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.

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。

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。

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。

非饱和粉质粘土模型支盘桩试验研究

根据挤扩支盘桩的实际工作性状,设计了一个室内模型试验装置来研究支盘桩的承载和变形性能以及影响因素,通过与等直径模型桩的对比试验表明支盘桩的承载力远远高于等直径桩,而沉降变形则要小得多。试验还证实盘底土体的侧阻对桩的承载力贡献很小,在紧邻盘底的位置甚至可能产生负摩擦作用,设计时应给予充分重视。另外,根据土工试验表明,通过盘的挤扩作用使其周围土体产生较明显的挤密作用,这种挤密效应对桩的承载力的提高有积极作用。最后提出了一个支盘桩承载力计算公式。

大直径深长钻孔灌注桩竖向承载力特性试验研究

在唐山LNG罐区对9根大直径钢筋混凝土灌注桩进行了竖向荷载现场试验,其中桩端后注浆工艺试桩3根,三岔双向挤扩工艺试桩3根,挤扩支盘工艺试桩3根。基于现场静荷载和桩身应力测试结果,分析了3种不同施工工艺钻孔灌注桩竖向荷载传递规律。试验结果表明:3种不同施工工艺的大直径深长钻孔灌注桩试桩荷载-沉降曲线没有明显拐点,后注浆工艺试桩荷载传递过程表现为摩擦桩的特性,桩侧阻力几乎承担全部荷载,而三岔双向挤扩支盘工艺和挤扩支盘工艺试桩荷载传递过程表现为端承摩擦桩的特性,桩端阻力占总荷载的20%～30%;3种不同施工工艺试桩的轴力及桩-土相对位移变化规律基本相似,桩侧桩端阻力非同步发挥且相互影响,桩侧摩阻力均表现出强化现象。对整个罐区要求单桩承载力特征值不小于8 100 kN。3种施工工艺的钻孔灌注桩承载力均能满足要求。

竖向荷载作用下挤扩支盘桩的试验研究及设计分析

结合实际工程,通过挤扩支盘桩的静载荷试验和桩身轴力测试试验,深入地分析了竖向荷载作用下挤扩支盘桩的荷载传递机理和变形特性,同时,给出了挤扩支盘桩的单桩承载力计算公式。结果表明,挤扩支盘桩在加荷后期支盘承担50 %以上荷载,且支盘阻力体现端承力的性质;挤扩支盘桩与普通直桩相比,单桩承载力可提高60 %～100 %。

DX桩承载力及荷载传递特点的现场试验研究

通过大比例尺的现场模型DX桩静荷载试验 ,对DX桩的承载力机理进行了分析。通过对比同等地质条件下直孔桩与DX桩承载力的差异 ,给出了DX桩的荷载传递曲线 ,分析了DX桩的荷载传递规律 。

DX桩单桩承载力设计分析

在DX桩现场测试、有限元计算和理论分析的基础上 ,分析了DX桩的变形破坏机理 ,提出了DX桩的单桩极限承载力经验公式 ,结合工程试桩资料 ,分析了所提观点的合理性。

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%。

软土地基挤扩支盘桩基础试验研究

挤扩支盘桩具有承载力高、沉降小、施工机具简单等优点。针对我国沿海地区软土地基,开展了挤扩支盘桩的竖向抗压、抗拔和水平静载荷试验,得到了极限抗压、抗拔和水平承载力。通过试桩的桩身内力测试,得到桩身轴力的分布规律,研究了挤扩支盘桩的荷载传递机理和承载性能。试验结果表明,挤扩支盘桩的竖向承载力比普通直孔桩有较大提高,具有广阔的应用前景。

DX桩单位侧阻力和单位端阻力的现场试验研究

通过大比例尺现场模型DX桩静荷载试验 ,对DX桩单位侧阻力和单位端阻力的发展规律进行了研究 ,并与直孔桩作了比较 。

用双曲线法预测挤扩支盘桩的极限承载力

双曲线法能够比较好地预测P-s曲线为缓变型的桩基的极限承载力。根据7根挤扩支盘桩的实测P-s曲线,用双曲线法预测了支盘桩的极限承载力。结果表明在极限加载范围内,双曲线法同样适用于挤扩支盘桩,拟合双曲线与实测的曲线比较吻合,预测的结果对工程实际有一定的价值。

挤扩支盘桩竖向承载力特性和影响因素的数值研究

以数值分析为手段,对挤扩支盘桩的承载力、沉降以及桩身轴力分布、桩侧摩阻力发挥等竖向承载特性进行系统分析,研究表明:相对直杆桩,挤扩支盘桩具有高承载力、低沉降的特性,桩身轴力在支盘上下界面处明显降低。支盘位置和荷载水平桩身侧摩阻力、支盘承载力发挥具有明显影响。此外,探讨了支盘间距、支盘数量、支盘直径对挤扩支盘桩的不同影响,在工程实践应用中,应全面考虑施工难度、施工速度等因素,寻求最佳支盘间距、最优支盘数量和最优支盘直径,获得最佳支盘间距约为2.5~3倍支盘直径。

多级支盘桩与等截面直孔桩承载力对比试验

针对挤扩多级支盘桩相对于普通等截面直孔灌注桩具有较高承载力和较低沉降量的特性,采用自平衡静载荷试验方法,对浙江湖州市某工程同一场地中的挤扩多支盘桩与普通等截面直孔灌注桩进行极限承载力的对比试验研究。工程试验结果表明,在同等工程地质条件下挤扩多支盘桩与普通直孔灌注桩相比,其极限抗压承载力和极限抗拔承载力都较大提高,每立方米混凝土的抗压承载力提高达75.3%以上,而混凝土的用量却少41.9%;单方极限抗拔承载力提高118.9%以上,而挤扩多支盘桩的混凝土用量比等少44.1%以上,且沉降曲线较缓,因此能获得较好的经济效益。该工程试验对这种新型桩的承载理论研究和类似工程实践具有客观的参考价值和借鉴意义。

挤扩支盘桩的承载特性

结合具体工程对挤扩支盘桩在外荷载作用下的承载特性及桩身荷载传递规律进行了测试分析,现场测试结果表明:相对于传统等截面灌注桩,挤扩支盘桩具有承载力高、沉降变形小等优点;支盘的存在可以大幅提高桩体的承载力,支盘在单桩承载力中的贡献可达50%以上;支盘的存在,使得桩侧、桩端等部位承载力的发挥也明显不同于等截面灌注桩,具有明显的时序性;现行挤扩支盘桩单桩承载力计算方法偏于保守.

挤扩支盘混凝土灌注桩单桩竖向承载力经验公式的探讨

挤扩支盘桩是从普通混凝土灌注桩衍生出来的一种新桩型。与普通混凝土灌注桩相比 ,它能够大幅度提高单桩承载力 ,具有明显的经济效益。通过对大量的挤扩支盘桩竖向承载力试桩资料的分析 ,提出了新的挤扩支盘桩竖向极限承载力经验公式 。

DX桩在武汉某高层建筑中的应用

DX桩是通过发挥桩身中承力扩大盘的承载力 ,以达到提高单桩竖向承载力的一种新型钻孔灌注桩。本文介绍该桩的成桩设备和施工工艺以及在武汉某高层建筑桩基工程中的应用。