嵌岩桩水平承载力地基反力Matlock法分析

嵌岩桩在海上风电、跨海大桥等结构中的应用十分广泛,但在嵌岩桩水平承载特性方面的研究仍有较多不足。弹性地基反力法中的Matlock法在中国是用于计算水平承载桩承载力时应用最多的方法,但地基反力Matlock法针对嵌岩桩缺少合理的取值方法。基于现场试验数据建立并验证有限差分数值模型,通过数值模拟与参数分析,研究了岩体力学参数和桩基参数等因素对桩岩相互作用的影响,提出了Matlock法中地基反力系数比例系数的拟合计算公式。通过现场试验数据对提出的方法进行了验证,结果表明计算结果与实际情况较为相符,与其他方法比较,所提出的修正Matlock法相对非线性的p-y曲线法具有取值计算较为简便的优势。

中风化花岗岩中嵌岩桩承载性能原位试验与极限承载力预测

为深入探究中风化花岗岩中嵌岩桩的竖向抗压承载特性,对12根嵌岩桩进行了单桩竖向抗压静载原位试验与ABAQUS有限元数值模拟,通过多种方法对嵌岩单桩极限承载力进行评价,明确中风化花岗岩中嵌岩桩竖向抗压承载性状。研究表明:12根中风化花岗岩中嵌岩桩并非表现出完全端承桩,而是呈摩擦型桩或摩擦端承桩的性状;中风化花岗岩地基中的嵌岩桩竖向抗压极限承载力较高,桩顶沉降小,满足工程对基础的承载要求;有限元模拟荷载-沉降曲线与实测荷载-沉降曲线走势吻合度较高,桩顶沉降误差较小;本试验条件下,桩端阻力占桩顶荷载的56.9%,桩侧摩阻力占比为43.1%,桩侧摩阻力在荷载传递过程中发挥较充分;有限元模拟得到的单桩极限承载力与指数函数模型的预测结果较为吻合,可用于嵌岩桩单桩竖向抗压极限承载力的预测,以及嵌岩桩承载性状和荷载传递规律的分析。

嵌岩桩承载性能对比分析及优化措施探讨

在实际工程中,岩土体参数取值及基础设计方案对工程造价存在较大影响。该文依托重庆秀山地区某工程嵌岩桩相关技术资料,通过有限元方法及经验参数法对基桩承载性能进行对比分析,分析表明:在相同工程条件下,经基桩有限元方法及经验参数法计算的侧摩阻及端阻占比差值有正有负,基桩承载力特征值计算结果差距大,有限元方法比经验参数法大20%以上,提出应从地质参数及桩型方面对其进行优化。通过对嵌岩桩承载性能对比分析及优化措施的探讨,以期为类似工程实践提供一定的参考及借鉴。

桩端采空区对嵌岩桩承载力的影响

针对桩端采空区对嵌岩桩的设计(如承载性能和长期服役性能)提出的挑战,以杜家山特大桥采空区嵌岩桩为原型,进行缩尺模型试验,研究采空区到桩端不同距离以及采空区是否注浆的单桩承载力。计算比例参数,并选择合适的试验材料进行模型构建;通过多级荷载试验,获得采空区到桩端不同距离以及注浆后桩顶沉降、桩基础轴力、桩端阻力和桩侧摩阻力的变化特征;并对比分析了无采空区嵌岩桩的承载特征。结果表明,随着采空区到桩端距离的减小,桩端持力层的承载能力减小,不利于模型桩的承载力;注浆后,桩端持力层的承载能力明显增加,导致模型桩的桩顶沉降显著减少,承载能力显著提高。

碎石土填方场地嵌岩桩负摩阻力性状分析

以西南地区土石混合体为研究对象,通过单桩室内模型试验,研究了素填土和土石混合料地基中桩周土体沉降、桩土位移、桩身轴力、桩侧负摩阻力、中性点位置等。结果表明:土石混合料填土地基中桩周土体与桩身沉降较素填土地基中更小;在堆载及加载作用下,中性点位置随着荷载等级提高而下移,且土石混合料地基的中性点位置高于素填土地基,其中性点位置距桩顶0.36 l~0.52(l l为有效桩长)内;桩身轴力在土石混合料和素填土中均随深度先增后减,但土石混合料填土地基中桩身轴力小于素填土地基。

山区机械化成孔的大孔径硬岩嵌岩桩承载能力

为揭示硬质岩石的承载能力与荷载传递机制,结合保定西某500 kV输电线路的山区机械化成孔项目,对山区大孔径嵌岩桩承载性能的影响因素进行了研究.首先利用准静态压缩试验得到岩石地质参数.然后,采用显式非线性有限元方法对山区大孔径硬岩嵌岩桩的抗拔与抗剪承载特性、失效模式和受力机理进行数值研究,具体分析桩体在上拔和水平荷载作用下的力学性能,讨论了覆土层增加钢套筒对桩体水平极限承载力的影响.研究结果表明:在上拔荷载下,承载力主要由桩体侧摩阻力和桩体自重来承担,硬质岩层桩侧摩阻力占主导地位,约为总侧摩阻力的90%;在水平荷载下,桩身较大位移区域在桩身4 m内,弯矩最大值出现在距桩顶2~3倍桩径,覆土层增加钢套筒可明显提高桩体的水平承载极限.本文研究结果将对岩石地质山区大孔径嵌岩桩结构设计和机械化施工提供理论指导.

软岩嵌岩桩承载特性及承载力计算分析

南京软岩分布地区,对于嵌岩桩单桩竖向承载力估算,勘察设计单位采用的规范和计算公式不同,导致了估算结果差异较大。根据不同规范公式估算嵌岩桩的单桩竖向承载力,并通过其承载性状的对比分析表明,不同规范公式反映的桩基承载性状差异较大。经过与试桩结果对比分析,当岩石强度及嵌岩深度较小时,采用南京规范公式计算的单桩竖向极限承载力与试桩结果较为接近;当岩石强度及嵌岩深度均较大时,采用两种规范计算结果的平均值更加接近试桩。对类似软岩分布地区嵌岩桩基础设计施工具有参考意义。

穿越破碎带夹层的嵌岩桩承载性能模型试验研究

为研究穿越破碎带夹层的嵌岩桩承载和变形性能,以武穴长江公路大桥为背景,将实际地层按1∶100缩尺比制作地层模型,设计、制作力学性质与真实桩近似的模型单桩(模型桩长534、585、635、685、785 mm,沉渣厚度0、0.5、2 mm),考虑沉渣厚度、穿越破碎带夹层后是否嵌岩、桩长等影响因素,分析各级荷载作用下模型单桩的桩顶沉降、轴力和侧摩阻力分布规律。试验结果表明:模型单桩桩顶沉降量对沉渣厚度敏感,在相同荷载下,有沉渣模型单桩的沉降量明显大于无沉渣模型单桩;沉渣厚度为0.5 mm时,模型单桩的荷载~沉降曲线前段呈缓变特征,沉渣厚度为2 mm时,模型单桩的荷载~沉降曲线呈“台阶型”特征。沉渣厚度0.5 mm条件下,荷载较小时,各模型单桩的荷载~沉降曲线基本一致,但穿越破碎带夹层的非嵌岩桩的承载性能明显弱于嵌岩桩;穿越破碎带夹层的嵌岩桩越长极限承载力越大,但增长幅度呈减缓趋势;基于桩顶沉降控制法确定该组模型单桩的有效桩长为635 mm。

BIM技术在地下溶洞嵌岩桩基极限承载力评定中的应用

为了提高地下溶洞嵌岩桩基的安全性,提出了BIM技术在地下溶洞嵌岩桩基极限承载力评定中的应用。计算地下溶洞嵌岩桩基在岩层的平均应力,获取的承载机理,明确地下溶洞嵌岩的地质特点,计算地下溶洞嵌岩桩基容许承载力,利用BIM技术,完成地下溶洞嵌岩桩基的BIM建模。根据地下溶洞嵌岩桩基应力分量,计算地下溶洞嵌岩桩基在含溶洞地层中的平均约束应力,通过设定极限承载力阈值,评定地下溶洞嵌岩桩基极限承载力。实验结果表明,所提方法对地下溶洞嵌岩桩基极限承载力的评定结果与工程实际相符,可以缩小评定误差。

岩质斜坡嵌岩桩水平承载性能影响因素敏感性研究

选取岩石单轴抗压强度Rc、嵌岩深度hr、斜坡坡度θ和桩径Dp共4个影响参数,每因素设置5个影响水平,采用Taguchi正交试验方法,设计25个岩质斜坡嵌岩桩水平承载性能基础模型,并开展水平承载性能有限元数值模拟,得到各基础水平荷载—位移曲线,据此以桩侧地表位移10mm为控制条件,确定各基础水平极限承载力。采用信噪比和方差分析方法,研究Rc、hr、Dp和θ对基础极限水平承载力的影响趋势,并检验各因素影响的显著性水平。结果表明:各影响因素对岩质斜坡嵌岩桩水平承载力敏感性由大到小顺序为Dp、θ、Rc、hr,其中Dp和θ均为显著性影响因素,且Dp影响最为显著。Rc和hr均不是显著性影响因素。岩质斜坡嵌岩桩水平极限承载力随Dp增加而增大,随θ增大而减小。当桩周岩体单轴抗压强度与桩身混凝土强度相接近时,二者相互作用效果最佳,可有效提高岩质斜坡嵌岩桩水平承载性能。增加hr对提高岩质斜坡嵌岩桩水平承载力作用有限。

鹤山国际陆港大直径嵌岩桩竖向抗压静载试验研究

论文针对鹤山国际陆港工程,对3根大直径嵌岩桩进行了竖向静载试验和内力试验,明确了其荷载传递机理,分析了嵌岩段的极限侧阻力和极限阻力性能分布特征。试验结果表明,3根试桩在最大荷载作用下均未发生破坏,桩压约为桩径的1.2倍左右;在各特定荷载序列下,轴力沿受试桩方向逐渐减小,分布斜率逐渐减小,反映了桩侧阻力沿桩身从上至尾逐渐发挥的特点;在极限荷载作用下,强风化灰岩地层中桩侧阻力达到最大值,而杂填土和粉质粘土地层中桩侧阻力高于规范中推荐值,但强风化灰岩地层中桩侧阻力低于推荐值;在极限荷载作用下,试桩TP1-TP3的桩端阻力分别占桩顶荷载的53.8%、42.4%和38.4%。最高时,桩端阻力与上部荷载之比超过50%,远高于正常工况下的水平。

建筑基础工程复合基坑端承桩及嵌岩桩承载力数值分析

为进一步提高建筑基础工程复合基坑的支护效果,本文分别采用端承桩及嵌岩桩对建筑基坑进行支护,并对端承桩和嵌岩桩嵌岩部分的承载力进行研究。部分建立一半桩和一半桩空间的数值模型,以简化模型并减少单元数量。岩体采用应变软化模型,采用库仑摩擦模型模拟桩与土的摩擦。并在数值模拟分析中得到应力变形和承载力。数值结果表明,端承桩的极限承载力和抗变形能力均低于嵌岩桩。且端承桩和嵌岩桩的承载力均随着嵌岩深度的增加而增加。荷载—位移曲线有三个明显的断面:初始线性断面、过渡断面和末端线性断面。当荷载较小时,荷载—位移曲线处于初始线性段,岩体处于弹性阶段。

嵌岩桩钢护筒垂直度异常处理技术

温温州港状元岙港区二期工程嵌岩桩钢护筒沉设施工过程中,结合现场施工条件及钢护筒的长度,部分钢护筒采用打桩船沉桩工艺。因底部为中风化岩,且为斜面,在锤击过程中出现部分钢护筒垂直度偏差超过设计要求的现象,对后续嵌岩桩直桩成孔作业造成极大困难。为此,采用起重船吊装振动锤方案进行钢护筒拔除和重新振沉处理,后续钢护筒均采用振动锤振沉工艺,并以双层井字架进行限位,保证钢护筒垂直度,确保嵌岩桩施工质量。

中风化碎裂岩大直径嵌岩桩承载力分析与试验研究

本文依托深圳沿海地区超高工程项目,通过对3根大直径嵌岩桩进行了静载试验和采用滑动测微法进行内力测试,对中风化碎裂岩嵌岩桩承载力性状分析,结果表明:(1)试验桩荷载沉降曲线(Q~s)为缓变型,卸荷回弹率在67%~80%之间,桩的最大沉降量均未超过规范限值要求;桩身压缩量实测值为18 mm~19 mm,最大试验荷载下桩身压缩占比45%~72%,桩土受力还在弹塑阶段,桩顶实际还可以承受更大的荷载,本场地以碎裂岩为持力层是可靠的。(2)嵌岩桩在加荷过程中单位摩阻力随荷载的增大而不断增大,各地层的摩阻力自上而下逐渐发挥,最大单位摩阻力部位逐渐下移,最大单位摩阻力位于桩端中风化碎裂岩层。当桩顶荷载为20000 kN时,端阻力占比12.1%~22.3%,桩侧岩土阻力承担了上部传递的较大荷载,桩端阻力尚未充分发挥,设计承载力有一定富余。(3)桩的实测值约为设计承载力计算值的1.2倍,设计承载力安全系数较高。嵌岩段桩端阻力实测值大于承载力计算值约50%,计算值偏保守,端阻力系数可取大值。在类似工程设计中,可结合试验桩实测结果调整桩侧阻力和桩端阻力系数,优化设计计算值。

基桩检测技术在嵌岩桩成桩质量检测中的综合运用

现阶段土木工程建设中嵌岩桩的应用较为常见,因其具有沉降小、承载力强、抗震性能高等特点,被广泛应用于基岩浅埋藏地区。通过穿透覆盖层进行基岩的直接嵌入,可在保证施工质量符合要求的同时,进一步提升建筑物运行稳定性。而作为嵌岩桩成桩质量把控的关键手段,质量检测的实施水平与基桩检测技术应用之间存在密切关联。本文从嵌岩桩成桩检测的意义分析入手,在此基础上阐明在成桩质量检测中基桩检测技术的综合应用。

复杂地质条件下超深大直径嵌岩桩施工关键技术

超深大直径嵌岩桩是一种在复杂地质条件下广泛应用的特殊桩型结构。本文以昆明某大厦桩基工程为例,分析了该项目的施工难点,阐述了在复杂地质下超深大直径嵌岩桩施工的关键技术、施工方法及质量控制要点,包括旋挖钻+冲击钻复合成孔工艺、人工造浆工艺、气举反循环清孔工艺、特制混凝土配比等关键技术及桩身垂直度、入岩深度、混凝土浇筑的质量控制要点。经检测,桩基全部高质高效完成,达到了预期的目的,工程结果表明,通过采用合理的施工方法和技术,可以有效保证超深大直径嵌岩桩的施工质量。

较破碎岩石地基中嵌岩桩竖向承载力研究

为保证贵州地区的桩基建设质量,文章分析了较破碎岩体的特征和嵌岩桩的竖向承载力机制,从桩周土性质、桩径、岩石强度、沉降等方面出发,分析了嵌岩桩竖向承载力影响因素,并以建筑物的嵌岩桩(中风化泥灰岩为持力层)为研究对象,利用静载试验检测了其竖向极限承载力,研究成果可为类似嵌岩桩工程设计和检测提供理论依据。

基于水平荷载作用下嵌岩桩的力学特性

在国内外的嵌岩桩的力学研究较少,为了研究嵌岩桩在水平荷载作用下的力学特性,本文通过采用循环加载法对5根d=1.5m的嵌岩灌注桩进行现场水平承载试验,通过利用桩身弯矩分析法和桩身剪力分析法,从桩长、嵌岩深度和桩侧土等3个方面分析了水平荷载作用下嵌岩桩的力学特性。分析结果表明:在相同荷载作用下,直径越大,弯矩越小;嵌岩桩的深度的大小决定了水平位移和弯矩的大小。

公路桥梁施工桩基嵌岩桩技术探讨

公路桥梁施工过程中,由于不同地区的地质条件存在差异,传常规的桩基技术在嵌岩区域面临施工难度大、工期延长、成本增加等问题。为了解决这些问题,本文引述公路桥梁工程项目实例,通过搭设钢管桩嵌岩桩平台,利用钻孔灌注形成嵌岩桩,由于嵌岩桩是一种将钢筋混凝土桩体直接嵌入岩石挖孔中的技术,通过将桩体贯入岩石层来实现稳定和承载荷载的目的。

地铁上盖物业岩溶地质勘察及嵌岩桩施工管控技术

溶区嵌岩桩在具体施工过程中可能会出现漏浆以及塌孔等问题,所以整体的施工质量是很难把控的。然而,受勘探方法限制,岩溶发育具有随机性、不规则性和非均匀性等特点,使得嵌岩桩的稳定性承载力难以确定。结合一工程实例,着重阐述了桩基础持力层的选择、桩周溶洞的处理以及施工质量的控制。实践证明,在岩溶发育强烈的地区,采用适当的工艺措施,可以确保嵌岩桩的施工质量。