不同嵌岩深度下抗拔桩承载特性研究

以广东省江门市某工程为例,通过有限元分析软件ABAQUS,结合地勘报告及现场对桩基进行抗拔静载试验得出的荷载–位移曲线图,建立抗拔桩三维有限元模型进行数值模拟计算分析,研究不同嵌岩深度增量下抗拔桩的承载特性。研究成果表明:增加嵌岩深度可在一定程度上提高桩基抗拔承载力,但二者之间并非呈线性增长关系。当嵌岩深度增量为3D时,相较于原试桩的桩顶位移量减小54.2%,抗拔承载力提高105.2%,对桩基抗拔承载力的提高效果尤为显著。

基于BOTDA的砂土地基预应力管桩抗拔静载试验研究

针对砂土地基抗拔桩受力性能与荷载传递机理研究不足问题,将布里渊光时域分析(BOTDA)光纤传感技术应用于长江下游地区厚层砂土地基预应力管桩原位抗拔静载试验研究,采用特殊设计的桩身刻槽钻孔、光纤粘贴保护、接桩过程连续植纤等技术工艺,实现了预应力管桩在拉拔过程中桩身受力变形状态的分布式测量与数据精确定位。研究结果表明:在上拔荷载作用下,试验桩桩身轴力沿桩身方向逐渐减小;桩侧摩阻力在下桩发挥效果较好,上桩侧摩阻力较小,全桩长侧摩阻力最大值在桩底;抗拔桩随上拔荷载的增加,轴力逐渐向下传递,向下传递的轴力主要由预制管桩侧摩阻力承担;分布式光纤应变传感技术能较好地监测预应力管桩桩身贯入施工因素对抗拔承载特性的影响。研究结果可在其他类型抗拔桩受力特性监测项目中推广应用。

直立锁边金属屋面风揭破坏全过程分析

直立锁边金属屋面长期服役过程中,由于各种因素的影响,风揭破坏时有发生。国内外学者对其破坏过程及破坏形式进行一定探索,而风揭破坏阶段的划分及各阶段的标志仍缺乏清晰界定。使用自主设计的试验装置,以区域面力代替均布风吸力对直立锁边金属屋面进行静态承载力试验,结合表观现象与3D点云模型研究其破坏过程。研究发现:金属屋面的破坏过程可分为弹性、塑性、强化、失效、后承载力5个阶段,分别对应卸载变形可恢复、咬边处竖向板顶部与支座底部接触、竖向板顶部沿支座底部水平滑移,竖向板与水平夹角迅速扩展、竖向板顶部滑移至支座底部尽头,卷边间缝隙迅速增大、单边脱扣。对于服役状态下的金属屋面,在进入“塑性阶段”后,就已产生不可恢复的永久变形,应及时补强加固。设计时可依据抗风承载力及安全极限荷载给出2种承载限值。

单桩静载试验中钢筋连接新技术分析

将钢筋连接工艺应用到单桩竖向抗拔静载试验中,代替传统的焊接连接方法,以期达到快速、安全、方便、节约成本的目的。本研究为该思路的初步尝试,针对小吨位的常见空心预制桩抗拔试验,加工了一套装置。该装置利用预制桩孔洞内的灌芯钢筋提供上拔力的特点,利用锚具卡扣装置,将钢筋和装置进行连接。在上海松江区某项目开展了现场试验,整个组装过程无需焊接,试验结束拆解装置后可重新利用,为同行提供参考。

花岗岩地层灌注桩抗拔承载性能研究

对深圳地区花岗岩地层进行了4组有无后注浆试验桩抗拔静载试验对比研究。结果表明,泥浆护壁成孔灌注桩桩侧泥皮效应不仅在土层存在,在微风化岩层也会存在,泥皮会削弱抗拔桩侧阻力;当桩侧无后注浆时,抗拔极限承载力较低,桩顶上拔量较大,并具有较大离散性;桩侧后注浆可解决泥皮效应,大幅提升抗拔极限承载力;同组对比试验的无后注浆与有后注浆抗拔桩的轴力传递与侧阻力分布规律相似,而长度较短的嵌岩桩和中长桩侧阻力分布规律不同;按我国有关标准经验公式计算的无后注浆灌注桩抗拔极限承载力结果被高估。

第四系地层预应力混凝土管桩承载性状现场试验研究

基于印尼某工程15根预应力混凝土管桩(PC管桩)的单桩竖向抗压、抗拔及水平静载荷试验,分析PC管桩分别在竖向荷载和水平荷载作用下的承载特征,揭示不同荷载水平下PC管桩的承载力发挥机制。基于单桩竖向抗压极限承载力预测模型,对比分析指数曲线模型、双曲线模型及调整双曲线模型的可行性,并对PC管桩单桩竖向抗压极限承载力进行预测;结合水平静载试验,探讨地基土水平抗力系数的比例系数m的取值问题。研究结果表明:PC管桩单桩竖向抗压承载力主要取决于桩端持力层的支承力,同时也受桩径、桩长的影响较大;PC管桩的竖向抗拔承载力主要取决于桩侧摩阻力,桩径越大、桩长越长,单桩竖向抗拔承载力越高;PC管桩水平承载力主要取决于桩侧土体的力学性质。就本试验而言,指数曲线模型对单桩极限承载力的预测最精确;m在桩顶水平位移超过10 mm时变化平稳并逐渐收敛为常数,通过试验结果反推的m接近甚至超过JGJ 106—2014中推荐m的上限值。

电气化铁路接触网整体吊弦受力试验研究

针对电气化铁路接触网整体吊弦受力测量存在的不足,采用自行设计的受力测量装置测量实际线路整体吊弦的静态力和动态力。试验研究结果表明,一跨内6根整体吊弦的受力基本是对称分布的,整体吊弦的位置和初始长度对其受力影响较大;吊弦受力与吊弦长度成反比,其动态力变化与抬升量为正相关,而单位抬升量下的动态力变化则与抬升量表现出负相关性;并通过动态系数量化不同抬升量下的动态力增长幅值大小,发现对称位置的吊弦长度差异导致动态增长幅值不同。试验研究结果为深入分析列车运行时整体吊弦的受力并验证有限元模型准确性奠定技术基础。

钢螺杆锚桩抗拔承载力计算方法研究

钢螺杆作为桩基竖向静载试验的反力锚桩,具有安装快捷、可重复利用等优点,但关于该桩型的抗拔承载力计算方法尚未建立。基于钢螺杆锚桩现场抗拔试验和场地工程地质勘察资料,研究土质条件、桩长及直径等因素对钢螺杆锚桩抗拔性能的影响,给出不同类型土体的抗拔摩阻力提高系数,建立钢螺杆锚桩单桩抗拔承载力计算方法,并通过其单桩抗拔静载试验进行验证。分析结果表明:钢螺杆锚桩抗拔承载力较同等桩径直杆桩有一定提高,土体性质越好,钢螺杆锚桩抗拔力提高越明显;螺纹直径400mm与600mm的单桩抗拔承载力总体接近,增大螺纹直径不一定能有效提高其抗拔性能。根据各类土体软硬和密实程度,抗拔摩阻力提高系数取1.2~1.6时,钢螺杆锚桩承载力计算结果具有较大安全储备。

黏性土地基螺旋锚基础上拔承载性能试验和有限元分析

为了研究黏性土中螺旋锚受竖向上拔荷载的承载性能,基于现场静载试验,建立螺旋锚有限元模型分析,与试验结果进行对比分析;基于验证的有限元模型,研究分析了埋深比与锚片间距对螺旋锚的上拔承载性能的影响。研究结果表明,在黏性土中,对于单锚片螺旋锚,当埋深比H/D<3时,随埋深比的增加螺旋锚抗拔承载力逐渐增强,增加的趋势逐渐放缓;当埋深比H/D≥4时,埋深比对螺旋锚抗拔承载力的影响可忽略不计。对于多锚片螺旋锚,锚片间距h/D<3时,锚片间距的相互影响较为明显;当锚片间距h/D≥3时,锚片承载性能可发挥90%以上。

抗拔工程桩的裂缝控制及配筋设计

对于埋深较大的建(构)筑物,抗拔桩桩身配筋通常由裂缝控制。因规范中并未明确给出抗拔静载试验最大加载值,在工程实践中,各设计人员的取值也不尽相同。若试验加载值取得较大则造成工程桩的配筋率过大,若试验加载值较小又不能保证桩抗拔承载力的安全储备。结合以往的工程实践,给出了几种安全可靠、经济合理的抗拔桩配筋设计及验收检测的方法,同时也对现行规范关于工程桩试验荷载及地下水浮力下的裂缝计算给出了建议。

短管桩抗拔静载试验中支墩压力影响数值分析

单桩竖向抗拔静载试验采用地基反力法时,试验桩的受力工况和抗浮结构中工程桩的实际受力工况有明显差异。静载试验时的附加应力效应、软土中还有的挤压隆起效应,两种效应共同作用会使桩承载力发生改变。基于实际工程,采用数值分析手段研究了桩长较短的PHC管桩,在两种桩周土层分布、不同支墩压力、不同桩—支墩净距下的抗拔承载力。结果显示:支墩压力会使抗拔承载力增大;桩头区域有软土层时,土体受挤压产生明显隆起会引起桩承载力波动;在满足规范规定的净距时,附加应力效应和挤压隆起效应均对试验结果影响不大;和规范规定的桩墩净距2.0m、有支墩压力相比,净距1.5m和1.0m、无支墩压力时承载力降低4%~6%;试验场地地表是混凝土筏板时,试验测得的承载力略高、桩顶上拔位移加大。

基于FLAC3D的斜锚短桩抗拔静载试验模拟桩岩接触面参数影响研究

斜锚短桩基础是一种主要应用于山区输电线路的新型输电塔基础,主要由短桩基础及锚杆结构组成,较传统桩基础更具经济性和环保性,且应用范围更广,但国内外对其研究较少,在数值模拟分析中,桩-岩体接触面单元参数难以准确取值。采用三维连续介质拉格朗日法有限差分软件(FLAC3D)建立计算模型,控制改变接触面单元粘聚力c、内摩擦角φ,以探究接触面单元参数对模拟计算结果的影响。结果表明:接触面单元黏聚力c及内摩擦角φ均对计算结果有影响,其中黏聚力c为主要因素。

水泥土复合管桩抗拔设计的探讨

结合工程实例,介绍了水泥土复合管桩抗拔的基本原理和特性。为了便于抗拔承载力及经济效益的对比,在同一场地,试桩方案设计水泥土复合管桩2种桩型共6根,以及钻孔灌注桩2种桩型共5根,对其分别进行单桩抗拔静力载荷试验,通过对试验结果和基桩施工造价的分析后认为,在提供相同抗拔承载力特征值时,水泥土复合管桩上拔位移量是钻孔灌注桩的1/3,而造价仅为钻孔灌注桩的80%;管桩的顶部连接采用张拉机械套筒连接是安全可靠的。采用水泥土复合管桩以达到降低工程投资、提高施工质量和保护环境的目的。

采用缓粘结预应力筋的新型抗拔桩受力特性研究

介绍了一种采用缓粘结预应力筋的新型抗拔桩,对该新型抗拔桩的施工工艺进行了总结,并且通过现场试验对比分析了无粘结预应力抗拔桩和缓粘结预应力抗拔桩的荷载变形特性、受力机理和桩身裂缝分布。试验结果表明:缓粘结预应力抗拔桩的单桩承载力比无粘结预应力抗拔桩提高了3.7%~26.7%,并且其顶部位移满足一般建筑物的抗浮要求;无粘结预应力抗拔桩在试验过程中桩身整体先处于受拉状态,当荷载大于预应力时,抗拔桩从下部桩身开始呈现受压状态,缓粘结预应力抗拔桩在试验过程中桩身整体处于受拉状态,并且下部桩身为主要受力部位,抗拔桩受力效果较好;两种试桩在试验过程中桩身未出现裂缝;与无粘结预应力抗拔桩相比,缓粘结预应力抗拔桩有更好的整体性,能够有效防止由于钢绞线变形导致抗拔桩与承台锚固部位产生裂缝,保证桩顶钢绞线与外部隔离,防止钢绞线产生锈蚀。

后注浆抗拔桩在复杂地层下的试验及模拟研究

以郑州某工程抗拔试桩单桩抗拔承载力试验结果为基础,针对抗拔桩抗拔承载力不足的情况,采用桩端桩侧复式后注浆工艺来减小泥皮和沉渣对桩侧摩阻力和端阻力的影响,从而提高桩抗拔承载力。对注浆结果进行分析并用经验公式计算。结果表明通过试验验证,由《建筑桩基技术规范》(JGJ 94—2008)公式计算的注浆量可适当减小。分析了有泥皮存在的情况下桩侧摩阻力的减小以及注浆后桩侧摩阻力的增强。最后对后注浆桩进行数值模拟,证明了后注浆尤其是加强桩端后注浆能明显提高抗拔桩承载力。

大直径灌注桩抗拔承载性状分析

根据5根大直径灌注桩现场抗拔静载试验和应力测试结果,分析了嵌岩桩荷载传递性状和嵌岩段摩阻力发挥过程一些特性,得到抗拔桩的桩周土层抗拔系数以及Q–s曲线呈缓变形的抗拔桩极限承载力取值方法。结果表明抗拔桩的曲线形状与持力层岩石风化程度和桩的嵌岩深度有关。同时根据嵌岩段摩阻力发挥过程特点,进一步探讨了影响嵌岩段摩阻力发挥值主要因素。

软土地区抗拔桩受力性状的试验研究

通过温州鹿城广场4根抗拔桩静载试验,分析了抗拔桩在不同荷载水平下的受力性状.试验结果表明,抗拔桩在荷载作用下,桩身轴力随着深度的增加而减小,在桩端处桩身轴力始终为零,即抗拔桩表现为纯摩擦桩.对于持力层是卵石层的抗拔桩,桩身拉伸量是桩顶上拔量的主要组成部分.桩侧摩阻力的发挥程度和桩土相对位移有着很好的对应关系.在靠近桩端的桩侧土体中,当桩土发生相对位移时,即使其值很小,桩侧摩阻力也会急剧增加.当荷载(桩土相对位移)增加到一定值后,桩侧摩阻力随着荷载的增加而减小,即出现侧阻软化现象.

新型伞状抗拔锚现场试验研究

在研制出新型伞状抗拔锚并对其进行室内模型试验的基础上,为深入了解其实际应用效果和价值,现进一步对其展开现场实测试验。现场试验主要进行了伞状锚施工工艺的分析研究和承载性能的对比评价,施工工艺方面主要是基于现有传统抗拔桩和抗拔锚杆施工工艺上的改进,承载性能方面主要是通过现场静力载荷试验得出伞状锚的实际承载力,并与理论值进行了对比分析。试验结果表明:与传统抗拔桩相比,伞状锚的施工工艺与之类似,但在承载力方面,在等效条件下,新型伞状抗拔锚承载力的提高非常明显,再次证实了伞状锚的优越性,为其工程推广应用奠定了良好的基础。

增强型预应力管桩与普通预应力管桩单桩抗拔静载试验的对比分析

通过对同场地、同强度、等外径的两根普通预应力管桩和两根增强型预应力管桩进行现场单桩抗拔静载试验,对比分析了U-δ(上拔荷载-上拔量)曲线和受力特征。试验结果表明,增强型管桩的U-δ曲线比较平缓,抗拔承载力比普通管桩提高70.53%,抗拔能力更理想。

嵌岩抗拨桩的试验受力分析

通过对岩层中抗拔桩的现场静载试验数据的分析 ,得出了桩身内分布的大致规律 。