西安地区PHC管桩上浮问题初探及预防

在西安地区,随着预应力高强混凝土管桩（PHC）在工程中的广泛应用,施工中出现的质量问题也逐渐增多。个别工程项目甚至出现了在南方饱和软土地区常见的因桩身上浮导致单桩承载力大幅降低的工程病害。结合西安地区东郊某静压管桩（PHC）工程的特点,分析并阐述了挤土效应和桩身卸压回弹造成饱和黄土场地静压PHC管桩出现场地隆起、桩身上浮形成“吊脚桩”的原因和机理,并据此提出了针对饱和黄土场地管桩施工所应注意的关键环节和预防措施。     

饱和软土地基中PHC群桩贯入过程的能量耗散模型

软土地基中群桩稳定性分析是岩土工程的难点之一.通过对饱和软土地基中群桩贯入全过程的力学分析, 结合群桩效应与工作性能, 根据功能平衡原理, 建立了贯入过程中附加应力(含超静孔隙水压力)引起的耗散能量与外力做功、弹性势能三者的平衡关系; 同时, 针对饱和软土地基中高预应力管桩(PHC)的排土特性, 结合现行桩基规范, 分别给出了超静孔隙水压力势能、挤土耗散能、重力做功、超静孔隙水压力做功、摩擦耗能、土体弹性势能等的定量表达, 构建了PHC群桩贯入过程的能量耗散模型; 在此基础上, 导出了局部能量安全系数与整体能量安全系数.将上述模型应用于某工程PHC群桩基础的稳定性分析中, 并与数值模拟结果对比, 验证了该模型的合理可靠性, 对饱和软基中PHC群桩稳定性状态的判别具有一定指导意义.      

海相软土对刚性桩复合地基的影响机理分析

海相软土特性对刚性桩复合地基形成有很大影响,但其影响机理尚不够清晰,工程实践中常被工程相关人员所忽略,造成大量的工程质量问题。依托多个近年来典型工程实例的综合分析、研究成果,主要研究了海相软土的固结沉降、结构性、低渗透性等特性对刚性桩复合地基的影响机理。结合多个工程事故实例的计算分析及现场实测数据,佐证了研究成果的合理性。研究结果认为,海相软土地区刚性桩复合地基应用时,必须充分考虑海相软土固结沉降、高灵敏度、挤土施工扰动等特性的影响,并经现场试验性施工,明确处理效果后方可实施,否则不应直接采用。由于桩端持力层不同,固结沉降引起两种典型复合地基破坏模式:如果桩端悬浮在软土层中,桩端将发生显著的向下刺入变形,桩间土发生塑性变形;如果桩端落在硬土层上,桩体将先发生强度破坏,然后桩间土破坏;宏观上则表现为复合地基沉降长期不收敛甚至出现加速下沉。因挤土施工扰动影响,被基桩挤排的海相软土可视为流体,利用流体总是向最小阻力路径流动的性质,分为三种不同排土路径:沿桩侧塑性区向上排土、沿场地内整体向上排土、沿场地周边薄弱处侧向排土。由于桩间海相软土地基承载力很低,在上部荷载作用下应保证有足够的土拱高度。提出了海相软土地区刚性桩复合地基工程实践中的应对措施及建议。     

基于一维和三维固结挤土桩沉降时效计算分析

饱和软黏土地基中的挤土桩,施工引起的桩侧土体超孔隙水压力消散和竖向荷载引起的桩底土体固结是导致其沉降的主要因素。基于三维固结理论,研究了桩侧地基土再固结沉降的变化规律,并从桩-土相互作用的原理出发,结合边界条件,推导出了在桩侧地基土再固结沉降的作用下挤土桩沉降的计算公式。运用太沙基一维固结理论并采用分层总和法计算竖向荷载作用下桩底土体的沉降。提出了饱和软土中挤土桩沉降时效的计算方法。并对工程实例进行了计算分析,其结果符合工程实际沉降规律。     

基于超静孔压消散的静压桩极限承载力研究

预制桩承载力的时间效应是岩土工程中一个重要的课题。基于饱和软土中静压桩单桩引起的三维超静孔隙水压力的消散和桩周土的固结,考虑桩土接触面的破坏形式,获得了估算考虑时间效应的单桩极限承载力的解析解。分析表明,在饱和软土中静压预制桩单桩在50 d时的极限承载力可达到最终极限承载力的70 %左右。最后,通过2个工程实例验证了该方法的可行性。     

应力释放孔法保护静压桩施工周边环境的应用实例

静压桩具有诸多优点而被广泛使用，但其对周边环境的挤土效应一直是施工中要注意甚至特别处理的问题，介绍一工程实例，采用施工应力释放孔措施解决挤土效应获得成功。     

基于修正剑桥模型的挤密桩挤土效应分析

将挤密桩挤土过程视作沿桩长不变的一系列点位形成的球形孔扩张过程,把扩张过程中的桩周土体分为3个区域：流动破坏区、塑性变形区、弹性变形区。应用圆孔扩张理论,结合修正剑桥模型推导出了球孔扩张引起的土体应力、位移分布解析解。结果表明,挤密桩塑性区半径为桩半径的2.92倍,与试验结果基本吻合,验证了该分析方法的可行性。其结果可为挤密桩挤土效应的研究提供一种新的思路。     

挤扩支盘桩抗拔承载力的有限元分析

挤扩支盘桩是近年来发展起来的一种新桩型,具有广阔的工程应用前景.运用ANSYS有限元软件,建立了广州软土中挤扩支盘桩二维桩土模型,探讨了上拔荷载作用下桩身荷载传递规律和支盘承载特性,并分析了支盘大小、数量、间距和桩、土材料参数等因素对支盘桩抗拔承载力的影响.进一步揭示了挤扩支盘桩单桩抗拔承载机理,可为该类桩的设计和施工提供参考.     

PHC静压桩施工监测和信息化施工

静力压桩在工程中的使用越来越广泛,特别是在饱和软粘土地区,伴随压桩产生的挤土效应和超孔隙水压力会对周边环境产生一定的影响.本文结合某具体压桩工程的施工,指出了在工程中应该采取的防护措施,以及因地制宜采取合理压桩顺序的重要性.     

开口管桩压入法沉桩土塞效应机理分析

文章基于柱孔扩张理论依据沉桩过程引起大变形的机理得到了管桩挤土过程中塑性区半径解析表达式,分析了开口管桩静力压桩产生的应力场与位移场.分析了由于土塞存在导致的土塞效应对应力场与位移场的影响.