Estimation of Axial Pile Bearing Capacity According to Shear Strength Parameters of Soil

At pesent, it is very popular to estimate pile bearing capacity by use of empirical formula and physical indexes of soil provided in the design codes for civil construction in China. This paper attempts to apply mechanical indexes of soil and semi-empirical formulas, which are based on soil mechanical theories and were summarized and presented by Meyerhof in 1976, to calculate the axial pile bearing capacity. Loading test results of 24 single piles in Tianjin area have been collected and compared with the proposed calulation approach.

预制装配墩柱-桩基础承插节点冲切性能研究

承插连接由于具有整体性能好、施工工序简单和拼装容许误差大等优点,成为预制装配桥墩节点的有效连接方式之一。为探明桩基础承插节点的冲切失效模式及承载力计算方法,采用ABAQUS有限元软件建立预制装配墩柱-桩基础承插节点数值计算模型,通过UHPC-NC直剪试验和墩柱-桩基础轴压试验进行了数值模型校验,研究了底板、接缝和承插连接参数对预制装配墩柱-桩基础承插节点的冲切传力机制、承载能力和失效模式的影响规律,提出了预制装配墩柱-桩基础承插节点冲切承载力计算公式。数值模拟结果表明,预制装配墩柱-桩基础承插节点的传力路径沿墩柱底部到桩的顶部;峰值荷载过后,承台底部混凝土开裂失效;接缝承载力和UHPC与混凝土之间的接触面积呈正相关,承台的冲切承载力与底板高度呈正相关。此外,当承插深度与底板高度之比由0.60增大到2.08时,接缝承载力提升了80.2%,而承插连接以及底板承载力分别降低了27.7%、52.9%,承插连接参数与底板参数具有相同的变化趋势,且底板承载力对承插连接承载力的占比较大,说明底板对承插节点承载力的贡献起主导作用。通过对已有试验和数值模拟分析,将底板和接缝的贡献系数分别取为1.00和0.92,为类似预制装配墩柱-桩基础承插节点冲切承载力的计算提供了依据。

岩石山区输电线路微型桩抗剪性能有限元分析

微型桩具有结构简单、施工周期短和绿色环保等优点,在山区输电线路工程中具有广泛的应用前景,也符合电网建设机械化施工的发展方向。利用有限元分析方法,建立了岩石山区输电线路微型桩的抗剪力学模型,研究了微型桩在水平荷载下的承载能力,讨论了不同桩径、桩身弹性模量以及岩石地质参数对微型桩抗剪性能的影响。研究结果表明:除了岩石地质参数,山区输电线路微型桩的抗剪性能还受桩体几何结构参数的影响。随着桩径和桩身弹性模量的增加,微型桩的抗剪性能相应提高,其中桩径对微型桩水平承载力影响最大;当土体弹性模量、摩擦角和黏聚力增加时,桩身位移将非线性递减,其中摩擦角对桩身水平位移的影响最大,土体弹性模量影响最小。

软基处理对桩基水平承载力提高的影响研究

工程实践证明软土地基加固处理后桩基水平承载力提高显著,但如何在工程前期合理预估其提高值仍需深入研究;基于此,文中参考港口工程桩基规范建立了简化p-y法模型,推导了桩侧土极限水平土抗力P_(u)=m(x+x_(0))^(n)幂函数关系曲线,建立了桩身平衡微分方程,并利用常微分方程的级数解理论建立了水平受荷桩解析解,解决了港口工程桩基规范中p-y法计算困难的问题,且便于工程师实际应用。最后通过依托工程现场试桩试验,利用新推求的桩基水平承载力计算公式,分别对软土地基真空预压处理前、后的桩基水平承载力对比分析,认为软土地基真空预压处理后桩基水平承载力由51.6 kN提高至121 kN,并通过现场桩基检测成果对比验证其合理性,为类似工程提供技术参考。

灌注螺纹桩承载机理与计算方法

通过室内模型试验和数值分析研究了灌注螺纹桩的竖向承载机理.室内模型试验和数值反分析结果表明,灌注螺纹桩承载力取决于土体抗剪强度,承载力达到极限值时,桩周土体出现竖向剪切带.采用数值方法进行了参数分析,研究接触面属性、土体抗剪强度和螺纹桩构造尺寸等不同因素对其承载力的影响,进而分析承载机理及其规律.结果表明,影响螺纹桩竖向承载力的关键因素为土体抗剪强度指标、螺纹桩螺距和螺牙宽度.在此基础上提出了螺纹桩承载计算公式,并用现场试验和数值分析结果进行了验证.

注浆桩土接触面试验研究及后注浆抗拔桩承载特性数值分析

桩侧后注浆抗拔桩是一种新型的抗拔桩基础。借助于试验和数值手段对这种抗拔桩的承载变形特性开展了深入研究。首先进行了接触面的大型剪切试验,以揭示桩土接触面在注浆与未注浆前后其力学特性的差异性,并基于大型接触面剪切试验成果,建立了桩土接触面的修正库仑摩擦模型。将接触面模型应用到有限元数值分析,分别模拟了传统等截面抗拔桩与后注浆抗拔桩的承载变形特性。研究表明,相比传统的抗拔桩,桩侧后注浆抗拔桩的侧摩阻力得到了显著的改善,特别是深处的桩侧极限摩阻力得到了更充分的发挥,从而桩侧注浆抗拔桩的承载能力有了较大程度的提高。

应用瞬态面波预测基桩承载力

建立了桩周土的极限侧阻力标准值及极限端阻力标准值与剪切波速度的相关模型.应用瞬态面波测试技术可以快速检测周土剪切波速,从而可实现单桩承载力的无损检测.简述了瞬态面波检测桩周土剪切波速数据采集与处理的方法技术,针对目前数据采集时必须限制道间距在一个波长范围内存在问题,提出了瞬态面波采集时道间距不受限制的数据处理技术.

金口垃圾填埋场内大型建筑物地基基础及安全性研究

金口垃圾填埋场内拟建一大型垃圾中转站,该垃圾填埋场还没有达到稳定性化,必然对建筑物地基基础结构及安全性有很大影响。通过垃圾土的室内土工试验、现场平板载荷试验以及边坡反分析,对垃圾土的压缩特性、承载特性以及抗剪强度进行了研究,得出了场内垃圾土是一种含有可降解有机质和大量纤维成分的疏松的无粘性的特殊软土,具有高压缩性、不均匀沉降特性、抗剪强度较高和承载能力较高等工程力学特性。对建筑物的基础进行选型分析,提出主体工程宜采用大直径钻孔灌注桩基础,配套工程宜采用能承受较大变形和不均匀沉降影响的筏板基础,而上部结构宜采用框架结构。根据经验公式,计算垃圾土的负摩阻力后,提出基桩设计时应考虑负摩阻力对基桩承载力的影响。通过化学测试及调研,得出垃圾土具有中腐蚀性,渗滤液具有强腐蚀性,提出桩基础必须采取三级防护措施。垃圾渗滤液中含有污染物质种类多且浓度高,分析了在基桩施工过程中渗滤液对地下水的污染途径,提出包括全护筒支护、膨润土泥浆护壁以及减少钻孔成孔至灌注混凝土的间隔时间等控制污染的主要措施,经理论计算分析,这些措施能有效降低渗滤液对地下水的污染程度。对填埋场气体进行分析,填埋场内已含有大量有害气体,且仍处于产气高峰期,提出施工前必须强行排气。

楔形桩与圆柱形桩复合地基承载性状对比研究

基于剪切位移法,引入Mylonakis&Gazetas桩-土相互作用及Winkler地基模型,导出了复合地基中桩-桩、桩-土及土-土相互作用柔度系数;在此基础上,提出了一种综合考虑桩-土-垫层共同作用的复合地基分析方法,并利用Matlab软件编制了相应的计算程序。为了验证该方法的可行性,对楔形桩和圆柱形桩复合地基进行了模型对比试验,并利用该方法对两个模型试验进行了计算分析,试验及理论结果均表明,桩顶平面处的桩间土反力保持着类似天然地基的马鞍形分布,圆柱形桩复合地基的承载力明显低于楔形桩复合地基的承载力,同时,圆柱形桩复合地基的桩土平均应力比明显高于楔形桩复合地基的桩土平均应力比,楔形桩对缓解复合地基中桩顶应力集中,充分利用天然地基的承载能力具有良好的调节作用。

软土地区堆山工程地基承载力分析

近年国内进行了多处人工堆山工程,其特点是堆载分层施加、荷载分布面积大、施工期较长且总荷载非常大,进行常规地基处理往往不能满足堆山荷载对地基承载力的要求。结合堆山工程逐级施加的堆土荷载之间通常有较长时间间隔的特点,认为地基可在分级堆填间歇时间内发生一定程度固结有效应力提高,导致土体强度增加,因此地基承载力也产生相应的提高,利用固结引起土体强度增长导致的承载力提高是堆山工程成功的关键。从有效应力法和剪切试验两方面分析了土体固结引起强度增长的机理和计算,提出不排水条件下考虑土体强度增长的地基承载力分析方法,运用该理论分析了人工堆山工程案例,并对堆山工程提出建议供类似工程参考。

异形灰土井桩承载特性的实测结果

灰土井桩是一种柔性桩,在陕甘地区的多层建筑基础中已体现出较明显的有效性和经济性,其实用价值已得到证实,灰土井桩作为受力桩,其桩型一直采用大孔径的圆柱形.但实践证明这种桩形在灰土井桩基础中较为突出的问题是其承载力偏低、沉降值偏大.针对这一问题,本文提出了异形灰土井桩概念,介绍了柔性桩的现场静力测试方法,和二种异形桩与常规形灰土井桩承载性能的对比试验结果.

夯实水泥土楔形桩复合地基中桩的合理楔角范围研究

基于剪切位移法,引入Mylonakis & Gazetas桩-土相互作用及E.Winkler地基模型,导出复合地基中桩-桩、桩-土及土-土相互作用柔度系数;在此基础上,考虑垫层的影响,提出一种综合考虑桩-土-垫层共同作用的复合地基分析方法,并利用Matlab软件编制相应的计算程序。为了验证该方法的可行性,对夯实水泥土楔形桩和圆柱形桩复合地基进行模型对比试验,并利用该方法对模型试验进行计算分析,试验及理论结果均表明,对于夯实水泥土楔形桩复合地基,在置换率相同的条件下,夯实水泥土楔形桩复合地基的承载力随楔角的增大而增大,但从平均直径与圆柱形桩直径相等的夯实水泥土楔形桩复合地基的承载力同夯实水泥土圆柱形桩复合地基的承载力相比提高的幅度来看,存在一个合理的楔角,合理的楔角范围约1°～3.5°。

黄骅港湾地区真空预压处理后地基静力触探研究

软土地区地基真空预压处理后静力触探经验公式在国内未见报道。经过多年在黄骅港湾地区真空预压处理后地基的静力触探实践,通过11个场地静力触探锥尖阻力qc与地基土真空预压处理后物理力学指标平均值的相关分析研究,得出了一套地基真空预压处理后静力触探经验公式,对沿海软土区划分地层,计算地基承载力、压缩模量、不排水抗剪强度、桩极限侧阻力,预压处理层性质的评价等具有重要参考意义。

软土地区预制桩单桩最终极限承载力估算方法

软土地区预制桩施工具有较强的挤土效应,通常表现为桩周一定范围内土体受到侧向挤压,土体孔隙比降低,抗剪强度增加。目前估算预制桩单桩极限承载力通常选用沉桩前土体参数,这和桩体最终受力状态相比有一定的差异,计算结果通常偏于保守。应用圆柱形小孔扩张理论分析了沉桩的挤土机理,并根据土体抗剪强度与土体密度的唯一性关系,建立了沉桩休止期后桩周土体抗剪强度增量的理论计算公式。应用该公式可估算出预制桩单桩最终极限承载力。经与工程实测结果相比,两者比较接近,说明这种计算方法有一定的工程应用价值。

考虑土反力的桩基承台受冲切承载力塑性极限分析

利用承台底实测土反力分布和塑性极限分析方法 ,假定钢筋和混凝土均为理想的刚塑性材料 ,导出桩基承台受冲切承载力的上限解 ,计算公式与规范公式相似 ,与试验结果的吻合程度比规范公式好。

钢-土界面剪切规律时效性室内试验研究

钢-土界面时效性对研究钢护筒嵌岩桩的承载力具有重要意义。在总结前人研究成果的基础上,通过改进室内直剪试验,研究预压时间对钢-土接触界面剪切特性的影响。试验设计预压时间分别为0,1,2,4,6,17,24和48 h,探索不同预压条件下得到的钢-土界面在不同法向应力条件下受剪时的应力应变关系。通过引入摩尔-库伦准则,分析了剪应力与水平位移的关系、抗剪强度等随界面预压时间的变化,发现剪应力随水平位移的增加而增大并趋于稳定;随着预压时间的增加,摩擦角、黏聚力呈增大趋势,并在一定时间后趋于稳定;钢-土界面剪切的极限强度不仅与界面上的法向应力有关,还与界面预压的时间有关,极限剪应力随预压时间的增加有较明显的增长,当法向应力较小时界面极限剪应力的时效性越明显。

预测摩擦桩极限承载力的新方法

在桩极限端阻力、极限侧阻力与标准贯入击数的统计模型以及剪切波速度与标准贯入击数统计模型的基础上,建立了常见土质条件下桩极限侧阻力、极限端阻力与剪切波速度的相关模型。应用瞬态面波测试技术可快速地获取地下不同深度的剪切波速度值,从而提出了应用瞬态面波预测摩擦桩极限承载力的新方法。模型桩试验分析及实际工程应用表明,该方法具有良好的应用前景。

大轴力桩基托换中新旧混凝土结合面抗剪性能试验分析

桩基托换的关键在于新旧混凝土结合面的连接方法和可靠性能。本文结合某城市地铁隧道穿越高架桥桩基主动托换工程,提出了一种新型连接方式:凿毛+钻孔植筋(植筋胶)+建筑胶喷面的连接形式。设计制作了3个试件,结合面每30cm×30cm范围内植入一根钢筋,部分试件梁部箍筋加强,进行了重复静力加载试验。试验分析表明:此连接方式具有较高的抗剪承载力,最大可达9.208×103 kN/m2;提高新浇筑梁的箍筋配筋率对提高界面抗剪承载力有较大作用;植筋在新旧结合面抗剪能力中起到了主要作用;新旧混凝土交界面上植筋所受的力较大,植筋两端受力较小;此连接形式在大轴力桩基托换中使用是安全可靠的。

两桩厚承台的承载力设计

根据两桩厚承台的受力特点和破坏模式,以拉压杆模型为基础,探讨了模型建立的原则和方法,提出了两桩厚承台按拉压杆模型设计的方法并给出了相应的计算公式,选取6个两桩厚承台室内试验结果并分别采用各国规范设计方法及拉压杆模型设计方法进行比较验证。结果表明:各方法用于两桩厚承台设计均安全可靠,但采用拉压杆模型的承台设计方法符合厚承台的受力机理,用该方法算得的承台承载力与试验值吻合较好。

振冲碎石桩法地基处理在阴坪水电站中的应用

振冲碎石桩可通过对软弱地基进行置换及挤密形成复合地基,以提高地基变形模量和承载力,改善地基不均一性,减少不均匀沉降,并有效防止地基地震液化。作为一种较成熟的地基处理方法,该方法已得到广泛应用,但一般处理范围较小且处理深度不大。通过使用大功率机械设备并采取相应工程措施,在复杂工程地质条件下,可以应用振冲碎石桩对地基进行大面积、大深度处理,并有效解决地基砂土液化问题、承载力问题及抗剪强度问题。