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。     

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。     

PHC管桩端阻力的研究

对PHC管桩静载荷试验结果和按照《建筑桩基技术规范》(JG J94-94)的查表值比较。分析PHC管桩以粉土、砂土作为桩端持力层时所产生的端阻效应对单桩竖向极限承载力的影响。并提出计算PHC管桩单桩极限承载力时应考虑"土塞"效应。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

基于捷径重试规则晶圆带式搬运系统性能优化

开口管桩由于其承载力高、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.针对开口管桩沉桩受力特性,采用自主研发的大尺度模型试验装置,进行不同桩靴形式下开口管桩的贯入试验,并与闭口管桩进行对比分析.研究表明,开口管桩随沉桩深度的增加趋于闭塞,沉桩阻力随沉桩过程基本呈线性增加,桩内、外侧单位摩阻力均存在"侧阻退化"效应;桩体贯入时桩周地表隆起量随径向距离增加逐渐减小,隆起速率随沉桩深度增加逐渐变缓,桩周土影响范围约为5 ~ 7倍桩径;桩靴对开口管桩土塞生成、沉桩阻力和挤土效应均有重要影响,内30°桩靴土塞生成高度、桩内侧摩阻力及其所占总沉桩阻力比例最大,桩周土地表隆起量最小,外30°桩靴与内30°桩靴情况相反,直角桩靴居中;闭口管桩沉桩阻力、外侧摩阻力与挤土程度均大于开口管桩.     

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。     

超长大直径变截面钢管复合桩竖向承载力算法

变截面钢管复合桩的受力性能较好,在工程中应用较多,但是其理论研究却较为滞后。对该桩型竖向承载力计算方法进行研究,分析了其荷载传递规律,选取桩基受力极限状态,考虑钢管作用与变截面处承载力,利用桩土位移协调关系推导了超长大直径变截面钢管复合桩竖向极限承载力计算公式,并用该方法和现行规范计算方法对鱼山大桥37号桩基进行竖向承载力计算,与试桩自平衡试验实测值进行对比。研究结果表明:试桩自平衡试验曲线平缓无陡降,单桩竖向极限承载力试验值为120 056 kN,利用现行规范公式计算值与实测值相比偏差过大,而本文推导方法计算结果与实测值较为接近,验证了本文方法的可靠性。     

水泥土搅拌桩复合地基承载力设计公式的可靠性分析

通过水泥土搅拌桩复合地基的承载力设计公式,建立试计比的极限状态方程,利用各随机变量的概率分布及统计参数,计算被统计复合地基的平均可靠度指标,分析设计公式的可靠性。     

后注浆抗拔桩在复杂地层下的试验及模拟研究

以郑州某工程抗拔试桩单桩抗拔承载力试验结果为基础,针对抗拔桩抗拔承载力不足的情况,采用桩端桩侧复式后注浆工艺来减小泥皮和沉渣对桩侧摩阻力和端阻力的影响,从而提高桩抗拔承载力。对注浆结果进行分析并用经验公式计算。结果表明通过试验验证,由《建筑桩基技术规范》(JGJ 94—2008)公式计算的注浆量可适当减小。分析了有泥皮存在的情况下桩侧摩阻力的减小以及注浆后桩侧摩阻力的增强。最后对后注浆桩进行数值模拟,证明了后注浆尤其是加强桩端后注浆能明显提高抗拔桩承载力。     

沛屯地区静力触探确定预制管桩竖向承载力的方法探讨

目前多家勘察单位在江苏徐州沛屯地区进行岩土工程勘察时,按《建筑桩基技术规范》(JGJ 94-2008)中静力触探法估算的桩基竖向极限承载力与静载荷试验结果相差较大,这给工程设计和施工带来极大的困难,影响了工程的安全性和经济性。本文通过收集区内有代表性的工程的勘察报告及其桩基静载试验资料,研究比较静力触探法计算值与静载试桩值的关系,探讨了造成承载力计算误差较大的原因,然后对规范中静力触探法的计算公式进行了修正,得出了沛屯地区确定管桩承载力的经验公式,研究结果对区内实际工程具有一定的指导意义和实用价值。     

软土地区预制桩单桩最终极限承载力估算方法

软土地区预制桩施工具有较强的挤土效应,通常表现为桩周一定范围内土体受到侧向挤压。土体孔隙比降低,抗剪强度增加。目前估算预制桩单桩极限承载力通常选用沉桩前土体参数,这和桩体最终受力状态相比有一定的差异,计算结果通常偏于保守。应用圆柱形小孔扩张理论分析了沉桩的挤土机理,并根据土体抗剪强度与土体密度的唯一性关系,建立了沉桩休止期后桩周土体抗剪强度增量的理论计算公式。应用该公式可估算出预制桩单桩最终极限承载力。经与工程实测结果相比,两者比较接近,说明这种计算方法有一定的工程应用价值。     

考虑破坏模式的水泥土桩承载力计算与研究

根据现场试验桩体破坏模型,通过简化得到假定的滑动面,借助该滑动面上桩体和桩周土的极限平衡条件,推导出水泥土单桩极限承载力公式。以济南市绕城高速公路工程为例,用本文推导水泥土单桩承载力公式与传统承载力公式的计算结果与现场试验结果进行比较,研究结果表明:本文承载力公式考虑了桩的现场破坏模式、桩土的受力分析、桩周土对桩承载力提高作用等影响,经工程实例验证,其结果比较相符,具有一定实际意义。并通过计算分析可得:从单桩承载力角度上考虑水泥土桩存在有效桩长,水泥土桩承载力的关键在于浅层桩身强度。研究结论可为类似工程的设计施工提供借鉴。     

大直径钢管桩竖向承载力计算方法研究

随着海上油气资源的深度开发与海上风电工程的投资建设,大直径钢管桩基础以其结构简单、安装便利、承载性能优越的独特优势被广泛使用。随着钢管桩直径的增加,其承载模式有别于传统的小直径桩。分析了太沙基、梅耶霍夫、别列柴策夫深基础承载力理论公式与建筑桩基技术规范、港口工程桩基规范、API、DNV规范以及考虑土拱效应的计算方法之间的差异性,并应用上述方法计算了实际工程中大直径钢管桩的竖向承载力,将计算结果与动测结果进行对比。结果表明:理论算法中太沙基法与梅耶霍夫法计算值较大,别列柴策夫公式和考虑土拱效应计算法相对准确;建筑桩基技术规范、港口工程桩基规范相对于API、DNV规范更加保守。     

下伏空洞岩石地基极限承载力计算方法研究

针对岩溶区下伏空洞嵌岩桩桩端岩石地基极限承载力问题,进行了下伏空洞桩端岩石地基的破坏模式分析。基于Hoek-Brown强度准则剪应力形式,理论推导出不同顶板厚度下下伏空洞岩石地基及完整岩石地基极限承载力计算方法。当顶板厚度为1~3倍桩径时,采用极限分析上限原理推导了冲切破坏模式下泛函形式的下伏空洞岩石地基极限承载力表达式。运用变分原理得到冲切破坏线方程,进一步利用偏导求得了下伏空洞岩石地基极限承载力计算公式。当顶板厚度大于5倍桩径时,采用特征线法推导出塑性破坏模式下完整岩石地基极限承载力计算公式。当顶板厚度为4倍桩径时,利用完整岩石地基极限承载力与承载比理论,采用S型生长曲线拟合出冲切剪压复合破坏模式下的极限承载力值。通过与1~5倍厚径比条件下的下伏空洞岩石地基极限承载力室内模型试验结果对比,计算值与实验所得数据吻合良好。