建筑基础工程中常用的桩型及应用

一、常见桩类型 （一）摩擦型桩 1摩擦桩 外部荷载主要通过桩身侧表面与土层之间的摩擦阻力传递给周围的土层,桩端只承受部分荷载,一般不超过10％。如打在饱和软土地基和松砂地基中的桩。这类桩基的沉降较大,稳定时间也较长。2．端承摩擦桩在外部荷载作用下,桩的端阻力和侧摩阻力都同时发挥作用。如穿过软弱地层嵌入较坚实的硬黏土和砂、砾持力层的桩。     

软岩嵌岩长桩端阻力计算

根据对南京地区 2 8根软岩嵌岩桩原位测试资料的整理和分析 ,认为目前建筑规范中推荐的有关嵌岩桩端阻力计算公式不适用于软岩嵌岩桩 ,并在对软岩嵌岩长桩端阻力各影响因素分析的基础上 ,采用线性拟和的方法 ,给出软岩嵌岩桩偏于保守的极限端阻力计算公式     

建筑基础32程中常用的桩型及应用

一、常见桩类型（一）摩擦型桩1．摩擦桩外部荷载主要通过桩身侧表面与土层之间的摩擦阻力传递给周围的土层,桩端只承受部分荷载,一般不超过10％。如打在饱和软土地基和松砂地基中的桩。这类桩基的沉降较大,稳定时间也较长。2．端承摩擦桩在外部荷载作用下,桩的端阻力和侧摩阻力都同时发挥作用。如穿过软弱地层嵌人较坚实的硬粘土和砂、砾持力层的桩。这类桩的侧、端阻力所分担荷载的比例,与桩径、桩长、土层的摩擦系数以及持力层的承载力有关。     

层状地基中桩的轴向静载沉降特性

采用双折线荷载传递函数,根据桩在竖向静载下的荷载分布与传递规律,运用功的互等定律,导出了一组确定层状地基中桩的轴向荷载沉降曲线的解析简化递推算式,可根据桩侧介质的分布情况和桩的形状对桩进行沉降分析模拟,能较精确确定桩的轴向静载沉降曲线,同时推导了桩顶刚度系数的迭代公式,以此为基础可确定桩的承载力。结合运用实例进行了论证,说明了方法的有效性和正确性。     

单桩负摩阻力的双折线模型理论解

基于荷载传递函数的概念,提出了一种用双折线模型来计算桩负摩阻力的方法。根据单桩承载受力时桩侧土与桩尖土所处于不同的弹性和塑性状态,运用该双折线模型,建立桩身轴向力和桩土相对位移的微分方程,得出桩相对位移解式,再以此推导出桩轴向力、中性点位置和负摩阻力。     

闭合型地下连续墙基础竖向承载性能数值模拟

基于室内模型试验,就闭合型与单片地下连续墙基础在竖向承载性能上的差异进行了对比分析,并采用FLAC-3D软件进行数值分析来丰富室内模型试验,探讨了土体变形模量、密度、内聚力以及内摩擦角对闭合型地下连续墙竖向承载力的影响.结果表明:闭合型地下连续墙基础外侧摩阻力的发挥过程与单片地下连续墙基础大致相同,但由于土芯的存在,其内侧摩擦阻力发挥机理更复杂;闭合型与单片地下连续墙基础均可视为端承摩擦型基础;随着墙周土变形模量的增加,闭合型地下连续墙基础竖向位移显著减少,墙体轴力也减少;密度对闭合型地下连续墙基础沉降的影响不显著;内聚力对侧摩擦阻力的影响程度受地下连续墙和土体之间相对位移量的控制;只有闭合型地下连续墙基础的沉降量超过20 mm时,土体内摩擦角才对基础的竖向承载力有较大影响.     

上硬下软地层中h型桩与滑坡相互作用机理模型试验研究

组合式抗滑桩是加固大型滑坡的有效防护措施, 但上硬下软等复合地层中h型抗滑桩的加固机理仍有待深入研究。基于一套自主研发的上硬下软地层滑坡-h型抗滑桩物理模型试验装置, 综合应力应变监测、激光测距仪、高速相机与粒子图像测速(PIV)技术研究了上硬下软地层滑坡中h型桩的位移、内力响应规律与滑体变形破坏特征, 揭示了上硬下软地层条件下h型桩与滑坡相互作用机理。研究结果表明, 在坡顶荷载逐渐增加的条件下, h型桩加固的上硬下软地层滑坡的演化阶段可划分为蠕变阶段、匀速变形阶段、加速变形阶段和破坏阶段4个阶段。受连系梁影响, 前排桩与后排桩桩顶位移较小, 应变最大值出现在靠近滑面深度处; 后排桩弯矩呈"S"型分布, 前排桩弯矩呈三角形分布, 负弯矩最大值位于连系梁下方20 cm处。随着硬岩体积分数(φ_β)增加, 桩顶位移逐渐减小, 前、后排桩最大弯矩值也逐渐减小, 但硬岩体积分数超过60%后最大弯矩值变化幅度较小。当φ_β=20%和40%时, 后排桩土压力总体呈抛物线形式; 当φ_β=60%和80%时, 土压力总体呈反"S"型, 且滑面附近出现第二个土压力峰值; 前排桩土压力分布形式均为抛物线型。试验结果可为组合式抗滑桩加固机理研究和设计提供理论支撑。      

大同--运城高速公路某软基复合地基检测结果分析

以山西大运高速公路某段软基处理为例,从挤密碎石桩的加固机理和破坏方式入手,通过对软基复合地基的原位测试结果分析,得出碎石桩不但提高了地基的承载力,增加了桩间土的强度,减少了地基沉降,而且消除或减轻了地基的液化,使复合地基承载力达到了设计要求,特别是为以后在高速公路修筑中的软基处理提供了参考资料.     

冻土地基中锥管板条装配式基础抗拔承载性能试验研究

为了分析冻土地基中输电线路基础发生冻拔破坏的科学问题, 以锥管板条装配式基础为研究对象, 采用室内模型试验测试及分析的研究方法, 开展了不同环境温度下, 冻土地基的冻结试验和基础的上拔加载试验, 分析了地基温度场、位移场的分布特征以及基础抗拔承载力与温度之间的关系, 揭示出上拔荷载作用下冻土地基的破坏模式。研究结果表明: 冻结试验中, 模型基础的冻拔位移均小于周围地基土体的冻胀位移, 基础对地基土体的冻胀存在反约束作用, 距离基础越近, 约束作用越明显; 不同冻结环境温度下基础的上拔加载试验中, 抗拔极限承载力均随环境温度的降低近似呈线性增大, 增加速率接近1.8 kN/℃; 在冻结与上拔力双重作用下, 地基土体首先出现局部张拉破坏, 随着上拔荷载的不断增加, 地基土体逐渐由局部张拉破坏过渡为整体剪切破坏。研究成果可为这种形式的基础在冻土地基中的应用提供理论依据和实践经验。      

不同布锚方式对锚索抗滑桩受力与变形影响的物理模型试验研究

锚索抗滑桩是滑坡的主要支护结构之一。目前, 软硬相间地层条件下锚索抗滑桩的受力与变形特征尚缺乏系统研究。以软硬相间地层为地质背景, 基于自主研发的柔性测斜仪和自动加载系统, 构建了锚索抗滑桩加固滑坡物理模型试验系统, 开展了锚索抗滑桩加固滑坡的物理模型试验, 揭示了推力不断增加过程中抗滑桩、锚索和滑体的变形与受力特征, 对比研究了布锚方式对桩-锚受力与变形的影响规律, 通过数值模拟的方法分析了软硬相间地层对锚索抗滑桩的影响机理, 并以双锚点抗滑桩为例进行了理论分析。研究结果表明: ①在滑坡-锚索抗滑桩体系中, 桩身各点位移和滑体深部位移均随桩身深度的增加而减小, 滑体后部位移速率大于中部, 且滑体位移速率大于桩身位移速率; ②单锚点抗滑桩的桩-锚推力分担比经历了4个阶段的变化, 趋于稳定时桩-锚推力分担比约为9∶1, 锚索拉力作用下桩身弯矩呈"S"型分布, 正负弯矩非对称; ③锚固角度越大, 锚索拉力的增速越大, 不同锚固角度对桩身内力值的影响主要体现在受荷段; ④多锚点抗滑桩结构的锚索分担更多的推力, 与单锚点抗滑桩相比, 双锚点与三锚点抗滑桩的最大桩身弯矩分别减小了22.41%和40.55%;⑤与均质地层相比, 软硬相间地层中软、硬岩交界面处基岩应力发生突变, 不同软岩厚度比和桩底是否嵌入硬岩, 均对锚索拉力和桩-岩之间的相互作用有不同程度的影响; 其次, 双锚点抗滑桩内力的理论值与试验结果较为接近。本研究成果可为软硬相间地层中锚索抗滑桩加固滑坡工程的优化设计提供依据。      

A theoretical analysis of the bearing performance of vertically loaded large-diameter pipe pile groups

This paper aims to present a theoretical method to study the bearing performance of vertically loaded large-diameter pipe pile groups. The interactions between group piles result in different bearing performance of both a single pile and pile groups. Considering the pile group effect and the skin friction from both outer and inner soils, an analytical solution is developed to calculate the settlement and axial force in large-diameter pipe pile groups. The analytical solution was verified by centrifuge and field testing results. An extensive parametric analysis was performed to study the bearing performance of the pipe pile groups. The results reveal that the axial forces in group piles are not the same. The larger the distance from central pile, the larger the axial force. The axial force in the central pile is the smallest, while that in corner piles is the largest. The axial force on the top of the corner piles decreases while that in the central pile increases with increasing of pile spacing and decreasing of pile length. The axial force in side piles varies little with the variations of pile spacing, pile length, and shear modulus of the soil and is approximately equal to the average load shared by one pile. For a pile group, the larger the pile length is, the larger the influence radius is. As a result, the pile group effect is more apparent for a larger pile length. The settlement of pile groups decreases with increasing of the pile number in the group and the shear modulus of the underlying soil.     

水泥粉体深层喷射搅拌桩复合地基处理及其效果

水泥粉体深层喷射搅拌桩与干振碎石桩〔１〕、干振灰土桩等一样,也是处理松软地基土的一种有效方法。但与干振碎石桩等其他挤密型复合地基处理方法不同,水泥粉体深层喷射搅拌桩属于摩擦桩型。由于天然地基土对桩体的侧摩擦力和端阻力的共同作用,使复合地基的承载力大幅度提高。然而人们普遍认为,水泥粉体深层喷射搅拌桩法复合地基处理不能解决场地土的液化问题。本文通过工程实例和瑞雷波检测结果,证实了该方法处理的复合地基,除了承载力有较大幅度的提高外,地基土的抗液化能力也可以得到相应的加强。     

成层土中轴横受荷桩水平响应的非线性解

对于承受轴向荷载的水平受荷桩，以往研究大多基于线弹性或弹塑性水平荷载传递模型。为提升轴横受荷桩的计算设计水平，采用轴向荷载传递法计算桩身轴力，考虑桩身轴力引起的P-Δ效应，基于双曲线型水平荷载传递模型考虑桩-土体系变形的非线性特征，对成层土中轴横受荷桩的水平响应进行分析求解，得到了轴横荷载作用下桩身变形和内力的非线性有限差分解，并采用MATLAB语言编制了计算程序。使用模型试验算例与基于现场试验的有限元算例对非线性解的准确性进行对比验证，结果表明:计算结果与算例数据吻合良好，可靠性较高；采用不同荷载传递模型的计算结果在不同荷载水平下有所差异，在较大荷载水平下桩-土变形的非线性特点不容忽视。      

盾构施工对既有建(构)筑地基承载力影响及加固土体稳定性分析

针对目前盾构施工既有建（构）筑地基加固依靠经验,缺乏完善理论作为支撑的现象,有必要研究盾构掘进中、离开后既有建（构）筑地基承载力影响机理及加固后土体稳定性。为了解水泥土加固体的受剪工作状态,开展水泥土三轴试验,结果表明,当偏应力达到屈服之前,（σ₁-σ₃）-ε₁关系近似直线,应变很小,且加固体与未加固土抗剪强度相差甚远,稳定性分析时,不考虑加固体位移及其外侧未加固土对剪力的分担。盾构掘进中,其周围土体受到挤压产生的剪应力,扩散至桩侧形成附加正摩阻力,基桩承载力提高;盾构离开后土体卸荷,桩侧产生负摩阻力,基桩承载力降低。盾构施工中加固体上段内侧受被动或主动土压力,外侧及下段受静止土压力,土压力差产生剪应力,潜在滑动界面产生拉、压应力,并导出加固后土体复合滑动面安全系数公式,通过工程实例验算加固体强度及加固后土体的稳定性。      

Dynamic response of a slope reinforced by double-row antisliding piles and pre-stressed anchor cables

Large-scale shaking table tests were conducted to study the dynamic response of a slope reinforced by double-row anti-sliding piles and prestressed anchor cables. The test results show that the reinforcement suppressed the acceleration amplification effectively. The axial force time histories are decomposed into a baseline part and a vibration part in this study. The baseline part of axial force well revealed the seismic slope stability, the peak vibration values of axial force of the anchor cables changed significantly in different area of the slope under seismic excitations. The peak lateral earth pressure acting on the back of the anti-sliding pile located at the slope toe was much larger than that acting on the back of the anti-sliding pile located at the slope waist. The test results indicate an obvious load sharing ratio difference between these two anti-slide piles, the load sharing ratio between the two anti-sliding piles located at the slope toe and the slope waist varied mainly in a range of 2-5. The anti-slide pile at the slope waist suppressed the horizontal displacement of the slope surface.     

基于“三段法”的锚拉桩桩身内力计算方法与应用

针对抗滑桩常因地质条件、地形地貌等原因导致受荷段底面与嵌固段顶面不在同一水平面的情况,将此段划为次受荷段,并推导了次受荷段桩后设计荷载大小计算公式和荷载分布公式,以及在弹性地基梁和悬臂梁模型下的适用于悬臂桩和锚索桩内力与挠度计算通用公式。以巴东县焦家湾移民安置点库岸防护工程预应力锚索桩为例,研究次受荷段对抗滑桩内力和挠度影响。结果表明:忽略次受荷段后土压力作用的传统计算方法会使桩身弯矩计算结果偏小,导致桩身配筋量不足,存在设计安全隐患。再以锚索排数、位置为控制变量,研究其对预应力锚索桩内力和挠度的影响,提出预应力锚索可有效地降低抗滑桩工程造价;增加预应力锚索的排数有利于调节抗滑桩内力分布,设计时应优先考虑将锚索设置为多排锚索。      

Theoretical Analysis of Bearing Capacity of Shallowly Embeded Rectangular Footing of Marine Structures

In this paper, the finite element analysis software ABAQUS is used to analyze the ultimate bearing capacity of three-dimensional rectangular footing of marine structures. The deformation law and the failure mode of homogeneous seabed soil beneath the rectangular footing are analyzed in detail. According to the equivalent plastic strain of soil under rectangular footing, an allowable velocity field of homogeneous seabed soil is reasonably constructed. Based on the plastic limit analysis theory of soil mass and by using the Mohr-Coulomb yield criterion, an upper bound solution of the ultimate bearing capacity of three-dimensional rectangular footing on general homogeneous seabed soil is derived, and a correction factor of ultimate bearing capacity of three-dimensional rectangular footing is given. To verify the rationality and applicability of this theoretical solution, some numerical solutions are achieved using the general-purpose FEM analysis package ABAQUS, and comparisons are made among the derived upper bound solution, the solution of Vesic, and the solution of Salgado et al. The results indicate that the upper bound solution of the three-dimensional shallowly embedded rectangular footing proposed in this paper is accurate in calculating the bearing capacity of homogeneous seabed soil. For undrained saturated clay foundation and sandy foundation with smaller internal friction angle, this upper bound solution can evaluate the ultimate bearing capacity of rectangular footing; with the gradual increase of the internal friction angle of the soil, the ultimate bearing capacity of the proposed upper bound solution is slightly higher than that of the rectangular footing.     

热-力耦合作用下能源群桩工作特性的数值模拟

为研究能源群桩工作特性,基于Abaqus有限元模拟,将换热稳定阶段的平均温度赋予桩体进行稳态热-力耦合计算,提出了能源群桩承载特性的简化分析方法,并通过与现场数据的对比分析,验证了该研究方法的可行性。结合算例,进一步利用该方法对纯力学荷载和热-力耦合作用下的能源群桩的承载特性进行了分析。结果表明:①群桩基础中能源桩分散对称分布的不均匀沉降要明显小于集中分布,而且分布形式对桩基结构响应特征影响较大;②桩基等刚度下,增大桩径和减小桩间距,群桩倾斜控制效果较好。研究成果可以为能源群桩的工程应用提供一定的参考。