Bearing behavior and failure mechanism of squeezed branch piles

The current practice for the design of squeezed branch piles is mainly based on the calculated bearing capacity of circular piles. Insufficient considerations of the load-transfer mechanism, branch effect and failure mechanism, as well as overreliance on pile load tests, have led to conservative designs and limited application. This study performs full-scale field load tests on instrumented squeezed branch piles and shows that the shaft force curves have obvious drop steps at the branch position, indicating that the branches can effectively share the pile top load. The effects of branch position, spacing, number and diameter on the pile bearing capacity are analyzed numerically. The numerical results indicate that the squeezed branch piles have two types of failure mechanisms, i.e. individual branch failure mechanism and cylindrical failure mechanism. Further research should focus on the development of the calculation method to determine the bearing capacities of squeezed branch piles considering these two failure mechanisms.

Static load test and load transfer mechanism study of squeezed branch and plate pile in collapsible loess foundation

As a special geological phenomenon, the character of collapsible loess foundation is collapsible when penetrated by water. This character leads to the soil losing load bearing capacity largely and may lead to foundation failure. Pile is a popular foundation used in collapsible loess. The squeezed branch and plate pile is a new type of pile developed in recent years and has not be used in a project before. In this paper three squeezed branch and plate piles are tested in collapsible loess after immersion processing. The results may be used for reference in similar construction project, and to provide theoretical references for de- signing of the squeezed branch and plate piles in engineering practice.

支盘桩加固既有填砂路基深层软土的模型试验研究

高速公路改扩建中既有填砂路基深层软土加固时存在路面结构层和施工场地空间限制的问题。首先,提出使用单盘挤扩支盘桩方案进行地基处理,通过挤扩法成盘于桩顶,以期实现不破除路面结构层的情况下达到设置桩顶承台或托板的效果。其次,利用群桩地基物理模型试验模拟一个桩土单元体研究加固方案的承载过程,通过分析桩体、盘体和土体的力学及变形指标研究支盘桩加固既有填砂路堤的承载表现和土体变形特征,最后,考虑土体参数和桩体尺寸推导了既有填砂路基深层软土支盘桩加固方法的二维简化模型。研究结果表明,软土在恒载下桩体轴力和土压力随时间变化调整,原因在于软土的压缩性和砂土的散粒体属性;桩顶轴力总和与恒载大小近似线性正相关,同时支盘直径越大桩顶轴力总和越大、桩承荷载占比越高,试验发现支盘桩加固法的桩承荷载占比约70%。另外,利用所建二维简化模型进行参数分析发现填砂路基中的最小盘间净距与上覆荷载、填砂内摩擦角、深层软土强度指标和支盘桩几何参数相关。

支盘桩外轮廓跨孔超声波检测现场试验研究

目前有关定量评价支盘桩支盘/星支外轮廓检测方法局限于可行性研究,未有系统的、考虑实际工况的现场试验研究,无法为建立标准的支盘桩外轮廓检测提供有力支持。本研究开展支盘桩现场检测试验和理论研究,建立超声波透射法检测的技术工艺。首先,二次利用桩芯钻孔和打设桩周测斜管建立检测通道,通过地表管口建立直角坐标系并利用测斜数据进行测管定位以消除测管误差。其次,在混凝土内及桩周土内分别进行透射试验,测得超声波在混凝土和桩周土中的传递速度;利用跨孔超声波获得桩体超声波首波图,建立首波到达时间与桩身轮廓尺寸关系式,假设声波直线传播路径推导支盘轮廓尺寸。最后,考虑超声波在不同介质中的折射现象,依据Snell定律建立超声波透射法检测数据修正方法,并利用支盘桩几何关系计算出实际轮廓尺寸,形成支盘桩外轮廓跨孔超声波检测技术。研究表明超声波在桩身内传递的平均速度为4.24~4.36 km/s,与现场桩芯的平均速度4.27 km/s吻合;超声波在桩周土中传递速度随土层在1.65~1.8 km/s之间,与实际吻合。依据波列图计算的支盘位置和大体轮廓与设计相符,轮廓图显示桩身存在变形,基于Snell定律的修正算法可以更合理地计算支盘的实际轮廓尺寸。

基于承载特性的挤扩支盘桩加固深厚软基作用机理研究

针对深厚软土地基中挤扩支盘桩布置,结合汕头软基区挤扩支盘桩应用工程的单桩静载试验建立三维数值模型,探究了支盘桩在沉降过程中的荷载分担特点和盘-土相互作用机制。结果表明:未贯穿深厚软基的挤扩支盘桩桩端的荷载分担率远低于等截面直孔桩;挤扩支盘桩群桩效应系数η_(g)与桩体数目N和桩间距Sp密切相关,推荐桩间距S_(p)=8d为深厚软基区支盘桩的最优间距;支盘端部尤其下部支盘端部在极限沉降状态下分担大量荷载至盘周土体,盘净距S_(b)通过改变支盘结构持力土层性质而影响基桩承载能力。

基于ABAQUS基坑开挖对邻近支盘桩的影响分析

利用ABAQUS对基坑开挖与邻近支盘桩进行有限元模拟。改变基坑开挖深度和桩距离基坑的间距,研究在竖向荷载下基坑开挖对邻近支盘桩桩身轴力、弯矩和水平位移的影响,并与同直径等截面普通桩进行对比分析。结果表明:支盘桩桩身轴力在每个承力盘的上端至下端急剧下降,弯矩分布均匀,出现多个极值;随着开挖深度的增加,支盘桩的轴力和弯矩不断增大,和同直径等截面普通桩相比,桩顶轴力和最大弯矩基本相同,但桩底轴力相差较大,水平位移在趋势和数值上无明显区别;随着支盘桩距离基坑间距的增加,桩身轴力不断减小,和同直径等截面普通桩相比,间距越大轴力变化幅度越小。

钻孔内径向挤扩土压力的岩土勘察原位测试方法

挤扩支盘桩自20世纪80年代末面世以来,在提高桩基承载力、减少沉降、提高桩基安全度、降低工程造价等方面都起到了重要作用。挤扩压力值是确定支盘数量、位置、间距的关键指标,直接决定了挤扩支盘桩基桩承载力。目前,挤扩压力值是在挤扩支盘桩施工时进行实时采集,无法在设计阶段获取。本文提出将挤扩机进行小型化改造,使其能放入钻孔内进行挤扩作业,通过钻孔内侧向挤扩土体获得挤扩压力值,既能用于挤扩支盘桩设计,也能分析研究岩土层的承载力等力学指标。本方法作为一种新型的常规岩土工程勘察原位测试方法,具有重要的研究意义和广阔的应用前景。

基于正交试验法的挤扩支盘桩加固公路软基参数敏感性

为了研究挤扩支盘桩-地梁加固体系中关键尺寸参数对软土路基处置效果的影响,基于潮汕环线支盘桩加固路基的工程实际,建立起三维有限元分析模型并充分验证;进一步地采用正交试验法,以路堤沉降最大值和桩顶荷载分担比为试验指标,进行挤扩支盘桩桩径、桩间距、桩长、地梁厚度四类因素的敏感性分析。结果表明:在支盘桩加固体系中不同因素的敏感程度存在显著差异;对于沉降最大值敏感性较高的因素依次为桩长、桩间距以及桩径,而对于荷载分担比敏感性较高的因素为桩间距。此外,桩长和桩径的变化显著地影响沉降最值的变化,但对荷载分担比的影响并不突出,应综合沉降控制和经济性要求合理地取值;相对密集的支盘桩间距并未显著提高两项试验指标,实际设计可取4.0~4.75 m为宜。地梁厚度不是沉降和荷载分担指标的主导控制因素,在无配筋约束下建议优先考虑0.5~0.6 m为宜。

挤扩支盘桩竖向承载力及设计施工要点分析

为确保挤扩支盘桩的安全与稳定,深入探讨了挤扩支盘桩的竖向承载力及其设计施工要点,为工程实践提供全面的理论指导和技术支持。首先,分析了挤扩支盘桩的承载机制及其影响因素,提出了综合考虑地质条件、桩身材料、桩径和桩长,以及支盘参数的竖向承载力计算方法;其次,从地质勘察、桩型选择、桩身材料与结构设计等方面详细阐述了设计要点,强调了设计与施工的协同优化;最后,详细解析了施工准备、成孔与护筒埋设、挤扩支盘施工以及混凝土灌注与桩头处理等施工要点。研究表明,挤扩支盘桩能够显著提升桩基竖向承载力,为各类建筑项目提供坚实可靠的基础与支撑。

挤扩支盘桩在双层桥梁施工中的应用及质量控制要点

本文结合狮子洋通道黄阁西互通主线桥实例,介绍了挤扩支盘桩在双层桥梁桩基础施工中的特点及其在桥梁工程中的优势和质量控制要点,并对实际施工过程中的关键质量控制措施进行了详细阐述,以保证后续施工现场控制的侧重点。

基于现行规范的挤扩支盘桩设计参数及承载特性对比研究

为了对比近年来颁布或更新的挤扩支盘桩规程对支盘桩扩径体设计参数的建议,统计不同工程领域和省市地区的规范条文和工程案例,对支盘桩扩径体桩径D和竖向间距S等关键参数的选取进行分析,同时列举现行规范的支盘桩抗压承载力特征值R_(a)经验公式并结合典型案例讨论不同公式在软黏土及粉土地基的适用性。研究结果显示:统计规范均规定支盘桩主桩直径d为选取扩径体直径D的重要参考,工程实际倾向采用更大的扩径体直径D;支盘桩多扩径体沿桩身的组织形式多为承力盘-承力盘,不同规程规定的扩径体最小竖向间距阈值对实际工程的适用性较好;规范承载力特征值经验公式适用于估算软黏土地基中支盘桩单桩承载力,但扩径体之间的承载占比分布不能准确地反映试桩实测结果。

挤扩支盘桩抗拔承载特性的模型试验研究

基于模型试验分析了上拔力作用下挤扩支盘桩的荷载-位移曲线特征、轴力分布特点和抗拔承载力的构成,研究盘径对承载特性的影响规律。结果表明:挤扩支盘桩比直孔桩具有更高的抗拔承载力和抗拔刚度,其拔出破坏具有脆性破坏的特征,同时盘径对挤扩支盘桩Q-s曲线的影响主要在加载后期体现;挤扩支盘桩发生脆性拔出破坏的原因是承力盘引起的土体突发剪切失效,而挤扩支盘桩的抗拔极限承载力主要由挤扩盘压力引起的土体滑移面强度和盘上直孔段的桩土接触面强度决定;上拔力作用下挤扩支盘桩的抗拔承载过程由盘上土体挤密阶段、弹性锚固阶段、塑性锚固阶段构成;盘阻在挤扩支盘桩抗拔承载力中的占比随着盘径的增大而增大,加载后期的盘阻贡献率相对于加载初期可以提升6%~8%。

支盘桩极限承载力现场破坏性试验及理论分析

针对当前规范法支盘桩极限承载力计算结果偏于保守、经济性不足的问题,依托中江高速改扩建项目对3根不同桩长和支盘组合的支盘桩进行了破坏性静载试验和理论研究。首先,通过分析试桩荷载-沉降曲线和桩体内力数据,研究了支盘桩桩体破坏以及荷载传递特征。其次,以Meyerhof基础极限承载力理论为基础推导适用于支盘桩的极限承载力模型,并引入投影面积比和截面突变系数以考虑分支承载力。最后,将理论模型计算和试验结果进行对比验证了理论可行性。结果表明:依据现有规范设计的3根试桩安全系数分别为2.8,3.0,3.0,可知支盘桩安全系数较大,有待进一步研究;由分支和支盘组成的支盘桩,盘体作为主要的承载部件,载分担比例最高,六分支承载能力仅约为等直径盘体的50%,并且桩端对总承载力的贡献度很小;短桩相对于长桩直杆段占比小,分支和支盘承载占比更大;支盘各部分的承载力发挥与桩长、分支/支盘设置以及支盘埋深密切相关;依据Meyerhof深基础端承力理论提出的支盘桩极限承载力通用计算方法可以考虑埋深、土体等参数对支盘承载性能的影响;理论和实测值的比较发现所提方法具有较高的计算精度;分支/支盘极限承载力的计算误差小于17%,支盘桩极限承载力计算误差小于13%,满足工程需求。

支盘水泥搅拌桩复合路基的工程应用研究

支盘水泥搅拌桩复合路基与等截面水泥搅拌桩复合路基相比,在提高承载力和减少工后沉降方面具有明显的优越性。为了便于这种新型的复合路基形式在高等级公路软基处理中的应用,以沉降等效为控制指标,给出了两种桩型在复合路基中等效桩长和桩间距之间的对应关系表达式。借助工程实例的有限元数值分析和实测值沉降的对比,论证了支盘水泥搅拌桩复合路基的优越性和对应关系表达式的可靠性。结果表明:对于均质软土层可选择设置2个支盘,中心分别布置在0.55倍和0.85倍桩长的深度位置,对于含夹层的软土层可优先选择性质较好的土层设置支盘。以沉降量为控制指标,支盘水泥搅拌桩与等截面水泥搅拌桩的桩长存在线性对应关系,桩间距存在指数函数对应关系。

支盘桩加固既有路基的模型试验与分析

高速公路改扩建工程项目中的老路基处理方案多为地梁连接的带帽PHC管桩,存在对原有路面层损坏严重、造价高等缺点。为尽量减小对改扩建工程原路面层的破坏,大间距、无桩帽、无地梁成为刚性桩方案加固既有路基深层软土的优化选项。挤扩支盘桩具有单桩承载力高、造价低、支盘位置与盘腔尺寸可调等优点。设计模型试验,使用支盘在顶部的单盘支盘桩对老路基进行地基处理,探究支盘桩加固既有填砂路基深层软土的机制,反映桩顶设盘的承托作用,分析其承载力形成机理,为现场试验提供参考依据。

山地竹叶花椒不同海拔不同类型枝条花芽分化差异

为探讨云南大关县竹叶花椒在不同海拔(600、800、1000和1200 m)以及不同类型的枝条(枝头新梢和桩头新梢)花芽形态分化进程及差异,以大关县花椒产区竹叶花椒为试验材料,采用显微石蜡切片技术进行试验研究。结果表明,大关县竹叶花椒花芽形态分化分为分化前期、花序轴分化期、花蕾分化期、花被分化期和雌蕊分化期5个时期;在同一分化期,低海拔处竹叶花椒分化出花被原基较高海拔处更多更大,花芽分化质量更好。大关县竹叶花椒桩头新梢花芽分化晚,分化进程快;枝头新梢花芽分化早,分化进程慢;在水肥条件差的椒林宜多留枝头新梢作为结果母枝,在水肥条件好的椒林则宜多留桩头新梢。海拔800、1000和1200 m处竹叶花椒花芽分化进程晚于海拔600 m处,随着海拔升高,竹叶花椒花芽分化进程滞后,分化时间长。

基于云服务的有序分散负荷T接分支箱设计

针对新能源充电设施的智能化发展趋势,通过分析新能源汽车智能充电桩与电网稳定运行之间的关系,提出对充电桩进行分时控制和负荷控制的具备保护功能的智能控制系统。该系统通过在充电桩与上级电源之间增加智能微型断路器模块和智能网关模块,通过智能网关自动对智能微断进行控制,从而达到对充电桩分时控制和负荷控制的功能。同时,通过云服务系统,实时采集系统数据和对用电数据进行分析,制定充电桩用电有序分散策略,远程控制设备动作,从而保证充电桩在使用过程中电网不过载运行,实现对上级电源的实时保护,确保电网可靠稳定运行。

支盘桩–土–高层建筑结构振动台试验的研究

设计和实施支盘桩–土–高层建筑结构动力相互作用体系的振动台试验,再现框架结构和桩基的震害现象。通过振动台试验,研究相互作用体系的地震响应、支盘桩对结构体系的阻抗作用和单、双跨框架结构抗震性能的差异,对该体系的试验现象、基频、阻尼比、振型、位移反应和上部结构顶层加速度反应进行了计算和分析。结果表明:相互作用对结构的动力特性和地震反应均有较大的影响,支盘桩具有较好的抗压、抗拔和抗扭曲作用;相同工况时上海人工波激励下的结构最大位移反应比ElCentro波大,说明结构的破坏除与震级有关外,还与地震波的波形有关;双跨框架结构的抗震性能明显好于单跨,并与汶川地震中很多单跨教学楼倒塌的现象一致。研究结果对抗震设计和防灾减灾具有重要的研究意义。

挤扩支盘支护桩试验研究

介绍了一种新型基坑支护桩——挤扩支盘桩,探讨了挤扩支盘支护桩的挤密效应、受力机理、合理的结构形式以及作为支护桩的工作特性。土工模型试验表明:(1)与普通悬臂支护桩相比较,挤扩支盘支护桩的嵌固深度可减小15%～30%,弯矩分布比较均匀;(2)最大弯矩可减小40%～80%;(3)桩顶总位移减小30%～60%;(4)支护高度可增加20%～30%。挤扩支盘支护桩有着明显的技术优势和经济效益,并能降低风险,为中等深度基坑工程提供了一种经济合理的支护手段。

挤扩支盘桩承载力性状的现场试验研究

通过挤扩支盘桩原位测试试验,对单桩静载试验和桩身轴力测试结果分析表明,挤扩支盘桩的荷载–沉降曲线为缓变型,根据桩身应力测试结果,加荷初期桩摩阻力发挥较多,加荷后期,摩阻力已发挥到极限,所加荷载主要由支盘承担,支盘承担的荷载超过总荷载的一半;挤扩支盘桩的支盘阻力主要体现端承力的性质,桩侧摩阻力和承力盘阻力的发挥具有明显的时序效应。试验研究成果为工程应用提供了有价值的参数和实验依据。在工程实例中,挤扩支盘桩比同径、同桩长的普通灌注桩提高单桩承载力89%,节省工程造价28%。