大直径柔性钢管嵌岩桩水平承载力试验与理论分析

文中涉及的某煤炭专用码头柔性靠船桩是一种新颖的柔性墩码头结构形式，该结构由7根大直径钢管嵌岩桩组成，桩外径为1400mm，壁厚16mm，桩长30．74～32．24m，嵌岩深度4．94～5．63m，这在国内外尚属罕见。为论证这种结构可靠性，验证相关的设计，检验施工质量，对该码头柔性靠船结构进行了水平承载力的现场试验。现场试验表明，本工程的柔性靠船结构设计先进、施工良好、工程性能优异，其安全度达到了设计要求。考虑到水平荷载作用下桩的性状足一个复杂的桩土相互作用体系，冈此，为提高理论设计水平，还利用了综合刚度原理和双参数法对2根大直径柔性钢管嵌岩桩在各级加荷下的性状进行了分析，发现计算结果与实测数据吻合，从而总结出桩一土共同作用的规律；探讨了综合刚度EI和双参数α和1/n的数值范围，得到一些有意义的结果，希望能为同类地区的嵌岩桩的设计提供依据，也为综合刚度原理和双参数法应用于大直径钢管嵌岩桩积累了重要的桩土参数。     

水平荷载作用下大直径嵌岩桩力学特性研究

目前,国内外针对大直径嵌岩灌注桩的研究较少,特别是基于现场足尺试验的研究。为研究大直径嵌岩桩在水平荷载作用下的力学特性,对5根直径1.5m的嵌岩灌注桩进行现场水平承载试验,试验采用单向多循环加载法,最大荷载为3500kN。试验结果表明：长5.2m大直径嵌岩桩的桩身最大弯矩发生在嵌岩面处,长11m大直径嵌岩桩的桩身最大弯矩发生在嵌岩面之上桩身中部处,且相同荷载作用下,前者最大弯矩大于后者;嵌岩深度较小会导致嵌岩深度一定范围内发生水平位移,大的嵌岩深度可以降低桩身最大弯矩,嵌岩深度分别为1m与2m的大直径灌注桩,二者水平承载力特征值所对应的最大弯矩比值约为1.1～1.3;受桩侧土刚度的影响,长6.6m大直径嵌岩桩桩身弯矩规律与长11m大直径嵌岩桩相似,且相比于嵌岩深度,桩侧土刚度的影响更显著。     

水平荷载下大直径嵌岩桩的承载力特性研究

通过某大型码头桩基工程的现场试验结合数值分析研究了水平荷载作用下大直径嵌岩钢管混凝土桩的工作机理。根据桩身变形、内力和地基抗力的测试结果分析了大直径嵌岩桩的水平承载特性、桩岩共同作用性状及套箱填砂对深水嵌岩桩水平承载力的影响。采用有限元方法并考虑桩岩(土)界面在受力后滑动脱开的影响,对试验结果进行了数值模拟,并进一步探讨了大直径嵌岩桩的合理嵌岩深度及其主要影响因素。     

花岗岩地区大直径嵌岩桩码头入岩界定探讨

阐述了入岩界定的基本方法,并以某嵌岩桩码头工程为例,对其量化指标进行了探讨与验证。结果表明:现场入岩界定受地质条件、施工工艺以及专业水平等诸多因素影响,但在小区域范围内进行量化,仍具有可行性。     

大直径嵌岩桩承载特性的现场试验分析

嵌岩桩是一种钢筋混凝土现场灌注桩,桩身弹性模量与岩石地基弹性模量相接近,当桩身嵌入岩层后,能牢固地结合成为共同受力的整体结构.通过现场试验(静载荷试验和动测试验)分析,得出嵌岩桩的承载特性:嵌岩灌注桩的荷载传递和破坏特性主要与长径比、覆盖土层性质、嵌岩段的岩性和成桩工艺有关;大部分嵌岩灌注桩属于摩擦型桩;嵌岩灌注桩的嵌岩部分具有较高的侧阻力和端阻力;嵌岩桩的侧阻力与桩土摩阻力都是桩的侧阻力,但二者破坏机制、分布规律完全不同,桩土摩阻力沿桩的深度方向是均匀分布,而嵌岩桩侧阻力则是典型的非线性分布.     

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...     

嵌岩桩承载力特点和嵌岩深度优化

电厂工程采用嵌入粉砂岩的灌注桩,结合试桩资料对软岩中嵌岩桩的端阻力和侧阻力进行了分析,嵌岩桩表现为端承摩擦桩的特性;并结合实例,根据桩的承载力特点,在保证安全可靠的前提下,对嵌岩深度进行了设计优化,取得了较好的技术经济效果。     

大直径钻孔灌注嵌岩桩竖向承载力试验研究

本文在国内外嵌岩桩理论研究的基础上,采用自平衡试桩法对嵌岩桩竖向承载力做了研究。在对试桩测试数据进行分析的基础上,对侧摩阻力和端阻力的发挥程度进行分析,获得必要的设计参数,确定了试桩的竖向容许承载力。     

关于嵌岩桩嵌岩段承载力计算公式的讨论

对比了DBJ50-047-2006与JGJ94-94对嵌岩桩嵌岩段承戢力计算结果的差异,并讨论与之相关的一些理论问题,其分析数据可供工程技术人员参考。     

斜桩水平承载力现场试验研究

对上海附近海上风电场的斜桩基础进行现场水平承载力试验,测试采用单向单循环加载,对正反斜桩的水平承载力及水平位移进行测试。对比测试结果发现,正斜水平承载性能比反斜有较大优势。     

大直径超长桩后继打桩拒锤现象分析 及单桩承载力计算

 受到海上施工条件的限制,特别是大直径超长桩的施工常出现停锤,停锤后继续打桩时,连续打桩引起的桩周地基土中的超静孔隙水压力消散,土体强度得到恢复和提高,使得打桩阻力增大,甚至出现拒锤现象。分析表明,地基土层的分布、土体中裂缝的开展、停打时间的长短以及桩管内土塞的作用直接影响土体强度的恢复和提高程度。提出超静孔隙水压力的计算方法以及超静孔隙水压力的时间效应;结合一维应力波动理论,以实测打桩记录为依据,采用反分析方法确定当后继打桩出现拒锤现象时的单桩承载力。实际工程算例和海上原位动测结果表明,该方法具有可行性。     

基于桩侧阻力强化效应的嵌岩桩承载力计算

 根据常法向刚度条件下结构面剪切力学特性研究嵌岩桩的荷载传递机制。考虑桩–岩界面胶结作用,提出完整的嵌岩桩桩–岩界面剪切机制,即包括胶结破坏、滑动剪胀及剪切滑移3部分;根据桩–岩界面不同剪切阶段的力学特性,建立完整的桩–岩界面剪切本构方程。基于结构面剪切力学特性,从理论上分析嵌岩桩桩侧阻力强化效应的产生机制。研究结果表明,桩侧阻力增强效应在整个桩侧都有发生,但在桩端附近桩侧最为明显。在机制分析的基础上,提出考虑桩侧阻力强化效应的嵌岩桩竖向承载力理论计算方法,该法计算模式明显有别于传统桩基规范算法。工程算例对比分析结果表明,该方法计算值比桩基规范传统算法计算值更接近于现场实测静载试验结果。这一算法可为嵌岩桩设计与应用提供新的思路。     

嵌岩桩竖向承载力的可靠度分析

运用一次二阶矩和Monte Carlo法对嵌岩桩竖向承载力进行了可靠性分析研究。通过一个具体算例分析了分布函数的类型、变量相关性对可靠度指标的影响 ,并分别讨论了可靠度指标与变异系数、嵌岩深度、桩径、活恒载效应比以及安全系数的关系 ,得到一些有益的结论     

大吨位嵌岩短桩静载试验中桩底锚杆的应用

针对大吨位嵌岩短桩静载试验中锚桩抗拔力不足的情况,提出桩底锚杆法。此法是在锚桩底下的基岩中加设岩石锚杆,以共同承受上拔力。给出锚桩抗拔力验算方法和锚桩、锚杆施工的相关技术措施。工程实例说明桩底锚杆法在合适的情况下是行之有效的。     

清华大学综合体育中心拱结构基础大直径桩水平受力特性试验研究

通过现场大直径全套管跟进钻孔灌注桩的水平静载试验 ,对水平荷载作用下的桩顶变形特性、桩身主筋应力变化过程及桩身弯矩分布趋势等进行了详细的分析 ,并提出了有关设计建议     

嵌岩桩竖向承载力影响因素的两种方法分析

为了更好地分析嵌岩桩单桩竖向极限承载力的影响因素,提出并分析了两种研究方法。分析结果表明:自组织特征映射神经网络可以客观的找出最主要的影响因素,但结果受参数量化影响大;遗传BP神经网络可以建立起多影响因素与极限承载力的关系,特别是在研究地域范围内桩基承载力方面优势明显,但需要大量的学习样本,且预测范围受学习范围限制。     

存在软弱下卧层的大直径扩底桩桩端承载力的实用算法

基于半无限空间内部点荷载作用下应力分布的Mindlin解答,提出一种确定存在软弱下卧层的大直径扩底桩桩端承载力特征值的实用方法。首先,利用圆形均布荷载作用下的Mindlin解,推求扩底桩桩端底面的附加应力公式。然后根据规范给出的单桩沉降计算公式确定扩底桩的最终沉降计算公式。最后,根据扩底桩沉降的容许值反算桩端底面的附加应力,进而确定扩底桩的端承力。通过工程实例,将计算结果与实测数据进行对比,两者吻合较好。     

微型桩杆塔基础水平承载力试验研究

通过现场真型试验,对微型桩基础的水平承载力进行研究。试验研究表明:二次注浆工艺有利于提高微型桩水平承载力,当采用投石注浆成桩时,应用于输电线路工程的微型桩必须采用二次注浆工艺;二次注浆工艺对微型桩水平承载力的提升作用因上部土层性质而异,尚需更多的试验和实践确定不同土层性质下二次注浆对微型桩水平承载力的提升效果;适当在微型桩群桩中布置一定的斜桩有利于提高群桩的水平承载力,但应考虑斜桩施工困难会对施工工期产生影响;进行微型桩基础设计时宜按水平允许位移进行控制,在合理选用设计参数的情况下,可采用本文提供的设计方法进行微型桩基础水平承载力的初步设计。     

劲性搅拌桩在水平荷载下承载特性研究

由于单桩水平承载力的影响因素很多,劲性水泥土搅拌桩的水平承载力研究是一项空白,为了探讨劲性水泥土搅拌桩的水平承载特性,通过对3根劲性水泥土搅拌桩的水平承载力载荷试验研究,讨论了该桩的水平临界荷载、极限荷载及水平承载力设计值,分析了其破坏模式。