扩底桩竖向承载特性及群桩效应研究

为探明扩底群桩竖向承载特性,采用扩底桩筏结构,开展单桩(扩径比分别为1.5、2.0、2.5、3.0)和桩筏(扩径比为2)基础静载模型试验,分析其荷载传递规律,并建立桩间距为3.75、4.00、4.50、5.00倍桩直径时扩底桩筏基础有限元模型,研究桩间距对群桩效应影响。结果表明:扩底单桩和扩底桩筏结构荷载沉降曲线均为缓变型;扩底桩极限承载力随扩径比增大而逐渐增大,扩径比2.5~3.0时极限承载力增幅变缓,建议扩底桩扩径比取2.5~3.0;由于桩土共同沉降,桩间土压缩,桩土作用更充分,扩底桩筏基础中心桩侧摩阻力荷载分担比比扩底单桩增大了17.71%;群桩效应系数随桩间距增大而逐渐增大,桩间距为4.5~5.0倍桩直径时群桩效应系数增幅较小,群桩效应较弱,建议扩底桩筏基础桩间距取值不小于4.5倍桩直径。

输电线路扩底桩锚杆复合基础数值模拟研究

由于常规的锚杆基础适用范围较小,对地质的精度要求高,因此基础型式在山区线路的适用性较差。该文提出一种新型的扩底桩锚杆复合基础,适用于不同地形条件,不同覆盖层厚度条件下的山区输电线路。采用FLAC 3D软件模拟模拟不同深度,不同尺寸的扩底桩锚杆复合基础受力状态,得出以下结论:(1)在上拔荷载作用下,地基中上拔位移随桩顶位移增加而显著增加,直至破坏时基础呈现整体拔出破环状态;扩底桩嵌固基础最先出现塑性区域的是扩底段和土体的接触面,需要注意扩底段的桩基本体的承载力;(2)复合基础在水平荷载作用下,随着锚杆根数的增多,其抗水平承载力增加,因此复合基础在抵抗水平力条件下较常规锚杆基础有一定的优势;(3)在上拔荷载作用下,复合基础形成“圆柱状”的塑性发展区域,在水平荷载作用下,复合基础形成“倒八字”塑性发展区域;(4)通过数值模拟,得出复合基础锚杆与上部结构的荷载分担比为0.2~0.25之间。

渐扩底流口旋流器分级性能试验研究

针对在磨矿分级系统中,旋流器高底流浓度易出现绳状排料现象,导致底流口堵塞,造成溢流跑粗,降低了分离精度等问题,提出了一种渐扩底流口结构,并对底流口结构进行试验研究,分析了在不同浓度下底流口渐扩角度对产物浓度、粒度、综合分级效率、底流产率等的影响规律。结果表明,随着旋流器进料浓度升高,底流排料散射角度减小,当进料浓度大于10%时,旋流器出现绳状排料现象,改用渐扩底流口可减轻绳状排料现象,旋流器底流排料散射角度随着底流口渐扩角度的增加呈现出先增加后减小的趋势;当旋流器进料浓度大于10%时,旋流器底流排料散射角度与旋流器分级性能呈整体对应关系,在不同的进料浓度下,合理选用相对应渐扩角度的底流口可以使旋流器分离效果达到最佳;在进料浓度为25%时,旋流器常规底流口溢流产物中+20μm粒级含量为62.44%;相较于常规底流口,渐扩底流口结构可使旋流器溢流中+20μm粒级含量降低22.54%;底流口渐扩角为60°时,旋流器-40μm粒级综合分级效率最高,相较于20°渐扩角底流口分级效率增加了15.72%。

渗水作用下泥岩地区杆塔扩底基础抗拔承载分析

【目的】泥岩遇水易发生膨胀崩解甚至泥化,对输电杆塔基础抗拔承载力造成不良影响,需要对渗水作用下杆塔基础的抗拔承载特性展开研究。【方法】基于泥岩室内试验结果,利用有限元软件建立泥岩中扩底基础计算模型,引入温度场比拟湿度场的方法模拟泥岩地基浸水后的膨胀劣化,研究扩底基础上拔承载特性。在此基础上,分析泥岩地基浸水渗透后扩底基础极限抗拔承载力降低的具体原因;比较了泥岩地基天然状态、浸水渗透和饱和状态三种工况下极限抗拔承载力的差异以及承载力与埋深之间的关系。【结果】结果表明:增加基础埋深均能提高极限抗拔承载力,但饱和状态工况下增长最缓慢;地基浸水渗透对基础极限抗拔承载力的影响随着基础埋深增加而减弱,2.0 m埋深基础极限抗拔承载力仅为天然状态工况的63.2%,而5.0 m埋深时达到94.2%。【结论】地基浸水造成基础极限抗拔承载力降低的主要原因是地基力学参数劣化,抗剪强度减小所致。研究成果可为泥岩地区杆塔基础设计提供参考。

全液压旋挖扩底钻孔灌注桩质量管控措施研究

扩底灌注桩是一种混凝土灌注桩,是在进行原有灌注桩施工的基础上对桩底进行扩底处理,从而增加灌注桩的承载力和稳定性。在工程地质条件差特别是软土地基,施工难度大,施工中易产生如塌孔等质量问题,为了避免在采用全液压旋挖扩底钻孔灌注桩施工时,因现场技术质量管理措施不到位而出现桩身质量差、进度滞后等问题,本文针对其质量管控措施进行研究,采取扩底灌注桩施工工艺、制定“四令”精细化过程管理原则、计算注浆施工所需水泥浆量等方法,优化了工程施工流程,严格各施工环节质量管理,确保全液压旋挖扩底钻孔灌注桩施工安全、质量提升。

扩底螺杆桩复合地基在高速铁路中的应用分析

文中根据理论分析、公式推算的方法,结合高速铁路现场实例,以螺杆桩为对象,在同工况下对等径螺杆桩和扩底螺杆桩进行平板荷载、低应变试验,对比分析CFG桩、等径螺杆桩和扩底螺杆桩的单桩承载力以及加固效果的差异,并分析其原因,提出了扩底螺杆桩技术可有效提高单桩承载力以及节约工程投资的观点。

软土地区机场地下交通枢纽工程扩底桩基施工工艺

结合工程实际,对扩底桩在软土地区应用的施工技术进行了研究。通过试桩比选,AM旋挖扩底桩和回转扩底桩2种扩底工艺更加适合软土地区的施工。通过采用差异化硬化地坪、工厂化制浆、机器人焊接钢筋笼等技术措施,顺利地完成大规模扩底桩施工,总结的经验可供类似工程的桩基施工借鉴。

扩底抗拔桩承载力计算研究现状分析

为比较和分析不同理论计算方法对于扩底抗拔桩承载力计算结果的影响,总结了国内外学者的不同计算方法,运用数值模拟和各种理论计算方法进行比较和分析。结果表明摩擦圆柱法和圆柱面剪切法的误差均在20%左右,扩大系数法的误差在15%左右,因为这些方法无法准确地确定扩大头的影响范围或扩大系数。Meyerhof-Adams法考虑的参数和情况比较全面,其计算结果与数值模拟结果吻合较好。因此,Meyerhof-Adams法是一种较为可靠的计算扩底抗拔桩极限承载力的方法,而其他方法存在较大的误差和限制。

大直径扩底灌注桩设计

以合肥滨湖时代广场C2栋高层建筑为依托,对该栋建筑桩基础进行了设计,经过对拟建场地的土层情况、水文地质条件及场地与地基的地震效应的分析,并按照相关规范及评审专家意见,确定采用大直径挖孔扩底灌注桩基方案,经计算分析表明,大直径挖孔扩底灌注桩以桩端的端阻力为主,不考虑侧摩阻力。

扩底桩抗拔承载力的安全估算方法研究

扩底桩因扩大头的作用使其抗拔承载力大幅提升。根据扩底桩抗拔过程的受力特点,将扩大头对土体的挤压过程分为两个阶段,即桩土界面摩擦阶段和土体破裂面产生阶段。通过建立等截面桩与扩底桩的简化力学模型,采用莫尔-库仑强度准则研究上述两阶段的摩擦特性,建立了考虑锥形效应的扩底桩抗拔承载力的安全估算方法,并与工程实例和相关数值模拟结果进行了对比分析,以验证计算方法的可靠性和有效性。结果表明:考虑锥形效应的扩底桩抗拔承载力的估算结果与工程实际情况基本相符,说明该计算方法可快速有效地预测扩底桩的抗拔承载力,且计算方法简洁、计算结果偏安全。研究结果可为扩底桩设计与施工提供依据。

强风化岩石地基中预应力扩底锚索抗疲劳试验研究

提出一种预应力扩底锚索结构,通过扩底端与围岩之间形成挤压摩擦锚固,并对钢绞线施加预拉力减小其疲劳应力幅,可代替普通岩石锚杆作为抗疲劳结构用于岩石地基基础中。对强风化岩石地基中的预应力扩底锚索分别进行了现场疲劳试验和静力试验,共计7组试验。试验结果表明,强风化岩石地基中,预应力扩底锚索可以承担200万次以上的疲劳荷载作用,估算疲劳应力幅为148MPa,锚索的疲劳寿命和抗疲劳承载力较高;静力试验锚索最终发生钢绞线断丝破坏,锚头均未被拔出,扩底端的锚固性能好,能充分发挥钢绞线的抗拉强度。经过合理设计,预应力扩底锚索可以应用于具有疲劳作用的风电结构强风化岩石地基基础中。

长螺旋扩底压灌桩臂式扩底钻头开发研究

臂式扩底钻头是长螺旋臂式钻扩底压灌桩施工装备中的核心设备,对成桩质量和施工效率起到关键作用。根据长螺旋扩底桩的工艺原理、适用场地和承载要求等因素,对扩底钻头结构进行整体设计,并对长螺旋扩底桩扩底钻头的扩孔爪头施工中受自重、扭转、土压等工况下的局部静强度进行分析,推导出扩孔直径液压推杆伸长量与扩孔直径的关系和扩孔直径计算公式。可为扩底桩设备的设计和施工提供借鉴。

基于PSO-RF的扩底灌注桩极限抗拔承载力预测

地下建筑物需要采取一定的抗浮措施保证安全,根据工程需求设计出合适的抗拔桩基础具有十分重要的意义。从有关文献中收集了40组扩底灌注桩抗拔试验数据,分析不同影响因子之间的相关性,将主要影响因素作为输入变量、将扩底灌注桩极限抗拔承载力作为输出变量。利用粒子群优化(PSO)算法对随机森林(RF)方法中决策树个数及其最大深度的确定方式进行了优化,并在此基础上建立了扩底灌注桩极限抗拔承载力的预测模型。研究结果表明,PSO-RF模型的决定系数R^(2)为0.976,预测性能优于RF模型(R^(2)=0.954)与GMDH模型(R^(2)=0.88)。PSO-RF模型能够准确预测扩底灌注桩的极限抗拔能力,在实际的桩基工程中具有较好的适用性。

光伏支架扩底短桩抗拔特性分析

为分析光伏支架扩底桩的抗拔承载过程及确定极限抗拔承载力理论公式,本文运用MIDASGTS有限元软件分析了光伏支架扩底短桩由开挖到成桩再到施加荷载整个过程.通过模拟分析,扩底短桩的抗拔过程为:加载初期,土体塑性破坏首先发生在桩顶端和底端,抗拔承载力由桩侧摩阻力提供;当荷载继续增大,土体塑性破坏区域发生横向和纵向延申,抗拔承载力为扩大端所带动土体和桩侧摩阻力提供,且桩侧摩阻力出现增强现象;最终形成贯通塑性区域的破坏面呈现"倒圆台"型.通过抗拔过程的荷载-位移曲线发现其抗拔位移曲线为“缓变型”,且通过分析破坏面和对应破坏时的荷载发现,光伏支架扩底短桩在该土层中的单桩极限抗拔承载力符合规范法的理论计算式.

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。

深厚软土地层超长超大直径扩底桩承载力性状及机理研究

深厚软土地区超长超大直径扩底桩荷载传递机理复杂,且国内相关工程数量少,可供施工人员参考资料有限,传统桩基理论已无法合理的分析其工作机理和受力特性。文章依托深圳大运枢纽超长超大直径扩底桩工程,通过现场静载试验与数值仿真分析,研究了在深厚软土地层中超长超大直径扩底桩在静载作用下的荷载传递机理及沉降规律。基于荷载传递法,针对深厚软土地基的特殊性质,考虑了桩侧土初始剪应力、软化特性以及桩端土加工硬化特性,进行了沉降公式的推导。并基于MATLAB,开发了高性能的迭代算法以研究单桩的承载力性状。结果表明:现场试验、数值模拟与理论算法得到的荷载-沉降曲线线型吻合较好。当传递深度达到约0.4倍桩长时,下部桩身基本不产生压缩变形;桩基极限承载力大于设计值,存在较大的承载潜力,桩基设计较合理,满足承载力要求,可以为同类地区桩基工程设计与施工提供参考。

AM旋挖扩底灌注桩在上海软土地基桥梁工程中的应用

吴淞江工程作为上海市重点水利项目,积极推广四新技术,率先在上海地区软土地基的桥梁工程中大规模采用全液压可视可控旋挖扩底灌注桩施工技术。通过对工程桩试桩施工中的施工流程、泥浆性能、关键施工工艺、施工工效和基桩静载荷试验结果进行综合分析,提出适合软土地基中旋挖扩底灌注桩的施工工艺。该技术的成功应用积累了旋挖扩底灌注桩在软土地基中的施工经验,可为类似工程施工提供借鉴与指导。

钻孔扩底灌注桩承载性状分析

为研究钻孔扩底灌注桩承载性状,对2根不同扩大头形状的钻孔扩底灌注桩和1根等直径钻孔灌注桩进行单桩竖向抗压静载试验,并对其中的扩底桩同步进行桩身应力测试。测试及数据分析结果表明:沉渣及土层软化对扩底桩承载力影响较为敏感,除了直接影响桩端阻力发挥外,还会产生桩侧摩阻力弱化效应;扩大头形状影响孔底清渣效果,桩底高压注浆可消除或部分消除沉渣影响;不同试验桩的同一土层桩侧摩阻力发挥值为非定值;受扩底桩变径影响,同一根试验桩的同一土层在变径处以上3 m范围内桩侧摩阻力较其3 m以上发挥值低15%~40%。试验研究成果可为扩底桩设计与施工提供借鉴与参考。

长螺旋扩底压灌桩工程应用及技术经济分析研究

长螺旋扩底压灌桩是采用长螺旋压灌桩施工工艺和臂式钻扩底复搅压灌工艺形成的一种新型扩底灌注桩。文中分析了长螺旋扩底压灌桩在实际应用过程中的技术经济性,结果表明,长螺旋扩底压灌桩新技术、新设备的应用效果良好,具有广阔的前景。

软弱地层囊袋扩底组合桩受力性能及施工技术分析

囊袋扩底组合桩是一种新型的桩基加固技术,能有效提高桩基的稳定性及承载。本工程阐述囊袋扩底组合桩的特征、分类与施工关键技术,分析其在工程实践中的应用效果和优点,介绍囊袋扩底组合桩的基本概念和结构特点,进而详细地阐述了囊袋扩底组合桩在施工过程中应当注意的各控制环节与控制标准,以期推广并优化该项技术应用。