大直径嵌岩灌注桩竖向承载特性试验研究

为了探讨泥岩地基大直径灌注桩竖向承载性能,依托青岛某机场桩基工程,对嵌入泥岩的9根大直径灌注桩进行了竖向抗压静载试验和桩身应力监测,分析大直径嵌岩灌注桩的竖向抗压性能,明确大直径灌注桩的荷载传递规律。结果表明,试桩桩身完整性较好,桩身质量可靠;试桩荷载沉降(Q-s)曲线均为缓变型,加载初期存在明显的压密段,桩顶沉降量为10.31 mm,最低回弹率大于50%;最大荷载作用下,各试桩的竖向抗压极限承载力特征值均不小于6480 kN,试桩竖向抗压承载能力仍有较大潜力;试桩均表现出端承摩擦桩的特性,轴力自桩顶到桩端逐渐衰减,桩侧摩阻力峰值发生在中风化泥岩段,桩端阻力占桩顶荷载的10.55%~34.48%。

堆载引起岸坡土体与高桩码头相互作用机制试验研究

码头后方堆场堆载会导致倾斜岸坡场地的侧向位移,对码头基础设施安全构成挑战。以天津港典型高桩码头为背景,基于大型土工离心试验平台,探究了堆场荷载作用下岸坡场地的变形特性、码头位移和内力的分布规律。试验结果表明:堆场荷载会导致岸坡出现显著的水平位移,其主要位于后承台下方区域,且随着距堆场距离的增加而逐步趋近于零;码头后承台随堆场荷载的增加会产生显著的向海侧水平位移,由此导致码头前后承台间距缩小进而增加碰撞风险;后承台桩基在岸坡土体水平变形作用下其弯矩响应由桩顶至底部呈S型分布模式;前承台桩基弯矩响应要显著低于后承台,其峰值小于后承台桩基弯矩响应的50%。研究结论可为高桩码头的破坏机制提供借鉴。

H型桩在顺层高陡路堤边坡中的应用模拟分析

以某顺层高陡路堤边坡为研究对象,通过有限元软件模拟分析了H型桩在路基支挡中的应用效果,得出以下主要结论:道路最大沉降为10.36cm,路堤边坡的稳定性系数为2.05,整体稳定性较好,H型桩最大水平位移为1.17cm,桩身最大弯矩为3135.6 kN·m,系梁最大弯矩为2253.6 kN·m。设计时,可根据桩身受力情况进一步优化结构配筋,提高H型桩的工程经济性。

锥形帽单桩竖向承载力模型试验研究

利用等截面桩、方形帽桩和锥形帽桩3种单桩室内模型对比试验研究了锥形帽桩的竖向承载能力,重点分析其桩顶荷载-沉降曲线、桩身轴力分布规律、桩侧摩阻力曲线和荷载分担比。结果表明,锥形帽桩的极限承载力最大,相较于等截面桩和方形帽桩,锥形帽桩极限承载力分别提高了40.0%和16.7%;且锥形帽单桩的轴力分布更加均衡,其侧摩阻力呈先增大后减小再增加的趋势;桩顶锥形桩帽的设置能改善桩体受力状态,减小负摩阻力影响,提高材料利用率;试验中锥形帽单桩的桩侧阻力占总承载力的比例约63.8%,相比等截面桩与方形帽桩相应值分别增加了128.3%和59.4%,其侧摩阻力在三种桩型中为最大,整体表现为摩擦桩。

光纤光栅应变检测技术在预制桩中的应用研究

光纤光栅表面式GFRP桩基应变计具有分布式和长距离检测等特点,并且此种桩基应变计易埋入到成型的预制工程构件中,在桩身内力测试中具有独特的优势。介绍了在软土地区预制桩检测中采用布里渊光时域反射技术(BOTDR)的传感原理及GFRP桩基应变计的植入工艺,根据测试结果对比分析桩身内力、桩周摩阻力及桩端阻力,更加全面地了解地层特性及预制桩承载特性,为设计参数的优化提供可靠依据。

基于光纤技术和有限元计算的灌注桩承载特性

为了掌握灌注桩的承载力及桩身受力分布和传递规律,开展了灌注桩现场静载试验,并使用光纤传感器对灌注桩桩身变形进行了测试,获得了桩身应变信息。采用有限元软件ABAQUS,开展了灌注桩承载特性数值模拟研究。结果表明,静载试验得到的桩基荷载-位移(Q-S)曲线和数值模拟测得的桩基Q-S曲线基本一致;光纤传感器所得结果显示桩身轴力在桩头处是最大的,随着桩长增加而逐渐递减,整体变化规律与数值模拟结果规律一致;灌注桩实测桩身侧摩阻力沿桩长变化规律与数值模拟得到的受力分布和传递基本一致,验证了有限元计算模型中选取的参数是合理的。考虑了桩长、桩径和桩土界面摩擦因数对桩基Q-S曲线、桩身轴力分布和侧摩阻力分布的影响,桩径和桩土界面摩擦因数对桩基的Q-S曲线、桩身轴力分布和侧摩阻力分布的影响很大,而桩长的影响较小。

静压PHC管桩承载特性的试验研究

基桩承载特性研究对合理地进行桩基设计、施工和试验都具有重要意义。辽沈地区应用静压PHC管桩多以桩侧为黏性土,桩端为砂类土的地层为主,且桩长多以中短桩为主,为满足辽宁省修订地方标准的需求,为揭示辽沈地区应用静压PHC管桩的区域特点,通过在桩端植入应变片的试验方案,根据辽沈地区典型地质条件下静压PHC管桩的静载荷试验及内力测试数据,分析了桩身压缩量与桩顶沉降的关系,各测试截面轴力及桩侧摩阻力随桩顶荷载的变化规律,桩侧摩阻力与桩顶沉降的关系,桩侧摩阻力与桩端阻力分担桩顶荷载比,研究了静压PHC管桩的承载特性和破坏模式。结果表明静压PHC管桩在辽沈地区应用有着明显的区域特点,是一种优势明显的桩基形式。

新国展二期项目试验桩静载试验数据分析

试验桩单桩竖向抗压静载试验是施工前为桩基设计提供依据的重要检测手段。结合新国展二期项目,针对6根试验桩的静载检测成果,探讨其采用桩侧和桩底注浆等施工工艺后单桩的承载传递规律。采用振弦式传感器测读钢筋应变量,由此得到桩身检测截面轴力分布,最终计算各土层的侧摩阻力。结果表明,各测试断面轴力随着荷载增加而增大,在同级荷载水平下轴力随着深度增加而逐渐减小。对于接近桩底的位置,其侧摩阻力的发挥随荷载增加而呈增大趋势。

基坑工程施工中地下连续墙控制变形研究

文中结合南京城区在建大型基坑工程,对地下连续墙施工造成的影响进行实时跟踪监测,根据现场实测监测数据,对比分析深基坑地下连续墙受力变形特性,研究地下连续墙的桩顶水平位移、桩身深层水平位移、桩身内力、地表竖向位移、砼支撑轴力等监测项目随工况及时间的变化规律。

某旋挖钻孔灌注桩试桩检测结果研究分析

文中以某高校学生宿舍项目试桩工程为例,结合旋挖钻孔灌注桩的施工过程,分析了单桩竖向抗压极限承载力、桩身内力等测试结果的变化,为工程桩施工提出了相应的改进措施。研究表明,个别灌注桩桩顶加固不到位导致桩头破坏,单桩竖向抗压极限承载力偏低;场地存在深厚淤泥层,旋挖桩施工时,采取长护筒有利于加快成桩速度并保证桩身质量;根据桩身内力测试结果分析,个别桩基在不利土层存在扩径、缩径等情况。

静压预应力混凝土管桩承载特性试验研究及分析

采用静载试验+应力应变检测相结合的方法,深入研究预应力混凝土管桩的工作状况,主要对试桩的荷载-沉降曲线、桩侧摩阻力性状及桩侧阻力-桩端阻力之间的关系等内容进行研究和分析,得出了静压桩的端阻力和侧阻力的变化规律,以及静压预应力混凝土管桩施工控制参数及质量控制要点。

旋挖钻孔灌注桩承载性能研究

文章以厦门湖滨一二里项目的桩基础为研究对象,对旋挖钻孔灌注桩开展单桩竖向抗压静载试验,分析了试桩在加载过程中的桩顶位移变化,桩身轴力、侧阻力以及端阻力的分布。结果表明,试桩的极限承载力为8569 kN;桩顶沉降量主要发生在最后三级加载过程中;随着桩顶荷载和深度的增加,桩身轴力呈梯形分布,在加载前期,桩顶荷载主要由桩体上部侧阻力承受,随着桩顶荷载的增加,桩体上部侧阻力达到极限,由桩端承受桩顶荷载。

地铁隧道盾构法施工对桩基变形与内力的影响

通过数值仿真试验,分析了盾构法隧道施工引起的单桩桩身变形、轴力、弯矩随不同的桩洞距离、桩端与水平洞轴线的相对位置、桩型的变化规律,对群桩进行了数值仿真试验。试验结果表明,开挖后桩身发生倾斜变形,桩身内力发生明显变化,且桩端与水平洞轴线的相对位置与桩端土性的不同对桩身内力变化有明显的影响;开挖引起的双桩的桩身内力相对于对应位置的单桩均减小,且由于前桩的遮挡作用,隧道开挖对双桩后桩的影响大大减弱。

光纤光栅传感技术在PHC管桩水平载荷试验中的应用

光纤Bragg光栅(FBG)传感技术在工程测试方面优势显著,如何合理应用该项技术实施PHC管桩的荷载试验,难度较大,相关研究工作与实践经验较少。基于FBG工作原理与硬件特性的分析,结合PHC管桩成型与现场施工的工艺特点,利用PHC管桩水平承载力载荷试验的实践验证,研究FBG传感器合理应用于PHC管桩的埋设方案与施工技术。结果表明:按笔者提出的预设方案与施工技术,在PHC管桩采用锤击和静压2种成桩工艺时,FBG传感器的成活率可达100%;FBG传感器获得的PHC管桩应变与应力监测数据,比传统电阻应变式传感器更具优越性;实测数据与理论计算的对比分析证实,《建筑桩基技术规范》(JGJ 94—2008)中有关水平承载力的计算方法能够较好地反映桩身受力的实际情况。

室内土工模型试验的新方法──桩基渗水力土工模型试验

本文通过桩基渗水力土工模型试验实例，介绍了一种新的室内土工模型试验方法──渗水力土工模型试验。它利用水在土体中的渗流来提供土工模型试验中必须的体积力，因而克服了常规模型试验和离心机模型试验中的一些缺陷。该方法在桩基研究及工程实际中具有良好的应用前景。

沉埋桩加固滑坡体模型试验的机制分析

为研究沉埋桩加固滑坡体的作用机制,采用土压力盒和壁面式压力盒等多种测试手段,完成一系列室内大型模型试验。在外界施加的滑坡推力作用下,测试桩后推力和桩前抗力,分析桩后和桩顶坡体受力状态的变化。根据监测数据的动态变化,判断坡体出现滑裂面的时间和滑裂面的位置,并分析桩抗滑段长度变化时滑坡体的破坏形式与变化规律,同时计算桩顶以上坡体承担的滑坡推力;判断桩身截面的物理状态,计算坡体出现滑裂面时桩身所受的滑坡推力,分析沉埋桩加固滑坡体的机制、桩长变化桩身所受的滑坡推力及其分布规律与桩顶滑体所承担推力之间的关系,为沉埋桩设计提供科学依据。

邻近开挖对桥梁桩基变形与内力影响分析

研究目的:邻近开挖会对桥梁桩基造成不利影响,严重时将影响高速铁路的运营品质与安全。本文通过现场原型试验,获得深厚软土地区3种开挖工况下邻近桩基的工作性状,采用ABAQUS有限元软件对试验过程进行三维数值模拟,通过与试验结果的对比分析,验证计算模型与参数的合理性。基于验证后的计算模型,探讨无支护开挖主要参数(基坑宽度、边缘净距、基坑深度)对桩身变形与内力的影响规律。研究结论:(1)邻近开挖引起的桩身位移与弯矩分布范围约为设计时主动受力桩的2.1~2.8倍,劣化了桩基的工作状态,在高速铁路运营维护中应引起高度重视;(2)基坑宽度大于5倍的边缘净距时,可忽略继续向外侧加宽基坑对邻近桩基的影响;(3)当边缘净距大于30 m(相当于6倍的基坑宽度)时,开挖窄浅基坑(宽度≤5 m且深度≤3 m)对邻近桩基的影响不大;(4)桩顶水平位移、桩身最大弯矩随深宽比增加大致呈指数型增长趋势,且间距越小,其增长速率越大;(5)本研究成果可供高铁桥梁桩基设计、施工、运营维护借鉴。

现场模拟水平分布式滑坡推力的抗滑桩试验研究

为较真实地揭示全埋式抗滑桩在水平分布式滑坡推力作用下的受力和变形性状,依托福建省浦南(浦城-南平)高速公路金斗山大型滑坡治理的一根工程抗滑桩进行了现场大型推桩试验,利用抗滑桩施工现场自行设计的试验槽,通过5台液压油泵控制5排共计10个千斤顶对该桩分别近似按三角形、矩形、抛物线形施加水平分布荷载,以模拟滑坡推力的可能分布形式,实测了抗滑桩的内力和变形。试验结果表明:对于设置在滑坡体某级平台上的全埋式抗滑桩,为大截面人工挖孔桩施工安全而构筑的桩顶钢筋混凝土挡土护墙和桩身护壁可显著减小桩身最大正弯矩,有利于提高抗滑桩的实际承载力,如能在现行设计中考虑这些积极因素,将使抗滑桩的设计更为科学合理;当作用在抗滑桩上的滑坡推力较小,滑动面较浅时,因不同分布形式的合力作用点位置变化不大,使桩身锚固段弯矩的变化不大,因而在设计计算中对滑坡推力分布形式假定的不同,对结果的影响不大。

地铁车站深基坑桩锚支护结构内力试验研究

为研究深大复杂基坑桩锚支护结构内力演化规律和受荷特性,以总面积约为16×104 m2、最大开挖深度为26m的基坑工程为依托,在支护桩和锚杆钢筋上预埋钢筋计,分别对基坑开挖过程中和桩头侧向加载、不同工况锚杆拉拔过程中桩的内力和锚杆内力进行监测。结果表明:(1)随着基坑的开挖,悬臂阶段3根支护桩外侧桩身应力呈拉-压-拉变化,内侧桩身应力呈压-拉变化;同一测点钢筋应力逐渐增大,最大值位置略微下移,应力零点出现的位置随桩长的不同而不同。单支点阶段随着基坑暴露时间的增加,外露桩身应力增大,桩身钢筋应力峰值出现在开挖面附近区域,嵌固段桩身应力变化复杂且应力零点比悬臂阶段出现的早。两支点阶段桩身钢筋应力变化更复杂,主要受基坑开挖时间和预应力锚杆的张拉锁定等因素的影响。(2)支护桩、锚杆支护结构设计需考虑其最大允许变形量;满足锚固长度临界值要求后,自由段越长,锚固效果越好,锚固段越短越经济。(3)在未施加拉力和不同拉力作用过程中,锚杆受力发生重分布,与以往土质或岩质基坑认识不同。(4)锚杆侧摩阻力中性点和潜在滑移面的出现与移动是一致的,可用于确定基坑潜在滑移面位置和锚杆临界长度。

基桩水平静载试验及内力和变形分析

桩基作为一种重要的基础形式,在岩土工程中应用广泛,对于安全等级要求较高的重大工程项目,往往需要通过原位水平静载试验确定基桩的水平承载力,分析桩身的内力及变形。结合实际工程详细地介绍了利用钢筋计测试水平荷载作用下桩身弯矩、挠度和转角分布的方法,根据桩顶位移和钢筋内力测试结果判定试验桩的水平临界荷载为120kN;根据钢筋计测试结果可知,在水平荷载作用下,桩身最大弯矩截面位于在地面以下2～3m处,且随着荷载的增大最大弯矩截面逐渐向深部转移;发生弯曲变形的部分主要是桩长1/3以上的桩体,而其下的桩体几乎不发生变形。