Vertical bearing capacity of pile based on load transfer model

The load transfer analytical method is applied to study the bearing mechanism of piles with vertical load in this paper. According to the different hardening rules of soil or rock around the pile shaft, such as work-softening, ideal elasto-plastic and work-hardening, a universal tri-linear load transfer model is suggested for the development of side and tip resistance by various types of soil (rock) with the consideration of sediment at the bottom of the pile. Based on the model, a formula is derived for the relationship between the settlement and load on the pile top to determine the vertical bearing capacity, taking into account such factors as the characteristics of the stratum, the side resistance along the shaft, and tip resistance under the pile tip. A close agreement of the calculated results with the measured data from a field test pile lends confidence to the future application of the present approach in engineering practice.

局部冲刷下砂土中桩-盘复合基础H-T联合承载特性

海上风机基础工作时既承受复杂组合荷载作用,也受波流冲刷影响。单桩-摩擦盘复合基础同时结合了单桩与重力式基础的特点,摩擦盘还可起防冲板作用。为探讨砂土地基中H-T联合作用时局部冲刷对这种复合基础承载特性的影响,首先基于室内水槽试验装置,完成了一系列模型载荷试验;获得了冲刷前后桩-盘复合基础的荷载-位移曲线,经无量纲化处理与曲线拟合,获得H-T联合受荷桩-盘复合基础的承载包络线及其简化计算公式。然后,采用有限元细化分析了主要冲刷参数(冲刷深度、冲刷宽度、冲刷角度)及加载点高度对复合基础承载特性的影响,结果表明:冲刷坑的存在使复合基础的横向及扭转抗力明显降低,削弱程度分别可达25%及45%;进一步分析表明,桩身弯矩值随加载点高度的增加而显著增大,随预加扭矩的增加呈下降趋势;局部冲刷会明显削弱复合基础的承载力,同时H-T联合作用时相应的承载力包络线向内发生不同程度的收缩;其中,冲刷深度的影响最大,对横向抗力与扭转抗力的削弱程度分别可达约35%及60%,冲刷角度次之,冲刷宽度的影响最小;此外,不同加载路径下桩-盘复合基础承载力包络线呈现一定程度的差异。

穿越溶洞桥梁桩基嵌岩深度计算方法研究

为准确计算岩溶区桥梁桩基嵌岩深度,依托莆炎高速公路岩溶区桥梁桩基工程,分别考虑桩基竖向极限承载力、桩身稳定性和桥梁全寿命周期内溶洞溶蚀量,提出3种穿越溶洞桥梁桩基嵌岩深度计算方法,并验证3种方法的可靠性。选取34根代表性桩基对比嵌岩深度设计值与所提方法计算值,并选取1根试桩对比规范值与所提方法计算值。结果表明:34根代表性桩基中,1根桩基的嵌岩深度设计值小于考虑全寿命周期内溶洞溶蚀量的嵌岩深度计算值,占比2.9%;10根桩基的嵌岩深度设计值同时满足竖向极限承载力、桩身稳定性和桥梁全寿命周期内溶洞溶蚀量要求,且安全储备合理,占比29.5%;23根桩基存在安全储备较高问题,占比67.6%,其中14.7%的桩基嵌岩深度设计安全储备高达5倍。各规范关于桩基嵌岩深度的取值差异较大,为确保桥梁桩基承载安全,同时降低施工难度和成本,建议设计穿越溶洞桥梁桩基的合理嵌岩深度时,充分考虑桥梁全寿命周期内溶洞溶蚀量。

南宁盆地特殊地层静压随钻跟管桩适应性及单桩承载力特性研究

为了研究静压随钻跟管桩在南宁盆地特殊地层的适应性及单桩承载特性,对现场4根直径800mm的静压随钻跟管桩进行静载及低应变反射波法试验。研究结果表明:各地层中的试验桩承载力均能满足设计要求且均属于Ⅰ类桩,桩身回弹率较高,说明各试验桩仍具有较大的承载潜力;未进行破坏性试验时各地层中单桩承载力综合增强系数均大于1.00,以经验公式确定静压随钻跟管桩的单桩竖向承载力时应乘以相应的增强系数。基于以上研究,将静压随钻跟管桩工艺应用于实际工程,经验收检测表明,各项目受检基桩的桩身质量完好,承载力均满足设计要求,且仍具有一定的承载力富余量,良好的实际工程应用效果表明该工艺具有良好的适用性以及较高的推广使用价值。

高原山区微型群桩基础承载特征及竖向-水平联合荷载研究

为探究高原山区微型群桩基础的承载特性以及水平、竖向荷载耦合作用(V-H联合荷载)的影响,揭示联合荷载相互作用规律,在高原山区微型群桩基础现场试验的基础上,采用FLAC 3D对三种单一荷载情况进行数值反演,并对不同荷载比例下微型群桩基础的V-H联合加载进行模拟。结果表明:①抗压和抗水平试验中,承台效应明显,荷载-位移曲线为“缓变型”;抗拔试验中,曲线为“陡变型”。②联合荷载下,施加水平荷载会削弱桩基竖向承载能力,水平荷载比例较大时,桩身抵抗力矩和桩侧极限摩阻力增大,荷载-上拔位移曲线突变点消失;在竖向荷载的影响下,存在临界荷载比n,下压-水平联合荷载中n 1=3.9,上拔-水平联合荷载中n 2=0.76,荷载比>n时,桩基水平承载力被削弱,<n时,桩基水平承载力提高。③联合荷载下,水平承载力与荷载比的倒数呈四次函数关系,竖向承载力与荷载比的倒数呈二次函数关系;联合荷载下的屈服包络线与单向极限荷载垂线所围空间分为“破坏区”与“安全区”,有别于单向加载的桩基承载特征,且桩基存在一个最优解,使各方向承载力均能得到充分发挥。

粮食筒仓群桩基础竖向承载变形特性数值模拟分析

粮食筒仓建设场地为原有海域经人工回填整平而成,极易引起沉降,为保证筒仓的安全性和稳定性,利用ABAQUS有限元分析软件,建立三维有限元计算模型,分析不同阶段荷载和邻仓对筒仓群桩基础竖向承载变形特性的影响。分析结果表明:群桩基础竖向承载变形不均匀分布受上部荷载影响较大。施工完成阶段,结构自重荷载主要作用于外边缘,边桩竖向承载变形较大,最小和最大沉降量分别为0.551 mm和0.959 mm;服役阶段,满仓荷载分布较为均匀,中心桩竖向承载变形较大,最小和最大沉降量分别为1.271 mm和2.335 mm。群桩基础竖向承载变形受邻仓影响较大。对群桩竖向承载变形的影响随距离的增加而减小,沉降量随邻仓数量的增加而增大;邻仓位置分布的不对称,导致沉降差异增大。

劲性复合桩桩筏基础竖向承载性能研究

为研究劲性复合桩桩筏基础的承载特性,采用ABAQUS三维有限元软件对劲性复合桩桩筏基础在竖向荷载作用下的响应规律进行分析。考虑在不同桩长、桩数、筏板厚度以及芯桩直径的影响因素下其荷载-沉降曲线的变化规律,并将荷载沉降进行归一化处理。结果表明在一定荷载范围内,角桩首先承受较大荷载,而随荷载的不断增加,中心桩则会分担更多的荷载;桩长一定的条件下,桩筏基础的位移随芯桩直径的增大而减小,而当芯桩直径一定时,沉降会随桩长的增加而减小;筏板厚度也会对桩筏系统的竖向承载性能产生一定的影响,分析表明筏板厚度处于1~1.5d时为最佳。研究为工程实际应用以及对劲性复合桩桩筏基础的推广提供参考。

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。

单桩水平静载试验在万州体育中心工程中的应用

对万州体育中心工程的3根机械冲孔灌注桩进行单桩水平静载试验,在桩身强度和水平位移两种控制工况下,确定其单桩水平承载力特征值、水平极限承载力,并推定地基土抗力系数的比例系数m值。试验结果验证了特殊地质条件下的桩基施工工艺,给出了桩基水平承载力与位移的计算参数,并为类似桩基工程的设计与施工提供了基础试验数据。

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。

单桩静载试验中钢筋连接新技术分析

将钢筋连接工艺应用到单桩竖向抗拔静载试验中,代替传统的焊接连接方法,以期达到快速、安全、方便、节约成本的目的。本研究为该思路的初步尝试,针对小吨位的常见空心预制桩抗拔试验,加工了一套装置。该装置利用预制桩孔洞内的灌芯钢筋提供上拔力的特点,利用锚具卡扣装置,将钢筋和装置进行连接。在上海松江区某项目开展了现场试验,整个组装过程无需焊接,试验结束拆解装置后可重新利用,为同行提供参考。

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。

宝鸡峡漆水河渡槽钻孔灌注桩承载力检测试验

宝鸡峡灌区漆水河渡槽工程对基桩承载力检测试验综合采用了静载法和高应变法,通过两种检测法验证了单桩极限承载力满足设计要求,并对两种检测方法的优缺点、准确性和可靠性进行了对比分析。在进行工程基桩检测时合理进行二者选择、结合,才能满足工程需求,也为类似工程基桩承载力检测提供了参考。

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。

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。

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。

某变电站灌注桩承载特性研究

为研究钻孔灌注桩承载特性以及工程适用性,本文依托某变电站项目,开展了钻孔灌注桩试桩竖向抗压静载试验和桩身应力监测,分析了竖向荷载作用下桩身沉降规律和内力分布特征。结果表明,随着竖向荷载的增加,试桩沉降逐渐增大,曲线斜率逐渐增加,Q-S曲线未出现明显的陡降段。试桩最大沉降为15.62mm,竖向抗压承载力均大于4800kN。本次试验的3根试桩均未达到极限破坏状态,桩端阻力还未达到限值,而桩侧摩阻力发挥较为充分。

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。

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。

嵌岩桩竖向承载性能试验研究进展

随着城市规模的不断扩大,高层、超高层建筑物及大型桥梁的建设需求,桩基础逐渐向大直径、深埋深的方向发展。嵌岩桩是目前城市建设中经常遇到的桩型,有效确定嵌岩桩的竖向承载力并厘清其竖向荷载传递机制,是实现嵌岩桩安全、可靠使用的前提和保障。充分掌握嵌岩桩承载性能的前提是明确基桩的竖向承载力特征值,从宏观上得到基桩的荷载传递性状、桩-土-岩相互作用规律及桩受荷后的破坏模式。掌握嵌岩桩的破坏模式和荷载传递规律对深入认识嵌岩桩承载性能具有重要的意义。为此,从嵌岩桩的荷载传递规律、破坏模式、承载特性和影响承载特性的主要因素等4个方面对嵌岩桩承载性能的研究现状进行梳理,归纳和评述了嵌岩桩荷载传递特性及破坏特征的最新研究进展,总结了嵌岩桩承载性能现场试验和室内试验的研究进程,详细分析了影响嵌岩桩竖向承载性能的主要因素,讨论了现阶段嵌岩桩承载性能研究工作的不足之处,并针对研究的不完备提出相应的建议和研究方向。