根键桩抗拔承载特性分析及变形预测

根键桩现场足尺试验表明,根键的植入不仅使基础承载力大幅提高,根键阻力的稳定发挥还能有效抑制桩体位移.但由于试验条件所限,并未对根键桩多种根键组合模式下极限承载力进行量测,仅凭现有成果无法系统预测根键桩荷载位移发展规律.故采用ABAQUS软件对足尺试验进行模拟分析,通过对比不同根键密度、位置下的Q-S曲线,确定不同根键组合对承载力的影响规律以及根键承载特性的变化情况,进而基于荷载传递理论提出考虑根键密度以及间距影响的根键桩非线性变形计算方法,结果表明理论计算与实测及模拟结果具有较高吻合度,能够正确反映不同根键组合模式下基础的变形规律.

根键桩抗拔位移场分布特征及荷载传递模型探究

为探究根键桩抗拔承载特性,基于PIV技术(粒子图像测速技术)与透明土组成的桩土变形可视化试验系统,对上拔荷载作用下同尺寸根键桩、扩底桩以及等截面桩进行非介入式模型试验。测得各桩荷载-位移曲线并对桩周土体位移场变化情况进行实时采集,通过对不同时刻各桩桩周土体位移场等值线图不同色阶部分像素点进行统计,实现对位移场发展规律以及土体塑性变形区域的精确对比,并进一步结合现有透明土三轴试验成果提出适用于小尺寸透明土模型试验桩土侧阻力计算模型,结果表明:试验条件下,虽然同尺寸扩底桩承载力更高,但是在中低荷载时,多层根键桩表现出对基础位移更好的控制能力,更适用于对位移有严格要求的建筑基础;根键的设置存在优化问题,为保证土体以及根键承载力的充分发挥,初步建议根键纵向间距以(4~6)L为宜(L为根键外伸长度);当根键层数较少时,根键对荷载扩散作用不明显,土体位移场范围相比等截面桩甚至出现小幅降低,而随着根键层数的增多,桩周土体位移场范围也随之显著扩大,在试验条件下,4层根键所带动的土体位移场面积约为扩底桩的113%,而塑性区面积仅为扩底桩的58%,根键桩承载能力提升潜力要优于扩底桩;极限荷载下,各桩桩周土体位移场均为“倒三角形”分布,且与水平面夹角均为(45°+φ/2);基于现有透明土研究成果所得桩土侧阻力计算模型能够在一定程度上反映基础荷载传递规律,由计算分析得,根键与扩大头的设置分别使土体极限承载力提高了1.27与1.18倍,变截面的设置使土体承载力得到了更大程度发挥,且深度效应对根键法向阻力影响远小于侧摩阻力。

根键桩拔桩过程桩-土作用机理及根键特性研究

为明确根键桩抗拔受力模型以及桩土作用规律,对等截面桩、扩底桩以及根键桩竖向荷载及联合荷载下的抗拔性能进行测试,并结合有限元模拟对不同根键密度下承载力变化规律以及结构强度进行探究。结果表明:(1)根键桩更适用于复杂荷载工况以及对位移有严格要求的建筑基础,且根键桩多层变截面使材料承载力发挥更充分,也更经济;(2)试验条件下,桩周土体裂隙率与荷载的关系符合指数分布,同荷载下裂隙率越高则承载能力越低,极限荷载下裂隙率越高则对土体承载能力发挥越充分;(3)提高根键密度有利于降低根键周围土压力,防止基础过早发生塑性破坏,一般而言,根键与相同直径圆环截面积比值α应为0.1~0.3。

深厚软土区根键桩竖向承载特性的现场试验

为揭示根键桩的承载机理,推进根键桩在滨海软土地区的应用,以满足实际工程对沉降控制特性的要求,通过现场试验,采用静载荷方法测试了普通桩和根键桩的承载性能,得出其位移~荷载曲线和轴力传递曲线;并根据场地工程地质条件,建立数值模型,分析了桩体与桩周土体在极限荷载作用下的位移关系。结果表明:与普通桩相比,根键桩竖向极限承载力增大,且随根键布置数目的增多而增大。本试验中,在相同桩长和桩径下,根键桩竖向极限承载力提高了23.75%~33.33%;此外根键桩桩顶沉降量明显减少,桩体沉降控制特性优于普通桩。数值模拟结果也表明了根键有利于调动桩周土体的承载性能,加强桩土的耦合作用。

根键式钻孔灌注桩施工控制技术研究

根键桩是一种新型桩基础,其承载性能和沉降控制能力优于普通桩。本文依托温州乐清现场试桩试验,系统介绍了根键桩的施工工艺,包括了根键的预制、桩基钢筋笼的设计、根键顶进工艺等。试桩完成后进行加载试验表明:在深厚软土地区,根键对提高桩体的承载性能和位移控制性能具有显著作用。