大直径嵌岩灌注桩承载特性试验与有限元模拟

基于青岛某工程的4根大直径嵌岩灌注桩,在现场开展了单桩竖向抗压静载试验和桩身完整性测试,以明确大直径嵌岩灌注桩在竖向荷载下的承载特征,拟揭示不同荷载水平下嵌岩灌注桩的承载力发挥机制。结合不同嵌岩深度的单桩承载性能有限元模拟,重点分析了单桩在不同嵌岩深度下的竖向抗压承载特性和桩土位移分布特征。研究表明:在笔者试验条件下,大直径嵌岩灌注桩单桩竖向抗压承载力具有一定离散性,桩头部位的损坏会极大影响单桩承载力的有效发挥;加载完成后,数值模拟得到的桩顶沉降量为31.56 mm,约为现场实测值的1.1倍,模拟结果与实测结果较为吻合;通过不同嵌岩比的模拟结果对比发现,嵌岩深度越大桩端阻力占桩顶荷载的比例越小,且桩端阻力占比的变化速率随着嵌岩比的增加逐渐减缓;嵌岩深度取2.5倍桩径为宜。

基于液化砂土地基等能量等变形挤密群桩现场试验规律分析

为解决地震导致地基饱和砂土和粉土液化,造成建筑沉降、倾斜甚至破坏的发生,以海南省海口市江东新区房建项目砂性地基土严重液化为依托,采用等能量等变形挤密桩技术进行桩周土的二次挤密加固,通过加固前后标准贯入度试验击数计算液化指数(I_(LE)),再进行单桩竖向抗压静载试验检验承载力。现场试验得出,处理深度内整体地基土由原严重液化程度改善为轻微液化趋近于不液化;前后标贯随深度平均锤击数之差拟合方程为Y=0.307857X+10.3617,R^(2)=0.84792,Pearson系数为0.93109,前后标贯平均击数在-5 m至-13 m区间内每层提高12~15击,各土层加固均匀;加固后地基达到单桩承载力设计特征值2250 kN。研究规律可供类似工程提供参考。

基于BCS-KL方法的地层边界不确定性研究

在工程建设中获取的现场钻孔数据有限,利用钻孔数据解释地下地层不可避免地存在不确定性,进而影响桩基础等工程设计的可靠性。对此,提出了从有限钻孔数据中量化地层边界不确定性的方法,并研究地层边界不确定性对单桩竖向承载力特征值的影响。首先依据钻孔数据,通过贝叶斯压缩采样-KL展开(BCS-KL)方法重建地层边界,并生成大量随机场数据量化地层边界的统计不确定性;然后依据地层边界数据,对单桩竖向承载力特征值进行不确定性分析。分析结果表明:BCS-KL方法生成的大量随机场数据能很好地表征地层边界的不确定性;在钻孔间距较大时,单桩竖向承载力特征值在95%置信区间内相差4 660.88 kN,差距较大。通过BSC-KL方法科学评估地层边界不确定性对单桩竖向承载力的影响,对确保工程设计可靠性具有重要意义。

单桩竖向静载试验异常在某工程中的处理及应用分析

为确保建设工程下部结构桩基础工程承载力的质量安全,采用低应变法先进行工程基桩桩身完整性的普查,再选取桩底反射波异常的桩进行单桩竖向抗压静载试验,对单桩竖向抗压静载试验沉降数据的应用进行分析。结果表明,基桩桩底反射波存在异常的桩对单桩竖向抗压静载试验沉降数据具有一定影响。说明选取桩底反射波存在异常的桩,进行单桩竖向抗压静载试验的沉降数据也存在异常,再通过单桩竖向抗压静载沉降数据异常分析,进而高效地保障基桩工程承载力的可靠性及安全性。

某建筑工程预应力混凝土管桩施工振动监测与承载力分析

为探究预应力混凝土管桩施工对周围环境的影响,以福州市长乐区某建筑工程为背景,在考虑场地土类型影响的基础上进行预应力混凝土管桩施工振动监测,并通过竖向抗压静载试验分析预应力混凝土管桩承载力是否满足设计要求。结果表明,预应力混凝土管桩施工对周围环境的影响与场地土类型有关,中硬土上管桩施工对周围环境的影响最大,中软土次之,软弱土最小;所选试验桩的Q-s曲线均为缓变型曲线,且试验结果均满足设计要求。

高强螺栓快速连接技术在静载试验中的应用

在确定单桩极限承载力方面,单桩竖向抗压静载试验是目前最为准确、可靠的检验方法。工程预制桩的单桩竖向抗压静载试验采用锚桩反力装置时,提出了竹节桩因桩顶无法兰盘,无法通过焊接的方式进行连接的问题。通过对竹节桩的成桩工艺进行研究,采用高强螺栓快速连接技术安全高效地组装完锚桩反力装置,顺利完成了项目的桩基检测任务,达到了很好的技术及经济效果,得到了业主及施工各方的一致好评,对类似的桩基检测项目具有一定的参考价值。

宁波地区双桥静探法估算单桩承载力的应用

预制桩被大量地应用于宁波软土地区,且在工民建项目中有应用越来越多的趋势。结合宁波中心城区工程实例,对比分析根据JGJ 94—2008建筑桩基技术规范双桥静力触探法和经验参数法所估算预制桩单桩竖向极限承载力标准值的差异,并与静载检测成果作对比分析,进而对规范公式进行适当修正,初步得出适用于该工程的经验公式,为宁波地区运用双桥静力触探试验方法准确计算单桩竖向承载力标准值、优化桩基设计方案提供借鉴意义。

超大吨位单桩竖向抗压静载试验在高速公路工程中的应用分析

文章依托四川阿坝州高速公路工程中的大吨位单桩竖向抗压静载试验,结合现场大直径泥浆护壁冲孔灌注桩施工及山区岩土工程地质性质情况,试验得出大直径灌注桩极限抗压承载力,为山区高速公路工程中的工程设计人员提供设计参数依据,更好地服务我国山区高速公路工程建设。

软岩嵌岩桩承载特性及承载力计算分析

南京软岩分布地区,对于嵌岩桩单桩竖向承载力估算,勘察设计单位采用的规范和计算公式不同,导致了估算结果差异较大。根据不同规范公式估算嵌岩桩的单桩竖向承载力,并通过其承载性状的对比分析表明,不同规范公式反映的桩基承载性状差异较大。经过与试桩结果对比分析,当岩石强度及嵌岩深度较小时,采用南京规范公式计算的单桩竖向极限承载力与试桩结果较为接近;当岩石强度及嵌岩深度均较大时,采用两种规范计算结果的平均值更加接近试桩。对类似软岩分布地区嵌岩桩基础设计施工具有参考意义。

钻孔灌注桩后注浆技术对单桩承载力的影响分析

随着我国建筑行业的发展,近年来,高层、超高层建筑物的数量不断增加,建筑物对地基土承载力要求越来越高。本文以铂悦·兴隆府项目为例,利用单桩竖向静荷载试验,研究钻孔灌注桩后注浆技术对地基土承载力、桩端沉降的影响。实践表明,在钻孔灌注桩中采用后注浆技术,可显著提高地基土承载力,减少桩端沉降变形,优化桩身性能,增强桩身稳定性,降低工程造价,此技术可广泛应用于工程建设中,为工程实体的设计和施工提供理论依据。

桩长6 m~8 m的PHC短桩基础设计探讨

因地质条件的不均匀变化,PHC管桩基础中经常出现桩长6m~8m的短桩情况。目前,国家现行的相关规范都没有对最小桩长做出规定,更没有明确的设计依据和方法。本文对PHC短桩分别采用桩基础及墩基础的计算公式,进行单桩承载力特征值Ra计算,并结合单桩竖向抗压静载荷试验对Ra计算结果进行对比分析。结果表明:采用桩基础的计算公式相对准确,PHC短桩试验Ra均能达到设计要求,PHC短桩的沉降变形能满足规范要求,桩基础埋置深度、桩底入岩深度满足规范要求,且桩底持力层下不存在软弱下卧层的地基中PHC短桩基础的整体稳定性满足要求,PHC短桩基础是安全可靠的。

中美单桩竖向抗压静载试验标准对比研究

作为检测基桩承载力的一种常用试验手段,单桩竖向抗压静载试验在海外岩土工程实践中广泛应用。为了分析该试验的中美标准差异,从主要试验设备、适用范围、试验技术要求和其他差异探讨4个方面,对比了中国标准和美国ASTM标准的差异。对比结果表明:ASTM标准适用范围较广,对试验设备要求更严格。中国标准则对现场试验技术的要求更明确,具有更好的实际操作性。对于加载、卸载、观测时间和终止标准等试验过程,两种标准均作了明确的规定。研究结果可为基桩载荷试验提供参考。

超长PHC管桩竖向抗压承载性状分析

为研究超长PHC管桩竖向抗压承载特性,基于6根单桩竖向抗压静载试验,建立三维有限元计算模型,通过改变模型中的桩长,探究单桩竖向抗压承载特性的变化。结果表明在设计最大试验荷载内加载时,端承摩擦型的超长桩Q-s曲线呈缓变型,未见破坏突变特征点,以桩顶位移控制确定单桩极限抗压承载力时,需考虑扣除桩身压缩量,不可忽略桩身压缩量;超长桩的桩身竖向位移呈现上部大,下部小的分布,而短桩的桩身各深度处竖向位移相差很小;超长桩上部的桩周侧摩阻力先发挥,下部后发挥,呈现从上至下逐渐发挥的特征,而短桩的桩周侧摩阻力基本同步发挥;短桩的轴力沿深度的衰减速率相差不大,而超长桩的轴力衰减主要集中在桩身上部。

第四系地层预应力混凝土管桩承载性状现场试验研究

基于印尼某工程15根预应力混凝土管桩(PC管桩)的单桩竖向抗压、抗拔及水平静载荷试验,分析PC管桩分别在竖向荷载和水平荷载作用下的承载特征,揭示不同荷载水平下PC管桩的承载力发挥机制。基于单桩竖向抗压极限承载力预测模型,对比分析指数曲线模型、双曲线模型及调整双曲线模型的可行性,并对PC管桩单桩竖向抗压极限承载力进行预测;结合水平静载试验,探讨地基土水平抗力系数的比例系数m的取值问题。研究结果表明:PC管桩单桩竖向抗压承载力主要取决于桩端持力层的支承力,同时也受桩径、桩长的影响较大;PC管桩的竖向抗拔承载力主要取决于桩侧摩阻力,桩径越大、桩长越长,单桩竖向抗拔承载力越高;PC管桩水平承载力主要取决于桩侧土体的力学性质。就本试验而言,指数曲线模型对单桩极限承载力的预测最精确;m在桩顶水平位移超过10 mm时变化平稳并逐渐收敛为常数,通过试验结果反推的m接近甚至超过JGJ 106—2014中推荐m的上限值。

砂土地基中桩顶竖向-水平加载路径下柔性单桩水平承载力分析

砂土地基中桩顶竖向-水平加载路径下单桩水平承载理论研究较少,且鲜有考虑预先施加的竖向荷载对土抗力p与桩身水平位移y曲线的影响。鉴于此,考虑桩顶预先施加的竖向力对桩周土体产生挤密作用,从而对双曲线型p-y曲线的极限土抗力进行修正。采用余弦函数表征被动侧径向土压力分布,构建了被动侧最大径向土压力与总土抗力的关系式,推导了被动侧的侧阻抗力矩解析表达式。考虑被动侧摩阻力与竖直方向存在夹角β对由摩阻力引起的桩身轴力变化量进行修正,给出了修正计算公式。建立了同时考虑修正的p-y曲线、桩身自重和被动侧摩阻力引起的轴力变化量、二阶效应(即P-Δ效应)以及侧阻抗力矩的桩身挠曲微分方程,通过MATLAB编程求得其数值解。将计算结果与已有模拟和试验结果进行比较,验证了该方法的正确性。在此基础上,探讨了预先施加的竖向力大小对单桩水平承载性能的影响。计算结果表明:推导的桩身轴力变化量计算公式能更准确地表征被动侧摩阻力对桩身轴力的影响,且可用于大变形条件;预先施加的竖向力可以增大柔性单桩的水平承载力,随着预先施加的竖向力的增大,增强效果逐渐减弱。

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。

较破碎岩石地基中嵌岩桩竖向承载力分析

嵌岩桩的分析基于桩端置于完整岩体中的研究较多,而本文更偏向于较破碎岩体中的桩的竖向承载力分析。结合武汉某高层项目现场静载荷试验,对较破碎岩体中的嵌岩桩承载力进行分析,研讨此类岩体中桩基的承载性状。结果表明:较破碎岩石中嵌岩桩的Q-s曲线呈陡降型,桩顶沉降主要由桩身压缩引起,达到了90%以上;在有效桩长范围内,桩身轴力随埋深增加呈递减趋势;侧摩阻力分布曲线呈“上小下大”,其发挥具有异步性;极限荷载下,试桩端阻比平均值为30.59%,呈端承摩擦型桩特性。此外,通过对嵌岩段承载力进行修正,提出了较破碎岩体中嵌岩桩的承载力计算方法,并通过实例验证的结果与实测值相差较小。试验成果可为较破碎岩体中桩基设计提供借鉴。

基于桩土相对位移特征的深厚湿陷性黄土地区桩基承载力计算方法

湿陷性黄土地层桩基中性点不易准确把握,会导致部分工程实测负摩阻力高于规范参考值。针对这一问题,本文基于现场浸水试验,提出一种依据湿陷性土层厚度确定桩基负摩阻力分布新方法——相对位移法,并进行了验证。结果表明:浸水试验场地累计沉降随着深度的增大而减小,深度为0~15 m时土体湿陷较为充分,15 m处接近饱和自重应力界限,15 m以下土层湿陷不充分,土中竖向应力增长幅度较小,22 m以下土层基本不发生湿陷;经验参数法与相对位移法计算得到的桩基承载力分别为2 926.5、3 251.6 kN,相对位移法得到的桩基承载力更能反映桩基承实际载能力,用于深厚湿陷性黄土地区桩基设计能兼顾安全性与经济性。

异型复合桩在软土地基处理中的应用

异型复合桩是采用交叉转钻、复合重叠、高喷搅拌方法而形成的水泥土桩与植入的预应力混凝土异型预制桩复合而成的桩基,具有承载力高、造价低、施工中几乎无噪音、无挤土效应、无泥浆污染、施工快速、质量可靠等特点。通过软土地区的工程试桩试验表明:在工程条件下,异型复合桩的破坏模式以桩周土破坏最为可能,内外芯之间破坏承载力远大于桩周土破坏承载力;异型复合桩单桩竖向抗压极限承载力高于同等条件下的异型管桩、普通管桩、钻孔灌注桩。几种桩承载力大小关系为Q_(异性复合桩)>Q_(异性桩)>Q_(普通管桩>钻孔灌注桩)。

水泥搅拌桩单桩及复合地基承载力特性分析

针对软土地基的特点,采用水泥搅拌桩复合地基对路段进行处理,以减少工后沉降、提高地基承载力。以莆田市涵江区火车站站前道路建设项目为依托,分析水泥搅拌桩布置间距、桩径、桩长、水泥土强度等因素对单桩及复合地基承载力特征值与路基沉降的影响,以达到合理优化设计参数、在实际工程中节约成本的目的。