桩(墙)单位侧摩阻力与轴向应变关系的解析解及其应用

根据弹性力学原理,提出了模型筒桩(闭合墙)的简化力学模型。采用半逆解法先求出桩左右侧受均布摩阻力、桩顶受均布荷载两种情况下的应力分量,根据叠加原理得出桩两侧均受相同摩阻力、桩顶受均布荷载情况下的应力分量。据此推导了普通桩基的轴力和侧摩阻力计算式,分析结果表明,该计算式与传统计算方法是一致的。当桩壁两侧受不同大小的侧摩阻力、桩顶受均布荷载时,仍采用叠加原理求得各应力分量,进而求得桩表面处的轴向应变与单位侧摩阻力关系的解析解。通过矩形闭合墙基础模型试验实例,对该解析解的应用方法加以说明。该解析解的求出,为竖向载荷试验中模型筒桩(闭合墙)所量测的内外侧应变进行数据处理提供了理论依据,进而为基础-土相互作用研究提供了真实、准确的试验结果。

由基桩静载试验成果确定桩周极限侧摩阻力

根据静载试验成果,用线性最小二乘法求得了桩周各地层的极限侧摩阻力数值,其结果对本地区合理确定各地层极限侧摩阻力具有重要价值,同时也证明了该方法的有效性.

沉井侧壁摩阻力室内试验研究

沉井侧壁摩阻力的大小和分布是沉井结构设计以及助沉方法选择的依据。目前,其计算方法带有较强的经验性,计算结果与实际情况往往存在较大差异。为了进一步认识和掌握其分布规律,研制了能够直接测量沉井侧壁阻力的微型摩阻力仪,并对其准确性、稳定性和可靠性进行了验证;然后,利用该仪器以及静态应变测试系统等电测设备开展沉井下沉阻力的模型试验。试验表明:随着入土深度的增加,沉井侧壁摩阻力的变化特征可分为3个阶段,在第1阶段,侧壁摩阻力随深度的增加接近线性增加;在第2阶段,随着深度的增加,侧壁摩阻力总体仍是上升的,但其上升速率则有所降低,在下沉一定深度后,摩阻力达到峰值;在第3阶段,侧壁摩阻力随入土深度的增加而逐渐减小。运用极限分析理论,对上述变化规律的原因进行了分析。上述试验及分析成果可作为现场原位测试数据的补充,两者共同为沉井下沉阶段的侧壁摩阻力计算研究提供基础数据支持。

沉井下沉时土压力和侧壁摩阻力分析

基于极限平衡状态和平面滑裂面假定,推导出单一非黏性土层中沉井下沉时的土压力和侧壁摩阻力计算公式,采用等效内摩擦角和等效自重应力的方法将其推广至成层黏性土层中,并与某工程实测数据进行了对比分析.结果表明,沉井土压力和侧壁摩阻力随着土体内摩擦角的增大而减少,随着土体与沉井壁的外摩擦角的增大而增大;滑裂面的滑裂角随着外摩擦角的增大而增大,随着内摩擦角的增大先减少后增大;理论推导的土压力接近实测土压力,且基本介于主动土压力与静止土压力之间;实际工程中,在预估侧壁摩阻力时,可以考虑12m深度以下保持不变.

湿陷性黄土层桩基侧摩阻力的试验研究

本文依托西安市东北二环立交工程实际,通过现场黄土层浸水试验以及桩基静载试验,研究在湿陷性黄土层中桩基侧摩阻力和桩端阻力的发挥情况、桩基负摩阻力取值问题及桩周土的沉降变化情况,并分析了其实验结果。在总结国内工程界多次试验结果的基础上,给出了湿陷性黄土层负摩阻取值的科学合理方法及应考虑的因素,并分析了影响负摩阻大小取值的因素和引起桩周土沉降差异的因素。研究结果表明:①本工程桩基提供负摩阻力段控制在3～9 m之间,取值建议为-2.0～-5.0 kPa;②桩基上的负摩阻值与特定桩长和地质环境有关,同时与湿陷下沉量及土的粘聚力大小也有关系。从而建议在西安平原地区,黄土层较小时(桩长20 m以上,湿陷层5 m以内),可不考虑湿陷性对桩基承栽力的影响。本次试验为未来工程实践中湿陷性黄土层的沉降的研究及桩基负摩阻力的取值提供了参考依据和工程实践经验。

钻孔灌注长桩桩侧摩阻力和建筑物沉降分析

确定桩侧极限摩阻力的大小,目前工程上广泛采用的是以经验方法为主,辅以测桩数据分析,得到的结果往往存在较大的误差。按照工程先后次序,从2栋建筑物桩基场址勘察数据入手,分析桩静载荷试验资料,提出将静载曲线分成3段,确定桩侧极限摩阻力大小等新方法,并将得到的结论应用于2栋高层建筑沉降对比分析,探讨桩侧摩阻力的发展与建筑物的沉降之间的关系。新方法的合理性得到了验证。

用抗剪强度指标计算预制桩软黏土侧摩阻力的参数统计分析

参照现有的静力法计算桩侧摩阻力的公式,提出了根据固结快剪c、?指标计算桩侧摩阻力的计算公式,其中有多个参数待定。根据收集到的上海地区19个工程摩擦型预制桩的试桩成果,采用最小二乘法,确定了上海地区主要软土层的待定参数,由统计得到的桩侧摩阻力的计算公式,计算出各试桩在各主要软土层的桩侧摩阻力和各试桩的极限承载力。结果表明,同一土层的各试桩桩侧摩阻力相关性较好,基本符合正态分布规律;单桩承载力计算值与实测值之间的误差较小;用上海地区主要软土层固结快剪c、?指标的上下限可以计算得到桩侧摩阻力上下限,根据19个工程统计得到的平均桩侧摩阻力在上下限之间;桩侧摩阻力的深度效应不明显,桩端持力层条件对桩侧摩阻力发挥有影响。

广东沿海主要土层桩侧摩阻力和桩尖阻力的分析

根据60多根桩的静载试验资料,对广东沿海主要土层桩的极限摩阻力和桩尖极限阻力进行了分析,提出了本地区的经验使用值。

嵌岩桩嵌岩段侧摩阻力浅析

为求出嵌岩桩嵌岩段侧摩阻力的表达式,假定嵌岩桩桩侧破坏由桩岩接触面上的滑动引起,桩岩接触面的压力由加载前岩土层自重产生的侧压力和由剪切膨胀产生的应力增量组成。用弹性力学的方法求解出桩侧正应力,引入了岩石破坏的Hoek-B rown强度准则,由此求出了嵌岩段桩侧阻力的表达式,并指出了此公式的适用范围。最后结合工程实际进行了对比分析,表明本文方法具有一定的实用性。

结合消阻护筒的试验桩桩侧摩阻力和桩端阻力试验研究

石家庄地铁人民广场站试桩采用静载试验方案加载测试,设计要求除进行承载力测试外,还需确定桩侧各土层的分层极限侧摩阻力和桩端土的端阻力,以及桩侧摩阻力和桩端阻力占单桩极限承载力和承载力特征值的比例。利用消阻双护筒消除无效土层的侧摩阻力,通过桩身应力观测,利用弹性力学公式推算桩身轴力、桩侧摩阻力及端阻力的分布及变化规律,为设计提供依据。结果表明:1)双护筒消阻装置可直接消除无效土层段的侧摩阻力,使试验桩真实反映工程桩的实际承载力、侧摩阻力、端阻力及沉降值;2)达到极限承载力时,桩侧总阻力占比65%~66%,桩端总阻力占比34%~35%;达到承载力特征值时,桩侧总阻力占比76%~80%,桩端总阻力占比20%~24%;试桩承载力类型均为端承摩擦桩;3)局部范围内土层桩侧摩阻力表现为应力和位移的软化特征;4)桩端持力层主要为卵石层,对承载力的贡献平均占比约30%。

划分灌注桩侧摩阻力和桩端阻力的新方法

一、序研究桩侧极限摩阻力<q_(su)>及桩端极限阻力<q_p>及其分配比例,是目前桩基分析、评价的重要问题。其在岩土工程中具有十分重要的理论和实际意义。二、极限荷载p_u的确定众所周知。

软黏土中超长高强度混凝土管桩侧摩阻力计算研究

超长预应力高强度混凝土(PHC)管桩在软黏土地基中的应用越来越广泛,然而其摩擦特性尚不很清楚。采用有限元方法研究软黏土中超长PHC管桩在轴向荷载作用下的承载特性,分析桩周土体的黏聚力、内摩擦角和弹性模量对桩侧极限摩阻力的影响。在有限元分析的基础上,理论推导了新的适用于软黏土中超长PHC管桩的桩侧摩阻力(τ-s)计算模型,与现场试桩试验结果的对比证实了模型的适用性。

大口径平衡式顶管侧摩阻力计算及实测数据分析

以福州市某外径3.6m顶管电缆隧道工程为例,首先,对比分析了现有的顶管侧摩阻力计算公式计算结果的差异性;然后,根据工程实测顶力数据,分析了大口径平衡式顶管顶力变化规律;最后,采用非线性拟合的方式,提出了单位侧摩阻力与顶进里程的关系式。研究结果显示:现有的顶管侧摩阻力计算公式存在很大的差异性,理论法计算结果远大于工程实测侧摩阻力;长距离大口径平衡式顶管工程,实测单位侧摩阻力小于规程的下限值,有条件时可取2k Pa进行计算。

海上高频振动打桩的动侧摩阻力及可打性

结合港珠澳大桥东人工岛结合部非通航孔桥工程实例,对高频振动打桩过程中桩周土体动侧摩阻力及平均可打桩深度进行研究。基于振动锤工作原理、地质资料及施工资料,反分析得出动侧摩阻力折减系数η和标准贯入击数N呈对数关系变化,利用动侧摩阻力折减系数η计算了高频振动打桩施工过程中桩周土体的动侧摩阻力,建立了动侧摩阻力和桩体平均可打桩深度的计算式,计算结果误差最大为1.96%,与实际施工较吻合。

论通过静载荷试验测定桩侧摩阻力及桩端阻力

根据静载荷试验原理,通过在桩身中埋置测量元器件来测定应力应变值,经过计算确定桩侧极限摩阻力qsik,并结合工程实例,对照工勘报告中提供的qsik,qpk,分析了两者之间存在差异的原因,进而提出静载荷试验测定桩侧摩阻力及端阻力在实际工作应用中的必要性。

西安黄土地区桥梁桩基侧摩阻力的合理取值

结合西安及周边地区铁路高架桥、高速公路、市内立交3个试验区共8根不同几何尺寸试桩的静载荷试验,分析各试桩的承载特性和荷载传递规律,浸水对黄土湿陷性、桩基承载力的影响,以及各试桩极限状态下桩周土体侧摩阻力的发挥情况。结果显示,当黄土密实度为稍密时,建议桩侧阻力取值范围为60~80kPa;当黄土密实度为中密时,建议桩侧阻力取值范围为70~95kPa;当黄土密实度为密实时,建议桩侧阻力取值范围为85~110kPa。

对桩基基岩侧摩阻力标准值取值的探讨

随着城市的不断发展,钻孔灌注桩在桥梁、高层建筑等工程中广泛应用,在江西、湖南等地基岩揭露较浅,且局部地区基岩主要为软岩或极软岩,单单桩端承载力不能满足设计对桩基承载力的要求,其中嵌岩段侧阻力对于分担荷载起到重要作用,比较《建筑桩基技术规范》(简称《桩规》)、《高层建筑岩土工程勘察标准》(简称《高标》)和《公路桥涵地基与基础设计规范》(简称《公路桥规》)三本规范,对于基岩侧阻的计算各不相同,在勘察报告编制和设计过程中,对基岩部分桩基侧摩阻力考虑不足,易造成计算成果失真,对工程造价或工程安全产生影响。通过江西某小区项目分析各个规范之间计算成果与实际情况对比,对桩基基岩侧摩阻力标准值取值及计算方式进行探讨,以期为以后勘察、设计取值提供参考。

预测摩擦桩极限承载力的新方法

在桩极限端阻力、极限侧阻力与标准贯入击数的统计模型以及剪切波速度与标准贯入击数统计模型的基础上,建立了常见土质条件下桩极限侧阻力、极限端阻力与剪切波速度的相关模型。应用瞬态面波测试技术可快速地获取地下不同深度的剪切波速度值,从而提出了应用瞬态面波预测摩擦桩极限承载力的新方法。模型桩试验分析及实际工程应用表明,该方法具有良好的应用前景。

刚性荷载下现浇X形桩复合地基极限承载力特性研究

现浇X形桩是通过等截面周边扩大原理,将圆形截面的正拱变为反拱而成的。作为一种新型的异型截面桩,目前对其极限承载力的计算仍采用规范中建议的经验公式。结合南京桥北污水处理厂地基处理工程的现场静载荷试验,应用有限元软件ABAQUS,建立刚性荷载下现浇X形混凝土桩复合地基的模型,模拟不同桩身模量、桩周土模量、桩长、褥垫层厚度和模量等参数下现浇X形混凝土桩复合地基的荷载-沉降关系,从而得出复合地基的极限承载力。结果表明,现浇X形桩单桩复合地基极限承载力比等截面面积的圆形桩单桩复合地基增大20%以上,X形桩4桩梅花形复合地基极限承载力比等截面面积的圆形桩大12.35%。极限承载力随桩身模量、褥垫层模量、桩周土体模量或者桩长的增大而增大,而且在众多影响因素中桩周土体模量对复合地基极限承载力的影响最为明显。

混凝土芯水泥土复合桩混凝土-水泥土界面摩擦特性试验研究

混凝土芯水泥土复合桩是由高强度混凝土芯桩和水泥土组成的新型复合桩。芯桩-水泥土以及水泥土-桩周土之间的界面摩擦特性是影响复合桩荷载传递规律的关键因素,目前对芯桩-水泥土界面摩擦特性的研究还较少,而且常规的二维平面剪切试验也无法研究芯桩的直径和截面形状等因素对界面特性的影响。文章采用自主研发的三维桩土接触面剪切试验装置,模拟工程实际情况,对预制混凝土芯桩-水泥土界面摩擦特性进行研究。剪切试验结果表明:混凝土-水泥土界面在剪切试验过程中经历了弹性阶段、脆性破坏阶段和剪切滑移三个阶段,采用三折线模型可以较好地描述其本构关系;界面极限侧摩阻力与芯桩含芯率(或直径)密切相关,随含芯率增加表现为先大幅减小而后逐步趋于稳定;界面极限侧摩阻力与水泥土无侧限抗压强度存在近似线性关系,其值约为水泥土无侧限抗压强度的0.064~0.259倍,而界面残余侧摩阻力受含芯率和水泥土养护龄期的影响相对小;在芯桩侧表面积相同的情况下,圆芯复合桩界面极限侧摩阻力约为方芯复合桩的1.329倍;界面极限相对位移受含芯率、水泥土龄期及芯桩截面形状影响较小,基本在1.23~2.40mm。