基于土塞效应的PHC管桩承载力实用计算方法研究

PHC管桩在沉桩过程中存在土塞作用,其受力机理比闭口管桩更加复杂。采用勘察报告给出的参数根据现行规范中的经验公式及修正公式计算单桩极限承载力,其值往往与载荷试验的结果相差很大。根据宁波某一高层建筑PHC管桩的设计和桩基检测结果,对单桩极限承载力计算公式的取值进行分析,考虑土塞的闭塞效应对端阻的增强效果及计算内壁摩阻力时土塞的有效高度对承载力的影响,对公式中的侧阻力及端阻力进行修正,所得到的承载力计算值与试桩结果较为吻合。通过研究,建立了基于土塞效应下根据静力触探指标计算PHC管桩承载力的修正公式。     

粉砂土中PHC管桩的工作性状试验研究

采用现场标准贯入试验 ,分析了粉砂土中PHC管桩的土塞特性、不同沉桩方式对桩周土力学性能的影响。进而通过系列载荷试验 ,研究了粉砂土中PHC管桩的单桩竖向极限承载力随休止期的变化规律及时间效应。研究结果显示 ,不同沉桩方式对粉砂土中PHC管桩产生显著不同的短期时间效应 ,休止期 2 5天后单桩竖向极限承载力趋于稳定     

高强预应力混凝土管桩承载特性研究及实际工程应用

高强预应力混凝土管桩(PHC管桩)以其独特的优点越来越广泛地应用于实际工程建设中,然而,由于土塞效应的存在,PHC管桩的实际承载特性更复杂。论文系统地给出了PHC管桩的荷载传递机理和承载受力特性,并结合泰兴人才公寓项目进行PHC管桩工程实例分析。研究结果显示:由于土塞的作用,增加了桩土的摩阻力,使得单桩的承载力更大。通过对PHC管桩的竖向静载Q-S曲线分析发现,PHC管桩的沉降量随着荷载值的增加不断增大,当加载至3 200 kN时,基桩的沉降量为19.01 mm。计算得到PHC管桩的单桩竖向承载力标准值满足试验单桩的极限承载力。     

预应力混凝土开口管桩的极限承载力分析

预应力混凝土开口管桩在沉桩过程中存在土塞作用,因此其受力机理比闭口管桩更加复杂。根据现行规范中的经验公式以及修正公式计算单桩极限承载力时,开口管桩的计算值常常低于或高于载荷试验的结果。根据西安一高层建筑预应力开口管桩的设计和桩基检测结果,对单桩极限承载力计算公式的取值进行分析,阐述了"土塞效应"对单桩竖向极限承载力的影响,对计算公式中的侧阻力及端阻力进行修正,所得到的承载力计算值与试桩结果较为吻合。通过研究,建立了基于土塞效应下根据土的物理指标与承载力参数计算管桩承载力的修正公式。     

西安静压管桩终压力与单桩极限承载力关系探讨

通过对西安静压PHC管桩静载荷试验资料分析,依据Q—S曲线得到单桩竖向极限承载力,采用数理统计的方法对单桩竖向极限承载力与终压力的关系进行回归分析,分别建立了以粘性土和砂土为持力层时,摩擦型和端承型静压管桩终压力与单桩竖向极限承载力关系的地区经验公式,对今后类似工程的设计和施工提供参考,对西安静压管桩的进一步推广和应用提供依据。     

天津海泰等5个工程预应力管桩端阻效应分析

通过天津地区几例预应力管桩的静载荷试桩结果,分析天津地区预应力管桩以密实状态的粉土、砂土作为桩端持力层所产生的端阻效应对单桩竖向极限承载力标准值的影响及与《建筑桩基技术规范》(JGJ94-94)的差别。     

考虑土塞效应的PHC管桩挤土径向位移计算方法研究

为分析PHC管桩沉桩过程中土塞效应对挤土径向位移的影响,首先从土塞的形成过程和作用机理出发,建立了土塞单元体的受力平衡方程,得出了垂直向总荷载的表达式;其次,将土塞视为"桩中桩",基于Gibson提出的不排水条件下黏性土桩端极限承载力模型,得出"桩中桩"桩端极限承载力的表达式,从而导得PHC管桩在沉桩过程中土塞高度的表达式;再次,应用圆柱孔扩张理论对PHC管桩桩周土体进行弹塑性分析,获得塑性区半径、土体径向位移等解析表达式;最后,将理论计算结果与工程实例进行对比分析,并进一步分析了径厚比、刚度比对静压PHC管桩桩周土体径向位移的影响,验证了所提出的解析表达式的合理性。所提出的解析表达式对PHC管桩沉桩过程中挤土径向位移的计算具有一定的参考价值。     

混凝土开口管桩竖向承载力的经验参数法设计模型

混凝土开口管桩的竖向承载性状因为土塞涌入而与闭口管桩存在区别,在利用预制桩单位极限侧阻和端阻建议值预测单桩竖向承载力时,应根据混凝土开口管桩的特点加以修正。沉桩后的土塞率指标综合反映了土质、桩尺寸和沉桩方式等因素的影响。利用该指标并结合实测数据分析,可以围绕土塞效应使用半解析半经验方法计算桩端承载力,可以描述开口管桩与一般预制桩的挤土效应差异并进行桩侧承载力修正,还可以在一定程度上体现静压桩与打入桩的承载力差异。分析显示,桩基规范和勘察报告一般倾向于提出偏保守的单位极限侧阻和端阻建议值,因此按经验参数法设计模型计算的单桩极限承载力有可能小于实测值。设计模型的优化依赖于更多开口和闭口管桩试验的对比研究。     

预应力开口管桩的极限承载力取值问题的探讨

根据一高层建筑预应力开口管桩的设计和桩基检测结果,对单桩极限承载力计算公式中的取值进行分析比较后,提出了预应力开口管桩单桩极限承载力的计算取值宜考虑“土塞”效应和建议桩端A_p可按全面积计算。     

成都卵石地基锤击PHC管桩竖向承载力研究

以收集四川地区PHC管桩竖向承载力监测资料为基础,从勘察、设计和试验等方面对目前卵石地区锤击式成桩工艺PHC管桩承载力普遍利用较低的原因进行了分析。利用置于中密～密实卵石土层上锤击式PHC管桩极限状态的静载试验、桩身应力和应变监测等测试成果,研究了PHC管桩极限承载力大小及构成、桩侧摩阻力大小和分布规律,以及桩端阻力和桩侧摩阻力对极限承载力的贡献程度,并得到了卵石地区锤击式PHC管桩极限端阻力提高系数,为成都卵石地区PHC管桩承载力确定和深入研究提供了可借鉴的依据和参考。     

考虑内摩擦角影响的开口管桩极限承载力理论分析

针对桩内土塞的存在导致开口管桩极限承载力力计算的困难,在别列赞策夫理论的基础上,将开口管桩的桩壁和桩内土塞分别按刚、柔基础对待,考虑持力层土内摩擦角对桩壁和土塞的影响,推导出了持力层为砂土的开口管桩单桩极限承载力公式。选取12组算例对该承载力公式进行计算,结果表明:当持力层土的内摩擦角越大、桩长越长、桩内径越小时,土塞端阻应力和桩壁端阻应力的差值就越大;当持力层土内摩擦角大于30°时,用该表达式计算出的开口管桩极限承载力值比用JGJ94—2008《建筑桩基技术规范》方法计算值大很多,说明用该规范计算的承载力还有很大的安全储备。     

PHC管桩单桩抗压和抗拔对比试验研究

为对比分析PHC管桩单桩抗压与抗拔条件下的承载性能,开展了河漫滩地质条件下的3根PHC管桩单桩抗压和3根PHC管桩单桩抗拔静载荷对比试验,并在基础施工过程中进行了高应变法跟踪检测初打和复打监测。结果表明:PHC管桩单桩抗压和抗拔荷载-位移曲线呈现出不同的变化规律,抗压荷载-位移曲线为"缓变型",抗拔荷载-位移曲线为"陡变型"。河漫滩场试验条件下600AB(130)型19m桩长的PHC管桩型下压极限承载力和位移为1650kN和7.14mm,抗拔极限承载力和位移为826.7kN和8.78mm。桩侧下压和抗拔平均极限侧阻力值分别为46.1kPa和23.1kPa,抗拔侧摩阻力折减系数为0.501,土阻力恢复系数为1.55,单桩竖向抗压承载力动静对比系数为1.23。试验结果供PHC管桩设计和施工参考。     

PHC管桩土塞效应影响的数值模拟

通过三维数值分析软件FLAC3D分别模拟了PHC管桩的开口桩以及闭口桩的单桩竖向抗压承载力,分析了土塞效应对PHC管桩竖向抗压承载力的影响因素,进而得出了一些有益的结论。     

各向异性PHC管桩水平承载工作性状研究

首先开展了PHC管桩现场水平静载试验,获得了单桩水平临界荷载和极限承载力。结合FLAC3D建立了考虑混凝土和钢筋共同作用时的PHC管桩模型,对单桩水平受荷下桩土相互作用进行了数值模拟,并与实测结果进行了对比分析,验证了该模型的合理性。最后讨论了PHC管桩在水平受荷时的受力与变形特性。研究成果可为PHC管桩水平承载工作性状提供研究基础。     

按土性参数确定单桩竖向承载力应注意的问题

分析某工程预应力混凝土管桩单桩竖向极限承载力标准值与静载试验值有较大差异的原因。强调根据土性指标按《建筑桩基技术规范》 ( JGJ94- 94)中经验参数确定单桩极限侧阻标准值和极限端阻标准值时 ,除考虑土的种类、状态等因素外 ,还必须考虑土的沉积环境特征。     

深厚软土超长预应力高强混凝土管桩轴向受力性状的试验研究

通过在管桩的钢筋笼里面添加带应变计的附加钢筋,对珠海保税区深厚软土地基中超长预应力高强混凝土(PHC)管桩进行了轴向静载试验和桩身轴力的测试,探讨了深厚软土地基中超长PHC管桩的竖向承载特性和荷载传递机理。结果表明在深厚软土地基中,超长PHC管桩表现出端承摩擦桩的承载性状,因此应当选择压缩性较小的土层作为持力层;超长PHC管桩的桩端土刚度对桩侧摩阻力的发挥有极大的影响,提高桩端土刚度对桩侧摩阻力有明显的增强作用;适当地增加桩长可以提高桩基的极限承载力;在长细比较大的超长PHC管桩设计中,除了从极限承载力和桩顶沉降来考虑外,还应该注意桩身强度的影响;同时,在沉降计算中,要充分考虑桩身压缩引起的沉降。该试验方法和试验结果对今后PHC管桩的研究和设计应用具有重要的指导意义。     

超长PHC管桩承压性能试验研究

根据6个PHC超长管桩的抗压静载试验,分析了PHC管桩的抗承载性能,采用高应变检测方法,得到了不同土层的侧摩阻力及桩端阻力值,研究结果表明:单桩抗压承载力因持力层的不同而不同;随着桩长的增加,单桩极限承载力、桩端阻力及其所占总阻力的比例相应增加;根据管桩复打和初打检测结果的比较,得到承载力恢复系数(桩周土阻力恢复系数)平均值为1.13。     

大庆粘性土地区静压PHC管桩竖向极限承载力与终压力关系研究

利用SPSS统计软件对大庆粘性土地区24根静压PHC管桩静载试验数据进行了统计分析。探讨了大庆粘性土地区静压PHC管桩单桩竖向极限承载力与沉桩终压力之间的关系。得到大庆粘性土地区静压PHC管桩单桩竖向极限承载力与沉桩终压力之间的区域经验公式。根据此经验公式既可以合理地选择压桩机型及配重,也可以快速估算出单桩竖向极限承载力,用以指导静压预应力混凝土管桩的设计和施工。     

输电线路PHC管桩单桩及群桩水平承载性能试验

依托淮南—南京—上海1 000kV交流特高压输电线路工程建设,选择淮南典型黏土地基,开展了3个带承台PHC管桩单桩、2×2和3×3两种布置方式下的5个PHC管桩群桩现场试验,分析了水平力作用下PHC管桩单桩及群桩基础的荷载-位移曲线特征,并基于试验得到的基础水平承载力特征值,进一步分析了PHC管桩单桩及群桩水平力承载性能。结果表明:水平力作用下PHC管桩单桩及群桩的荷载-位移曲线均呈"缓变型"变化规律,可将6mm水平位移所对应水平承载力的75%作为基础水平承载力特征值;基于单桩和群桩基础水平承载力特征值计算得到PHC管桩群桩效应系数为0.98,群桩基础水平承载性能良好;增大PHC管桩群桩的桩间距、扩大承台尺寸可显著提高PHC管桩群桩基础水平承载性能;当桩长达到一定长度后,桩长增加对提高其水平承载力并不显著。     

大理软土地区静压PHC管桩极限承载力的修正

通过工程实例，对大理软土地区PHC管桩的单桩竖向极限承载力的计算值与实测值进行比较，发现在计算中由于为充分考虑土塞对PHC管桩的特殊影响，而造成计算值偏低，并据此提出修正。