成层土中考虑桩侧土竖向作用的螺纹桩动力响应

螺纹桩与桩侧土的作用相对复杂,为研究竖向荷载作用下螺纹桩的振动特性,从桩侧土的三维波动出发,考虑土体的成层特性和桩侧土的竖向作用,对滞回阻尼地基中螺纹桩纵向振动特性进行研究。基于三维波动理论建立桩侧土波动方程,采用Laplace变换和修正阻抗函数传递法得到桩土完全耦合条件下的螺纹桩振动响应解。将理论计算结果与现场实测曲线进行对比,证明螺纹桩-土相互作用模型的合理性。结果表明:相比桩侧土为均质体的假定,考虑土体的成层特性可以充分考虑应力波在分层界面的反射和折射现象,更符合实际情况;在有效桩长范围内,随着桩长的增加,桩侧土对螺纹桩的侧摩阻力越大,阻尼效应越明显;螺纹桩螺牙的存在对桩体具有一定的减振效应,且随着螺牙外径的增加,桩顶复刚度曲线的振幅水平和共振频率均显著减小。理论模型能较好地模拟螺纹桩与成层土的相互作用机理,为螺纹桩的应用提供理论支撑。

带扩大桩靴桩侧同步灌浆桩成桩过程试验研究

针对新型带扩大桩靴桩侧同步灌浆预制桩基础的施工成桩过程,开展透明土模型的试验研究.相较于传统预制桩,新桩型成桩完成后,端部扩大桩靴结构及桩周固化后的水泥浆液可以明显提升基桩端阻力和侧摩阻力,使得该新桩型具有较高的抗拔能力.通过透明土材料Laponite RD模拟软黏土施工环境,分别针对常规预制桩、带扩大桩靴预制桩及带扩大桩靴桩侧同步灌浆预制桩开展对比模型试验,采用粒子图像测速(PIV)技术进行成桩施工过程的可视化后处理,以探明该新桩型的成桩过程机理,为新桩型的进一步推广应用提供理论支撑.研究结果表明,新桩型施工挤土位移场的分布形式不同于常规预制桩,呈涡旋状,挤土位移的影响范围小于桩靴同直径的预制桩. X、Y方向的位移云图显示,扩大桩靴结构和同步灌浆施工技术使得桩周土体表面及内部施工扰动的影响范围更小,这对于挤土型桩基施工而言是十分有益的.

软土中单侧边载作用下桩基负摩阻力研究

软土中因土体压缩性较高,在边载状况下易产生桩基负摩阻力,从而对工程产生安全隐患。本文通过有限元法对软土中受边载作用的桩基础所受到的桩基负摩阻力进行数值模拟,分析了不同边载等级、不同边载位距对软土中桩基负摩阻力、中性点位置和桩身轴力的影响。结果表明,在边载等级增加时,软土中桩身轴力有明显上升趋势,并随桩体埋深增加呈非线性趋势增长,而桩基负摩阻力随深度变化呈现非线性减小的趋势,桩体的下拉力增加,边载效应增强;同等级边载效应时,当边载与桩基之间的距离增加时,软土中桩基负摩阻力逐渐减小,中性点位置位于桩体靠近底部位置处,并随边载位置改变而受到一定影响。

软土地区桩端后注浆失效补救方法及效果验证

通过上海软土地区某项目桩端后注浆失效时补救的实践,提出了一种桩侧成孔埋设注浆管进行后注浆补救的施工方法,该方法包括如下步骤:(1)尽量贴近既有桩基于桩侧对称成两个补救孔,成孔时应采用下钢套管的方式控制垂直度;(2)埋设两根注浆管,一根伸入桩底、端部有带逆止功能的注浆器,称为“补救注浆管”,采用约1.0 m长度隔离材料对“补救注浆管”进行包裹,避免封孔时“补救注浆管”被堵塞;另一根底部位于隔离段以上,桩底以上1.0 m,用于封孔,称为“封孔注浆管”;(3)通过“封孔注浆管”进行水泥-水玻璃双液注浆封孔;(4)待封孔48 h后,水泥-水玻璃双液注浆加固体达到一定强度,通过“补救注浆管”进行注浆,考虑到注浆的有效性,建议补救注浆的注浆量按原设计注浆量的两倍考虑。桩基静载荷试验结果显示,通过桩侧成孔补救注浆后,桩基的单桩竖向抗压承载力不低于正常注浆桩基的单桩竖向抗压承载力。

竖向荷载作用下桥梁工程桩基承载性能试验研究

文中以贵州省某桥梁工程为依托,对桥梁桩基的竖向受力、桩侧摩阻强度以及桩基土压力随着桩身的变化规律进行研究。结果表明,小荷载水平下,随着桩基深度的增加,桩基竖向受力表现为先稳定后快速降低的变化规律且内外侧曲线基本一致;大荷载水平下,随着桩基深度的增加,桩基竖向受力表现为持续降低的变化规律。所有荷载水平下,随着桩基深度的增加,桩基桩侧摩阻强度表现为先增加后降低的变化规律,曲线存在显著的反弯点。随着桥梁施工进度的不断推进,桩基内侧的土压力水平不断降低,且桩基外侧的土压力水平高于桩基内侧的土压力水平。

大直径群桩基础承载力特征数值模拟

面对深厚软土层工况,探究采用群桩基础加强地基承载力的最佳桩间距,采用数值模拟的方法对大直径桩基承载特性进行研究,并通过计算沉降理论值验证数值模拟结果的合理性。结果表明:①群桩地基中,边桩沉降普遍大于角桩,扩大桩间距可减小沉降值,也使各桩沉降更加一致,推荐最佳桩间距为5~6倍桩径,即5D~6D;②群桩中侧摩阻力分布存在角桩大、边桩小的情况,增大桩间距可使各桩之间侧摩阻力发挥更充分,但过大的桩间距会使侧摩阻力减小;③对桩间距为5 D时的沉降值经理论值进行验算,得到总沉降理论计算值为16.53 mm,与数值模拟结果24.56 mm接近,且满足规范最大沉降值要求。

海相淤泥质黏性土加芯搅拌桩竖向承载特性室内模型试验

加芯水泥土搅拌桩结合了搅拌桩与钢筋混凝土预制桩的优点,弥补了双方的缺点,是一种正在被广泛推广的深厚淤泥质软土复合地基处理方式。文章通过采取加芯水泥土搅拌桩单桩、复合地基竖向承载室内模型试验,研究等芯桩、短芯桩的竖向承载特性,得到单桩承载力、桩侧阻力、桩身轴力、桩土应力比的变化关系。试验结果表明,加芯水泥土搅拌桩具有更强的单桩承载力,能显著提高传统水泥土搅拌桩的承载能力。

预应力管桩侧摩阻力影响因素的研究

桩侧摩阻力在各种情况的影响下变化较大,为能准确对其进行取值需对其影响因素进行研究。从侧摩阻力的机制分析推知,侧摩阻力的决定因素为桩土界面强度、土体的强度以及土体的应力状态。土体的应力状态是造成侧摩阻力变化的根本原因,它不仅会影响到桩土界面强度的取值,还会使土体在强度条件一定的情况下表现出不同的抗剪能力。介绍3根预应力管桩的内力测试成果,利用ADINA有限元软件对试验桩进行3个方面的分析:破坏可能发生位置、桩土界面参数的取值、桩侧土压力随土层深度及桩荷载的变化。通过分析发现,3根管桩的破坏均发生在界面处。对于淤泥土桩土界面力以黏着力为主;对砂质土或全风化岩桩土界面力以摩擦力为主,此时桩侧土压力的变化会对桩侧摩阻力极值有影响。

边载作用下桥梁基桩-立柱的位移特征与受力分析

为了揭示单侧边载对既有工程桩的不利影响,结合张家港某高速公路枢纽高架桥基桩-立柱偏移事故的工程实例,分析了路基边载作用下软土地基桥梁桩柱的位移特征和受力机制;根据桥梁桩柱沿竖向受力模式的不同,将边载作用下桥梁桩柱划分为自由段、被动受荷段和主动作用段;在此基础上,考虑到地基塑性屈服和上部结构约束边界的影响,基于三参数地基模型,建立了桥梁基桩-立柱受力响应的微分控制方程,并通过矩阵传递法给出了半解析解答。通过对工程实例中2排桩柱水平位移和受力弯矩的验算,验证了计算方法的适用性,并通过算例分析了桩身离散单元长度、被动段深度对计算结果的影响规律,结果可为单侧边载作用下被动桩受力响应的计算分析提供参考。

不同桩端土承压钻孔灌注桩模型试验研究

通过模型试验研究不同桩端土对承压钻孔灌注桩承载特性的影响。模型试验中,结合软土地区灌注桩穿越土层的特点选择桩周桩端土,采用裹膜预制预埋的方法设置模型桩,以消除桩身粗糙程度、桩径等因素差异的影响,并一定程度上模拟灌注桩成孔卸载过程;通过静载试验得到6根试桩的试验数据,就桩端土对桩侧摩阻力的影响进行了重点介绍;建立桩侧摩阻力与桩土相对位移之间的关系,并由归一化处理使得桩端土对桩侧摩阻力的影响得到量化解决。结果表明:模型试验研究桩端土对灌注桩承载特性影响的方法可行,解决不同情况下桩端桩周土对灌注桩承载性能的影响,仍需大量试验和工程实践验证。

新型螺旋挤土灌注桩现场试验研究

螺旋挤土灌注桩(SDS桩)是一种新型的完全挤土型桩,该桩以其承载力高、施工速度快、对施工场地无污染等特征,已在多个国家得到应用,但国内还没有应用该桩型的工程实例。为此,在北京一工地进行2次SDS桩现场试验,研究SDS桩成桩时的挤土效应、承载特性和桩侧摩阻力分布规律及SDS桩与长螺旋灌注桩(CFG桩)承载性状的异同。试验结果表明:SDS桩施工过程中的地表隆起主要发生在成孔开始到螺旋挤扩钻头的挤扩部分全部进入土体阶段,之后地表隆起逐渐趋于稳定;其挤土效应主要在距桩位中心4倍桩径范围内完成,且土体的压缩性越高,挤土范围越大;在相同桩顶沉降量条件下,SDS桩的极限承载力比CFG桩提高30%～50%。

关于实体深基础法计算群桩承载力的探讨

从理论公式出发 ,运用实体深基础法计算群桩极限承载力 ,按静力法计算单桩极限承载力 ,反算出了不同影响因素下的群桩效率系数 ,通过对其分析研究后 ,对实体深基础法的适用性进行探讨 。

南京河西地区超长灌注桩承载特性试验研究

为研究南京河西地区大直径超长钻孔灌注桩的承载特性,采用现场荷载试验方法,对该地区3根直径为800 mm,长度超过60.0 m的钻孔灌注桩承载特性及荷载传递机理进行分析.结果表明:试桩的Q-S曲线均呈缓变型,试桩端阻比最大为21.7%,表现为摩擦型桩的特征,桩侧摩阻力与桩端阻力呈现出异步发展的特性.素填土和软弱粘性土发挥极限侧摩阻力所需的桩土相对位移值分别为6.0~9.5 mm和5.5~10.5 mm.软弱土层除了2-1层呈现微弱软化外,其余各层均表现出较小的硬化现象.3-1层粉细砂和4-1层强风化粉细砂岩侧摩阻力随桩土相对位移的增加而增大,最大荷载作用下侧摩阻力仍未完全发挥.试桩桩端压力最大值为5 252.8 k Pa,小于4-2层中等风化粉细砂岩层的地基承载力特征值5 500 k Pa.

堆积层滑坡推力沿抗滑桩桩身分布规律研究

以长江三峡库区典型堆积层滑坡为研究对象,从堆积层滑坡推力传递机制出发,建立桩土相互作用模型。以某典型堆积层滑坡为例,运用数值模拟软件,建立三维模型,得出考虑桩侧摩阻力情况下滑坡推力沿抗滑桩桩身的分布曲线。与前人部分研究成果比较发现:考虑桩侧摩阻力能更好地解释桩顶后缘拉裂缝现象;滑坡推力合力作用点有所上升,将使设计偏于安全。

后注浆抗压桩受力性状的试验研究

在温州鹿城广场5根抗压桩静载试验的基础上,揭示后注浆抗压桩在不同荷载水平下的一些规律。试验表明,注浆压力时刻都在变化,但有一个大体动态变化的范围。注浆可以固化桩底沉渣和桩侧泥皮,改善桩的承载性能。抗压桩在荷载作用下,桩身轴力随着深度的增加而减少,且随着荷载的增加,桩端轴力逐渐增大。对持力层是卵石层的桩采用桩端后注浆技术后,桩身压缩量占单桩沉降的80%以上。桩侧摩阻力的发挥程度和桩土相对位移有着很好的对应关系。当桩土相对位移达到一定值后,桩上部土层会出现桩侧摩阻力随着桩顶荷载的增加而减少的现象,即侧摩阻力软化现象。而靠近桩端的桩侧土体,尽管桩土相对位移较小,桩侧摩阻力值却会急剧增大。

软土地区抗拔桩受力性状的试验研究

通过温州鹿城广场4根抗拔桩静载试验,分析了抗拔桩在不同荷载水平下的受力性状.试验结果表明,抗拔桩在荷载作用下,桩身轴力随着深度的增加而减小,在桩端处桩身轴力始终为零,即抗拔桩表现为纯摩擦桩.对于持力层是卵石层的抗拔桩,桩身拉伸量是桩顶上拔量的主要组成部分.桩侧摩阻力的发挥程度和桩土相对位移有着很好的对应关系.在靠近桩端的桩侧土体中,当桩土发生相对位移时,即使其值很小,桩侧摩阻力也会急剧增加.当荷载(桩土相对位移)增加到一定值后,桩侧摩阻力随着荷载的增加而减小,即出现侧阻软化现象.

膨胀土与结构物接触面的力学特性试验研究

桩周土的性质是影响桩侧摩阻力最直接的决定因素。膨胀土具有吸水软化的特性,膨胀土中桩侧摩阻力的发挥受膨胀土性质的影响很大。通过改进的直剪仪,对12种不同含水量、不同干密度的膨胀土与混凝土块接触面进行直剪试验,研究膨胀土性质对接触面特性的影响。结果表明:膨胀土与混凝土块接触面的剪切曲线均呈加工软化型,其峰值剪应力、残余剪应力符合Mohr-Coulomb准则,因此可将膨胀土与结构物接触面的剪切曲线简化为三折线曲线;接触面切向刚度系数不随垂直压力而变化,但与膨胀土的性质有关,随干密度的增加而增大,随含水量的增加而减小;接触面的强度指标也随干密度的增加而增大,随含水量的增加而降低。

桩侧土受强夯振动力作用时桩的力学模型

结合某高速公路结构物基础混凝土灌注桩与强夯加固台后地基土层交叉施工所发生的工序性技术问题,推导了桩侧土受强夯振动作用时,土层传给桩身的横向与竖向振动力的大小和桩身位移计算的力学模型,并根据工程实例有关桩身物理力学指标和强夯施工夯击能等数据,采用该力学模型计算分析了夯点到桩的最小安全距离和夯击能大小与桩身位移的关系,通过工后桩身质量检测结果验证了力学模型的正确性。

黏性土层中后压浆桩承载性状的对比试验研究

基于无锡江海西路快速路工程开展的4个标段场地8根试桩静载试验,通过对比未压浆桩与压浆桩实测结果,研究黏性土层中桩端后压浆对桩基承载变形性状、桩端阻力及桩侧阻力发挥性状的影响。结果表明:桩端后压浆技术可显著提高桩基承载性能,并对提高桩基成桩质量的稳定性具有很好的效果;桩端压力浆液在桩端形成水泥结石体,有效地改善了桩端沉渣问题,显著增强了桩端承载变形性能与支承刚度;桩端后压浆可提高极限桩侧摩阻力发挥水平,使得压浆桩极限侧摩阻力要大于未压浆桩,从而提高桩基承载性能发挥的稳定性。

测斜仪测量路基水平位移过程中的局限性分析

基于多个工程的实测数据,对利用测斜仪和边桩对路基侧向位移过程中的局限性进行了考察。对比分析表明:铝合金测斜管导向槽的扭转较小,而塑料测斜管的扭转问题较为严重;测斜管达到极限变形后,极限弯曲部位以下地方的侧向位移无法进一步测量;测斜管两端被相对固定,且测斜管管材的刚度远远大于饱和软土,导致软土与测斜管不能协调变形。因而,基于测斜管得到的侧向位移数值是近似的。为此,需要改进现有的测斜仪和边桩测试技术,突破依靠导轮式测头在测斜管导向槽内的滑动来考察侧向位移大小的设计理念,减少侧向位移测试技术中的诸多非确定因素。