考虑侧阻分布特征的桩-土-筏板共同作用研究

基于桩基中的Mindlin-Geddes应力解,并结合Mindlin板单元有限元理论,提出了考虑侧阻分布特征的桩-土-筏板共同作用的计算方法。其中对于桩侧阻力按设计桩侧阻力分布或实测桩侧阻力分布条件下利用分段积分法进行计算。由于计算方法考虑了桩侧阻分布特征,因而其计算模型更接近实际状态,同时,该方法能够解决变厚度和变刚度板的计算以及变截面桩的计算,这将使得其适用范围更为广泛。通过对算例和工程实例的计算和对比分析,得出桩侧阻力分布越接近桩顶则桩顶的沉降量越小,这一特点说明侧阻力分布的改变可以引起基桩刚度的改变,因此可以利用这一特性进行桩筏基础设计中变刚度调平设计。分析认为,通过调整桩型或采取后注浆等措施,可以改变桩侧阻力分布形态,从而调整和优化桩筏基础的沉降及其分布。

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。

基于静载试验的花岗岩持力层上覆厚层软土基桩弹性压缩分析

为使厚层软土地区花岗岩等“硬岩”为持力层的超长灌注桩的桩身弹性压缩量计算更加合理,通过对该类场地灌注桩抗压静载试验“荷载-沉降”数据进行分析,并采用有限元仿真计算和概率统计分析方法,得到了端阻比与长径比等参数的函数关系以及桩侧摩阻力分布系数的样本统计值,建立了通过长径比等参数估算桩身弹性压缩系数ξe的方法以及相应的简化计算公式。最后通过某案例计算与规范推荐的方法进行对比,验证该公式计算桩身弹性压缩量的准确性及便捷性。

Mindlin位移解下大直径桩基有效桩长的优化计算方法

大直径灌注桩存在有效桩长,其计算公式与所假设的桩侧阻力分布形式有关,针对不同的桩侧阻力分布形式,有效桩长的计算结果往往差别较大.基于Mindlin位移解的基本原理和考虑桩径的影响,确定桩侧摩阻力呈抛物线形分布时所得的有效桩长优化计算方法,并根据计算结果对其影响因素进行分析;最后,结合工程实例对推导公式进行验证.结果表明:土体泊松比和桩径变化均对有效桩长造成影响,而桩径对有效桩长的影响更显著.桩径一定时,土体泊松比对有效桩长的影响随着E/G的增大而减弱,土体泊松比一定时,桩径对有效桩长的影响随着E/G的增大而加强.因此,该假设下考虑桩径影响而优化的有效桩长计算结果更接近于工程实际,合理可行.

考虑深基坑开挖效应的超长灌注桩桩身压缩综合系数的理论分析

对于深基坑坑底以下的工程桩,受开挖效应影响,桩侧摩阻力分布与常规条件下差异较大。基于超长钻孔灌注桩的足尺试验和数值分析结果,研究了常规和基坑开挖条件下试桩不同侧摩阻力分布导致的沉降特性差异。研究结果表明,超长钻孔灌注桩在工作荷载下一般端阻比较小,桩侧摩阻力的分布形式直接决定了桩身压缩综合系数。无深基坑开挖影响时,规范推荐的桩身压缩综合系数计算超长桩桩身压缩量是可行的。但在深基坑开挖条件下,钻孔灌注桩桩身压缩综合系数取值可比现行规范基于不考虑基坑开挖效应的推荐值大20%,不考虑深基坑开挖影响可能导致桩顶沉降被低估。此外,在深开挖条件下,超长钻孔灌注桩的桩身压缩综合系数随桩身长径比l/d的增大而减小;而常规条件下,桩身压缩综合系数随桩身长径比l/d变化的规律不明显。

随钻跟管桩竖向承载性能原位试验与室内物理模拟试验对比研究

随钻跟管桩(简称DPC桩)是一种钻孔-沉桩-排土同步进行的无泥浆排放的节能环保型大直径(800~1400 mm)新型非挤土PHC管桩。开展了现场原位试验、理论计算分析及物理模拟试验,对比分析了这种新桩型的承载性能优势、桩侧摩阻力分布特征、荷载传递特性。得到如下结论:(1)原位静载试验中,DPC桩是一种以发挥桩侧摩阻力为主的摩擦端承桩,桩侧摩阻力占比高达67.84%~72.85%,DPC桩的承载性能与注浆效果密切相关,相对于同等条件下的钻孔灌注桩、锤击法管桩,其竖向承载力分别提高了33.42%、23.16%,DPC桩的桩底沉渣厚度较小时,其荷载-位移曲线为缓变形(1号桩),否则为陡降形(2号桩);(2)室内物理模型试验中,各桩型均未嵌岩条件下,DPC桩、钻孔灌注桩、锤击法管桩3种桩型的荷载-位移曲线均为陡降形,DPC桩的承载力相对于钻孔灌注桩提高了18.60%;(3)不同的成桩工艺下桩的摩阻力差距较大,随钻跟管桩的桩侧摩阻力最大,钻孔灌注桩次之,锤击法管桩最小,这与物理试验钻孔灌注桩桩侧模拟泥皮密切相关;所有桩型桩侧摩阻力沿桩身深度分布规律均表现出了两头小中间大的规律;随着荷载增加,桩侧摩阻力逐渐下移,直至桩基破坏;(4)模型试验中随钻跟管桩桩侧摩阻力为6061.65 N,占其极限承载力(8147.62 N)的74.40%,模型试验同样得出随钻跟管桩是一种以发挥桩侧摩阻力为主的摩擦端承桩。

PHC管桩负摩阻力监测试验方法研究

PHC管桩负摩阻力与土体性质、固结条件等复杂因素有关,理论计算难以获得可靠结果,只能采取现场试验获得桩侧负摩阻力大小、分布状况以及中性点位置。在总结点法测量桩身应力应变局限性的基础上,依托实际工程,将改进的线法测量技术引入到PHC管桩负摩阻力监测试验中。针对PHC管桩特点,提出后植测线工法,有效地解决了PHC管桩负摩阻力监测现场试验难题。通过对实测应变进行回归处理和计算,得到各级荷载下的回归应变和桩身混凝土平均弹性模量,保证了轴向力和摩阻力计算的可靠度。研究成果表明,现场试验新工法和摩阻力计算方法对PHC管桩负摩阻力监测试验十分有效。