静钻根植桩竖向承载性能现场试验研究

通过一组现场试验对同一场地内静钻根植桩的抗压和抗拔承载性能进行研究,试桩均加载至极限状态。通过抗压和抗拔静载试验对静钻根植桩的抗压和抗拔承载性能进行对比分析。试验结果表明:静钻根植桩的抗压承载性能相比传统钻孔灌注桩有显著提高,本次试验场地各土层中静钻根植桩的桩侧摩阻力是规范建议的钻孔灌注桩极限侧摩阻力的1.49~3.21倍;静钻根植桩抗拔承载性能也明显优于钻孔灌注桩,抗拔试桩的极限承载力是根据规范计算的钻孔灌注桩极限抗拔承载力的1.52~1.55倍;静钻根植桩抗拔状态下桩侧摩阻力明显小于抗压状态下的桩侧摩擦力,即静钻根植桩也存在侧阻抗拔系数。

静钻根植桩施工环境效应现场试验研究

静钻根植桩采用先钻孔注浆后植桩的施工技术,可以解决传统预制桩施工过程引起的挤土效应问题。然而,静钻根植桩施工过程中钻孔和注浆过程会对周围土体产生一定扰动,目前没有相关研究。文章通过一组现场试验对静钻根植桩施工过程中的钻孔、注浆搅拌和植桩阶段对周围土体的扰动规律进行研究。静钻根植桩施工前在钻孔周围土体中埋设土压力传感器,孔隙水压力传感器和测斜管,分别测试静钻根植桩施工过程中周围土体中水平土压力,超静孔隙水压力和深层土体水平位移的变化规律。研究结果表明:静钻根植桩施工过程会对周围土体造成一定扰动,而施工完成后周围土体中的水平土压力、超静孔隙水压力和深层土体水平位移迅速恢复;当水平距离达到4D(D为钻孔直径)时,静钻根植桩施工过程基本不会对土体产生影响;试验结果可以为静钻根植桩在地铁周围等施工位移控制敏感区域的应用提供理论依据。

滨海地区静钻根植桩侧摩阻力研究

在我国东南沿海软土地区,静钻根植桩使用量逐年增多。采用自主设计的模型试验装置,研究分析不同时间的静钻根植桩侧摩阻力。基于桩基规范,结合详勘资料开展同一施工场地预制桩、钻孔灌注桩和静钻根植桩3种桩侧摩阻力的对比研究。研究结果表明:静钻根植桩沉桩后,承载能力随时间逐步增长,28 d桩侧极限摩阻力是14 d的1.31倍;相同尺寸下,预制桩单桩总极限侧阻力比钻孔灌注桩高14%,使用预制桩可以节省材料;静钻根植桩单桩总极限侧阻力比预制桩高4%,其具有良好的承载性能。此外,静钻根植桩设计时应根据桩长和桩端阻力能否有效发挥来考虑桩端是否进行扩底。

静钻根植竹节桩应用实例分析

静钻根植竹节桩是近些年在沿海地区发展起来的新型桩基工艺,也是根据地质因素、施工对环境的影响、方案经济性优化下发展起来的的新型桩基技术。该文主要通过该桩基技术在绍兴滨海新区某新建数字工业园区的应用进行分析,对该桩基工艺与其他桩基工艺在选择上的优势及对施工过程中遇到的问题进行展示,进而刨析本工法的适用特点和一些注意事项,并对今后的工程实践提供借鉴。

多年冻土区静钻根植桩回冻过程温度场研究

基于传热学理论,给出桩土温度场偏微分方程及边界条件,结合低温稳定多年冻土区地质背景,通过有限元数值分析求解,分析静钻根植桩回冻过程桩土温度场随时间的分布变化规律,讨论水泥掺入量及水泥土的水泥浆体初始拌入温度对回冻过程的影响.结果表明,地表下2m以内桩土温度受大气温度影响较明显,水化热对1.5倍桩径以外及桩底1~2m以下范围桩土温度影响甚微,17 d后桩侧温度回冻至0℃,27d桩侧温度降至-0.5℃以下;水泥浆体初始拌入温度每升高5℃,回冻时间增长5~6 d;水泥掺入量每减少10%,回冻时间缩短1~2 d.静钻根植桩的温度场同样受水化热影响,但回冻时间较短;通过调整水泥浆体配合比和降低水泥浆体初始拌入温度可兼顾水泥土强度和回冻时间要求,达到提高承载力、缩短施工工期的目的.

上海市域铁路工程中静钻根植桩的承载性能现场试验与分析

静钻根植桩作为一种新型绿色桩基技术,无挤土、噪声小、节能降耗效果显著。本研究以上海市域铁路实际工程作为背景依托,通过在上海软土地区开展现场试验,深入分析了静钻根植桩在抗压和抗拔性能方面的工程应用特性。试验结果表明,相较于传统的钻孔灌注桩,静钻根植桩由于桩身采用高强混凝土和桩底扩径,具有更好的抗压承载能力和弹性恢复性能,而抗拔承载能力稍弱于钻孔灌注桩。研究结果将为静钻根植桩技术在铁路工程领域的应用提供重要依据。

基于静力触探试验指标的静钻根植桩承载力计算方法

静钻根植桩因其兼顾高承载性能和绿色环保的优势而逐步在上海地区得到应用。虽然上海市《地基基础设计标准》(DGJ 08-11—2018)已将植入桩工法纳入到预制桩的推荐施工工法中,但并未提出相关的承载力计算细则,给静钻根植桩设计与应用带来了难度与不确定性。借鉴日本植入桩的承载力计算思路,等效为预制桩直径计算侧阻力,结合上海地区估算桩基承载力的经验,以单桥静力触探比贯入阻力为基本参数,引入侧阻力调整系数和扩大头阻力系数分别计算桩侧阻力和端阻力,提出了一种实用的静钻根植桩竖向承载力计算方法。工程实例计算表明,该承载力计算方法具有一定的可靠性,可为上海地区静钻根植桩设计提供参考。

抽排水时间对静钻根植排水桩承载特性的影响

为了研究真空负压抽排水时间对静钻根植排水桩承载特性的影响,开展了多组不同抽排水时间情况下静钻根植排水桩和静钻根植桩模型试验,对比测试了孔压发展变化和不同阶段的桩基承载力。结果表明:抽真空过程中,排水桩桩周孔压在前8 h内消散速率较快,随后逐渐变缓;相较于静钻根植桩,真空负压抽排水3、8、72 h后28 d,静钻根植排水桩桩基的极限承载力分别提高了56%、61%、74%,抗变形能力分别提高了10.2%、89.8%、124.5%。抽排水能够显著加快水泥土固化时间,提高桩周土体强度特性,进而提高静钻根植排水桩的承载力和抗变形能力,因此具有较好的推广价值。

静钻根植排水桩承载特性数值分析

静钻根植排水桩是一种新型技术,其承载特性有必要开展深入研究.本文结合数值模拟,开展静钻根植排水桩有限元分析.首先对静钻根植排水桩模型进行模拟,并将试验模拟结果与实测结果进行比较,由此检验数值模型的可靠性.然后在此基础上,围绕工程实际进行建模,研究排水桩的承载特性,重点分析真空负压抽排水时间对桩基承载性能的影响.研究成果可为静钻根植排水桩的研发推广提供参考.

静钻根植桩扩底桩端极限承载性能的试验研究

静钻根植桩是一种绿色环保的新型植桩工法,采用下段竹节桩与桩端扩底相结合的方式,大幅提升了单桩承压或抗拔承载力,在江浙沪地区已取得了大量应用实践,但限于目前的研究现状,对于桩端扩大头的承载性能不甚明晰。基于自平衡静载试验方法,对桩端扩大头的极限抗压承载性能开展了试验研究。研究结果表明:实测桩端扩大头极限承载力相比规范计算结果提高了40%,反分析得到上海(7)层粉砂的极限端阻力折减系数为0.72~0.81,明显高于规范建议取值0.50~0.55;桩端扩大头的承载能力完全发挥所需的桩顶位移值约为0.03倍桩径,且主要由端承力控制;静钻根植桩全桩身承载能力中,扩大头部分占比达64%~67%,扩大头结构完整性对静钻根植桩工作性能起到关键作用。

静钻根植桩的应用研究

宁波宁南地区位于宁奉平原南部,地貌类型属于冲湖积平原,地表上部分布厚20m左右淤泥质土,工程性能差,区内建筑物一般采用桩基础,桩端持力层选择埋深20~30m的圆砾或碎石,对于荷载较大或变形要求高的建筑物,选择埋深40m左右的中风化粉砂岩作桩端持力层,成(沉)桩困难,桩基质量难以控制,费时,费力,造价高。静钻根植桩集合了传统管桩和钻孔灌注桩的长处,具有混凝土预制桩的高强度,水泥土侧摩擦性能好、地层钻进适应性广、无挤土效应、减少泥浆排放量、可避免沉桩外力损伤桩身、低噪声等诸多优点。通过宁南新城某工业项目,采用静钻根植桩,施工顺利,高效控制桩基质量,节省工期,经济效应显著。以本项目为例,通过勘察、设计、试桩,检测,探讨了静钻根植桩在该地区适应性,为今后在宁南地区的工程实践提供了借鉴。

基于工业化建造的静钻根植桩应用研究

静钻根植桩是1种绿色环保的新型桩基形式,具有噪声低、无挤土、排泥少的优势,已在工业民用建筑工程中广泛应用。为研究静钻根植桩技术在长三角软弱土层地区高架桥梁中的适用性,依托上海S26公路新建工程设计原位与非原位试桩试验,对试验桩在竖向、水平向进行单向多循环荷载试验和极限荷载承载性能试验,同步进行桩身质量控制和完整性检测试验,结合试验数据分析静钻根植桩的承载性能、施工性能和经济效率等关键工程技术指标。结果表明,静钻根植桩适用于长三角地区软弱土层,具有可靠的竖向、水平向静、动载承载性能。施工效率高,质量控制点明确,相比传统钻孔桩具有经济优势。研究结果可为类似土层条件下,推广静钻根植桩工法提供参考。

浅谈建设单位的桩型比选工作——以静钻根植桩为例

建设单位往往需对重大设计技术问题作出决策,桩型比选就是其中的重要内容。分析建设单位在桩型选择过程中的工作方法及内容,并结合具体案例,重点阐述静钻根植桩这一新桩型的优劣、性能、生产过程及施工要点,并在案例初步结论的基础上,提出了实施建议,以期为类似项目提供参考。

静钻根植竹节桩纵向振动特性及应用研究

针对"静钻根植竹节桩"这一新桩型的特点,建立考虑桩周土径向和竖向非均质的桩体纵向振动定解问题.采用阻抗函数递推方法,结合拉氏变换对定解问题进行求解,得到桩顶阻抗函数.利用卷积定理和傅里叶逆变换,求得任意激振力作用下桩顶速度响应的半解析解.通过比较低频范围内桩顶复刚度响应曲线和时域内桩顶速度响应曲线,分析竹节长度和竹节半径、桩周扩底高度和扩底半径、浆液配比及桩周水泥土硬化的时效性和搅拌均匀性等因素对桩顶动力响应的影响,揭示这一新桩型的动力特性.将理论计算曲线与现场实测曲线进行拟合对比.结果表明:理论计算曲线与现场实测曲线较为吻合,采用所建立的模型能够较好地反映静钻根植竹节桩的实际动力特性.

层状地基中考虑桩侧水泥土与土的静钻根植桩单桩沉降计算

基于荷载传递法和虚土桩模型,推导层状地基中考虑桩周、桩端土层分布和桩身-水泥土-土体相互耦合作用的静钻根植桩单桩沉降计算公式,并进一步讨论弹性极限位移、弹性抗剪切刚度系数、虚土桩长度等参数对单桩沉降的影响。最后利用静载试验实测数据,对比该计算方法的荷载-沉降曲线。研究结果表明:考虑土层分布及土和水泥土对桩体沉降影响的单桩沉降计算方法计算得到的桩顶沉降值与实测值较吻合,在实际工程应用中优于目前桩基设计规范的方法。

静钻根植竹节桩竖向动力响应研究

基于桩周土径向非均质的平面应变模型,研究静钻根植竹节桩的纵向振动桩顶响应问题。使用剪切复刚度传递方法,得到桩侧剪切复刚度;根据桩身竹节特性,将桩土体系沿纵向划分为有限个微元段,并采用虚土桩模型模拟桩底土对桩端的支承作用;利用拉普拉斯变换和阻抗函数递推方法,同时考虑到桩身的横向惯性效应,利用卷积定理和傅里叶变换,求得瞬态激振力作用下桩顶速度响应的半解析解;在此基础上,对该解进行了合理性验证,与退化解和工程实测曲线进行了对比。最后,分析了竹节半径和间距、桩周水泥土参数及其渗透区域范围、水泥土纵向不均匀性等因素对桩顶动力响应的影响,提出了在静钻根植竹节桩低应变完整性测试中应该注意的相关问题。

静钻根植能源桩技术及其应用

能源桩作为一种浅层地温能利用的建筑节能技术,是建筑运行阶段减少碳排放的主要途径之一.结合静钻根植桩的特点,提出静钻根植能源桩技术及施工工艺.结合实际工程,开展静钻根植能源桩的短期工况和长期工况热力试验,分析桩身温度变化、性能系数、桩身轴向附加应力和桩侧附加摩阻力等变化规律.试验结果表明,桩身温度随时间逐渐升高,而性能系数随时间的推移逐渐降低,并最终稳定于一恒值.桩身轴向附加应力和桩侧附加摩阻力的发挥性状受桩顶、桩端约束条件的制约.短期工况试验中,桩身轴向附加应力呈中间大两头小的分布形式,桩侧附加摩阻力分布存在一个零点;长期工况下,桩身轴向附加应力呈现两端大中间小的分布形式,桩侧附加摩阻力分布规律与时间、温度和约束条件等因素有关,桩身从一个零点逐渐演变为3个.研究结果可为能源桩技术的进一步推广应用提供理论参考.

静钻根植竹节桩抗压与抗拔对比研究

静钻根植竹节桩是一种新型组合桩基础.大量试验研究表明,桩受到上拔荷载与压荷载时,桩侧极限摩阻力存在差异,并将抗拔桩与抗压桩极限侧摩阻力比值定义为抗拔侧摩阻力折减系数.为了研究静钻根植竹节桩在软土地基中抗拔与抗压条件下侧摩阻力大小的差异系数,通过一组现场试验得到了抗压桩与抗拔桩的荷载位移曲线,然后根据实测参数用有限元软件Abaqus对试桩进行模拟,并将现场试验与数值模拟的荷载位移曲线对比以验证模型的可靠性.研究结果表明:抗拔桩与抗压桩桩身轴力具有相似传递特性,静钻根植竹节桩在软土地基中的总侧摩阻力折减系数λ=0.5;桩端水泥土扩大头直径的增加对提高抗拔桩与抗压桩极限侧摩阻力作用不明显;静钻根植竹节桩的总侧摩阻力折减系数基本不随桩端扩大头直径的改变而改变.

能源载体条件下静钻根植桩承载特性

为了研究温度荷载影响下静钻根植桩的承载特性,通过室内试验测得温度在混凝土-土界面上的传导特性及对界面接触摩阻力的影响.测试结果表明,接触压力对温度传导无明显影响,温度对混凝土-土接触面上摩阻力无明显影响.根据试验测试结果,采用顺序热力耦合分析方法,建立考虑温度荷载影响的静钻根植桩受力分析有限元模型.计算结果表明,制热及降温过程对静钻根植桩承载特性的影响受桩顶荷载的影响较大.温度荷载引起的预制桩桩身轴力、桩侧摩阻力及桩顶、桩端位移、水泥土竖向应力的变化均与桩顶荷载相关,制热与降温过程引起的静钻根植桩承载特性变化有较大差异.

静钻根植能源桩承载特性模型试验研究

为了研究静钻根植能源桩在热-力耦合作用下的承载特性,采用自行设计模型试验系统,测试模型桩在黏-砂双层地基中的热力响应。试验结果表明:桩体温度沿深度变化并不均匀,对桩周土的温度影响半径为3倍桩径;3次冷热循环后桩顶和桩周土表面均产生累积沉降,在桩顶荷载达到单桩极限承载力的25%时,桩顶累积沉降达到桩径的3.12‰,是桩顶无荷载情况下的1.77倍;模型桩附加温度应力沿深度分布均表现为中间大两端小,位移变化零点(附加温度应力最大处)随着桩顶荷载增大(约束增强)而上移,桩顶荷载较小时降温引起桩身局部产生拉应力。因此,静钻根植能源桩的承载特性与温度变化条件、桩顶荷载大小和桩端约束条件密切相关,在工程设计中需要综合考虑以确保运行安全性。