轴力对预应力高强混凝土管桩抗震性能的影响

目的研究轴力和往复荷载作用下预应力高强混凝土管桩的抗震性能,为预应力高强混凝土管桩的设计和实际工程应用提供参考依据。方法应用ABAQUS有限元软件对预应力高强混凝土管桩进行有限元模拟,并与已有试验结果对比,两者吻合良好,验证了模型的准确性。在此基础上,研究轴压比和有无普通钢筋及普通钢筋直径对预应力高强混凝土管桩滞回曲线、骨架曲线、刚度退化、延性及耗能能力的影响。结果配置普通钢筋可以提高预应力高强混凝土管桩的承载能力和延性,对刚度影响不大;随着轴压比的增加,预应力高强混凝土管桩的承载能力逐渐提高,但延性变差,轴压比为0.45时,预应力高强混凝土管桩发生脆性破坏。结论配置普通钢筋可以有效改善预应力高强混凝土管桩的抗震性能,预应力高强混凝土管桩的轴压比不宜超过0.3。

非挤土嵌岩预应力高强度混凝土管桩的桩端承载性能研究

施工装备和工艺的不断创新使得非挤土嵌岩预应力高强度混凝土(prestressed high-strength concrete,简称PHC)管桩逐渐得到推广和应用。为揭示嵌入中微风化岩PHC管桩的桩端承载机制,以随钻跟管工法桩为背景,基于泥质粉砂岩地区5组桩径为500 mm的PHC管桩桩端现场静载破坏性试验,分析了不同条件下嵌岩PHC管桩的桩端承载性能及宏观破坏模式,并提出桩端承载力计算方法。试验表明:对于采用敞口桩靴的PHC管桩,未封底时,敞口桩靴削弱了PHC管桩桩端承载性能,呈现刺入岩基的破坏,极限荷载下桩端沉降为11~15 mm;混凝土封底后,显著提高了桩端承载性能,极限承载力较非封底时提升340%,封底混凝土和桩靴的桩端阻力分担比分别为78%和22%,桩端呈整体剪切破坏。基于Hoek-Brown强度准则,提出了嵌岩PHC管桩桩端承力简化计算方法,计算精度得到了试验验证,可供非挤土嵌岩PHC管桩的设计与施工参考。

基于LS-DYNA的ECC管桩的抗冲击性能分析

为研究工程水泥基复合材料(Engineering Cementitious Composite,ECC)管桩的抗冲击性能,采用Ansys/LS-DYNA对管桩受竖向落锤冲击作用进行模拟。基于静态拉压试验和动态压缩试验获得关键参数,建立ECC管桩的HJC(Holmquist-Johnson-Cook)本构模型,通过霍普金森压杆试验(Split Hopkinson Pressure Bar,SHPB)验证有限元模型的正确性。对不同锤体质量和冲击速度组合的管桩模型进行参数化分析,得到管桩在不同冲击能量下的位移、能量时程曲线和有效塑性应变图等动力响应。结果表明:在竖向冲击作用下,ECC管桩的最大残余变形只有高强混凝土(High-Strength Concrete,HC)管桩的66.0%,最小残余变形仅为HC管桩的13.7%;且ECC管桩释放的变形能占比平均为HC管桩的6.26倍。表明ECC管桩较HC管桩有更好的抗损伤能力和弹性恢复能力。

预应力空心方桩与预应力管桩力学性能比较和经济性分析

对预应力高强混凝土空心方桩(PHS)与预应力高强混凝土管桩(PHC)两种桩型的桩身物理性能和力学性能进行比较分析,并结合工程案例,进一步对两种桩型的单桩竖向承载力、桩基础工程量及造价进行了力学性能及经济性比较,最后对两种桩型的堆放方式进行了简单介绍。

高压旋喷注浆在预应力管桩桩身缺陷处理中的应用

预应力管桩广泛应用于各类工程建设中,但在实际工程中经常会因为地质、施工等因素造成桩身缺陷,缺陷的修复效果直接影响到后期的施工进度、施工成本等。通过几种预应力管桩修复手段的机理入手,结合实际预应力管桩修复工程案例,根据桩身缺陷修复前后试验结果对比,得出高压旋喷注浆对于预应力管桩桩身缺陷修复具有良好效果。

成本管控下高层建筑CFG桩复合地基优化设计

为降低工程成本,对漯河市某在建高层建筑地基进行方案优化。以项目中的15号楼为例,考虑桩长和桩间距两个因素,设计3种CFG桩复合地基比选方案,满足承载力要求的前提下以经济性作为评价指标,计算3种比选方案的工程造价并与原设计方案进行对比分析,研究结果表明:当桩长为16 m、桩直径为0.4 m、桩间距为1.35 m时为最优方案,仅单栋建筑比原设计方案节约造价20.142万元。为进行不同地基基础方案对比,设计桩间距亦为1.35 m的预应力高强混凝土管桩地基方案,并根据桩端持力层深度确定桩长为22 m。管桩内径为0.21 m,外径为0.4 m,桩周长为1.26 m,承载力满足要求。计算该方案工程造价,与CFG桩复合地基方案中的最优方案进行经济性对比,结果表明:仅单栋建筑采用CFG桩复合地基优化方案较管桩方案可节省工程造价57.806万元,对于需要进行地基处理的11栋楼仅复合地基就可节省约635.866万元,因此,最终确定该工程项目采用CFG桩复合地基优化方案。

钢纤维预应力高强混凝土管桩试验研究

为提高预应力高强混凝土管桩的韧性和抗弯承载力,通过不同钢纤维体积掺量对C80管桩混凝土工作性能和力学性能影响的试验研究,确定最佳配合比。然后基于最佳配合比进行钢纤维高强混凝土管桩试制和足尺抗弯力学性能试验,并与未掺加钢纤维的高强混凝土管桩对比分析。结果表明:采用该配方制备的钢纤维高强混凝土管桩的外观质量、桩身强度等均符合相关规范要求。钢纤维增强的混凝土管桩抗弯承载力明显提高,破坏特征和延性性能得到显著改善。

PHC桩在厚填土地基中受力特性的试验研究

为解决松散厚层填土非均匀软弱地基上预应力高强混凝土(PHC)管桩的受力特性问题,通过现场试验获得了PHC桩的竖向承载力、水平承载力等实测值,并通过线性规划方法分析获得了土层桩侧摩阻力特征值fs和桩端阻力特征值fp实测值。经对比分析,对试验结果采用线性规划方法来确定土层参数比较可靠。由静载实测承载力结合桩侧阻力、桩端阻力与总阻力的比值,反算场地地层差数,可更精确地指导后续设计。

预应力高强混凝土管桩作为柱的冲击力计算方法研究

为探究适用于预应力高强混凝土管桩(PHC管桩)作为柱的冲击力计算方法,采用落锤冲击试验装置进行了冲击试验,测得了4根PHC管桩试件的冲击力时程曲线,分析了撞击过程中的冲击力变化特点及冲击高度对冲击力峰值的影响。基于试验结果,使用4种冲击力计算方法计算了试验工况,并采用ABAQUS软件进行了仿真分析,比较了各计算方法的结果。研究表明:PHC管桩的冲击力时程曲线可定义为脉冲段、次脉冲段1和次脉冲段2这3个阶段;单、双自由度模型法的冲击力计算值与试验值误差较小,有限元模拟所得冲击力时程曲线与试验值吻合较好,可采用单、双自由度模型法或有限元模拟计算冲击力。

复杂地质条件下预应力高强混凝土管桩施工技术

介绍了预应力高强混凝土管桩的构造和施工技术,以及在复杂地质条件下的施工实践经验,总结了预应力高强混凝土管桩施工过程中出现的主要问题,并提出了相应的解决方案,指出未来的研究方向,以进一步优化预应力高强混凝土管桩的设计和施工技术。

新型高强聚氯乙烯声测管的应用研究

为响应国家节能减排的号召,减少工程建设对钢材的使用,研究混凝土灌注桩钢质声测管的替代品,提出管体、接头、底盖等配件均以高强聚氯乙烯主材的新型声测管。以钢质声测管的检测指标对高强聚氯乙烯声测管进行理论试验分析,在同一根灌注桩中埋设钢质声测管和高强聚氯乙烯声测管进行应用效果对比,结果表明:新型高强聚氯乙烯声测管可以满足灌注桩施工和超声波检测的性能要求,具备替代原有钢质声测管的能力。

UHC管桩在200m超高层建筑中的应用

超高层建筑荷载较大,较少采用预制桩。本文在长沙某住宅项目中,通过系统的地基、单桩和桩筏载荷板试验、施工措施改进和三维数值分析,将UHC超高强预应力管桩成功应用于200m超高层住宅建筑,为相关工程提供了宝贵的经验。研究发现,相对于桩筏载荷试验结果,通过地基土载荷试验和单桩载荷试验分别得出的地基土和桩基刚度是偏于保守的,但满足工程设计需求;UHC管桩在圆砾层或残积含砾粉质黏土层中沉桩难度较大,可采用长螺旋引孔、重锤低击等方式确保有效桩长;采用小应变硬化土的三维数值分析模型计算表明,超高层沉降和倾斜率满足设计要求;沉降监测数据显示,建筑物最终沉降约为1cm,表明了在超高层建筑中采用UHC管桩的桩土共同作用方案是切实可行的。

Origin曲面函数拟合沉桩完成面辅助PHC管桩静压施工

为解决建筑桩基工程施工工艺存在的问题,提升建筑桩基工程施工工艺和进度水平,应用Origin曲面函数对沉桩完成面进行拟合,以辅助预应力高强混凝土管桩的静压施工。新方法提高了建筑桩基工程的施工进度,取得了较好的经济效益,可供预应力高强混凝土管桩静压施工时进行参考。

UHC和PHC管桩在某高层住宅小区中的对比分析

文中以某高层住宅小区项目为例,结合项目前期勘测工程地质条件、现场实际试桩试验数据,估算了单桩极限承载力,对比了不同桩基选型方案,科学地分析了UHC超高强混凝土管桩和PHC高强混凝土管桩在特殊地质下的安全性、经济性和适用性。

高应变实测曲线拟合法在PHC桩周土阻力分布计算中的应用

基于高应变动测技术原理,在预应力混凝土管桩工程的静载试验桩中进行高应变动力检测,对采集的有效力和速度信号进行实测曲线拟合法计算,得出PHC桩周土阻力分布数据,为优化工程桩的选型与布置设计提供参考。

复杂地层中如何控制锤击管桩的施工质量

锤击法管桩施工是建筑地基基础施工中较常用的一种,预制管桩以高性价比、高承载力、成桩质量好、施工速度快、无震动、无噪声、监理检测方便等优越性,在建筑工程桩基础施工中得到广泛应用。笔者根据某项目的锤击管桩实际施工情况,对复杂地层中如何保证锤击管桩的施工质量进行总结和探讨,以供工作参考。

PHC管桩锤击施工效应分析

PHC管桩施工效应对地基土性质和桩体受力特性有很大的影响。为了查明PHC管桩施工效应,以PHC管桩加固某电厂古河道地基为依托,进行了PHC管桩沉桩效应的测试和分析。通过观测沉桩的锤击数和土塞效应,分析了PHC管桩沉桩规律性;利用静力触探、标准贯入试验、孔隙水压力和侧向位移观测等现场测试手段,研究了PHC管桩对桩周土体的影响。研究发现:沉桩锤击数与地基土性质有很大相关性,土芯长度与总桩长之比为22%～35%,且桩壁越薄其土塞效应越明显,在桩体承载力计算时忽略土塞效应是很不经济的;沉桩过程产生很大的挤土效应,不仅产生超孔隙水压力,而且随孔压消散,地基土得到密实、消除或降低液化性,其侧摩阻力可提高80%以上,有利于桩体强度的发挥。

南京江北地区PHC桩竖向承载力可靠度分析

引入无量纲随机变量的极限状态方程,利用收集到的南京江北地区预应力管桩的试桩资料,采用"校准法"计算了现行地基规范关于桩基设计的总体可靠度水准和可靠指标,分析了总安全系数、荷载效应比和荷载组合形式对可靠指标的影响,并计算了相应的抗力分项系数。研究结果表明,可靠指标与总安全系数、荷载效应比和荷载组合形式有关,而且总安全系数对可靠指标的影响较大。荷载组合形式只对抗力分项系数产生较小的影响。

自平衡法在预应力管桩承载力测试中的应用和对比分析

自平衡法是一种新型的桩基承载力测试方法,与传统静载荷试验方法相比具有许多优点。采用自平衡试桩法对东南大学江宁九龙湖校区研究生公寓的3根预应力混凝土管桩进行了承载力测试,并成功地探索出回收荷载箱并可再次利用的新型测试方案。研究结果表明,自平衡法在管桩测试中取得了较好的效果,可为设计提供可靠依据。

PHC管桩抗弯承载力研究

针对支护用预应力混凝土管桩抗弯承载力低的特点,文章通过足尺模型试验对管桩的抗弯性能进行研究,并运用有限元软件ANSYS建立管桩模型,对试验进行数值模拟。结果表明,试验管桩的抗弯性能明显优于规范值,管桩达到极限状态时没有明显的塑性变形。有限元分析结果显示,采用理想线弹性的本构关系,以预应力钢筋屈服作为管桩达到极限状态的标志,可以得到较为准确的结果。