大直径嵌岩灌注桩承载特性试验与有限元模拟

基于青岛某工程的4根大直径嵌岩灌注桩,在现场开展了单桩竖向抗压静载试验和桩身完整性测试,以明确大直径嵌岩灌注桩在竖向荷载下的承载特征,拟揭示不同荷载水平下嵌岩灌注桩的承载力发挥机制。结合不同嵌岩深度的单桩承载性能有限元模拟,重点分析了单桩在不同嵌岩深度下的竖向抗压承载特性和桩土位移分布特征。研究表明:在笔者试验条件下,大直径嵌岩灌注桩单桩竖向抗压承载力具有一定离散性,桩头部位的损坏会极大影响单桩承载力的有效发挥;加载完成后,数值模拟得到的桩顶沉降量为31.56 mm,约为现场实测值的1.1倍,模拟结果与实测结果较为吻合;通过不同嵌岩比的模拟结果对比发现,嵌岩深度越大桩端阻力占桩顶荷载的比例越小,且桩端阻力占比的变化速率随着嵌岩比的增加逐渐减缓;嵌岩深度取2.5倍桩径为宜。

软岩嵌岩桩承载特性及承载力计算分析

南京软岩分布地区,对于嵌岩桩单桩竖向承载力估算,勘察设计单位采用的规范和计算公式不同,导致了估算结果差异较大。根据不同规范公式估算嵌岩桩的单桩竖向承载力,并通过其承载性状的对比分析表明,不同规范公式反映的桩基承载性状差异较大。经过与试桩结果对比分析,当岩石强度及嵌岩深度较小时,采用南京规范公式计算的单桩竖向极限承载力与试桩结果较为接近;当岩石强度及嵌岩深度均较大时,采用两种规范计算结果的平均值更加接近试桩。对类似软岩分布地区嵌岩桩基础设计施工具有参考意义。

基于BCS-KL方法的地层边界不确定性研究

在工程建设中获取的现场钻孔数据有限,利用钻孔数据解释地下地层不可避免地存在不确定性,进而影响桩基础等工程设计的可靠性。对此,提出了从有限钻孔数据中量化地层边界不确定性的方法,并研究地层边界不确定性对单桩竖向承载力特征值的影响。首先依据钻孔数据,通过贝叶斯压缩采样-KL展开(BCS-KL)方法重建地层边界,并生成大量随机场数据量化地层边界的统计不确定性;然后依据地层边界数据,对单桩竖向承载力特征值进行不确定性分析。分析结果表明:BCS-KL方法生成的大量随机场数据能很好地表征地层边界的不确定性;在钻孔间距较大时,单桩竖向承载力特征值在95%置信区间内相差4 660.88 kN,差距较大。通过BSC-KL方法科学评估地层边界不确定性对单桩竖向承载力的影响,对确保工程设计可靠性具有重要意义。

大直径后注浆灌注桩在极软岩地质条件码头中的应用

湄洲湾港秀屿港区石门澳作业区11#泊位工程建设1个10万吨级通用泊位及相应的配套设施,码头平台采用高桩梁板式结构,对地基承载力要求高。针对码头平台下部基础为极软岩的地质条件,对码头平台的大直径灌注桩采用桩端后注浆工艺,通过静载试验对比分析未注浆与后注浆灌注桩。结果表明,经过桩端后注浆的灌注桩有效提高单桩竖向承载力,控制了码头沉降量,减小基桩的入土深度,缩短工程建设工期,节省工程造价,具有显著的经济效益和社会效益。

宁波地区双桥静探法估算单桩承载力的应用

预制桩被大量地应用于宁波软土地区,且在工民建项目中有应用越来越多的趋势。结合宁波中心城区工程实例,对比分析根据JGJ 94—2008建筑桩基技术规范双桥静力触探法和经验参数法所估算预制桩单桩竖向极限承载力标准值的差异,并与静载检测成果作对比分析,进而对规范公式进行适当修正,初步得出适用于该工程的经验公式,为宁波地区运用双桥静力触探试验方法准确计算单桩竖向承载力标准值、优化桩基设计方案提供借鉴意义。

钻孔灌注桩后注浆技术对单桩承载力的影响分析

随着我国建筑行业的发展,近年来,高层、超高层建筑物的数量不断增加,建筑物对地基土承载力要求越来越高。本文以铂悦·兴隆府项目为例,利用单桩竖向静荷载试验,研究钻孔灌注桩后注浆技术对地基土承载力、桩端沉降的影响。实践表明,在钻孔灌注桩中采用后注浆技术,可显著提高地基土承载力,减少桩端沉降变形,优化桩身性能,增强桩身稳定性,降低工程造价,此技术可广泛应用于工程建设中,为工程实体的设计和施工提供理论依据。

基桩自平衡静载试验中平衡点问题研究

基桩自平衡静载试验是一种被广泛采用的单桩竖向承载力测试方法,平衡点位置的确定是保证试验成功的重要条件。相关规范采用竖向力平衡条件确定平衡点,在多个现场试验中发现以此条件确定的平衡点位置上下位移差异较大,极易造成荷载箱达到最大行程时某段桩承载力尚未充分发挥的状况。本文针对试验中位移差异问题,提出用桩土界面刚度平衡确定位移协调平衡点位置,以达到试验过程中位移协调的目的。为此,采用实测数据结合有限元数值计算,对平衡点位置上下位移差异较大的原因进行分析,提出刚度平衡条件,建立位移协调平衡点的经验计算公式,并采用数值计算及实测数据对经验公式进行验证,结果表明经验公式具有较好的效果,对确保试验成功具有重要意义。

超大吨位单桩竖向抗压静载试验在高速公路工程中的应用分析

文章依托四川阿坝州高速公路工程中的大吨位单桩竖向抗压静载试验,结合现场大直径泥浆护壁冲孔灌注桩施工及山区岩土工程地质性质情况,试验得出大直径灌注桩极限抗压承载力,为山区高速公路工程中的工程设计人员提供设计参数依据,更好地服务我国山区高速公路工程建设。

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。

砂土地基中桩顶竖向-水平加载路径下柔性单桩水平承载力分析

砂土地基中桩顶竖向-水平加载路径下单桩水平承载理论研究较少,且鲜有考虑预先施加的竖向荷载对土抗力p与桩身水平位移y曲线的影响。鉴于此,考虑桩顶预先施加的竖向力对桩周土体产生挤密作用,从而对双曲线型p-y曲线的极限土抗力进行修正。采用余弦函数表征被动侧径向土压力分布,构建了被动侧最大径向土压力与总土抗力的关系式,推导了被动侧的侧阻抗力矩解析表达式。考虑被动侧摩阻力与竖直方向存在夹角β对由摩阻力引起的桩身轴力变化量进行修正,给出了修正计算公式。建立了同时考虑修正的p-y曲线、桩身自重和被动侧摩阻力引起的轴力变化量、二阶效应(即P-Δ效应)以及侧阻抗力矩的桩身挠曲微分方程,通过MATLAB编程求得其数值解。将计算结果与已有模拟和试验结果进行比较,验证了该方法的正确性。在此基础上,探讨了预先施加的竖向力大小对单桩水平承载性能的影响。计算结果表明:推导的桩身轴力变化量计算公式能更准确地表征被动侧摩阻力对桩身轴力的影响,且可用于大变形条件;预先施加的竖向力可以增大柔性单桩的水平承载力,随着预先施加的竖向力的增大,增强效果逐渐减弱。

锥形帽单桩竖向承载力模型试验研究

利用等截面桩、方形帽桩和锥形帽桩3种单桩室内模型对比试验研究了锥形帽桩的竖向承载能力,重点分析其桩顶荷载-沉降曲线、桩身轴力分布规律、桩侧摩阻力曲线和荷载分担比。结果表明,锥形帽桩的极限承载力最大,相较于等截面桩和方形帽桩,锥形帽桩极限承载力分别提高了40.0%和16.7%;且锥形帽单桩的轴力分布更加均衡,其侧摩阻力呈先增大后减小再增加的趋势;桩顶锥形桩帽的设置能改善桩体受力状态,减小负摩阻力影响,提高材料利用率;试验中锥形帽单桩的桩侧阻力占总承载力的比例约63.8%,相比等截面桩与方形帽桩相应值分别增加了128.3%和59.4%,其侧摩阻力在三种桩型中为最大,整体表现为摩擦桩。

桥梁桩基础竖向承载力特性研究

桩基础作为建筑结构与地基之间连接的重要结构,主要起到支撑上部结构的作用,广泛应用于桥梁等建筑结构中。本文结合现场桥梁桩基础的单桩静载试验数据,进行桥梁单桩竖向承载力特性分析,结合桩长、桩径等分析桥梁桩基础的竖向承载力特性,总结出桩基竖向承载力特性影响因素及影响规律,基于此规律提出优化桥梁桩基础的设计方案,提高桩基础的使用效率。

较破碎岩石地基中嵌岩桩竖向承载力分析

嵌岩桩的分析基于桩端置于完整岩体中的研究较多,而本文更偏向于较破碎岩体中的桩的竖向承载力分析。结合武汉某高层项目现场静载荷试验,对较破碎岩体中的嵌岩桩承载力进行分析,研讨此类岩体中桩基的承载性状。结果表明:较破碎岩石中嵌岩桩的Q-s曲线呈陡降型,桩顶沉降主要由桩身压缩引起,达到了90%以上;在有效桩长范围内,桩身轴力随埋深增加呈递减趋势;侧摩阻力分布曲线呈“上小下大”,其发挥具有异步性;极限荷载下,试桩端阻比平均值为30.59%,呈端承摩擦型桩特性。此外,通过对嵌岩段承载力进行修正,提出了较破碎岩体中嵌岩桩的承载力计算方法,并通过实例验证的结果与实测值相差较小。试验成果可为较破碎岩体中桩基设计提供借鉴。

大直径扩底灌注桩单桩竖向承载力优化设计

深基础是以下部坚实土层或岩层作为持力层的基础,其埋深较大。必须在确保建筑物安全的情况下,节约用料,方便施工,且可提升经济效益。为了探究大直径灌注桩作为深基础的构件在承担上部荷载的条件下,其单桩竖向承载力的发挥情况,研究在同种地层沉积条件下,将大直径灌注桩分为同直径不同桩长、扩底式不同桩长两种情况,并按JGJ/T 225—2010《大直径扩底灌注桩技术规程》进行了计算、对比与优化,确认了定型原则,提出了合理的建议与结论。结果表明:桩身几何尺寸较短时不必进行扩底,桩身几何尺寸超过一定长度后可以进行扩底,扩底后的单桩竖向承载力会有相应的提升。扩底会出现几何长度不变但能够发挥桩侧阻力的有效长度缩短的现象。同时,桩扩底施工是否能够成功不同程度地受到地层条件与水文地质条件的制约。

基于桩土相对位移特征的深厚湿陷性黄土地区桩基承载力计算方法

湿陷性黄土地层桩基中性点不易准确把握,会导致部分工程实测负摩阻力高于规范参考值。针对这一问题,本文基于现场浸水试验,提出一种依据湿陷性土层厚度确定桩基负摩阻力分布新方法——相对位移法,并进行了验证。结果表明:浸水试验场地累计沉降随着深度的增大而减小,深度为0~15 m时土体湿陷较为充分,15 m处接近饱和自重应力界限,15 m以下土层湿陷不充分,土中竖向应力增长幅度较小,22 m以下土层基本不发生湿陷;经验参数法与相对位移法计算得到的桩基承载力分别为2 926.5、3 251.6 kN,相对位移法得到的桩基承载力更能反映桩基承实际载能力,用于深厚湿陷性黄土地区桩基设计能兼顾安全性与经济性。

水泥搅拌桩单桩及复合地基承载力特性分析

针对软土地基的特点,采用水泥搅拌桩复合地基对路段进行处理,以减少工后沉降、提高地基承载力。以莆田市涵江区火车站站前道路建设项目为依托,分析水泥搅拌桩布置间距、桩径、桩长、水泥土强度等因素对单桩及复合地基承载力特征值与路基沉降的影响,以达到合理优化设计参数、在实际工程中节约成本的目的。

地基承载力与物理力学指标参数取值及基础选型分析

文中围绕地基承载力内涵与拟建物在不同地质条件下的基础形式选择,结合工程实例,计算分析了拟建工程采用桩基础时的单柱竖向承载力标准值、桩基沉降量及在单柱最大荷载下承台底桩数,在采用片筏基础持力层深宽修正后,将地基承载力特征值与拟建工程上部荷载传递基底单位面积进行对比,并对地基沉降量进行计算分析,最后,对比了不同基础选型的成本,可供其他工程参考。

基于堆载法的建筑基桩单桩竖向抗压承载力特征静载试验分析

目的:运用堆载法,开展建筑基桩单桩竖向抗压承载力特征值的静载试验研究,确定基桩单桩设计承载力是否符合技术规范要求。方法:准备静载试验所需的仪器与装置,基桩的轴线与千斤顶的合力中心重合,在千斤顶上施加堆载物荷重,通过此种方式,产生一个竖向的作用力,将竖向作用力采用逐级加载的方式,传递给试验桩。通过布置试验装置、加、卸载分级,完成单桩竖向抗压承载力静载试验。结果:提出的基于堆载法的静载试验方法在实际应用中的效果良好,按照规范,该试验方法可以较好地实现对建筑基础桩单桩竖向抗压承载力的检测。结论:试验中不同桩号的建筑地基中的基桩单桩竖向抗压承载力特征值均符合设计规范。

海上自升式稳桩平台桩基竖向承载特性理论分析

采用《海洋井场调查规范》法、《建筑桩基技术规范》法、《美国石油协会规范》法和Hansen公式法,对江苏省启东海域某自升式稳桩平台的桩基进行了竖向承载特性分析,研究了不同理论方法所得桩基竖向承载力的差异,以及桩径和土体参数对桩基竖向承载力的影响规律。由理论分析可知,Hansen公式法计算得到的桩基竖向承载力最为保守,《海洋井场调查规范》法最不保守;基于Hansen公式法,桩径为1.6、1.8、2.0、2.2 m的平台桩基安全贯入深度分别为15.5、14.0、13.0、12.0 m;基于Hansen公式法,土体内摩擦角对桩基竖向承载力的影响程度最大。

大直径桩端后注浆灌注桩在某工程中的应用

文中结合郑州地区某工程实例,对比分析该工程大直径桩端后注浆灌注桩的静载试验结果,试验数据表明,桩端后注浆技术能有效提高单桩竖向承载力,进一步节约成本,可为该地区同类项目的桩基础设计及施工提供一定参考。