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。

静钻根植桩中水泥土力学性能试验

静钻根植桩是一种绿色环保的新型桩基,其桩土体系由预制桩水泥土桩周土组成。水泥土作为刚性预制桩与桩周土之间的过渡薄层,其性状对桩基承载特性有重要影响。基于上海地区典型的粉质黏土和粉砂2种土质,模拟施工过程配制水泥土。通过无侧限抗压强度试验、劈裂抗拉强度试验及剪切试验,较系统地分析了静钻根植桩中桩端扩大头高掺量水泥土及桩周低掺量水泥土的强度及变形特性。试验结果表明:水泥土性质与土质条件及水泥掺量相关,水泥土无侧限抗压强度f_(cu)随着掺入比的提高而增大,相同掺入比条件下,土质为粉砂的水泥土强度f_(cu)一般高于粉质黏土;土质为粉质黏土的水泥土的E_(50)/f_(cu)一般大于粉砂,高掺入比的E_(50)/f_(cu)一般高于低掺入比;随着水泥掺量的增加,水泥土由塑性向脆性发展,破坏应变ε_(u)逐渐减小,性质介于土与混凝土之间。

上海地区静钻根植桩成桩效果与质量试验研究

静钻根植桩是一种绿色环保的新型桩基,以往研究工作较少关注静钻根植桩桩身质量及形态,而这是正确认识这类桩基性能的基础。以上海彩虹湾医院项目为依托,基于静载试验、现场开挖验证、水泥土无侧限抗压强度试验和静力触探测试,较系统地分析了上海地区静钻根植桩成桩效果与质量。研究结果表明,静钻根植桩适用于上海地区地层条件,施工效率较高,具有可靠的竖向抗压和抗拔承载力;开挖范围内桩身基本呈圆柱形,水泥土和预制桩胶结良好;桩身水泥土搅拌较均匀,沿深度水泥土强度较稳定。研究成果可为上海地区静钻根植桩实践与理论研究提供参考。

上海地区静钻根植桩承载特性现场试验研究

静钻根植桩是一种绿色环保的新型桩基,具有低噪声、无挤土、少排泥等优势,可应用于高层建筑、桥梁等工程中。基于现场抗压和抗拔静载试验及桩身内力测试,分析了上海地区静钻根植桩的竖向承载变形特性以及桩身轴力和侧摩阻力分布。研究结果表明:静钻根植桩在上海典型地层条件下具有较好的适用性,抗压试桩和抗拔试桩的承载力均大于规范估算值,采用目前的承载力计算方法有一定的安全储备;抗压试桩在加载初期,桩身轴力可以直接传递到桩端,在极限荷载下桩端(扩大头)承载力约占总荷载的25%;静钻根植桩极限侧摩阻力主要与土的特性和埋深有关,上部土层(埋深30 m以上)接近规范建议的预制桩侧摩阻力上限值,下部土层(埋深30 m以下)较规范建议的预制桩侧阻上限高约14%～28%。

软土地层静钻根植桩承载性状数值模拟分析

静钻根植桩是近些年国内开发的一种绿色环保的新型桩基,其承载特性复杂且影响因素众多。基于上海深厚软土中的静载试验及关键参数试验,利用ABAQUS有限元软件建立三维数值分析模型,重点分析了荷载在预制桩、水泥土、桩周土之间的传递规律以及扩大头的作用机制,并对影响承载性能的主要因素进行了敏感性分析。计算结果表明,扩大头存在可较大幅度提高抗压承载性能,提高扩大头的扩径率与高度均有利于承载力,且扩径率的影响更有效;随着竹节桩占比的提高,极限承载力稍有提高,但变形增大明显;在试桩水泥土条件下,竹节间距变化对承载力影响不明显,工程中常采用的1m间距可优化;水泥土厚度增大有利于桩基承载力提高,但效率较低。