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。     

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。     

抗拔桩承载能力影响因素与群桩变形规律试验研究

利用自主研发的桩基室内抗拔测试装置,结合数值模拟技术对抗拔桩的承载破坏过程及影响因素、群桩的协同工作特征展开了深入研究。结果表明：抗拔桩的承载破坏经历4个阶段,承载初期,桩顶侧摩阻力最先发挥作用,桩顶土体发生塑性破坏;随上拔荷载不断增大,桩体产生相对位移,桩周土体由于桩身侧摩阻力产生塑性破坏;当桩身轴力自桩顶传递至桩底时,桩身底端产生抗拔“吸附力”,并伴随局部土体塑性破坏;随着桩周土体塑性区的拓展、连通,抗拔桩承载能力达到极限;桩身长径比、桩-土界面摩擦因数、桩侧土体压力与其承载极限呈正相关关系,其中桩身长径比对桩端“吸附力”具有重要影响;群桩抗拔过程中,角桩侧摩阻力发挥最充分,桩身位移量最小,极限承载力最大,中心桩桩身位移最大,极限承载力最低;距径比影响抗拔桩的群桩效应,当距径比从2增大至8时,桩身侧摩阻力提高30%,将距径比8作为群桩工程的推荐值,6～10作为群桩距径比的推荐范围。     

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。     

黏性土中开口与闭口模型管桩受力性状试验研究

为研究开口和闭口试桩在黏性土体静力沉桩过程中荷载传递规律及承载性能的差异性,采用桩身开槽预埋增敏微型光纤光栅传感器的方法,针对黏性地基土,开展两组不同桩端形式模型试桩承载性能对比试验,测得沉桩过程中压桩力、桩端阻力、桩侧摩阻力及桩身轴力发展变化规律。结果表明:光纤光栅传感器可实时监测沉桩过程中桩身受力状态;开口和闭口模型管桩的压桩力、桩端阻力等荷载均随着沉桩深度的增加呈增长趋势,而不同贯入深度下的桩身轴力却逐渐递减;黏性土中的静力压桩、开口管桩和闭口管桩的桩端阻力占比均超过50%;在桩侧摩阻力发挥上,双壁开口模型管桩外管是内管的3倍。当开口管桩贯入深度达到最大值90cm时,土塞高度稳定在33cm,此时,桩侧单位侧摩阻力的分布呈下大上小的形式。     

多级扩径桩承载特性模型试验及计算研究

在宁波砂质粉土中开展了等直径桩、扩底桩、扩径桩(多级扩径)抗压静载模型试验,测试获得了单桩承载力–沉降(Q–s)曲线、桩侧摩阻力,对比分析了3种桩的承载特性,并推导建立了多级扩径桩承载力和沉降计算公式,结果表明:多级扩径桩更能充分地发挥扩大头下端土体的承载作用,具有提高承载力、减小沉降的作用;受到扩大头的影响,多级扩径桩中部侧阻无法充分发挥,但扩径阻力是荷载传递的重要方式;建立的多级扩径桩的承载力及沉降计算公式较为合理。     

双壁开口管桩大尺度模型试验初探

开口管桩由于具有承载力高、质量可靠、施工方便等优点得到越来越广泛的应用。土塞的生成使得开口管桩沉桩阻力不同于闭口管桩,不仅包括桩外侧摩阻力、桩端阻力,桩内侧摩阻力亦是其重要组成部分,不同桩靴形式对桩体贯入影响较大。从试验方法、试验方案、试验结果 3个方面阐述了国内外现状,针对目前研究中的不足,设计了可区分端承阻力、土塞阻力、外侧摩阻力,以及不同桩靴形式的双壁开口模型桩,比较了不同桩靴对土塞内、外侧摩阻力的影响。     

全液压可视旋挖扩底灌注桩抗压承载性状及影响因素分析

基于全液压可视旋挖扩底灌注桩(AM工法扩底桩)抗压静载试验的数据建立数值分析模型,分析扩底抗压桩的竖向承载性状和影响因素。研究表明:AM工法扩底桩的抗压承载力要大于等直径桩的承载力。桩侧摩阻力随桩顶荷载的增大逐步发挥到最大值,桩身上部摩阻力发挥要早于下部摩阻力的发挥,下部摩阻力比上部摩阻力偏大,桩侧摩阻力发挥要早于扩孔部位端阻力的发挥。扩底抗压桩的承载力随桩长、桩径、扩孔直径、扩孔次数及桩身模量的增加而增大,但存在一个最佳值。     

沉渣强度特性及桩侧摩阻力强化弱化效应研究

根据不同桩端条件下大直径灌注桩静载试验结果,研究桩端沉渣和预压对灌注桩承载性能的影响,并对沉渣的承载机理及桩侧摩阻力的弱化或强化效应进行探讨。结果表明:单桩极限承载力随桩端土层强度和刚度的增大而增大,桩端少量沉渣的压缩有利于侧摩阻力发挥到极限值,而无沉渣的完好桩端阻力和侧摩阻力一般难以发挥到极限值。此外,沉渣较厚或持力层强度较低时,侧摩阻力往往产生弱化效应,沉渣较少或持力层强度较高时侧摩阻力又往往产生强化效应,这种弱化或强化效应在桩端处最明显。沉渣具有结构性和压硬性的特性,在受压过程中因结构破坏而产生刚度弱化,经充分压实后又产生刚度强化,承载性能接近持力层。     

广东地区大直径超长钻孔灌注桩荷载传递特性试验研究

 通过广东软土地区大直径超长钻孔灌注桩大吨位静载试验,分析了该地区大直径超长钻孔灌注桩承载特性及荷载传递机制,为该地区大直径超长桩的理论研究和工程应用提供了宝贵的参考数据。实测结果研究表明：试桩的Q-s曲线呈缓变型,桩端承载力分担总荷载比例均低于15%,表现为摩擦桩特性;随桩顶荷载增加,桩土相对位移沿桩身的递增幅度呈先增大后减小的趋势,淤泥质粉质黏土和淤泥达到极限侧摩阻力所需的桩土相对位移分别为17和6 mm,砂土达到极限侧摩阻力所需桩土相对位移22～27 mm,桩身上部土层侧摩阻力发生不同程度的软化;桩身上部粉质黏土的桩土相对位移为18～23 mm,在桩土相对位移达40 mm时,下部粉质黏土层侧摩阻力达到极限值的87%以上,桩土相对位移继续增大时,侧阻增加趋势较为平缓,并逐渐接近于极限值;风化砂岩侧摩阻力随桩土相对位移的增加而增大,极限荷载下侧摩阻力未完全发挥;桩端阻力随着桩端沉降量的增加呈加工硬化型。