双荷载箱自平衡法在超长桩基承载力测试中的应用

在黄河中游山西小北干流范围,地下以砂土、粉质黏土层等物理力学指标较低的地层为主。在这种复杂的地质条件下,为保证桥梁桩基承载力和上部结构的安全性要求,设计多采用大直径超长桩为主,施工难度较大,造价较高。双荷载箱自平衡法是指根据试验方案规定,在桩身特定位置依次嵌入两个荷载箱,然后按照加载试验方案对荷载箱进行逐级分段加载,分别得出3段桩身的承载力,可以解决超长桩基试桩试验中的很多问题,为桩长优化设计提供数据支撑,具有广泛的应用前景。

大跨径跨江大桥超长桩基施工及承载力特性研究

为降低超长大直径桩基施工难度,有效处理施工过程中遇到的质量问题,文章依托都均-香格里拉高速公路江口特大桥桩基施工,结合现场地质情况确定施工关键难点在于冲孔过程易塌孔、钢筋笼精确定位安装以及钢筋笼抗浮控制,并对不同地层桩基的承载力特性进行研究。对施工中遇到的混凝土灌注速度,钢筋笼安装时精确定位等问题进行了分析,对影响钢筋笼上浮力大小的主要因素进行了解析,主要包括孔底钻渣的厚度、混凝土灌注流速、导管埋深、首批混凝土灌注量、孔口钢筋笼压重。在桩身静载试验中发现,经处理后软土层的桩侧摩阻力值明显大于勘测值,且现场实测的桩身侧摩阻力更接近静载试验值,为后续相似工程提供借鉴。

深厚软土中大直径超长桩承载机理数值模拟研究

大直径超长桩的承载力问题在工程中逐渐涌现,尤其在深厚软土地区,具有很强的现实工程意义,依托福州地铁园项目现场试验结果,基于PLAXIS 3D进行数值模拟研究,并通过数值模拟结果分析深厚软土中大直径超长桩承载机理,结果表明,超长混凝土桩轴力呈非线性分布,自上至下逐渐减小,同一埋深处,桩身轴力随着荷载等级增加而逐渐增大;摩阻力的发挥程度与荷载大小、土层性质有关;桩长、桩径对承载机理也有较大影响。

复杂地质条件下超长桩基础沉降数值模拟分析

以某高铁站地下超长群桩基础为例,针对复杂地质条件下超长桩基础沉降、竖向承载特性开展研究,通过模拟桩基础与桩周不同土层的沉降变化和应力分布,深入探讨不同土层环境下超长桩基础沉降问题,并分析桩-土之间的相互作用。研究发现:超长桩基础在承载荷载下沉降呈现出缓慢变化的特点,主要应力集中在桩身上半部分;不同土层中,花岗岩为主要持力层,超长桩基础深入持力层,形成桩-土协同作用,由于花岗岩的强度远高于其他土层,所以沉降量较小。

复杂地层大直径变截面超长桩基施工技术应用研究

大直径变截面超长灌注桩具有可充分发挥结构性能、工程造价低等诸多优势,在高墩大跨桥梁桩基中得到广泛应用。但与等截面桩相比,大直径变截面超长灌注桩的施工工序较多,工艺较为复杂,质量控制相对困难。文章依托新疆某高速公路特大桥桩基工程,针对砂卵石全风化砂岩复合地层大直径变截面超长桩基施工技术进行探讨,分析阐述施工工艺流程,提出施工技术要点,以期为类似工程施工提供借鉴参考。

海上超长桩施工钻孔设备选型

本文以海上超长桩施工在宁德核电厂内应急道路工程项目上的工程实践为背景,详细分析了超长桩施工技术在沿海地区中的应用要点。首先对施工地点地质条件进行了分析,然后,在从常用钻孔设备参数、项目实际情况、钻孔设备选型等几个方面分析了如何根据项目实际条件进行桩孔设备选型,希望本文能对同类工程有一定借鉴作用。

徐工XR580HD、XR400E旋挖钻机在硬质泥岩超长桩基中的应用

G244线庆阳过境段公路工程火巷沟特大桥16号主墩桩基工程的墩位出露地层为第四系风积黄土夹古土壤,下伏白垩系泥岩,桩身上部黄土地质中粉质黏土层极易塌孔,加之下部泥岩层抗压强度大,具有桩基数量多、桩长深、孔径大、地质复杂,成孔难度大、施工工期紧等难点。文章根据技术分析,选用了徐工XR580HD、XR400E旋挖钻机进行成孔,取得了良好效果。在此基础上,总结了前述不利条件下的大直径超长桩基主要施工技术,旨在为今后黄土地区超长桩基底部泥岩层旋挖成孔施工提供参考。

高层建筑工程软基超长桩承载力特性的试验研究

分析软基超长桩承载力特性,叙述了某高层民用住宅建筑工程试验实例的地质情况,详细阐述了布设超长桩、加载试验的准备工作及其实施步骤,对桩端沉降量与桩身压缩量以及侧摩擦阻力与桩身轴向力进行试验和检测,对试验数据进行认真分析,得出以下结论:将超长桩的长度设计为80m左右,可使超长桩在高层建筑工程的软土地基中发挥出最大桩端阻力和承载能力。

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。

高荷载水平下超长桩承载性状试验研究

通过对深厚软土地基中超长桩静荷载试验和桩身应力测试结果的分析,研究了高荷载水平下超长桩的荷载传递机理和承载性状。研究表明,超长桩在高荷载水平下表现为端承摩擦桩,桩侧摩阻力和桩端摩阻力的发挥是异步发挥且互相耦合。桩底沉渣会同时影响桩侧摩阻力和桩端摩阻力的发挥,在高荷载水平下,超长桩存在清渣干净的要求。在高荷载水平下,超长桩会产生桩侧土摩阻力软化,出现软化的桩土相对位移临界值与桩顶沉降有较好的相关性,表现为桩径D的正比例函数,软土中当桩顶位移为(0.01～0.02)D时,桩土将发生滑移而使桩侧摩阻力软化。同时,基于其承载机理对超长桩的设计应用作了进一步的探讨,得到的结论对超长桩的理论研究和工程设计具有重要的指导意义。

盾构施工对大型立交桥超长桩工作性状的影响

盾构近距离穿越大型立交桥超长桩基础会对桩基础及上部桥梁结构产生不利影响。通过对盾构近距离侧穿超长桩基础过程进行数值模拟,研究了不同深度处盾构掘进对超长桩承载性状、变形和内力的影响。研究表明:盾构近距侧穿超长桩会导致桩身出现较大变形及内力,且隧道轴线与超长桩处于不同相对位置时会对桩的特性产生不同影响。其他条件不变时,盾构从桩身上部的近距离穿越,将引起桩身最大的横向水平位移;盾构从桩身中部近距离穿越则将引起桩身产生沿盾构掘进方向的最大的水平位移;盾构从桩端附近穿越时将引起桩身产生最大的竖向位移;盾构从桩身中下部穿越时将引起桩身产生最大的附加轴力。桩身侧阻在隧道轴线附近呈"S"型,同时桩身轴力最大值也出现在隧道轴线附近。盾构导致桩身产生纵向和横向变形延伸至桥面高度的变形量相当可观。当盾构穿越高架桥梁基础时应该严格控制桩顶水平位移。

超长桩荷载传递性状研究

根据超长桩的现场静载荷试验资料,分析了超长桩的单桩荷载传递特性。结果表明,超长桩表现出端承摩擦桩的特性,桩顶以下 l/3 桩长及桩端以上 l/6 范围内的桩侧摩阻力极限值接近规范推荐值,而中间部分的桩侧摩阻力远远大于规范值,表现出强化效应,桩端注浆桩的侧摩阻力强化效应更加明显。根据其荷载传递特性,提出了单桩极限承载力的估算公式,实例计算结果和实测结果较吻合。

深厚软土非嵌岩超长桩受力性状试验研究

通过对深厚软土地基中超长桩静载荷试验和桩身轴力实测资料的分析 ,研究了软土中持力层为粘土、卵石层的超长桩的承载特性和荷载传递机理 ,得到了桩端阻力、桩侧摩阻力发挥规律和桩身压缩变形规律 ,为今后超长桩的理论研究和设计应用提供了重要的参考作用。

深厚软土区超长桩基压缩变形测试及分析

提出了一种联合运用沉降计和应变计观测超长桩基桩身压缩变形及桩底土压缩变形的新方法,详细介绍了所涉及元器件的安装方法和施工工艺;实践表明该方法的监测深度可达地表以下100 m,有效完善了深厚软土区超长桩基沉降变形测试技术.基于实测数据和数值仿真,系统研究了上海地区超长桩基的压缩变形规律及特性.主要结论如下:1)桥梁施工过程中,桩基竖向压缩变形随其受载历史呈“阶梯”式增长变化;群桩基础工后沉降约为5.0 mm,小于相关规范规定的20 mm限值;桩基承台的微小变形易导致不同位置基桩的桩顶沉降和桩身轴力存在一定差异.2)桩底以下20~30 m范围内土体的总压缩变形量和单位厚度土层压缩量已很小,可初步判定上海地区高速铁路桥梁超长桩基的桩底土层压缩影响范围约为20 m.3)沉降计法测试所得桩身压缩变形的精度通常高于应变计法;对于超长桩基,桩身压缩变形占桩基总沉降的比例可达30%~40%,在计算桩基沉降时应予以考虑.4)桩身浅层范围内存在负摩阻力,距桩顶向下11 m处出现中性点,且中性点位置随桩基荷载增加有逐步上移的趋势.

上海的超高层超长桩超厚筏基础的现场测试研究(英文)

提供了宝贵的现场试验数据,论述了沉降、土压力、桩的荷载、巨型柱荷载和筏基的应力的分析结果,特别是结构刚度对筏基应力的影响和对基础的贡献层数以及刚度贡献的有限性。提出了一个实用的方法,以利于桩筏基础设计的新改革。此外,还提出一些预估沉降和群桩荷载的建议。

超长桩承载特性的数值拟合

在工程实践中超长桩极限承载力一般难以确定，且在利用有限元对其进行分析的过程中土体参数难以选择．为了解决以上问题，编制了桩基础反分析程序对实际工程进行了数值拟合求出计算参数，同时又进行了正分析。反分析采用直接分析法并用复合形法求解目标函数方程。正分析程序中土体模型采用非线性弹性Ｄｕｎｃａｎ－Ｃｈａｎｇ模型，桩土界面采用Ｇｏｏｄｍａｎ接触面单元。计算所得的极顶位移、桩身轴力、侧摩阻力与实测结果能较好地吻合，表明该方法是切实可行的。

不同桩底地层超长桩工作性能的数值模拟

超长桩在大型桥梁和高层建筑中得到了越来越广泛应用。以某超长桩基础工程为例,采用三维有限元法分析了桩底地层对超长桩工作性能的影响。土体本构关系采用邓肯-张双曲线非线性弹性模型,混凝土、岩石采用线弹性模型模拟,桩土界面采用有厚度的薄单元模拟。结果表明:桩底地层不同时,桩端阻力和桩侧阻力的比例不同,但承载性状仍属摩擦型桩;桩顶极限荷载不同,但桩身失稳时的极限沉降基本相同;桩端阻力的发挥程度不同,但桩基失稳的原因都是桩侧土体的破坏。

超长桩桩端注浆静载试验研究

桩端注浆主要用于提高桩端部承载力,桩端注浆对超长桩的作用机理尚需深入研究。采用静载荷试验对特大桥部分超长钻孔灌注桩的承载性能进行了研究。着重比较了桩端注浆前后,超长钻孔灌注桩承载性能的差异。根据试验数据对比发现,桩端注浆效果明显,注浆后桩极限承载力提高10%以上。试验结果表明桩端注浆明显提高桩下部侧摩阻力,且增强效果随着荷载增大变得明显。将现行规范的注浆后承载力计算增值与实测增值进行对比,发现规范计算结果均小于实测值,部分规范计算值过于保守。

桩侧桩端注浆超长桩侧摩阻力增长规律试验

目的研究后注浆长桩侧摩阻力的变化规律,以提高竖向荷载作用下的侧摩阻力及竖向承载力机理.方法结合某工程后注浆超长灌注桩的现场静载荷试验,应用BOTDR光纤测量技术,试验研究了复式后注浆超长灌注桩在竖向荷载作用下,桩身应变随逐级加载过程的发展规律,分析总结桩侧桩端注浆超长桩在竖向荷载作用下侧摩阻力的提高机制及基桩竖向承载力的提高机理.结果在粉质黏土及砂土土层中,后注浆灌注桩在竖向荷载作用下,桩侧摩阻力的发挥水平与竖向加载之间呈现较为严重的非线性关系,表现较为复杂.结论光纤技术用于桩基检测时必须注意成孔施工及后注浆施工工艺和技术参数对试验数据处理的影响问题,检测结果为后注浆桩基工程的工程应用提供了现场试验资料.

超长桩荷载传递机理有限元分析

在对试桩实测资料进行分析的基础上,采用数值分析方法,研究了深厚软土地区单桩在竖向荷载作用下由短桩至超长桩随桩长增加时的荷载传递性状.结果表明:非嵌岩超长桩Q-s曲线仍可能发生陡降;由于超长桩的桩身压缩量较大,超长桩侧阻与端阻不同步发挥的现象较桩长不大时显著得多,极限荷载和承载力特征值下的端阻比通常均小于10%;在工作荷载下,短桩过渡到超长桩时,轴力主要承担部分由桩身下部逐渐转为桩身中上部,侧阻由三角形分布转为单驼峰分布;超长桩沉降计算中将侧阻简化为三角形分布可能会导致较大的计算误差.