嵌岩桩嵌岩段的岩石极限侧阻力系数

嵌岩桩在岩土工程中已得到广泛应用,但如何准确计算嵌岩段桩的极限侧阻力仍是工程设计人员面临的重要课题。收集整理了不同时期、不同地区、不同岩石强度和不同嵌岩条件下开展的145个嵌岩桩竖向下压承载力试验成果,主要包括嵌岩段岩石类型及其单轴抗压强度、嵌岩桩的直径与嵌岩深度、嵌岩段桩的极限侧阻力等。定义嵌岩段桩的极限侧阻力和岩石单轴抗压强度的比值为嵌岩桩嵌岩段岩石极限侧阻力系数,分析了桩径、嵌岩深度、嵌岩深径比和岩石强度对嵌岩段极限侧阻力和岩石极限侧阻力系数的影响规律,建立了嵌岩段岩石极限侧阻力系数与岩石单轴抗压强度之间的拟合关系式,给出了不同可靠度水平下岩石侧极限阻力系数取值。

嵌岩段桩极限侧阻和端阻力系数影响因素和取值

我国各行业技术标准对嵌岩桩抗压和抗拔极限承载力组成假设基本相同,采用极限侧阻力系数ξ_(s)和端阻力系ξ_(b)乘以岩石单轴抗压强度f_(ucs)计算嵌岩段桩极限侧阻力和端阻力的方法也相同。但各标准关于ξ_(s)和ξ_(b)确定的原则不同,取值大小也存在一定差异。基于已有试验成果分析了桩端嵌岩条件(桩径、嵌岩深度和嵌岩深径比)和岩石单轴抗压强度对嵌岩段桩极限侧阻力和侧阻力系数、极限端阻力和端阻力系数的影响规律。结果表明:桩径与嵌岩段桩极限侧阻和端阻力系数间无显著统计相关性。随嵌岩深度和嵌岩深径比增大,嵌岩段桩极限侧阻和端阻力系数总体呈下降趋势,且存在最佳嵌岩深度和嵌岩深径比使嵌岩段桩极限侧阻端阻力同时得到最大程度的发挥。嵌岩段桩极限侧阻和端阻力随岩石单轴抗压强度的增大而增大,但极限侧阻和端阻力系数则随岩石单轴抗压强度增大而减小。岩石强度是极限侧阻和端阻力系数最主要影响因素,且两者间具有较好统计相关性,并可分别采用ξ_(s)=0.436f_(ucs)^(-0.68)和ξ_(b)=4.183f_(ucs)^(-0.79)拟合计算。

上海地区钻孔灌注桩桩侧摩阻力性状研究

结合上海地区十多组钻孔桩静载试验资料,分析钻孔桩侧摩阻力性状,研究了钻孔桩桩侧土体临界位移值的分布特征,并与打入桩进行对比,分析了其影响因素,探讨了钻孔桩与打入桩承载力发挥过程的不同。统计计算了上海地区钻孔桩桩侧摩阻力分布系数,指出该值由于受施工工艺的影响而较传统值偏小。

混合土层吸力筒沉贯阻力算法研究及应用

为补充DNVGL-RP-C212规范关于混合土层内吸力筒沉贯阻力计算参数的不确定描述,基于长乐外海风电场多个吸力筒基础的沉贯负压监测成果,对黏土—砂混合土层内吸力筒沉贯阻力算法进行研究。提出了基于黏粒含量确定侧阻力修正系数kf的算法,引入桩基工程中基于静力触探试验(CPT)的fs计算桩侧剪切强度的经验算法,并对其进行修正,用于计算吸力筒的沉贯侧阻力。对两种算法的准确性进行了验证,对其可靠性进行比较,提出了以前者计算结果为准,后者计算结果作为校核依据的建议。

利用岩石点荷载试验计算嵌岩桩极限侧阻力方法

岩石单轴抗压强度是嵌岩桩嵌岩段极限侧阻力计算的关键参数.本文介绍了基于点荷载试验计算岩石单轴抗压强度的方法,给出了岩石极限侧阻力系数与岩石单轴抗压强度之间的拟合关系式,由此可计算确定岩石极限侧阻力系数,从而提出了一种利用岩石点荷载试验计算嵌岩桩嵌岩段极限侧阻力的方法,可作为嵌岩桩工程设计的参考.

珊瑚礁灰岩地层灌注桩侧摩阻力特征及发挥系数取值研究与应用

为了探究界面形态及界面胶结状态对珊瑚礁灰岩–灌注桩侧阻发挥系数的影响,以援马尔代夫中马友谊大桥区域的礁灰岩为研究对象,利用大型直剪仪开展礁灰岩–混凝土界面剪切试验,研究完整岩体状态的珊瑚礁灰岩–混凝土界面强度发挥机制,结合现场自平衡试桩试验,研究破碎及较破碎岩体状态的珊瑚礁灰岩层–灌注桩侧阻发挥系数。结果表明:(1)当礁灰岩与混凝土界面无填充或泥皮填充时界面破坏为滑动摩擦,当混凝土直接浇筑在礁灰岩上面时,界面破坏受控于礁灰岩内部缺陷;(2)礁灰岩与灌注桩无胶结时,锯齿界面的抗剪强度均高于直桩界面,约77%;(3)礁灰岩与灌注桩胶结时,由于水泥浆的扩散、填充作用,礁灰岩–混凝土界面形成了界面增强体,界面强度发挥受控于礁灰岩内部缺陷,界面形态对界面剪切强度无明显提升作用;(4)结合现场自平衡试桩试验,确定了清水成孔工艺破碎岩体的礁灰岩层灌注桩嵌岩段桩侧摩阻力发挥系数为0.053~0.108,高于陆源岩石2倍以上。以上成果揭示了珊瑚礁灰岩层灌注桩侧阻发挥机制,论证了清水成孔工艺灌注桩能充分发挥礁灰岩地层承载性能,可为岛礁大型工程基建的设计及施工提供参考。

高层办公楼的桩端桩侧复式后注浆灌注桩比较分析

以位于福建省厦门市湖滨南路328号地块的高层超限办公楼基础工程为研究对象,结合工程现场的地质条件等复杂情况,从可行性方面选择机械成孔混凝土灌注桩的嵌岩桩基础、后注浆非嵌岩桩基础、复合桩筏基础和可控刚度桩筏基础4种形式,从基础造价估算、施工技术、施工周期等方面进行全面分析、对比、论证基础选型后,采用后注浆灌注桩方案.通过5根试验桩,在桩径和桩长相同的情况下,对比不注浆和桩端桩侧复式后注浆的单桩抗压静载荷试验结果.结果表明:桩端桩侧后注浆旋挖灌注桩方案的施工技术安全可行、节省造价、缩短工期,并得到试验桩的后注浆侧阻力增强系数βsi的实测值.

石家庄地区后注浆灌注桩侧阻力及端阻力增强系数取值的试桩研究

通过对实际工程中相同场地条件下抗压基桩按不注浆、仅桩端注浆、桩端桩侧复式注浆3种工况的抗压承载力测试结果以及抗拔基桩按不注浆、仅桩侧注浆两种工况的抗拔承载力测试结果的对比分析,得到后注浆灌注桩承载力综合提高系数(注浆后桩实测承载力特征值与不注浆桩计算承载力特征值的比值)实测值,为石家庄地区合理采用后注浆灌注桩承载力综合提高系数的取值提供工程依据。同时,通过对上述各试桩桩侧埋设的钢筋计的测试结果分析,得到不同土层在注浆后的极限侧阻力增强系数,并据此推断出抗压桩端阻力增强系数,从而得出实测值与规范值间的对应关系,供工程应用参考。

嵌岩桩的若干问题探讨及工程实例分析

针对嵌岩桩设计中的承载力和嵌岩深度两大问题进行分析,着重探讨了嵌岩桩承载机理与单桩承载力计算模式、嵌岩深度,以及考虑钢筋受压的桩身承载力,介绍了《建筑桩基技术规范》JGJ94-94最新修订情况,最后结合某工程实际介绍了嵌岩深度的选取方法。

扩体桩的作用机制与工程理论

扩体桩是一种新型而有效的桩基形式,采用长螺旋置换土体灌注扩体材料后植入预制桩的方法,极大拓展了预制桩工程适用条件和应用范围。以水泥砂浆混凝土预制桩扩体桩为例,通过理论与工程实践分析,揭示了扩体桩的作用机制,提出了该桩型单桩承载力计算方法及计算参数。结果表明,混凝土预制桩与扩体材料之间具有足够的剪切强度保证两者的共同作用,桩土相互作用界面由传统预制桩相对光滑的"混凝土土"界面转变为"包裹材料土"黏结强度界面;扩体材料对内部预制桩的桩端阻力具有约束增强作用;针对不同工艺和扩体材料特点,需考虑扩体组合桩侧阻力和桩端阻力发挥进行单桩承载力计算;通过试验和数值分析,验证了模型和理论方法的可行性。研究成果可供工程设计参考。

大型径向流反应器中流体均布参数的研究

文中研究了工业规模径向反应器中流体的变质量流动规律,在直径3 m,高7 m的大型径向反应器冷模装置中测定了流道静压变化和穿孔阻力,通过数学拟合获得了动量交换系数和侧流穿孔阻力系数。实验结果表明,大型径向反应器冷模装置测得分流和集流动量交换系数Kd和Kc与前人众多的实验室小试单管结果十分相近;而大型冷模的分流和集流侧流穿孔阻力系数dξ和cξ在穿孔流速与主流道流速之比大于2之后分别比实验室小试结果提高了35%和16%左右。上述大型冷模实验研究结果对工业径向流反应器的开发有参考价值。

自平衡法与锚桩法的原位对比试验研究

通过对某桥梁桩采用两种测试方法成果的对比,揭示锚桩法与自平衡方法测试中桩体反应的异同.考虑测试顺序影响后,在相同荷载水平下,自平衡法测试的位移、桩端阻力比例均大于锚桩法测试的,桩侧摩阻力-位移曲线则稍有不同.在鞍辽地区广泛分布的粉质粘土中,桩侧阻修正系数采用规程规定值是合理的.

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。

输电工程中后注浆灌注桩的试验研究及应用

后注浆桩作为2008版桩基规范推荐的一种新型桩基础型式,具有可靠性高、承载力增幅大、经济效益显著等特点。由于缺少参数,无法在输电线路工程中直接采用。通过后注浆抗拔、受水平作用的真型试验,得到了计算公式和计算参数,并对试验的过程进行了描述。试验数据表明对于输电线路以抗拔受力为主的条件下,后注浆桩比普通桩承载力可以提高30%-50%,造价可节省15%-35%,具有广阔的推广应用前景。对受压、抗拔、受水平作用下的参数进行了推荐,方便以后工程中的应用。

下部扩大段复合桩抗拔承载力设计方法与试验研究

下部扩大段复合桩是一种新型抗拔桩,采用理论分析与现场试验相结合的方法,分析了下部扩大段复合桩抗拔作用机制,提出了该桩型单桩抗拔承载力理论模型及计算参数。结果表明:在一定上覆土层厚度条件下,下部扩大段桩侧阻力受到上端阻力作用的影响得到增强,试验条件下采用经验参数法进行计算时的发挥系数可达1.6;上部非扩大段抗拔承载力受到扩大段上端阻力的影响得到减弱,发挥度有所降低;上部非扩大段桩径相对扩大段较小时,仅可考虑扩大段桩侧阻力和上端阻力进行下部扩大复合桩抗拔承载力计算;通过与试验对比,验证了模型和理论方法的可靠性、实用性。该研究成果可供工程设计参考。

组合桩极限承载力计算方法的探讨

组合桩是钢筋混凝土桩芯插入水泥土搅拌桩复合而成的新型桩。因组合桩承载力影响因素复杂,其极限承载力计算方法各异。为此,依据各地试验数据并参照各地规程及组合桩承载力机理,通过对桩长范围内的平均侧摩阻力和极限承载力之间关系的分析,引入桩周侧摩阻力调整系数ηs,提出了组合桩竖向承载力的计算公式。通过分析每一组试验的ηs平均和qsp平均,采用数理统计的方法,拟合出ηs平均和qsp平均的关系曲线,并通过各个桩理论承载力和试验承载力散点图的对比,表明所提出的组合桩竖向承载力的计算公式不仅符合实际,而且计算简单,有利于工程人员掌握使用。

预应力管桩的承载力研究

我们在淤泥和淤泥质土深厚的地区进行了预应力管桩荷载传递的原位试验研究。本文发表一根试桩的试验成果,并综合已发表的另一根试桩的成果加以分析。试验研究结果表明:长径比在30～60的桩,软土层、残积土层和强风化带的摩阻力占总荷载70％以上,应按摩擦——端承桩设计,并提供有实用价值的桩侧摩阻力系数。同时理论推导了柴油锤打桩时的爆炸能量所增加的承载力,以修正海利公式。文中还阐述了桩重的影响和给出了经静载试验检测的62根桩的最后一击贯入度的统计资料,可供应用。

软土地区冲孔灌注桩抗拔承载力的研究

本文介绍了三根嵌入岩层并有桩端高压注浆的软土地区冲孔灌注桩的单桩竖向抗拔静载试验情况。分析了高压注浆、嵌岩深度、持力层性状对单桩竖向抗拔承载力的影响,对目前规范建议的桩端高压注浆侧阻力增强系数进行了探讨,可供类似工程参考借鉴。

湖相沉积土层中等直径劲性复合桩的承载力计算与分析

本文采用目前五个具有代表性规范对湖相沉积土层中劲性复合桩桩身承载力进行计算复核与分析,得出了在采用与芯桩等直径原位注浆搅拌情况下,土体经注浆搅拌后对桩身承载力依然具有较大的影响的结论。给出了在特定工程条件下注浆搅拌对桩身承载力的贡献值。劲性复合桩侧阻力调整系数对桩身承载力有较大的影响,工程中需结合地区经验综合考虑,才能得出符合实际、安全的计算结果,为工程带来合理的经济环境效益。

后注浆灌注桩在湿陷性黄土中的试验研究

在自重湿陷性黄土地区,通过现场试验及监测对比了普通灌注桩和桩端后注浆灌注桩在设计荷载作用下的桩身轴力和桩侧阻力的变化情况,并通过桩基(竖向)静荷载试验对各试验桩进行了承载力检测。结果表明,位于该湿陷性黄土场地的干作业钻孔灌注桩在后注浆后承载力明显提高,桩身中性点位置下降,同时提供了桩端后注浆灌注桩承载力估算时桩侧阻力增大系数的取值。