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。

抗拔桩承载能力影响因素与群桩变形规律试验研究

利用自主研发的桩基室内抗拔测试装置,结合数值模拟技术对抗拔桩的承载破坏过程及影响因素、群桩的协同工作特征展开了深入研究。结果表明:抗拔桩的承载破坏经历4个阶段,承载初期,桩顶侧摩阻力最先发挥作用,桩顶土体发生塑性破坏;随上拔荷载不断增大,桩体产生相对位移,桩周土体由于桩身侧摩阻力产生塑性破坏;当桩身轴力自桩顶传递至桩底时,桩身底端产生抗拔“吸附力”,并伴随局部土体塑性破坏;随着桩周土体塑性区的拓展、连通,抗拔桩承载能力达到极限;桩身长径比、桩-土界面摩擦因数、桩侧土体压力与其承载极限呈正相关关系,其中桩身长径比对桩端“吸附力”具有重要影响;群桩抗拔过程中,角桩侧摩阻力发挥最充分,桩身位移量最小,极限承载力最大,中心桩桩身位移最大,极限承载力最低;距径比影响抗拔桩的群桩效应,当距径比从2增大至8时,桩身侧摩阻力提高30%,将距径比8作为群桩工程的推荐值,6~10作为群桩距径比的推荐范围。

砂土中抗拔螺杆桩承载力及变形特性研究

通过基于数字图像相关技术的模型试验和离散元数值模拟方法(PFC),研究了叶片设置、砂土相对密实度、受荷工况等因素对螺杆桩抗拔承载力和变形特性的影响,利用试验结果校准离散元程序的细观参数,模拟结果用于分析螺杆桩的荷载分担特性、螺纹叶片间距对承载力的影响以及桩周土体滑动面特征。结果表明:抗拔工况下桩基荷载位移曲线呈现软化特征,0.05 D破坏准则适用于抗拔桩的极限承载力判定,叶片的设置使得桩承载力提高37%,螺纹段荷载分担比接近70%,直杆段荷载分担比是抗压工况的2倍;上拔承载力随叶片间距增加呈降低趋势,H/D=1.00是此工况下合理参数;砂土相对密实度的提高使得螺杆桩和直杆桩抗拔承载力分别增长19.4%、26%,而对抗拔桩周围土体位移模式影响有限,螺杆桩桩周土体最大影响范围约为4 D,而直杆桩约为2 D。

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。

用荷载传递法分析PTC管桩的抗拔性状

建立了PTC管桩的荷载传递模型,并对相关参数的选取与计算进行了探讨。采用VC++语言编写了用位移协调法计算此桩在上拔荷载作用下的P-S曲线及轴力的程序,计算值与实测值吻合良好,则表明此方法合理可行,在实际工程中可用来推算管桩的极限承载力,以达到替代或部分替代现场试验的目的。

压入式沉井与反力桩对地表沉降的耦合影响研究

利用压入式连续沉井群建造轨交地下车站是一种新型预制装配建造模式,但相较传统的明挖式基坑车站修建方式,目前尚缺乏对沉井压入过程环境影响的研究。为此,本研究以实际工程案例为背景,通过数值模拟,结合现有实测拟合沉降曲线,对比调查了沉井外侧反力桩的存在与否对地表沉降剖面的影响规律;进一步调查了桩间距对于地表沉降的调控作用;并基于抗拔承载力等效原则,同时探究了桩间距和桩径对周边土体沉降的影响。进而形成了桩外侧和桩间土体沉降剖面的修正归一化曲线,为压入式连续沉井群地下车站在高密度城市中心的实施提供参考支撑。

抗拔桩与承压型囊式扩体锚杆性价比浅析

对建(构)筑物抗浮工程两种常用锚固体钢筋混凝土抗拔桩和承压型囊式扩体锚杆设计计算理论进行了研究和梳理;并结合北京某一实际工程案例,对两种抗浮锚固体在设计中的可靠性、适用性和经济性进行对比分析。结果表明,在天然地基承载力满足基底压力要求,地基土层构成情况相同,两种抗浮锚固体提供相同抗力的条件下,承压型囊式扩体锚杆综合性价比优于钢筋混凝土抗拔桩,仅工程造价就可以节省20%左右,可为抗浮工程锚固设计时的锚固体方案比选提供借鉴与参考。

后插无粘结钢绞线U形管承压型抗拔桩工程应用

后插无粘结钢绞线U形管承压型抗拔桩技术是一种新型研发的抗浮技术,该技术具有桩身混凝土在使用周期内始终处于受压状态,充分发挥了混凝土的抗压性能,桩身不产生裂缝,无需进行裂缝宽度验算,耐久性好,使用范围广、工期快、造价低等优点。本文结合工程应用实例,详细介绍了后插无粘结钢绞线U形管承压型抗拔桩工程施工工艺,为后续类似工程的高质量施工提供参考。

U型槽结构下振冲碎石桩联合抗拔桩数值分析及优化设计

[目的]研究沿海下穿道路工程U型槽结构下振冲碎石桩联合抗拔桩的加固效果及其优化设计.[方法]采用有限元软件ABAQUS进行建模,分析了振冲碎石桩的打入对砂土地基抗液化能力的改良效果,讨论了U型槽、抗拔桩、碎石桩各设计参数对U型槽抗浮效果的影响.针对以上结果基于NSGA2遗传算法,开展抗液化能力、抗浮效果、工程造价三目标的优化设计.[结果]振冲碎石桩可以大大增强砂土地基的抗液化能力,未使用振冲碎石桩的砂土均发生液化,而采用振冲碎石桩处理后的砂土地基液化率仅为4.7%;U型槽底板厚度、抗拔桩的桩径、桩长和振冲碎石桩的桩径、桩长均对U型槽底板上浮位移有较大影响;采用NSGA2遗传算法得出的最优方案在满足安全储备的情况下,造价比原始方案节省了10.0%,且砂土地基液化率降低了45.7%.[结论]基于NSGA2遗传算法提出的以砂土液化率、底板上浮位移和工程造价为目标的优化设计方案可为今后同类工程提供设计指导.

循环压拔荷载作用下桩基础模型试验研究

随着大型建筑物不断兴起,桩基础作为西部地区基础常用形式之一,在承受上拔力作用时发挥着不可替代的作用。为了探明桩基础在循环荷载作用下的承载特性,在黄土高原区某典型黄土地基上,对单桩进行抗拔试验、循环压拔试验和循环抗拔试验。重点分析循环压拔加载路径下桩顶轴向位移和桩侧摩阻力的分布规律,阐述桩基承载力在不同循环次数以及循环荷载时的变化规律。结果表明:循环荷载和循环次数都是影响桩顶轴向位移变化的重要因素,并引入弱化因子来定量描述循环次数的影响;荷载越大,桩侧摩阻力越大,循环荷载下桩侧摩阻力整体呈下降趋势;压拔循环加载会在一定程度上减少对桩土之间接触的破坏,桩基承载力的损失也会更少,试验对竖向循环压拔荷载作用下的桩基础承载能力研究具有深刻的工程实践意义。

地下水恢复期逆作地下结构底板变形特征分析

在地下结构施工-运营期间地下水自然恢复过程中,地下水渗流将会导致基底孔压发生复杂变化,且随着时间的推移基底孔压不断增大,将会引起地下结构底板的变形。因此,依托典型超深地下结构,结合底板附近分布非均质土层的特点,考虑采用地下结构-地连墙-抗拔桩的联合抗浮方式,利用有限元分析软件PLAXIS建立地下水恢复期间的二维流固耦合模型;对比是否设置抗拔桩情况下的基底应力、底板变形特征,揭示了地下水恢复期间抗拔桩对地下结构的控制作用。研究结果表明,抗拔桩的设置对基底应力、变形,以及底板变形特征都有影响。在地下水恢复期间,设置抗拔桩可以有效控制地下水的恢复对岩性分界处土体带来的不利影响,对于控制基底变形比较有利,岩性分界处基底差异位移值变得更小;可以使底板变形、不均匀差异变形得到改善,不均匀位移值减小了5.79 mm。

自升式钻井平台插拔桩技术发展现状及趋势

针对自升式钻井平台在插桩和拔桩过程中面临的土工问题,系统地梳理插桩和拔桩涉及的关键技术。分析插桩过程中的土工试验技术、土体破坏机理、上硬下软地层承载力和桩脚滑移问题;阐述拔桩过程中的拔桩阻力计算方法和减小拔桩阻力方法的研究进展情况。在此基础上,根据目前面临的新挑战,提出今后自升式钻井平台插拔桩技术研究的重点,并预测其发展趋势。

静钻根植桩竖向承载性能现场试验研究

通过一组现场试验对同一场地内静钻根植桩的抗压和抗拔承载性能进行研究,试桩均加载至极限状态。通过抗压和抗拔静载试验对静钻根植桩的抗压和抗拔承载性能进行对比分析。试验结果表明:静钻根植桩的抗压承载性能相比传统钻孔灌注桩有显著提高,本次试验场地各土层中静钻根植桩的桩侧摩阻力是规范建议的钻孔灌注桩极限侧摩阻力的1.49~3.21倍;静钻根植桩抗拔承载性能也明显优于钻孔灌注桩,抗拔试桩的极限承载力是根据规范计算的钻孔灌注桩极限抗拔承载力的1.52~1.55倍;静钻根植桩抗拔状态下桩侧摩阻力明显小于抗压状态下的桩侧摩擦力,即静钻根植桩也存在侧阻抗拔系数。

基于极限抗力的微型群桩承载失效模式研究

基于刚度等效原则推导了微型桩组合结构极限承载力计算方法。结合现场试验及监测成果,采用数值分析方法研究了微型桩组合结构加固边坡的极限承载力及极限破坏模式。研究表明:微型桩间距与结构宽度对微型桩组合结构的极限抗力影响显著,微型桩间距越小,布置越密集,结构宽度越宽,组合结构的刚度越大,其极限抗力越大。微型桩组合结构破坏过程分为:滑面土层剪切破坏、微型桩桩体弯曲破坏、桩-土界面剪切破坏、微型桩桩体拔出破坏4个阶段。微型桩组合结构加固边坡最终的破坏形式是桩体拔出破坏,以桩体发生剪切破坏时的荷载作为极限抗力,低估了其承载能力。联系梁能增加微型桩组合结构的整体刚度,但不会显著提高其极限承载力。

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。

工程桩抗拔检测技术应用研究

为研究如何降低空桩段侧壁土体摩擦力对工程桩抗拔静载的影响,本文以某项目工程桩抗拔静载检测为例,设计出一种降低或排除空桩段侧壁土体摩擦力的“双护筒”检测装置,该装置充分考虑了空桩段侧壁土体摩擦力对抗拔静载实验数值的影响,在抗拔静载实验工程桩施工时,空桩段埋设双护筒,内护筒内采用与工程桩同标号的混凝土一起浇筑,内外护筒之间采用导向板进行分离,确保在进行抗拔静载实验检测过程中实验数据结果不受空桩段侧壁土体摩擦力的影响,提高了静载实验结果的准确性,使设计单位能更好地评判抗拔桩的承载能力,使上部主体结构的安全性更加有保证,同时也避免因空桩段侧壁土体摩擦力影响而将静载实验工程桩的桩身强度额外提高30%,节省了抗拔静载实验检测成本,取得了较好的经济效益和工期效益,具有较大的推广价值。

土岩地基抗拔桩破坏模式数值模拟研究

文中以贵州某高层建筑为例,利用抗拔桩现场试验和数值模拟手段分析抗拔桩的力学特性及破坏模式。结果表明,完全嵌土以及完全嵌岩条件下,随着抗拔桩长的增加,桩顶位移和极限承载力均不断增加。嵌岩组合条件下,随着抗拔桩长的增加,桩顶位移不断降低,极限承载力均不断增加。当桩长为4 m时,抗拔桩的桩顶位移为46.3 mm,极限承载力为5 153.62 kN;当桩长为6 m时,抗拔桩的桩顶位移为12.99 mm,极限承载力为14 597.98 kN,分别比桩长4 m条件下的桩顶位移低16.1%、比极限承载力高225.6%。完全嵌土地基、完全嵌岩地基以及嵌岩组合地基条件下,抗拔桩的破坏模式分别为圆柱面破坏、倒圆锥破坏、圆柱面和倒圆锥复合破坏。

土岩地基中抗拔桩破坏模式数值模拟研究

文中通过数值模拟方法,对土岩地基中抗拔桩的破坏模式及其影响因素进行分析。结果表明,在垂直静载和动态荷载两种情况下,抗拔桩的受力和变形情况存在显著差异。具体而言,垂直静载下,抗拔桩的轴力约为80kN,弯矩约为20kN·m,竖向位移约为2mm,侧向位移约为1mm;动态荷载作用下,抗拔桩受力和变形更加显著。这表明荷载大小、土体性质和桩身形状等因素对抗拔桩的破坏模式具有重要影响。

托底抗拔桩侧摩阻力发挥机理及计算模型研究

抗拔桩有效解决地下水对建筑物产生上浮效果的负面影响。托底抗拔桩将无粘结钢绞线与普通抗拔桩有效结合,充分利用桩体承压性能。基于有效应力法确定桩侧极限摩阻力分布范围,采用双折线荷载传递函数模拟桩侧摩阻力发挥特性,探讨托底抗拔桩的承载力变化规律,建立桩侧摩阻力发挥范围和荷载-位移的计算公式,提出托底抗拔桩承载力计算模型,并与普通抗拔桩性能进行对比。结果表明,相比于传统抗拔桩,托底抗拔桩改善桩体受荷状态,有效提高承载力、降低桩顶位移,具有较好的应用效果。该文研究成果为托底抗拔桩的应用提供理论基础。

缓粘结预应力抗拔桩应用研究

随着我国地下工程的发展,抗拔桩的应用得到普及,为解决传统抗拔桩桩身开裂及无粘结预应力抗拔桩预应力损失问题,将缓粘结预应力技术应用到抗拔桩中,并结合实际工程,介绍缓粘结预应力抗拔桩的桩身构造、技术参数以及施工工艺,通过对比工程原设计抗拔桩,缓粘结预应力抗拔桩可大幅节省钢筋用量,有效节约工程造价与工期。