扩底桩竖向承载特性及群桩效应研究

为探明扩底群桩竖向承载特性,采用扩底桩筏结构,开展单桩(扩径比分别为1.5、2.0、2.5、3.0)和桩筏(扩径比为2)基础静载模型试验,分析其荷载传递规律,并建立桩间距为3.75、4.00、4.50、5.00倍桩直径时扩底桩筏基础有限元模型,研究桩间距对群桩效应影响。结果表明:扩底单桩和扩底桩筏结构荷载沉降曲线均为缓变型;扩底桩极限承载力随扩径比增大而逐渐增大,扩径比2.5~3.0时极限承载力增幅变缓,建议扩底桩扩径比取2.5~3.0;由于桩土共同沉降,桩间土压缩,桩土作用更充分,扩底桩筏基础中心桩侧摩阻力荷载分担比比扩底单桩增大了17.71%;群桩效应系数随桩间距增大而逐渐增大,桩间距为4.5~5.0倍桩直径时群桩效应系数增幅较小,群桩效应较弱,建议扩底桩筏基础桩间距取值不小于4.5倍桩直径。

新建黄土隧道基底钢管桩加固合理桩长研究

湿陷性黄土地区新建黄土隧道的明洞及浅埋段湿陷等级高、承载力低,隧道基底承载力往往满足不了设计要求,常采用钢管桩进行基底加固。为研究钢管桩的合理桩长,以某新建黄土隧道为工程背景,通过建立三维有限元分析模型,分别研究了钢管桩长度为4 m、6 m、8 m和12 m四种工况下隧道围岩和复合地基的受力及变形情况。研究结果表明钢管桩长度越大,围岩和复合地基应力稳定值及最终变形量越小,但当钢管桩长度大于6 m时,钢管桩对隧底的加固效果基本相同,围岩和复合地基应力稳定值及最终变形量基本相同,建议钢管桩的合理长度取6~8 m。

基于静力触探试验指标的静钻根植桩承载力计算方法

静钻根植桩因其兼顾高承载性能和绿色环保的优势而逐步在上海地区得到应用。虽然上海市《地基基础设计标准》(DGJ 08-11—2018)已将植入桩工法纳入到预制桩的推荐施工工法中,但并未提出相关的承载力计算细则,给静钻根植桩设计与应用带来了难度与不确定性。借鉴日本植入桩的承载力计算思路,等效为预制桩直径计算侧阻力,结合上海地区估算桩基承载力的经验,以单桥静力触探比贯入阻力为基本参数,引入侧阻力调整系数和扩大头阻力系数分别计算桩侧阻力和端阻力,提出了一种实用的静钻根植桩竖向承载力计算方法。工程实例计算表明,该承载力计算方法具有一定的可靠性,可为上海地区静钻根植桩设计提供参考。

基于CEL有限元法的大管径钢管桩贯入海基过程的承载力分析

鉴于耦合欧拉-拉格朗日(Coupled Eulerian-Lagrangian, CEL)有限元方法在计算分析接触大变形问题时的优势,建立了大管径钢管桩贯入海基的CEL有限元模型,即在被贯入的海基层采用欧拉有限元法建模,其它层采用拉格朗日有限元法建模,两者之间通过罚函数的接触算法进行耦合.在欧拉有限元模型中,采用算子分裂技术.为兼顾计算模型的精度和效率,本文先对模型的网格密度和贯入速度进行稳定性分析,以此确定合适的网格模型和适宜的贯入速度,同时验证CEL方法在贯入模拟中的可行性.随后针对不同土体类型和不同土体参数变化,探究土体贯入阻力随贯入深度的变化规律.计算结果表明砂土的贯入阻力最大,粉砂土次之,粘土的贯入阻力最小;且贯入阻力对土体内摩擦角的变化最为敏感,对土体粘聚力的变化比较敏感,而对土体模量的变化不敏感.

静钻根植桩扩底桩端极限承载性能的试验研究

静钻根植桩是一种绿色环保的新型植桩工法,采用下段竹节桩与桩端扩底相结合的方式,大幅提升了单桩承压或抗拔承载力,在江浙沪地区已取得了大量应用实践,但限于目前的研究现状,对于桩端扩大头的承载性能不甚明晰。基于自平衡静载试验方法,对桩端扩大头的极限抗压承载性能开展了试验研究。研究结果表明:实测桩端扩大头极限承载力相比规范计算结果提高了40%,反分析得到上海(7)层粉砂的极限端阻力折减系数为0.72~0.81,明显高于规范建议取值0.50~0.55;桩端扩大头的承载能力完全发挥所需的桩顶位移值约为0.03倍桩径,且主要由端承力控制;静钻根植桩全桩身承载能力中,扩大头部分占比达64%~67%,扩大头结构完整性对静钻根植桩工作性能起到关键作用。

砂桩在滨海相软土路基中应用

文中以滨海地区具体工程为依托,结合砂桩设计计算理论,论证了砂桩在滨海相软土路基加固中的适用性,为滨海相路基处理提供相应工程参考。

地铁隧道盾构穿越高架桥桩基托换工程计算分析

为有效计算地铁隧道盾构穿越高架桥桩基托换施工前后桥梁承台及桩基受力的变化情况,保证桩基托换工程的顺利进行,现依托厦门市轨道交通6号线隧道盾构下穿跨杏林湾路高架桩基托换工程,结合桩基托换工程特点和工程现场的实际情况,利用MIDAS/fea与MIDAS/civil建立桥梁桩基托换三维数值模型和梁单元模型,并通过该模型对施工现场的桥梁桩基托换工程进行数值计算,重点分析桩基托换施工中新建承台及桩基承载力的变化情况。据此提出桩基托换施工质量的控制措施,保障桩基托换工程质量,为类似工程的顺利建设提供理论指导与参考。

成层土中载体桩承载力特性实测研究

载体桩在成层土中的承载力特性尚未得到有效的分析。以成层土分布较为典型的苏州地区为例,采用统计方法分析该地区浅层土体物理力学特性,得到适合作为载体桩持力层的地层特性,分析得到单桩承载力在各持力层中的通用公式,同时得到载体填充量的一般公式,对单桩及群桩基础的载体填充量进行计算并验证,以开挖实测得到载体的合理抗拔半径,总结成层土中影响载体桩质量的因素及相应对策。结果表明,除个别较软弱土层外,一般地层均适合作为载体桩的持力层;各适用土层单桩承载力与持力层深度呈现近似抛物线关系;粉土、粉砂作为载体持力层时对单桩承载力提高效果明显;各土层载体填充量也可统一列式求解,单桩载体填充量上限为2.3m^(3),群桩载体填充量上限为1.8m^(3);水泥砂拌合物外边界可作为抗拔计算半径;无明显低应变反射信号的载体桩性能应采用综合分析或其它原位测试方法进行验证。

基于变时基弹性锤击技术的基桩承载力评估试验研究

针对现有基桩承载力检测方法不足,对瞬态机械阻抗法基桩检测技术进行了改进:利用变时基导纳分析技术,对脉冲激励与振动响应信号进行采集处理,提高信号信噪比及时频域分辨率;采用带弹簧结构的激振力锤,大幅提高锤击时的荷载作用时间,增强低频响应信号。通过对含缺陷模型桩的测试试验,可以发现:基于变时基弹性锤击技术的动刚度测试方法可获得稳定的动刚度数值,动刚度值的大小基本上体现了桩身内部缺陷严重情况,可以很好地反映基桩的承载力特性。

预制管桩-水泥搅拌桩在软土地基处理中的应用

为解决某灌区工程位于深厚淤泥层地基上的桥梁基础稳定问题,在采用水泥搅拌桩进行地基处理的同时,引入预制管桩来控制地基沉降,桩基采用格栅式布置,由水泥搅拌桩组成一个个正方形格栅,预制管桩布置在格栅中间。该处理方案同时具备了水泥搅拌桩和刚性管桩的优点,在提高地基承载力的同时,通过管桩有效控制深厚淤泥层地基沉降,解决了深厚淤泥层沉降难以控制的问题。经过处理后的复合地基有效将地基承载力从103.43 kPa提高到166.12 kPa,地基沉降从160.46 mm减少到13.86 mm,可为类似软土地区深厚淤泥层复合地基设计与试验提供参考和借鉴。

深水高桩承台有底钢套箱施工方案探讨

依托省道S255线博罗东江大桥改扩建项目为工程背景,介绍了一种深水环境中的高桩承台施工的有底套箱结构,套箱底板和底梁均采用预制钢筋混凝土结构。完成第一次封底混凝土施工后,进行抽水,并在桩基钢护筒上焊接承重牛腿,将承台主体结构浇筑时的受力系统由悬吊系统转换为承重牛腿。对此类套箱结构施工工艺的控制要点进行了较为详细的介绍,可为同类承台施工提供参考。

软土地区桩端后注浆灌注桩竖向承载性能试验研究

钻孔灌注桩因施工工艺的限制,桩底沉渣较多且难以清理,这会降低桩基的承载性能,而桩端后注浆技术通过压浆管对桩底压注水泥浆液,从而减少桩底沉渣等的负面影响,并能提高基桩的承载能力。结合软土地区中某工程的试桩在桩端注浆前后的静载试验成果的对比分析,研究其在注浆前后的承载性能变化;并通过桩身预埋钢筋应力计的测试结果分析,研究桩端后注浆对桩身轴力传递特性、桩端阻力及桩侧摩阻力发挥性状的影响。研究结果表明,桩端注浆不仅能提高桩端承载力,还能提高一定范围土层内的桩侧摩阻力,并能有效减少桩的沉降,桩端后注浆后的单桩极限承载力能较注浆前的得到明显的提高。

饱和及非饱和粉土中扩底桩极限上拔承载力大尺寸模型试验研究

通过采用大比例尺模型对饱和度为49%的非饱和粉土及饱和粉土中埋深比(桩埋深与扩底直径之比)为1,2,3和5的扩底桩进行试验研究,揭示饱和度、埋深比对扩底桩极限上拔承载力及其破坏模式的影响。试验结果表明:土体饱和度从49%增加至100%,扩底桩的极限上拔承载力降低至原来的30%～50%;扩底桩埋深比从1增加至5,非饱和及饱和土中桩的极限上拔承载力分别增加8和12倍;扩底桩的上拔破坏模式随埋深增大由桩周土体倒圆锥台形破坏变为扩底圆周土体局部破坏。

不同桩长扩底抗拔桩极限承载力的统一计算模式

基于有限元数值模拟分析以及相关文献成果,提出了一个适用于不同桩长扩底抗拔桩极限承载力的统一计算模式。在极限状态下,扩大头处形成椭圆状局部破坏;而等截面段形成幂函数形式的曲线破裂面,幂函数曲线破裂面形状取决于土层及桩型参数。提出扩大头影响高度H1的概念,由扩底抗拔桩足尺试验数据,拟合出一个适合上海等软土地区扩底抗拔桩扩大头影响高度H1的计算公式。计算结果与工程实测结果的比较,验证了统一计算模式的正确性。另外,该方法也可退化为等截面抗拔桩极限承载力的计算。

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。

CFG桩在高速公路桥头深厚软基处理中的应用

介绍了CFG桩的施工方法,分析了CFG桩的成桩质量,同时进行了CFG复合地基承载力试验。结果表明:CFG桩桩身连续,强度高,复合地基承载力满足设计要求,施工质量良好,保证了CFG桩复合地基的加固效果。采用CFG桩复合地基技术处理高速公路桥头深厚软土地基是一种有益的尝试。

苏通大桥一期超长大直径试桩承载特性分析

苏通大桥一期试桩采用自平衡静载荷法,结合桩身埋设钢筋计对5根超长大直径试桩进行了试验研究。压浆对桩承载特性的作用有两方面:一是消除工艺因素的影响,恢复土层原有的承载能力;二是提高桩的承载力。压浆对无沉渣情况下承载力计算值的提高幅度为34%～74%,其中端阻力的提高幅度为2%～153%。根据实际测试结果,压浆后桩极限承载力测试值提高幅度为56%～100%,其中总侧阻提高12.39%～52.87%,总端阻提高4.91～25.67倍。桩端阻力所占比例由1.88%～11.68%提高到22.14%～34.67%,桩的承载型态亦发生改变,由摩擦型桩转变为端承摩擦桩。

复合载体夯扩桩承载力性状有限元分析

本文对复合载体夯扩桩进行了有限元分析，在分析中通过现场取样和模型试验确定夯扩挤密区范围，通过分段线性插值确定夯扩影响区土单元的材料参数，从而能够较为准确地分析这种桩承载力的特殊性状。本文根据计算结果讨论了桩身的荷载传递规律、承载力的计算及最优夯扩体直径的确定，同时也比较了这种桩与扩底灌注桩在承载力特性方面的区别，从而揭示了复合载体夯扩桩承载力性状的基本规律，说明了复合载体夯扩桩是一种承载力性能优越的桩型。

桩端压力注浆桩技术

桩端压力注浆桩是指灌注桩在成桩后 ,通过预埋在桩身的注浆管 ,利用压力作用 ,将能固化的浆液经桩端的预留压力注浆装置 ,均匀地注入桩端地层 ,以提高桩的承载力 ,并减小桩基沉降量。它是一种承载力高、适用范围广、施工方法灵活。

疏桩基础承载性状研究

选用能描述土体塑性特点的弹塑性本构模型,利用研制的三维有限元程序对疏桩基础的承载性状进行了分析·分析结果表明:疏桩基础既能较充分地发挥桩身侧摩阻力和桩端阻力的作用,使得桩的承载接近于其极限承载力,又能较充分地调动承台底土体参与承载,因而疏桩基础对承载力的发挥明显地优于传统桩基;同时疏桩基础对调匀中、边、角桩的桩端阻力和承台底土反力有明显的作用·分析结果与试验结果具有较好的一致性·