岩溶地区端承摩擦桩应用实例

以贵州省毕节市某项目端承摩擦桩的应用为例,从工程地质条件、水文地质条件、不良地质作用、设计参数建议和基础方案选择等方面对岩溶地区桩基础设计和施工时的注意事项进行了分析。当基岩埋藏较深,桩端无较好持力层时,采用端承摩擦桩不仅能够提高单桩承载力,而且能够节约成本。

扭矩-竖向荷载联合作用下楔形端承摩擦桩承载性能分析

为了讨论楔形端承摩擦桩在扭矩T-竖向荷载V联合作用下的承载性能,考虑地基土剪切模量在地面处为非零值且随深度呈幂函数的分布形式,根据能量法和变分原理,分别得出基桩在桩顶竖向荷载和扭矩作用下的桩身竖向位移以及扭转角微分控制方程。采用MATLAB编制程序求解楔形端承摩擦桩的极限竖向荷载、极限扭矩,得到相应的承载力包络图。在T→V加载顺序下,通过改变初始扭矩值,分析了初始扭矩对楔形端承摩擦桩竖向承载特性的影响。对T-V联合受荷楔形端承摩擦桩进行了参数影响分析。研究结果表明:与等截面桩相比,纯压和纯扭作用下楔形端承摩擦桩的极限竖向荷载和极限扭矩有所提高。在T→V加载顺序下,楔形端承摩擦桩承载力包络线相比等截面桩有所外扩。随着桩径变化率的增大,楔形端承摩擦桩的承载力包络线也随之向外扩张。当初始扭矩与极限扭矩之比超过一定值时,楔形端承摩擦桩极限竖向荷载开始显著降低,需注意T-V组合效应。对于大直径长桩而言,需要重视初始扭矩对基桩竖向承载性能的影响。一味提高混凝土标号并不能极大的改善基桩在T→V受荷模式下的竖向承载性能。

深厚软土层端承摩擦桩桩承式加筋低路堤现场试验

为揭示桩承式加筋低路堤的荷载传递机理及土工格栅的加固效应,选取武汉智能网联赛车道项目主赛道连接段某低路堤路段开展了一个承载单元的现场试验,分别测试了施工期桩帽顶部与格栅上层的土压力分布、路堤分层沉降、格栅应变与挠曲。数据分析表明:随着填土高度的增加,土拱效应与张拉膜效应逐渐发挥,桩帽顶部的土压力开始超过桩间土压力并在填筑结束后逐渐趋于稳定。在端承摩擦桩桩承式加筋低路堤的荷载传递机制中,桩间土承担主要荷载,占比62.23%,张拉膜效应仅占很小一部分,占总荷载的3.77%。土工格栅的最大应变出现在桩帽边缘处,但最大值仅为0.195%,这表明土工格栅性能难以得到充分发挥。在该桩承式加筋低路堤中,两桩中心处的桩间土沉降要明显大于四桩对角线中心处。

箱式路基端承式复合地基静动力性能室内模型试验研究

为了研究箱式路基端承式复合地基的动静态与抗变形性能,设计了箱式路基结构及下部端承复合地基相似试验模型,进行了静力分级加载与低周频循环加载试验,分析了复合地基在分级静力和长期疲劳加载过程中的变形演化趋势及地基压力分布。结果表明:在铁路静载下,箱式路基及下部结构处于弹性工作范围,并通过分析地基的桩土压力规律,复合地基内桩土传力机制正常。在铁路疲劳加载下,箱式路基复合路基累积沉降差异较小,没有出现明显不均匀沉降,且传力路径稳定,整体性良好。

大直径嵌岩桩桩端极限承载力计算方法

为更加准确获得大直径嵌岩桩桩端极限承载力,假定桩端岩体整体连续滑裂破坏、桩周岩体剪切破坏、桩周岩体微裂纹断裂破坏3种可能的极限状态,基于岩体二维、三维Hoek-Brown(H-B)破坏准则、岩体微裂纹Ⅰ-Ⅱ型复合判据,提出4种大直径嵌岩桩桩端岩体极限承载力的计算方法.引用现有实测数据对所提出的计算方法进行对比分析和验证,结果表明所提出的4种计算方法均比较接近实测值,尤其是基于Ⅰ-Ⅱ型复合判据的桩周岩体微裂纹断裂的桩端极限承载力计算结果与实测值最为接近.进一步研究了大直径嵌岩桩的尺寸效应,研究表明,桩端极限荷载与嵌岩深度及桩径密切相关,嵌岩桩桩端极限荷载随嵌固深度的增大而增大,而随桩径的增大而减小.4种计算方法中基于Ⅰ-Ⅱ型复合判据的桩周岩体微裂纹断裂计算方法与现场实测规律更加相符.

端承型基桩的桩-土作用机理研究探讨

针对端承型单桩的桩-土作用机理,提出了复杂介质中端承型单桩的地基-基础模型,将“广义弹性理论法”、“镜像法”、传递函数法、线性变形层理论和优化反分析方法相结合,给出了一种分析计算复杂地基中端承型单桩承载性能计算的理论方法。并针对桩尖嵌岩深度的不同情况进行了探讨,给出了嵌岩桩的理论模型和计算分析方法。利用该方法所编制的优化反分析计算程序,不仅能根据地质资料计算端承型单桩的荷载-沉降关系,而且可根据现场静荷载试验所得的荷载-沉降曲线反演分析桩周及桩端土层的岩土力学参数值,所得数据能真实反映单桩工作性态,为工程设计和计算提供理论依据。将该程序应用到工程实例中,取得了较为令人满意的结果。

位移调节器用于端承型桩筏基础的模型试验研究

位移调节器是用于调节物体支承接触点之间位移的特殊装置,可用来保证端承型桩筏基础桩–土的变形协调和共同作用。为研究端承型桩筏基础中位移调节器的设置对桩–土–筏相互作用的影响,进行了位移调节器设置前后端承型桩筏基础的室内模型对比试验。试验测量了桩身轴力、筏板沉降及桩间土反力,分析了不同荷载级别下端承型桩筏基础的荷载传递规律、整体沉降与差异沉降分布特征以及桩土荷载分担比等内容,结果表明:与常规端承型桩筏基础相比,位移调节器的设置改变了桩筏基础的荷载传递规律,顺利实现了桩土的共同作用,同时适当支承刚度的调节器可优先且充分地发挥筏底土体承载能力,优化桩土荷载分担比。结论可为进一步理论研究提供试验依据。

端承型静压桩沉桩贯入过程中桩侧阻力变化规律及其时效性试验研究

静压桩承载力的时效性主要由桩侧摩阻力的时效性引起,沉桩结束时桩侧摩擦的性状及其发挥程度将直接影响承载力的时效性。但是,目前承载力时效性的研究直接用终压力和承载力进行相关性研究而未考虑这一影响。因此本文将选择珠三角典型地层,进行模型桩的静力压入试验及其后的载荷试验,从摩擦学的角度研究桩端阻力变化对桩侧摩阻力发挥的影响机理,并进一步研究其对承载力时效性的影响。研究表明,沉桩过程中沉桩速度因桩压入不同性质土层、局部硬层及较硬的桩端持力层而发生变化,桩土之间的摩擦状态不断在干、湿摩擦之间转变,桩侧摩阻力的发挥随之变化。终压时桩侧若为干摩擦,则承载力时效性不明显,若为湿摩擦则时效性显著,即可利用终压时桩侧摩擦的性质和发挥程度来判断单桩承载力的时效性。

同场地大直径纯摩擦桩和端承摩擦桩对比研究

通过对 4组纯摩擦桩和端承摩擦桩的对比试验 ,对这两种摩擦桩的承载性状 。

大直径扩底桩竖向端承力解析解与试验分析

为了解决目前大直径扩底桩竖向端承力计算方法所存在的不足,将球孔扩张理论应用于扩底桩端承力的计算,建立了扩底桩的球孔扩张理论计算模型.考虑扩底桩桩端外边缘处力矩平衡以及几何对称性,建立极限球孔扩张压力、桩端中心以下主动土压力及扩底桩端承力之间的联系,推导出大直径扩底桩端承力的解析解,求得黏性土和无黏性土中扩底桩端承力的表达式.利用原型扩底桩试验对该公式进行验证,分析得出影响扩底桩端承力的主要因素包括土的粘聚力、内摩擦角、杨氏模量、泊松比、扩底桩的扩底半径和入土深度.试验结果表明:该解答精度满足工程要求;经验方法对扩底桩端承力进行折减只是经验的总结,物理意义不明确.

超前注浆端承钢斜撑在基坑工程中的应用

在上海软土地质条件下,深逾7 m的基坑大多采用排桩+钢筋混凝土水平内支撑进行支护,但大量的水平内支撑施工不但增加了工程量,而且制约了出土速度。因此,排桩+中心底板钢抛撑技术在深6~8 m的基坑中逐渐被推广应用。但中心底板斜抛撑支护施工又使挖土分为2个阶段,也给基坑质量与安全带来一定的隐患。基于此,以某深8.45 m基坑为例,介绍一种双排工法桩+超前植入钢斜撑的新型支护体系。即超前注浆端承钢斜撑在深基坑工程挖土施工前打入,为门架围护体系提供可靠支撑,避免了地下结构与换撑、内支撑拆除的交叉作业,施工速度快、周期短。该体系目前在实际应用中效果明显,取得了不错的社会及经济效益。

大承载力端承摩擦桩承载性状试验研究

以银川某超高层项目为背景,采用现场静载荷试验方法,探究端承摩擦桩在高应力作用下承载性状,结果表明:桩长45 m、直径1 m的大承载力端承摩擦桩在该地区极限承载力可达30000 kN.应力分级加载下侧阻沿桩身长度发挥曲线近似呈抛物线状;侧阻最佳发挥范围约为桩身2/3段;单桩侧阻的发挥程度与土层性质相关,该地区土层摩阻力较规范建议值提高1.81~2.39倍.大承载力端承摩擦桩承载机制为侧阻初期承担全部上部荷载,随着应力增大,端阻逐渐发挥,而侧阻发挥至到极限值后,由端阻承担上部剩余荷载直至极限,即端阻与侧阻共同承担上部荷载,达到极限承载力时侧阻作用占比74%,端阻作用占比26%.上述结论为日后该地区工程建设乃至大承载力端承摩擦桩桩基研究提供参考与帮助.

用节点位移的主-从关系考虑扩底桩的端承面尺寸效应

针对桩－土体系有限元数值分析模型中桩端尺寸效应的模拟问题进行了讨论。利用桩端节点位移的主－从关系建立了桩端－土体界面节点位移的约束条件。如果在有限元数值分析中将柱体模拟成梁杆单元集合体并在桩端施加这个约束条件，则可考虑桩端尺寸效应，特别是扩底桩桩端尺寸效应。为了显示桩端尺寸效应的影响进行了数值对比研究。数值结果表明：随着桩端尺寸的增大，桩端土体的塑性区分布及发展有很大的不同，桩的Ｐ－ｓ沉降曲线的差异很大，因此该效应对用数值法计算扩底桩的承载力是不容忽视的。

端承型桩基础在扶壁式挡墙中的应用

提出端承型桩基础的处理方式,从竖向承载力、抗滑移及抗倾覆等方面对双排桩的端承型桩基础进行力学分析,并举例论证,得出扶壁式挡墙的端承型桩基础的作用发挥与桩径、桩间距及嵌岩深度等因素有关。

钻孔灌注桩端承力有效利用技术

超长钻孔灌注桩因受现施工工艺制约只能按摩擦桩使用,因沉渣落淤物影响端承力不能有效发挥;现成孔后置入钢制半封闭桩尖穿透沉渣层,可使灌注桩直接坐落在下卧持力层上,从而使端承力可充分发挥作用进而提高钻孔灌注桩的承载力与减少沉降量,也可缩短桩长、减少施工难度、降低工程费用。

改进端承摩擦桩的一种方案

根据中华人民共和国国家标准GB 50007-2002《建筑地基基础设计规范》,提出了改进端承摩擦桩的一种方案———承台桩,并根据单桩竖向承载力特征值的计算公式,从理论上对承台桩做了承载力分析及用料分析,对工程实践有一定的指导意义.当然,这只是理论上的探讨.

端承桩单桩承载性能设计理论研究

对端承型桩的桩土作用机理进行了进一步分析探讨,建立了复杂介质中端承型桩的地基-基础模型,将“广义弹性理论法”和“镜象法”相结合,既考虑了分层介质中桩土体系的复杂性,又充分兼顾了桩端持力层的存在使桩身穿越层土位移减少的事实,为桩基础设计计算提供了有力的理论依据。对工程实例进行计算分析,结果显示,该种理论方法对于端承型桩的计算具有较高的精度和实用价值。

可液化倾斜场地端承单桩地震响应三维数值模拟

可液化倾斜场地桩基动力响应是国内外岩土抗震工程领域关注的重要问题.文中在振动台试验的基础上,将液化土层视为非牛顿流体,利用流固耦合方法进行了可液化倾斜场地桩-土-结构相互作用的三维数值计算,与试验结果进行对比,并分析了端承单桩在长径比、桩顶惯性力、端部嵌固条件影响因素下的动态响应特征.结果表明:基于流固耦合方法的数值计算与振动台试验结果一致,能真实再现振动台试验结果;桩长径比不同、桩顶是否附加质量块、桩端是否固定都能够明显影响桩基的动力反应;场地液化具有显著的滤波减震作用,地震波从底部非液化层传递至液化层,液化土中的加速度衰减更快.

锥端支承辊对带材截面形状的影响

对四辊轧机锥端支承辊的使用特性进行了分析,结果表明与一般带凸度的支承辊相比,带钢截面形状更为平直从而改善了产品质量。本文采用特殊的求解接触问题的有限单元法对辊系的变形进行了计算,结果与实测值吻合。

提高嵌岩型钻孔灌注桩有效端承面的施工技术研究

特大型桥梁的建造,对桥墩的支承提出了更高的要求,具体表现在承压桩承载力的提高方面,本文通过工程实例对嵌岩型大直径钻孔灌注桩的施工工艺进行分析,提出了有效端承面的问题,并就改进施工工艺进行了探讨。