灌注桩侧摩阻力发挥模式的研究

桩侧摩阻力的发挥主要与桩周土的力学性质、侧向有效压力、桩土的相对位移量、桩土的接触性质、时间效应等有关。采用双曲线侧摩阻力发挥模型,通过分析上海某地区灌注桩的现场试验实测资料,提出了双曲线模型的计算参数取值范围。此外,对桩侧摩阻力的时间效应也作了初步探讨。结果表明:采用双曲线函数对灌注桩侧摩阻力与相对位移间的变化关系进行拟合是合理的;由于各级荷载下桩体沉降同样具有时间性,桩侧摩阻力同时具有明显的时间效应。

考虑端承力时泊松效应对抗拔系数的影响

大量的试验表明,桩受到抗拔和抗压时,其侧摩阻力是不同的,即存在一个抗拔系数。对于工程中抗拔系数的计算,考虑端阻力时更加符合实际情况,以此为出发点对泊松效应下的抗拔系数进行了修正,并得出了存在桩端阻力时,桩顶荷载的抗拔和抗压计算公式,并给出了桩周土层为多层时桩顶荷载的计算思路。最后,对抗拔系数的影响因素进行了分析,得出了抗拔系数的变化规律。

珊瑚礁地层大直径打入式钢管桩承载力计算及其时间效应

某大桥是国家“一带一路”标志性项目,其桩基础置于弱胶结、多孔隙及高脆性的珊瑚礁灰岩中,传统的桩基设计方法与承载力评估标准并不适用,急需展开研究.开展了大量打入式钢管桩高应变测试,并将测试结果与规范计算结果进行了对比分析,结果表明:(1)钢管桩在打入过程中,其侧壁的礁灰岩结构遭到破坏,产生剪缩与软化现象,无法提供有效的嵌固力,只能以摩擦的方式提供较低的摩阻力,导致钢管桩承载力实测值均远小于规范计算值;(2)珊瑚礁具有结构性,无法产生剪胀效应并持续提供侧摩阻力的增长,致使钢管桩承载力的时间效应不明显,承载力只增长了16%;(3)提出了适用于珊瑚礁地层嵌岩钢管桩的承载力计算方法,建议选择强度相对较高的礁灰岩作为持力层,以桩端受力为主,避免盲目加大桩长或桩径.

沉井侧壁摩阻力分布特性试验研究

为了准确分析沉井侧壁摩阻力的大小及分布规律,分别制作直壁式井壁、阶梯式井壁局部模型开展离心模型试验,分析沉井侧壁摩阻力的分布形式,讨论阶梯式井壁侧壁摩阻力的时间效应,并根据试验结果提出沉井侧壁摩阻力的计算模型。结果表明:直壁式井壁的侧壁摩阻力随入土深度的增加呈先增大后减小的近似抛物线分布,阶梯式井壁阶梯以上及阶梯以下靠近阶梯处的侧壁摩阻力比直壁式井壁显著减小且最大值出现位置下移;阶梯导致的侧壁摩阻力折减效果随着时间的增加逐渐减弱;阶梯式沉井下沉计算时,应根据下沉时间选取不同的侧壁摩阻力折减系数;采用分段函数对沉井侧壁摩阻力进行描述,计算值与试验值吻合较好。

冲击成孔灌注桩桩侧摩阻力取值初探

冲击成孔灌注桩在工程建设中已越来越广泛应用。针对目前《公路桥涵施工技术规范》对冲击成孔灌注桩的侧摩阻力取值的不完善性,通过对某试桩静载试验的试验结果分析进行说明,论述了护壁泥浆与施工工艺对该类型桩的桩基承载性能的影响。同时针对冲击成孔工艺对地质条件的影响,对该静载试验进行了数值模拟分析,结果表明,冲击成孔工艺改变了岩层与桩身的摩擦系数,进而影响到桩基的侧摩阻力分布。最后,综合考虑冲击成孔与泥浆护壁两方面的因素,对《公路桥涵施工技术规范》中冲击成孔灌注桩桩土侧阻力标准值qik的取值提出建议。

群桩基础的群桩效应研究

通过对群桩效应及群桩效应系数的阐述,研究了不同桩距时的群桩效应,得出了相应的变化规律,进而揭示了群桩基础的优势,以便在类似工程中推广应用。

考虑异形效应Y形桩侧摩阻力产生附加应力研究

Y形桩作为一种新型反拱曲面异形桩,侧土压力和侧摩阻力具有沿桩周不均匀分布的特性,虽将侧摩阻力假定为均匀分布与假定为集中力相比,附加应力计算结果更符合实际分布规律,但仍存在一定偏差。基于球形孔扩张理论,建立了Y形桩桩侧侧土压力的不均匀分布模型,进而建立了侧摩阻力的不均匀分布模型,并用于附加应力的计算。以主要影响因素外包圆半径R、模板弧度θ为变量,分别对比研究了将Y形桩侧摩阻力假定为集中分布、均匀分布和考虑异形效应不均匀分布三种模式下附加应力的变化规律,并将考虑异形效应的侧摩阻力产生附加应力计算方法用于沉降计算,通过现场静载荷试验数据验证,考虑异形效应的侧摩阻力产生附加应力计算方法所计算的沉降值与实测值吻合度更高。

考虑桩侧土体非线性的静荷载作用下的单桩沉降时间效应研究

采用双曲线模型模拟桩侧土体的非线性,研究成层地基中静荷载作用下单桩沉降的时间效应,以及沉降稳定之后的桩身侧摩阻力和桩身轴力的分布情况。首先,将桩身自上而下划分为有限个单元段,采用基于行波分解的波动分析程序,推导出静荷载作用下任意时刻桩身任意位置处的位移方程;然后采用参数分析的方法,分析桩–土参数对单桩沉降性状的影响;最后模拟基桩静载荷试验的s-lgt曲线和q-s曲线,并与实测数据进行对比。结果表明:静荷载作用下单桩沉降的时间效应十分明显,建立的模型能够较好地模拟单桩在静荷载作用下的沉降性状。

大直径(超)长灌注桩竖向载荷试验研究

本文通过厦门某项目大直径(超)长灌注桩桩端有无注浆、不同持力层的对比静载试验以及基坑底大吨位(6000kN)抗拔试验,分析研究大直径(超)长灌注桩的竖向承载性能,得出以下结论和建议:抗压桩、抗拔桩均存在侧阻力时间效应因素的影响而降低桩侧摩阻力,当暴孔约9d,抗压桩桩侧摩阻力降低约23%,抗拔桩桩侧摩阻力降低约1/3;采用S-lgP法和经验参数法(结合静载试验)分离桩侧摩阻力和桩端阻力,表明大直径超长灌注桩即使是嵌岩桩通常也属于端承摩擦桩,侧摩阻力先于端阻力发挥,故应先满足桩身压屈变形,才能保证桩端阻力的发挥;不管是抗压桩还是抗拔桩,可优先考虑桩侧注浆,可较大幅度提高桩侧摩阻力,而不要盲目增加桩长或嵌岩深度;桩侧抗拔土阻力峰值对应的桩顶上拔量同样约为0.02D,当桩周土层为全风化岩—强风化岩时,抗拔系数约为0.60。

软土群桩原位足尺试验研究

软土地区群桩基础受力机理复杂,目前阶段国内外关于群桩的现场足尺试验比较缺乏。在南京市江宁区软土地基进行了9桩的钻孔灌注群桩的足尺试验,试验桩桩径为400 mm,桩长分为20,24 m。通过布设在桩身各控制断面主筋上的钢筋计测量桩身轴力,在群桩中不同基桩桩顶的压力盒测量桩顶荷载。对比分析了单桩和群桩的沉降特性、轴力特性、侧摩阻力特性以及群桩中各基桩的荷载分配规律,并将实测的桩顶反力和群桩效应系数与理论方法计算所得结果进行了比较,结果表明弹性理论计算所得的群桩中各基桩桩顶荷载差异比实测值大;考虑应力叠加的群桩效应系数的公式以及Converse-Labrre群桩效应公式与本次试验的实测数据比较吻合。

风化岩地基大直径长螺旋钻孔灌注桩承载性状试验研究

基于风化岩基中3根大直径长螺旋钻孔灌注桩的单桩竖向抗压静载荷试验以及桩身应力测试结果,探讨大直径嵌岩灌注桩承载机制与变形特性。研究结果表明:3根试桩的荷载(Q)-位移(s)曲线呈缓变-陡降型,桩顶沉降较大,均超过80 mm,单桩竖向极限承载力均未达到设计要求;桩顶残余沉降量达92.0%～95.1%,桩顶回弹率达4.9%～8.0%,桩的弹性工作性状不明显,表现出端承摩擦桩的特性;在本试验条件下,桩侧极限摩阻力与JGJ94—2008"建筑桩基技术规范"推荐值相比,桩侧极限摩阻力在松散的粉细砂、稍密的中粗砂、可塑—硬塑的黏性土、全风化硬岩以及强风化硬岩中有所降低,仅在稍密—中密、中密状态的中粗砂有所提高,且提高幅度较大,因此,在类似岩土层中要慎用长螺旋钻孔灌注桩;3根桩的桩侧尺寸效应系数与JGJ 94—2008"建筑桩基技术规范"推荐值相比,在嵌岩段降低17.0%～74.0%,在非嵌岩段中,砂土、碎石类土中提高20.0%～126.0%,而在黏性土中降低7.0%～43.0%。

砂土-风化岩地基中钻孔灌注桩抗拔承载力时效性研究

砂土及风化砂岩地基中钻孔灌注桩抗拔承载力的时效性研究至今尚无明确的研究成果,此方面的研究具有重要的意义。结合现场抗拔试验数据和灌注桩的施工工艺,对时效性机制进行了分析。结果显示,由于泥浆护壁所形成的过厚泥皮的影响,砂土及风化砂岩地基中钻孔灌注桩抗拔承载力的时效性十分明显,甚至比在黏性土地基中还要强,在前期承载力的增长较快,后期较慢。为了充分利用该类桩的抗拔承载力,建议适当延长试桩前的休止期。

从荷载传递角度分析摩擦桩承载力时效性

采用静载试验的方法,从荷载传递角度研究饱和软土中的预制桩经过不同休止期后,桩身不同部位的侧摩阻力及桩土相对位移随时间的变化规律,本质上分析了饱和软土中摩擦桩时效性对承载力的影响。

软土中打桩挤土对桩承载力的影响分析

饱和软粘土地区进行预制桩沉桩施工时,因挤土效应在桩周土体内部产生了较大的超静孔压,同时桩周围土体受施工影响受到一定程度的扰动,导致基桩承载力降低。通过研究群桩沉桩施工对桩周土体的扰动以及超静孔压的变化,得到了桩侧摩阻力与单桩极限承载力随时间变化的规律,并分析了负摩阻力对单桩承载力的影响。

桩端后压浆灌注桩长期承载性能试验研究

为研究后压浆灌注桩的长期工作性能,以银川北京路延伸及滨河黄河大桥为工程背景开展试桩静载试验,通过对比不同时间后压浆桩承载力的实测结果,并结合数值模拟结果进行对比分析,研究了后压浆灌注桩的长期承载性能及桩基阻力随时间的变化规律。结果表明:桩端后压浆形成的水泥土加固体,其强度随时间的推移而增长,使桩端阻力进一步增强,桩端后压浆存在时间效应;桩端后压浆导致浆液上返而在靠近桩端的桩侧处形成浆土混合物,使桩侧摩阻力随时间推移不断增强,占极限承载力的比例逐渐增大;与未压浆桩相比,在相同荷载作用下,桩端后压浆桩基的沉降随时间增长而减小并趋于稳定。

强风化岩中开口钢管桩承载力影响参数实测研究

单桩承载力的确定是桩基设计中的首要问题,对大直径开口钢管桩单桩承载力的预估,桩周侧摩阻力标准值qsk的取值至关重要。通过对44根开口钢管桩进行多次锤击沉桩和高应变动载测试的实测数据,按照参数法计算出开口钢管桩在强风化岩中的极限侧摩阻力标准值,为今后类似地基中基桩承载力计算提供参考。