,发现抗拔桩经过桩端后注浆可显著减少桩端位移,极限抗拔力至少提高25%,最大桩身拉伸量占桩顶上拔量的91.5%。注浆与未注浆桩的桩身轴力都随深度逐渐减少,桩端轴力始终为0;浆液上返高度16.9m范围内注浆桩侧摩阻力有较大幅度的提高,最大提高幅度为83.3%;在利用浆液上返高度公式计算注浆抗拔桩竖向增强体高度和考虑桩身自重的基础上,提出桩端后注浆抗拔桩承载力的估算公式。通过反分析计算,未注浆桩抗拔折减系数的取值范围为0.65～0.80,注浆桩侧阻力增强系数的取值范围为1.33～1.83,计算方法与结果可供初步设计与实际工程使用。     

嵌岩旋挖扩底抗拔桩工程应用研究

 对于单轴抗压强度在14.4 MPa以下风化程度不同的泥岩、泥质砂岩互层的特殊地质条件,按照现行设计规范,抗拔桩基础往往难以找到合适的终孔地层,利用旋挖钻机成孔、扩孔施工工艺形成扩底抗拔桩解决上述问题,并根据现场原型试验,对嵌岩旋挖扩底抗拔桩承载规律进行研究。根据桩顶静载试验和桩身应变测量试验数据,分析抗拔桩的桩身开裂、桩身变形规律。分析后认为,嵌岩扩底抗拔桩极限承载力主要由桩侧摩阻力、扩大头抗拔力提供,桩侧摩阻力是逐渐发挥作用的,计算桩的极限抗拔力时不宜考虑全部的桩侧摩阻力,扩大头抗拔力在整个抗拔力中占较大比例。嵌岩扩底抗拔桩极限承载力主要受桩顶位移控制。极限承载力是桩顶位移达到极限值(即容许上拔量)所对应的承载力,而不是抗拔桩真正所能发挥出来的最大承载力。当上部结构对抗拔桩桩顶位移比较敏感时,宜采取措施控制桩身变形,而不是单一提高桩的极限抗拔承载力。     

桩侧注浆与扩底抗拔桩的极限载荷试验研究

相比于传统等截面抗拔桩,桩侧注浆抗拔桩和扩底抗拔桩能大幅提高抗拔承载力,具有较高的工程应用前景。笔者开展了有效桩长19 m的桩侧注浆抗拔桩和扩底抗拔桩的极限载荷对比试验,各3根试桩,均加载至极限破坏状态,同时开展桩身轴力与变形量测。从荷载位移曲线、桩身轴力分布规律、桩侧摩阻力发挥特性等方面对两种桩型进行了对比分析。试验表明,两种桩型相比于等截面抗拔桩的承载力提高机理不同:桩侧注浆使得有效桩长范围内各层土桩侧摩阻力普遍得到增强,实测桩侧摩阻力比勘察建议值提高33%~73%。扩底抗拔桩中等截面段侧摩阻力的发挥与勘察报告建议值相当,扩大头提供的抗拔承载力随加载值的增大而逐步发挥,在最大加载值时,扩大头承载力达到总加载的55%,超过等截面段桩侧摩阻力,扩大头的存在对于提高抗拔承载力作用明显。     

石家庄地区后注浆灌注桩侧阻力及端阻力增强系数取值的试桩研究

通过对实际工程中相同场地条件下抗压基桩按不注浆、仅桩端注浆、桩端桩侧复式注浆3种工况的抗压承载力测试结果以及抗拔基桩按不注浆、仅桩侧注浆两种工况的抗拔承载力测试结果的对比分析,得到后注浆灌注桩承载力综合提高系数(注浆后桩实测承载力特征值与不注浆桩计算承载力特征值的比值)实测值,为石家庄地区合理采用后注浆灌注桩承载力综合提高系数的取值提供工程依据。同时,通过对上述各试桩桩侧埋设的钢筋计的测试结果分析,得到不同土层在注浆后的极限侧阻力增强系数,并据此推断出抗压桩端阻力增强系数,从而得出实测值与规范值间的对应关系,供工程应用参考。     

普通抗拔桩与托底抗拔桩荷载传递数值分析

基于FLAC3D有限差分软件,对普通抗拔桩和托底抗拔桩进行数值模拟分析,对比研究两种抗拔桩的荷载-位移曲线、桩身轴力传递特性及桩侧摩阻力分布等特性。结果表明:普通抗拔桩的极限承载力小于托底抗拔桩的极限承载力,荷载相同时普通抗拔桩的位移更大;两种桩型的荷载-位移曲线均主要由线性段构成,普通抗拔桩和托底抗拔桩在极限状态时均发生"突变型破坏";托底抗拔桩桩身轴力由下向上传递,普通抗拔桩桩身轴力由上向下传递,两者的轴力沿深度分布形式相反:普通抗拔桩轴力随深度增加而减小,托底抗拔桩随深度增加而增大;两种桩的摩阻力分布曲线相似,上部小,中下部大;荷载水平较低时,托底抗拔桩上部摩阻力大于普通抗拔桩,荷载水平较高时,除了桩端附近,托底抗拔桩全桩摩阻力均大于普通抗拔桩;桩侧摩阻力与桩土相对位移关系呈双曲线型分布。     

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。     

软土地区多种桩型抗拔桩侧摩阻力特性研究

近年来,对扩底抗拔桩和桩侧注浆抗拔桩这两种新型抗拔桩承载特性的研究受到广泛关注。依托上海虹桥综合交通枢纽工程,开展了等截面、扩底和桩侧注浆3种桩型抗拔桩的现场足尺对比试验。比较了各桩型桩侧摩阻力发挥特性的差异;并对典型土层在不同桩型中摩阻力的发挥特性进行了分析;将3种桩型抗拔桩的桩侧摩阻力实测值与规范推荐值进行了比较。进一步认识了软土地区扩底抗拔桩和桩侧注浆抗拔桩各自的荷载传递特性。     

注浆螺纹抗拔桩室内模型试验与承载机理分析

为探讨一种新型注浆螺纹桩的抗拔承载机理，进行了室内模型试验，用以研究等截面圆桩及不同螺纹间距的注浆成型螺纹桩的荷载-位移曲线和侧阻力的分布规律。采用三维有限元分析方法，探讨了桩周土的塑性行为。结果表明，与等截面圆桩相比，螺纹桩中螺纹与桩周土的相互咬合作用增大了桩侧摩阻力，其侧摩阻力的增幅自上而下近似为等值，使得螺纹桩抗拔承载力得以大幅度提高；抗拔承载力与桩体螺纹间距与桩径的比值（即距径比）密切相关；存在某一最优螺纹距径比，使得抗拔承载力最高。三维有限元分析结果表明，随距径比值增大，桩侧土体塑性区先不断增大后逐渐减小，距径比为1时塑性区范围最大，此时相邻螺纹间形成了贯通的破坏面。针对注浆螺纹抗拔桩提出了最优螺纹间距，可为该桩型的优化设计提供依据。     

微型桩杆塔基础上拔试验研究

通过现场真型试验,对微型桩基础抗拔承载机理及其抗拔承载力计算方法进行了研究。试验研究表明:微型桩单桩抗拔承载力可由桩身自重和桩周侧摩阻力相加组成;二次注浆有利于提升微型桩抗拔承载力,在进行微型桩抗拔承载力计算时应考虑二次注浆的提升作用;群桩基础中布置斜桩可采用10度倾角;由于承台对上拔荷载的重分配,在上拔荷载作用下,角桩承力最大,边桩次之,中桩最小;本次试验条件下,微型桩抗拔群桩效应系数可取0.7进行计算。     

软土地基钻孔灌注桩桩端后注浆试验成果分析

通过对上海虹桥枢纽等重大工程的钻孔灌注桩注浆前后的静载荷试验、桩身应力测试结果的对比分析,探讨了桩端后注浆对单桩承载力的影响,深入分析了桩端后注浆对桩侧摩阻力、桩端阻力的作用机理及各自的影响程度,并通过桩端取芯验证分析结果,得出了桩端后注浆主要提高桩侧摩阻力及承载力的提高幅度与桩端进入砂层深度成正比的结论。     

后压浆钻孔灌注桩承载力分析与试验研究

针对后压浆钻孔灌注桩承载力难以准确确定的现状,提出基于现场试验的改进计算公式。采用平行对比法对某工程项目的普通钻孔灌注桩和后压浆钻孔灌注桩进行承载力现场测试,并结合单桩承载力理论分析,提出后压浆单桩承载力计算改进公式。结果表明:在条件相似的情况下进行测试时,采用后压浆技术可大幅提高单桩承载力,减小沉降量;采用改进公式计算的单桩承载力与现场测试结果相差较小,说明提出的公式是比较合理的;所确定的后压浆钻孔灌注桩承载力计算公式对类似工程具有重要的参考意义。     

后压浆灌注桩的实际应用

灌注桩后压浆技术解决了桩底沉淤和桩身泥皮影响灌注桩承载力的问题,使桩底、桩侧土得到了加固,从而大幅度提高了灌注桩的承载力,降低了桩的沉降量。本文通过对某高层住宅大直径后压浆灌注桩和普通钢筋混凝土灌注桩的设计及静载对比试验,说明了后压浆灌注桩是一种承载力高、经济效益显著的桩型,在太原市地质条件下,值得推广应用。     

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。     

圆砾层中桩端后压浆技术应用研究

为了研究圆砾持力层桩端后压浆效果,对椒江1号高架桥桩端持力层为圆砾的3根桩端后压浆钻孔灌注桩进行自平衡测试。结果表明,经过后压浆处理的桩承载力有大幅度提高,其中桩端阻力提高幅度较为明显,桩侧摩阻力亦有一定提高。     

后注浆抗压桩受力性状的试验研究

 在温州鹿城广场5根抗压桩静载试验的基础上,揭示后注浆抗压桩在不同荷载水平下的一些规律。试验表明,注浆压力时刻都在变化,但有一个大体动态变化的范围。注浆可以固化桩底沉渣和桩侧泥皮,改善桩的承载性能。抗压桩在荷载作用下,桩身轴力随着深度的增加而减少,且随着荷载的增加,桩端轴力逐渐增大。对持力层是卵石层的桩采用桩端后注浆技术后,桩身压缩量占单桩沉降的80%以上。桩侧摩阻力的发挥程度和桩土相对位移有着很好的对应关系。当桩土相对位移达到一定值后,桩上部土层会出现桩侧摩阻力随着桩顶荷载的增加而减少的现象,即侧摩阻力软化现象。而靠近桩端的桩侧土体,尽管桩土相对位移较小,桩侧摩阻力值却会急剧增大。     

不同组合下高喷插芯组合桩抗拔承载特性试验研究

基于自主研发的大型桩基模型试验加载系统,采用砂雨法施工,对4种不同组合形式的高喷插芯组合桩(JPP桩)进行了抗拔承载性能对比试验研究。结果表明:1)JPP桩的不同组合形式对抗拔承载力有较大影响,下组合抗拔承载能力最高,其承载能力是分段组合II的1.1倍,是分段组合I的1.3倍,是上组合的1.4倍。2)极限荷载下,组合段所提供的总侧摩阻力中,下组合最高。3)在桩体上拔过程中,桩身轴力沿桩身向下依次递减;随着荷载的增加,桩身上部侧摩阻力首先达到极限值并趋于稳定,然后桩身中下部侧摩阻力逐渐发挥。4)侧摩阻力随桩土相对位移的增加而逐渐变大,在桩土相对位移较小时便达到较大值,桩身上部的侧摩阻力在达到较大值后趋于稳定,桩身中下部不同位置处的侧摩阻力在达到较大值仍有不同程度递增的趋势,总体上呈现出双曲线的分布形式。     

碎石注浆桩承载特性试验研究

通过室内模型试验及现场试验,对碎石注浆桩这一新型桩基技术的承载性状、工作机理进行了试验研究。试验结果表明,与素混凝土灌注桩和预制混凝土桩相比,碎石注浆桩通过先投放碎石后进行注浆成桩的工艺,在注浆过程中胶结碎石成混凝土提高桩体强度的同时,水泥砂浆也胶结加固了桩侧和桩端土体,使得桩侧摩阻力和桩端阻力均得到显著提高。通过试验分别研究了注浆对桩侧摩阻力和桩端阻力的影响及荷载分担情况,得到了一些有益结论。试验也表明:泥浆护壁的成孔方式对桩体的承载性能有一定削弱作用,通过后注浆的工艺可得到改善。着重对试验方法和结果进行描述分析,得到的一些试验数据和结论可为深入研究碎石注浆桩的加固机理和计算方法提供依据。     

桩侧桩端联合后注浆提高承载力及其数值模拟

某高层建筑自重荷载大,对基桩承载力要求高,对该工程桩侧桩端联合后注浆提高基桩承载力的10根试验桩和2根未注浆的锚桩进行了现场检测试验,并在FLAC3D中分别用土体参数、桩土界面参数和等效桩径模拟后注浆提高基桩承载力的机理。结果表明:联合后注浆桩的桩长满足要求,桩身完整;后注浆比未注浆的基桩承载力提高70%以上;将单桩竖向极限承载力取为8800kN是偏于安全的;注浆压力和注浆量、土体的性质对后注浆提高基桩承载力的影响较大,后注浆结石体性质对桩承载力的影响相对较小;用等效桩径法可有效模拟后注浆提高桩承载力的机理。