超长群桩的模型试验研究

针对超长群桩使用较多而深入研究较少的现状,设计并完成了不同桩间距的3组超长群桩模型试验。通过超长群桩模型试验数据分析了超长群桩的荷载传递机制和承载力特性,得到了超长群桩侧阻力与桩间距的关系、超长群桩承载力与桩间距的关系以及超长群桩效应系数与桩间距的关系。通过超长群桩轴力分布研究了超长群桩的有效桩长问题,其结果对于超长群桩的理论研究和工程应用具有重要参考价值。

黏土中超长群桩竖向承载力模型试验研究

针对超长群桩使用较多而理论研究较少的现状,进行了大型的室内超长群桩模型试验。通过对黏性土中桩距为6d的超长钻孔灌注群桩的室内模型试验和实测数据分析,研究了超长群桩的荷载传递机理和承载力特性。得到了在竖向荷载作用下超长群桩的荷载与沉降关系曲线,桩身压缩量占桩顶沉降的百分比、桩身轴力分布曲线以及桩侧摩阻力分布曲线。研究结果表明:超长群桩属于非刚性摩擦桩,桩顶沉降主要由桩身压缩量引起;极限荷载作用下,桩端阻力接近为零,桩身中下部的侧摩阻力没有充分发挥。这些结论为超长群桩的理论研究、工程设计与施工提供有益参考。

竖向荷载下超长群桩承载性状的模型试验研究

针对目前超长群桩尚缺乏深入研究的现状,设计并完成了一组软土地基中超长群桩室内模型试验。通过对超长群桩室内模型试验测试结果的分析,研究了竖向荷载下超长群桩的荷载传递机制和承载性状,得到了竖向荷载超长群桩的荷载-沉降曲线,桩身轴力分布规律、桩侧摩阻力分布规律。研究表明,随着桩顶荷载的增加,软土地基中超长群桩的Q—S曲线呈缓变型,未出现显著的转折点或陡降;桩身轴力沿深度逐渐递减,各级桩顶荷载作用下角桩桩身轴力略大于边桩;在整个桩长范围内,角桩的桩侧摩阻力稍大于边桩,两者分别出现了两个峰值,峰值点所在深度基本相同;群桩中角桩、边桩桩端阻力占桩顶轴力的百分比随桩顶荷载的增加均呈现先减小后缓慢增大再达到基本稳定的分布趋势。

超长钻孔灌注桩群桩效应系数研究

应力叠加理论的群桩效应系数公式理论性较强,考虑了桩长、桩距、桩的排列、以及桩间土性质等多种因素的影响。基于应力叠加理论,通过多种工况的算例,定量地分析超长大直径钻孔灌注群桩中桩数、桩间距、桩长以及桩径与群桩效应系数的关系。计算表明:桩数的增加、桩间距的减小、桩长的增加、以及桩径的增大都使得群桩效应系数减小,但它们各自影响的程度不一样,当桩数超过10×10后,桩数的变化对群桩效应系数的影响非常微小;对于超长桩,一般要求桩间距达到10D左右可不计群桩效应的影响;桩长L<50D时,衰减较快,当桩长L>50D时,衰减较慢。最后通过进行8组超长群桩(1、2、4、9桩多种桩群和多种桩距、桩径)的大比例尺现场模型试验,验证应力叠加的群桩效应系数公式的适用性,可为超长钻孔灌注桩设计提供参考。

刚性承台群桩沉降简化计算方法

基于考虑桩土滑移和桩顶整体刚度动态调整的群桩计算方法,分析平均端阻比与荷载水平、桩土刚度比、桩长、桩径、桩距、桩数以及桩侧、桩端荷载传递函数等因素影响规律,用统计方法拟合端阻比与上述参数的近似表达式。参考等代实体基础计算模式,提出考虑了桩身压缩量和桩端刺入变形的群桩沉降简化计算模式,该方法考虑了沉降与荷载非线性关系。最后,通过离心模型试验验证实用简化计算方法的准确性。研究结果表明:采用简化计算方法所得结果与精确计算方法所得结果以及试验结果均吻合;桩身压缩量和桩端刺入变形不能忽略。

超长嵌岩钻孔灌注群桩承载特征与受力机理研究

基于考虑了阶段施工影响的3D有限元分析模型,分析了天兴洲大桥3号主墩的超长钻孔灌注嵌岩群桩的承载特性和受力机理。有限元分析与离心机模型试验荷载沉降曲线的一致性验证了该模型的有效性。在此基础上着重从荷载沉降曲线、桩身轴力分布和桩侧阻力分布等方面研究了加载和卸载条件下超长嵌岩钻孔灌注群桩的承载特性和受力机理。研究结果表明:群桩沉降在加载和卸载阶段均与荷载成近似线性增加关系;桩侧阻力在加载时是从上往下逐渐发挥的且极限摩擦阻力沿深度增加,而在卸载阶段桩侧阻力局部存在残余摩擦而整体上呈现疲劳现象。

公路桥超长群桩的有效桩长研究

针对公路桥梁超长群桩的有效桩长问题,对国内公路桥梁桩基的荷载状况进行统计分析,得出桩顶应力主要分布在6～21 MPa范围。进行了长径比为96的桩间距分别为3D、4.5D和6D的3组不同群桩的超长群桩模型试验,得到3种不同桩间距的超长群桩中单桩轴力随着不同荷载的分布图,按照桩身轴力趋于0的桩截面的深度确定有效桩长,并利用指数函数关系分别拟合了3种不同桩间距的桩顶应力与有效桩长之间的关系。根据竖向荷载作用下群桩模型试验与实际原型之间的相似关系,确定公路桥超长群桩与荷载对应的有效桩长取值范围,研究了超长群桩的有效桩长与桩间距之间的关系,并对桥梁桩基有效桩长的取值与桩间距提出了建议。

大直径超长群桩有效桩长问题的有限元参数分析

采用大型有限元软件ABAQUS,针对大直径超长群桩的有效桩长进行三维有限元数值分析.采用极限承载力控制法,对竖向荷载下不同布桩形式的大直径超长群桩基础的有效桩长进行研究.结果表明:有效桩长随桩数的增多而增大,随桩距的增大而减小;桩数增多,有效桩长对应的群桩的极限承载力降低,桩距的变化对有效桩长对应的群桩的极限承载力影响不大.

超大超长群桩基础沉降有限元分析

超大超长群桩在大跨桥梁和高层建筑中得到广泛的应用。本文以某长江大桥超大超长群桩基础为例,用三维有限元法分析了群桩基础的沉降特性。地基采用理想弹塑性模型,桩身混凝土用线弹性模型模拟,桩-土界面设置了有厚度的薄单元。假定不同大小的地基土弹性模量,分析桩顶沉降规律,研究桩顶沉降、桩身及桩底土层压缩量之间关系。同时,分析了平均桩顶沉降、平均桩顶轴力以及土体弹性模量三者之间的关系。

超长群桩竖向承载群桩效应模型试验研究

根据竖向荷载作用下超长群桩的模型试验数据,分析了黏性土中桩距为6d的高承台超长群桩的承载性状和群桩效应.结果表明:按理论公式计算得到的群桩效应系数与试验值较吻合,理论值对实际工程中超长群桩承载力的计算是偏于安全的,可为今后超长群桩的设计提供参考.

温州323m超高层超长单桩与群桩基础实测沉降分析

根据单桩静载试验和基础沉降实测资料表明:超长单桩在设计工作荷载作用下的桩顶沉降量St主要为桩身混凝土压缩量Ss,且侧阻力很大,端阻力发挥很小。超长单桩上部黏性土中桩侧摩阻力充分发挥所需的桩土极限相对位移约17～20 mm。当桩土相对位移大于该极限位移后,桩上部土层发生桩土滑移呈现侧阻软化现象。群桩基础的沉降随着施工荷载水平的增加而增大。其规律为:施工层数很低时(5层以下),主裙楼一体沉降;随着主楼施工层数(8层后)增加,主楼沉降增大,同时由于主楼的"促沉"作用会使得裙楼沉降得以延续;随着主楼施工层数(30层后)继续增加,由于主楼核心筒相对裙楼沉降较大引起的对裙楼的"牵拉作用"会使裙楼出现轻微上翘的现象,但由于总体沉降量较小,所以裙楼、主楼、主楼核心筒的角点和边点沉降值相差不大。群桩效应沉降比Rs随着荷载水平(施工层数)的增大而先增大后减小。

超长群桩竖向承载特性的有限元分析

采用三维有限元程序对竖向荷载作用下超长群桩的承载性状进行分析。土体本构关系采用Dun-can-Chang双曲线非线性弹性模型,桩、承台采用线弹性模型,桩土界面采用刚塑性无厚度接触面模型。讨论了承台、桩底地层条件、桩长、桩距、桩数等对超长群桩承载形状的影响。得到了超长群桩承载形状的一些规律,对实际的工程实践具有一定的指导意义。

层状地基中大直径超长群桩的承载特性研究

本文利用数值分析方法,对层状地基中大直径超长群桩的荷载位移曲线、桩侧摩阻力及桩端阻力、桩顶反力、桩身轴力的分布规律等进行了较为系统地研究,同时对比分析了层状地基中土体本构模型的选择对数值分析结果的影响,所得结果对深入研究该类桩基的承载及变形特性具有一定的参考价值.

不同桩距超长群桩承载特性的有限元分析

采用三维有限元程序分析了桩距对竖向荷载作用下超长群桩的承载性状的影响。土体本构关系采用Duncan-Chang双曲线非线性弹性模型,桩、承台采用线弹性模型,桩-土界面采用刚塑性无厚度接触面模型。讨论了桩距对超长群桩荷载-沉降关系、摩阻力分布、承台底土荷载分担比、基桩之间的荷载分配以及基桩之间的沉降差异的影响。得到了超长群桩承载性状与桩距之间相互关系的一些规律,对实际的工程实践具有一定的指导意义。

均质土层中超长两桩基础承载性状的数值研究

基于三维有限元分析方法,研究了均质地基土中超长两桩基础的承载性状。在有限元模型建立中,为了考虑桩–土共同作用,桩和地基土均用8结点等参单元模拟;为了考虑桩–土间的变形非线性特性,桩–土间设置了一层有厚度的薄单元;桩身混凝土的应力应变关系用线弹性模型模拟,地基土用Duncan-Chang非线性弹性模型模拟,桩周薄单元用河海大学薄单元模型模拟。计算分析表明,基桩的竖向刚度随桩中心距的增大、桩长的增大而增大,但其总小于单桩的竖向刚度;桩侧阻端阻综合群桩效应系数随桩顶沉降、桩中心距的增大而增大,随桩长的增大呈先减小后增大或基本保持不变的变化特点。

考虑桩身压缩的群桩沉降计算

考虑超长桩桩身压缩的情况下,在建筑地基基础设计规范法的基础上提出了考虑群桩桩身压缩的修正方法,并通过工程实例计算对现有建筑桩基技术规范和建筑地基基础设计规范计算结果进行了比较分析。

竖向荷载作用下复杂群桩的变形及荷载分布

以厦深(厦门—深圳)客运专线韩江特大桥潮安县段桩基选型工程为研究背景,通过有限元软件ABAQUS进行数值仿真模拟,分析低承台超长桩在非均质土条件下承受竖向荷载时竖直桩基的荷载-沉降(Q-S)曲线、基桩荷载分担、桩体侧向受荷、承台偏移、基桩竖向变形等工作性状。结果表明:超长群桩的Q-S曲线呈缓变特征,未出现显著的转折点和陡降;在承台顶逐级施加荷载作用下在同一深度范围内桩身轴力中桩、边桩、角桩依次增大;角桩和边桩的竖向变形相似,中桩差别较大;桩身的压缩变形随桩体深度依次递减;中桩侧摩阻力与周围基桩相比较小,变化更加缓慢。

桩端土层性质不同对超长群桩的影响分析

超长桩的承载变形机理与普通短桩不同,其设计存在理论与实际之间的矛盾。通过运用有限差分软件对不同桩端土层情况进行数值计算,得出了超长群桩桩侧阻力、桩端阻力与沉降的关系,探讨了桩端土层不同对超长群桩效应的影响。

土体模量对高承台超长群桩基础承载性能的影响

应用有限元软件GTS建立高承台超长群桩模型,利用现场静载试验数据修正模型参数,并分析桩周土模量改变条件下群桩的承载能力。结果表明:超长群桩承载力较单桩有较大幅度折减,且受桩周土模量影响明显;高承台超长群桩轴力和摩阻力随桩基深度变化曲线较低承台有所不同,并随着桩周土模量改变呈规律性变化。

水平荷载作用下超长群桩效应数值分析

通过数值模型模拟多种工况算例,研究了桩顶约束条件、桩距、桩数、桩长以及土内摩擦角等因素对群桩效应的影响。结果表明桩顶固接时的群桩效应较桩顶铰接时强;桩距增大,桩数减小,桩长减短及土内摩擦角的减小均使群桩效应减弱,其中土内摩擦角对群桩效应的影响较小。水平荷载作用下超长群桩的临界桩距在桩顶铰接时约为12D,桩顶固接时约为15D,远大于普通桩。超长桩的群桩效应强于普通桩。