循环荷载作用下基桩模型试验设备的开发

近年来,随着我国工程建设的高速发展,高、大、深、重建(构)筑物大量兴建,桩基础常受到循环荷载的作用,基桩模型试验设备的开发无疑具有重要的研究与应用价值。在借鉴国内外基桩沉降试验经验的基础上,本文采用较大尺寸的圆筒试验钢槽,综合集成了有关加载、量测装置,设计开发了一套可以反映循环荷载作用下基桩承载性状特性的模型试验装置。典型试验数据表明,该试验设备的循环加载曲线稳定,量测数据精度较高,能够较好地反映循环荷载作用下基桩的承载性状特性。     

基于改进荷载传递法计算降水引起的基桩沉降

现有研究采用荷载传递法时均未计算桩体自重,若直接应用于国内软土地区超长桩基的沉降计算,其精度难以满足高速铁路线下工程严格的沉降控制要求。基于佐藤?悟双折线模型提出侧阻荷载传递函数的假定模式,引入桩体自重并对荷载传递法的基本微分方程进行修正和求解,结合降水引起的桩周土体沉降计算和基于端阻弹性模型的桩端土体沉降计算,获得地下水位变化诱发的基桩沉降计算方法;采用理论推导的基桩沉降解析解,并借助嵌入荷载传递函数的有限元方法,分别对单纯桩顶荷载作用和桩顶荷载与降水共同作用两种工况下的桩侧摩阻力、桩体轴力和基桩沉降进行算例对比分析;有限元计算因考虑了由桩体沉降产生的桩周土体附加竖向位移而与理论计算略有偏差,但两种方法计算结果的变化规律基本一致,验证了降水引起的基桩沉降理论计算公式的合理性及正确性。     

大面积无序堆土引起基桩沉降的研究

某大型建筑工程因出土条件发生变化,施工工序有所调整,需在已施工的基桩上大面积堆土。大面积堆土会引起群体基桩的沉降,基槽开挖后基桩沉降离散性较大,最大基桩沉降高达670 mm,单体建筑物中基桩间沉降差最大极值高达510 mm,远超过规范计算值,沉降原因存在争议。采用有限元软件PLAXIS3D建立三维数值模型并对基桩沉降综合分析,结果表明,在已施工完成桩基上方大面积堆土可引起基桩较大沉降,地表及桩顶最大沉降均位于堆土中心,沉降最大与最小的两基桩上部负摩阻力相差一倍;按区域分析,大面积无序堆土引起基桩整体沉降趋势符合软土地区的沉降规律;各基桩产生较大离散性主要因素包括堆土厚度、堆土面积、堆土时间、排水条件、桩穿越土层情况、桩端下卧层的土层情况等。本研究为类似工程积累了经验。     

管桩的竖向抗压承载力机理及沉降分析

根据管桩的竖向抗压承载力特性和受力状况,通过对预应力敞口管桩与闭口管桩的荷载-沉降试验,结合国内外专家对"土塞效应"的研究,对比分析了敞口管桩与闭口管桩的Q-S曲线形态,研究了两种桩的沉降特性,得出敞口管桩与闭口管桩的不同承载机理及沉降。     

关于对《建筑基桩检测技术规范》JGJ106第4.4.3条的修改建议

引言《建筑基桩检测技术规范》JGJ106-2003第4.4.3条,对单桩竖向抗压极限承载力统计值作了如下规定:(1)当极差不超过平均值的30%时,取其平均值为单桩竖向抗压极限承载力;(2)当极差超过平均值的30%时,应分析极     

复合桩基沉降的一种解析解

在双折线模型基础上推导单桩桩侧摩阻力的分布,以明德林(Mindlin)课题的弹性理论解求解桩底土体的沉降,推导了一系列单桩复合桩基沉降的解析表达式,计算结果可直接用于单桩分析..     

单桩沉降计算的荷载传递法讨论

在对现有的单桩沉降计算的荷载传递法进行了详细讨论的基础上，着重对荷载传递法在桩－土滑移、桩端沉降计算等问题处理上，提出了新的看法，并对荷载传递法进行了改进。     

用单桩沉降估算群桩沉降的计算方法

由于群桩沉降计算时参数的选取不易把握,而单桩沉降较易得到,找到一种用单桩沉降来代替群桩沉降的方法无疑会使得问题变得简单。单桩沉降由桩身压缩和桩端沉降组成。采用桩身线弹性的假定计算单桩桩身压缩,利用分层总和法计算单桩桩端沉降。同时在群桩沉降计算时考虑桩身压缩对沉降的贡献,并用承台下的平均附加应力乘以桩端荷载传递系数后作为桩端的附加应力。根据单桩和群桩沉降计算时的异同,提出了一种用单桩的沉降估算群桩沉降的方法,使得在群桩沉降计算时,参数选取较为容易,且计算较为简单。最后介绍了该方法在桥梁工程桩基础沉降计算中的应用。     

关于对《建筑基桩检测技术规范》JGJ106第4.4.3条的修改建议

引言《建筑基桩检测技术规范》JGJ106-2003第4.4.3条,对单桩竖向抗压极限承载力统计值作了如下规定:(1)当极差不超过平均值的30%时,取其平均值为单桩竖向抗压极限承载力;(2)当极差超过平均值的30%时,应分析极     

交通荷载下软土地基长期沉降的有限元法

软土地基在交通荷载作用下的长期沉降是决定软土地区交通设施耐久性的关键因素。为合理地预测该部分沉降,提出了一个适用于交通荷载长期作用下的饱和软土累积变形（残余体变和残余剪切变形）计算的经验公式。该模型采用一个反映排水条件的参数描述不同的排水条件对残余体变发展过程的影响。通过采用体变硬化模式,考虑部分排水条件对残余体积变形和残余剪切变形发展过程的影响。基于该经验模型,发展了有限元实用计算方法,编制了相应的程序ROAD2D。通过对实际边值问题的计算,验证了该模型和计算方法的合理性和有效性。分析结果表明,与部分排水路段相比,排水不畅的路段在交通荷载长期作用下将出现更大的地基沉降和侧向挤出,其变形模式更不利于路面的正常使用。     

人工挖孔扩底灌注桩计算实例

结合工程实例,计算单桩承载力和验算复合基桩。     

交通荷载作用下公路软土地基长期沉降的计算

合理预测公路软土地基在交通荷载作用下产生的长期沉降,对公路的设计有着重要的指导作用。基于以往试验规律的分析,提出了一个较为合理地描述软土在长期重复荷载作用下残余变形发展过程的经验模型。通过对上海软土的循环三轴试验的模拟,初步验证了模型的合理性。对于工程边值问题,首先,根据拟静力法将交通荷载视为长期重复作用的静分布力;其次,采用弹性层状体系理论计算交通荷载在地基中引起的附加动应力;最后,将提出的模型用于计算各土层的残余应变,并沿深度对应变积分得到沉降。以日本Saga机场公路为例,说明了公路软土地基沉降的简化计算方法的有效性。     

单桩沉降的半经验计算法

由单桩的沉降机理导出一种计算软土地基单桩沉降的半理论半经验方法,并根据实测资料的回归、拟合确定经验系数。通过与实测单桩沉降数据的比较,表明该方法的可行性。     

缺失硬壳层软土中沉降控制设计理论的应用

以宁波小港综合市场基础工程的方案选择为例，介绍了沉降控制设计理论在基础工程设计中的应用。沉降实测结果表明，沉降控制设计理论是合理的，在实践中是可行的，并能创造良好的经济效益。该工程基础设计为软土地区地表缺失硬壳层情况下的沉降控制设计理论应用提供了成功范例。     

基于传递函数法的超长单桩沉降计算

文章在分析超长桩的竖向抗压静载实测资料的基础上,应用传递函数法分析超长桩的荷载传递机理,计算桩身位移与轴力.对分层土中各层土的不同的物理力学特性,土参数随土层深度的变化,提出了不同的荷载传递函数,且与实测的数据相比较,两者结果基本一致.说明了该方法简单实用,适合于单桩的承载力与沉降计算.     

基于差异沉降和轴向刚度控制的竖向荷载作用下群桩基础优化分析

目前在群桩设计中仍大多数采用均匀等长布桩的方法,这种方法在基础受力、变形等方面存在较大的缺陷。考虑增大群桩轴向刚度和减小群桩基础差异沉降的条件下,将群桩基础位移函数与桩长优化函数相结合,在对基础采取行变换、平面变换的方式下,通过设置不同的桩长比值ξ、连接曲率值η设定不同布桩方案,分析不同方案下群桩基础轴向刚度比、差异沉降比的变化规律;并利用数值模拟法对所得优化结果的可靠性进行验证。此外,针对不同桩土刚度比、不同桩间距对群桩基础的轴向刚度比和差异沉降比进行了参数分析。研究结果表明：不同群桩基础优化变换方式、不同桩长对群桩基础优化结果会产生不同的影响;当优化目的是为增加群桩基础刚度时,应主要考虑行变换的优化方式,当优化目的是为减小基础差异沉降时,应主要考虑平面变换的优化方式;基础轴向刚度比随着桩土刚度比的增加而增大,随着桩间距的减小而增大;基础差异沉降比随着桩土刚度比的增加而减小,随着桩间距的减小而减小。     

路堤荷载下碎石桩复合地基沉降分析

基于路堤荷载下碎石桩复合地基的竖向与径向变形特征,采用更为合适的桩周竖向位移模式与径向位移模式,推导出桩侧摩阻力分布的解析解,然后通过典型单元体的受力分析,给出一种路堤荷载下碎石桩复合地基加固区压缩变形的分析计算方法。该方法不仅能反映出桩间土的相互作用和桩侧摩阻力分布存在中性点的特性,而且考虑了桩体鼓胀变形对复合地基沉降的影响。最后,结合工程实例的对比分析结果表明,本文方法计算结果相比复合模量法及不考虑桩体鼓胀变形的方法更接近实测值,表明了本文方法的合理与可行性。     

桩端下有软弱下卧层的群桩沉降分析

群桩沉降由桩身压缩和桩端沉降组成。本文采用桩身线弹性的假定计算单桩桩身压缩,用单桩的桩身压缩近似代替群桩桩身压缩,并用承台下的平均附加应力乘以桩端荷载传递系数后作为桩端的附加应力,推出了桩端下有软弱下卧层的群桩沉降计算方法,同时与其他计算方法和工程实测值进行了比较。     

基于现场载荷试验的单桩沉降简化计算

基于桩在竖向荷载作用下的桩轴力分布函数,分析了钻孔灌注桩在竖向荷载作用下的承载特性、桩身荷载传递规律、桩的截面轴力分布规律和桩侧阻力分布规律,其计算结果与实测结果较为一致。从单桩Q-s曲线入手,确定各级荷载下桩端平面以下地基土的变形特性曲线,利用该变形曲线可以方便地计算单桩沉降量,其计算结果与实测的单桩载荷试验曲线一致。利用轴力分布函数计算各级荷载下的桩身压缩量和桩端沉降量,进而获得单桩沉降量,其计算结果与按现场测试的轴力分布和侧阻力分布计算的单桩沉降量规律一致,计算结果偏小,能够满足工程要求。     

桩端沉降测量对试桩成果分析的意义

桩端沉降测量和试桩资料的分析结果表明,桩在传递上部荷载与地基土之间产生的应力应变过程,表现为桩的弹性杆件和地基土的弹—塑性变形特征。从而对受荷桩,尤其是长柱和超长桩的应力应变特征有了更切合实际的认识。