加强型预应力混凝土管桩抗弯剪性能试验研究

为有效解决普通预应力混凝土管桩抗弯(剪)性能较差的现状,研发了主筋加强型预应力混凝土管桩,并进行抗弯及抗剪性能方面的原型试验研究.抗弯试验结果显示:非预应力螺纹钢筋的配置较大幅度提高了预应力混凝土管桩的抗弯性能,且原有预应力钢筋配筋率越低效果越明显,但抗裂性能没有明显改善;螺纹钢筋的配置明显减小了桩身裂缝的长度和平均宽度,裂缝分布范围及数量有一定程度的增加.2种类型管桩的主要应力均位于跨中纯弯段内,裂缝出现以前跨中界面应变基本符合平截面假定,裂缝出现后中性轴上移.抗剪试验显示:非预应力螺纹钢筋的配置改变了桩身的应力和裂缝分布规律,较大幅度减小了管桩在剪力作用下的变形量,但抗剪承载力提高程度取决于原有预应力钢筋配筋率.对比试验结果说明此创新型管桩在抗弯及抗剪性能方面的优势是明显的.

黏土中压密注浆及劈裂注浆室内模拟试验分析

开发了一种实验室模拟土体注浆的试验装置,能形成完整的试样。通过注浆模拟试验,实现了黏土注浆过程中压密浆泡及劈裂裂隙的自然产生与发展。试验结果表明:在黏土注浆中压滤效应贯穿于整个注浆过程,即在高压的作用下,浆液中自由水被强制滤过黏土,并从泻流口流出,使浆泡及浆脉中的浆液浓度提高。压滤效应随土体渗透性、浆液水灰比及注浆压力的增大而增强,因此在透水性较好的土层中注浆时,必须考虑压滤效应对浆液扩散的影响。浆液水灰比的增大将导致浆泡直径减小,浆脉数量及长度增加,浆脉宽度减小。在给定注浆压力下,随着浆液水灰比的增大,浆液的扩散方式逐渐由以压密为主向以劈裂为主过渡。黏土中劈裂注浆可分为三个阶段:鼓泡压密阶段、第一劈裂面阶段、后续劈裂面阶段,每个劈裂面都产生在阻力最小的面上。通过对原状萧山黏土、清水压密固结黏土及注浆后黏土进行电镜扫描观测分析得知:在压滤效应的作用下,水泥水化反应生成的Ca2+离子会随着滤出液扩散到土体中,导致黏土表面的双电层厚度变薄,使联结更为紧密,从而形成较坚固的团粒结构,使土体强度提高。试验结果对注浆理论研究与工程应用有一定的指导意义。

软土地区大吨位超长试桩试验设计与分析

温州350 m超高层中超长桩加载2800 t的试桩静载试验设计与分析表明:在地表土质承载力较低场地进行大吨位堆载试验时,可选择桩梁式堆载支墩-反力架装置来完成试验。对超长桩来说,在最大加载条件下,实测桩端阻力仅为桩顶荷载的25%左右,超长桩表现为端承摩擦桩性状。在使用荷载下,桩顶沉降的90%以上来自桩身压缩,在进行超长桩设计时,要充分考虑桩身质量对试桩沉降的影响。同时,桩底沉渣清除的干净与否,也直接影响超长桩的沉降。超长桩桩侧上部土层摩阻力具有不同程度的软化现象,而中下部土层侧摩阻力具有较弱的强化效应,因此在超长桩承载力计算时,不同深度土层的桩侧阻力和桩端阻力都应乘以相应不同的修正系数。试验结果显示淤泥土、淤泥质黏土、淤泥夹粉砂土中极限侧阻充分发挥所需的桩土相对位移阀值分别约为5～7 mm、6～8 mm和8～10 mm。

静压管桩终压力与极限承载力的相关关系研究

静压桩瞬时终压力与极限承载力是不同的概念,从沉桩过程和承载力时间效应两个方面出发,对两者相关关系的机理进行研究,并提出了侧阻退化系数和时间效应系数的概念;基于静载试验的Q–S曲线,采用灰色理论对未达破坏标准的试验桩进行极限承载力的修正,修正值的提高幅度随静载试验最终沉降的增大而减小;对近2000根静压混凝土管桩的实测数据进行研究,并与其它地区的相关资料展开对比。分析发现承载力与终压力比值(压力比)的概率点呈F分布,压力比随长径比的增加呈双曲线型增长,回归分析得出不同地质条件下的函数表达式。持力层为黏性土时压力比随长径比的增长幅度明显大于其它土层,而在持力层和长径比相同的情况下,桩侧为粉土时的压力比值通常大于黏性土和软土。桩身较短时极限承载力可能小于终压力,主要归因于压桩结束后桩端土体的回弹和应力的释放。

考虑泥皮效应的大直径超长桩离心模型试验研究

应用离心模型试验研究了深厚软土地基中考虑泥皮效应的大直径超长单桩的承载变形特性。试验结果表明,考虑泥皮效应后,桩侧极限摩阻力约为不考虑泥皮的65%～85%,单桩极限承载力下降约20%。同时研究了桩径、桩长、持力层性质对单桩极限承载力和桩侧摩阻力的影响。结果表明,高荷载水平作用下,大直径超长桩的桩侧土层摩阻力易发生软化,导致桩产生渐进破坏;淤泥质粘土中,桩侧摩阻力随桩径增加而降低,但降低幅度较小;桩侧摩阻力具有深度效应,对某一特定深度土层,随着桩进入土层深度的增加,桩侧摩阻力下降,可表示为(h/R)的函数。

PHC管桩和预制方桩受力性状试验对比分析

通过在同一场地的预应力高强混凝土管桩(PHC桩)和预制方桩中埋设钢筋应力计的静载对比试验,比较了两类桩的荷载-沉降曲线、桩身轴力分布情况、桩侧摩阻力和桩端摩阻力发挥性状的异同,研究了PHC管桩的荷载传递机制,发现其侧阻和端阻的发挥规律与预制方桩相同,但在PHC管桩和方桩侧表面积相近的条件下,在最大试验荷载作用时,两者的侧阻和端阻发挥程度不同,PHC管桩平均单位侧阻比预制方桩低8.1%,而端阻比方桩高24%以上。

软土地区预应力管桩偏位处理实例分析

结合工程实例分析了预应力管桩产生偏位的原因,介绍了预应力管桩偏位的处理方法。预应力管桩桩顶偏位桩的处理方法为:首先应先测量每根管桩的平面偏位情况;然后对所有管桩进行低应变动测确定桩身损伤情况及缺陷深度;最后根据管桩偏位和损伤情况采取有针对性的处理措施。对严重偏位且断裂的桩进行补桩处理;对偏位较小且桩身质量完好的桩进行纠偏扶正处理;对偏位较大且桩身有损伤的桩进行先纠偏扶正,并在管桩内芯放钢筋笼灌芯加固处理,处理后的单桩承载力极限值可取原设计承载力极限值的60%;对偏位桩集中部位,处理后承载力达不到设计要求时应进行补桩处理。本工程经上述措施处理后建筑物实测最大沉降仅为13 mm且沉降较为均匀,说明效果良好,具有借鉴意义。

浙江某高层预应力管桩偏位和上浮处理实例分析

结合工程实例分析了预应力管桩产生偏位的原因,介绍了偏位预应力管桩的处理方法。首先测量每根管桩的桩顶偏位和上浮情况,然后对所有管桩进行低应变动测,确定桩身损伤情况及缺陷部位,最后根据管桩偏位和损伤情况采取有针对性的处理措施。工程中对上浮桩采用复打复压处理;对严重偏位且断裂桩进行补预应力管桩处理;对偏位超过规范值但桩身质量完好的桩进行纠偏扶正处理;对偏位较大且桩身有损伤的桩进行先纠偏扶正,并在管桩内芯放钢筋笼灌芯加固处理;对群桩大面积偏位损伤部分由于处理后承载力达不到设计要求需要采用补桩处理。建筑物经上述处理后的实测最大沉降仅为9mm,且沉降较为均匀。

钻孔灌注桩桩底后注浆机理与应用研究

系统阐述了持力层为砾石层的钻孔灌注桩的桩底后注浆机理和工艺，并给合工程实际分析研究了注浆压力、浆液浓度、注浆量、注浆半径和注浆效果。

静压预应力混凝土管桩土塞效应试验研究

对淤泥质黏土互层以及粉土两种土层条件下静压预应力混凝土管桩的土塞效应进行了试验研究。现场及室内试验结果显示,管桩径厚比越大、土层条件越为坚硬则形成的土塞相对高度越大。上硬下软的土层分布易形成闭塞现象,而上软下硬的情况则易导致土塞的滑动。沉桩过程中,管壁端阻与静力触探锥尖阻力具有极为相似的变化规律,两者比值不随土塞高度变化率及沉桩深度的变化而改变。管壁端阻与锥尖阻力的相关性与土层条件密切相关,对于淤泥质黏土和粉土而言,两者比值分别为0.59和0.81。土塞的分层与地基土层分布基本一致,且分层界面为向上凸起的曲面。土塞形成过程中挤密效应是显著的,黏聚力则因扰动的影响有不同程度的降低。直剪试验显示,土塞抗剪强度的时效性是显著的。粉土中预应力混凝土管桩有效土塞高度约为5～6倍桩径,为整个土塞高度的70%;而淤泥质黏土中有效土塞高度大于4倍桩径。试验结果与已有的研究结果较为接近。

钻孔桩泥皮土与桩间土性状试验研究

通过对杭州地区淤泥质土、粘土和砂质粉土地层中现场取样的桩侧泥皮土和桩间土的室内物理力学参数对比试验,研究了泥皮土和桩间土在物理力学性状上的差异,分析了泥皮土对钻孔灌注桩桩侧摩阻力的影响。通过对掺入不同水泥浆含量的混合土的物理力学参数的试验研究,分析了水泥浆对改善桩侧泥皮土物理力学性状的作用效果。结果表明:泥皮土具有含水率高、孔隙比大、压缩性高、摩擦力低、抗剪强度低等特点,其工程性质明显比桩间土差,形成了桩土间的薄弱层,降低了桩侧摩阻力,注入水泥浆能有效的改善泥皮性状。

桩端后注浆浆液上返高度的理论研究

在幂律型浆液平板窄缝流动模型的基础上,推导出了桩端后注浆浆液上返高度的计算公式。并对上返高度随注浆压力、桩埋深、桩径、泥皮厚度的变化情况进行计算分析,分析结果表明,在其他条件一定时,变形模量越大的土层,浆液上返高度越小;注浆压力越大,浆液上返高度越大;桩埋深越大,浆液的上返高度越小;桩侧泥皮越厚,浆液的上返高度越大。通过工程实例验证了本文计算结论的适用性。

泥水盾构施工引起的地面固结沉降实例研究

通过对杭州钱塘江隧道泥水盾构施工的分析,研究了泥水盾构施工引起的地面固结沉降的特点,提出划分地层损失沉降和固结沉降的实用方法,总结了盾构施工引起扰动土体固结沉降的机理、影响因素及控制措施.分析表明:无论是地层损失沉降还是长期沉降,均可用Peck公式较好地拟合;横向地面固结沉降曲线不符合高斯曲线形式,一般隧道轴线或附近地面固结沉降最大,向两侧递减;扰动土体固结使得横向沉降槽不断拓宽;软土地区盾构隧道施工,可取地面沉降曲线或沉降速度曲线的转折点作为地层损失沉降和固结沉降的界限;通过优化泥水盾构掘进参数,可减少施工扰动,从而降低固结沉降量和固结沉降时间.

软土地基管桩挤土浮桩与处理方法研究

针对某广场10万m2高层建筑在预应力管桩施工中出现大量浮桩的现象,通过对试打桩、工程桩的静载荷试验结果进行对比分析,研究了软土地基中管桩挤土上浮对桩侧阻、端阻和承载力的影响。同时研究了群桩上浮规律和影响因素。通过对浮桩进行注浆和复打两种方法的对比研究表明:在软土地基中处理管桩浮桩应优先采用复打措施。

考虑压滤效应下饱和黏土压密注浆柱扩张理论

为了研究压滤效应对压密注浆的影响,在考虑滤出水渗流和土体弹性变形耦合的基础上,推导出考虑压滤效应时饱和黏土压密注浆柱孔扩张的控制方程.并在不考虑土体渗透率的变化的前提下,对该控制方程进行简化,得到径向应力和径向位移的表达式,该简化方法可较好地计算柱孔扩张问题中径向应力和径向位移.与考虑压滤效应下柱扩张理论相比较,传统的柱孔扩张理论无法考虑压滤效应和有效应力比的影响,当有效应力比较小时(即浆液较稀),传统方法的误差较大.利用考虑压滤效应下柱扩张理论对压密注浆过程进行分析,结果表明:在相同的注浆压力下,随着有效应力比α的减小,内侧土体的径向应力和径向位移逐渐减小,外侧土体的径向应力和径向位移逐渐增大.有效应力比越小,即浆液越稀,压滤效应对压密注浆的影响越大.

柔性承台下复合地基应力和沉降计算研究

柔性承台下复合地基的受力性状与刚性承台下复合地基有很大差别,常用的复合地基应力和沉降计算理论均基于刚性承台下复合地基,使计算值与实际值相差较大。利用Mindlin解与Boussinesq解联合求解柔性承台下复合地基的附加应力,可以得到与实际较符合的应力分布。利用Vesic小孔扩张理论计算桩体刺入柔性承台的量,并对分层总和法求得的沉降进行修正,可以得到与实测接近的沉降计算值。

基于桩顶与桩端沉降的钻孔桩受力性状研究

基于桩顶与桩端沉降的钻孔桩受力性状研究张忠苗汤展飞吴世明（浙江大学土木系，杭州，３１００２７）１前言软土地基钻孔桩的受力性状及桩侧阻力与桩端阻力的发挥性能是尚未完全解决又急待解决且很具实用价值的课题，这从第７届土力学与基础工程学术讨论会就可看出，目...

新型混凝土管桩抗弯剪性能试验研究

创新研发了钢筋加强型预应力混凝土管桩,并进行了抗弯及抗剪性能方面的对比试验研究。抗弯试验发现,非预应力螺纹钢筋的配置较大幅度改善了预应力混凝土管桩的抗弯性能,且预应力钢筋配筋率越低效果越为明显,但抗裂性能没有明显提高。螺纹钢筋的配置明显减小了桩身裂缝的长度和平均宽度,裂缝分布范围及数量有一定幅度的增加。两种类型管桩的主要应力均位于跨中纯弯段内,裂缝出现以前跨中界面应变基本符合平截面假定,裂缝出现后中性轴上移。抗剪试验显示,非预应力螺纹钢筋的配置(或箍筋同时加密)改变了桩身的应力和裂缝分布规律,较大幅度减小了管桩在剪力作用下的变形量,但没有明显提高管桩的抗剪承载力。此创新型管桩在抗弯及抗剪性能方面的优势是明显的。

泥浆零排放处理技术及分离土的工程特性研究

建筑垃圾已经引起社会越来越多的关注,针对城市建设中泥浆处理所面临的难题,介绍了一种工程钻孔泥浆处理技术,该分离技术以实现污染物零排放为目的,包括泥浆净化,化学絮凝和压滤处理3部分,经过处理,泥浆成功分离为土和水;对经过泥水分离后的土的物理力学特性以及土的微观结构进行了分析,结果表明分离土结构致密,压缩模量达到23 MPa,计算承载力是沉渣土的7倍,说明泥浆分离后有良好的强度和变形特性,已由工程垃圾变为工程材料,具备了再次利用的可能,分离的砂可用于砂浆制备,分离的土饼可用于回填、制砖等。