桩侧截面形式对扩底桩竖向抗压特性影响分析

针对常规楔形桩桩底进行注浆或夯扩施工形成的扩底楔形桩,具有单位材料利用率高、竖向桩侧摩阻力和桩端阻力较常规等截面桩高的技术优点。然而针对该新型桩竖向承载力提高幅度的定量试验研究相对较少。基于室内模型试验方法,开展两种桩周土(砂性土和黏性土)情况下扩底楔形桩竖向抗压承载力特性试验,测得桩顶荷载-沉降关系曲线,不同荷载等级下桩侧摩阻力、桩端阻力的分布规律及分担比;同时,开展等体积混凝土用量情况下的常规扩底桩的竖向抗压承载力特性试验作为对比分析。研究结果表明,试验条件下,砂性土中,等混凝土用量扩底楔形桩的极限承载力约为常规扩底桩的1.25倍;黏性土中扩底楔形桩和常规扩底桩的极限承载力比砂土中分别提高了11.1%和66.7%。     

砂土中不同管桩桩型承载性能的对比试验研究

通过室内模型试验研究砂土地层中不同成桩工艺管桩基础的竖向承载性能,对比分析随钻跟管桩与传统锤击法管桩、中掘法管桩在受力行为与荷载传递机理上的差异,并探讨管桩填芯对随钻跟管桩承载性能的影响。试验结果表明,在砂土地层中,随钻跟管桩的单桩极限承载力较中掘法管桩提高19%以上,由于文中模型试验锤击法管桩的挤土效应较小,故其承载力最低;桩侧注浆提高侧摩阻力的效果要好于挤土效应,中掘法管桩存在的桩端水泥土扩大头对侧摩阻力的发挥有增强作用;相同桩侧注浆条件下桩芯填芯有助于提高随钻跟管桩的极限承载力和侧摩阻力;3种管桩桩型均为端承摩擦桩,极限状态下中掘法管桩和随钻跟管桩的端阻力比约为29%,随钻跟管桩的端阻力比与现场足尺桩（桩径为1 m,桩长15 m）的高应变动力测试结果较为接近。     

钻孔灌注桩压浆后的承载性能研究

根据某大厦及邻近场地试桩的静载荷及桩身应力测试结果,对压浆后桩的承载性能进行了深入地分析。未压浆桩的荷载-沉降关系符合双曲线函数,而压浆后桩的荷载-沉降关系符合幂函数。在极限状态时桩端阻力占总荷载比例为6.4 %～ 18.4 %,桩侧阻力占总荷载比例为81.6 %～93.6 %,且随着桩顶荷载的增加,桩端阻力所占比例快速增长。根据极限承载力外推值, 桩侧、桩端压浆的极限承载力提高幅度为89.85 %～147.81 %, 桩端压浆的极限承载力提高幅度为30.08 %～81.78 %。根据灰色关联分析,无论哪种压浆工艺,起主要作用的是压浆总量,且桩端压浆的影响大于桩侧压浆。     

双层高岭黏土中沉桩特性模型试验

为了揭示黏土中静压沉桩的宏观力学特性,采用西澳大学的梁式离心机压桩系统,通过在双层高岭黏土中进行一系列1g重力场情况下的T-bar触探测试试验、静压沉桩试验、桩拉伸试验和压缩试验,对比分析了T-bar分别在均质软质黏土和双层黏土中随贯入深度变化测得的不排水剪切强度的特性;研究了桩体在贯入过程中沉桩阻力、桩端阻力以及桩侧摩阻力的发展规律;并对桩身径向总应力在沉桩过程中的变化规律进行了探讨;此外,还揭示了不同桩型沉桩终压力与桩承载力之间的关系。结果表明：在黏土中沉桩时,桩侧摩阻力在整个沉桩阻力中发挥主要的作用;对于同一土层而言,当桩超过土层分界面以下2D（D为桩径）范围后,桩端阻力并不受相邻土层性质的影响;随着压桩后时间的推移,桩侧摩阻力对承载力的时效影响较桩端阻力大。     

饱和软土中钻孔灌注桩竖向承载力时效分析

针对目前饱和软土中钻孔灌注桩竖向承载力时间效应研究不多的情况,结合现场试验对饱和软土钻孔灌注桩承载力时间效应机理进行了分析。结果表明：随着时间增长,桩周被扰动土的结构强度逐渐恢复,摩阻力逐渐增加,钻孔灌注桩竖向承载力呈现一定的时效性,但不宜扩大桩竖向承载力的时效作用,时间效应可对桩竖向极限承载力产生10 %以上的影响。     

后注浆灌注桩承载力试验及分析

结合某后注浆工程,通过竖向静载试验对比,分析注浆与未注浆的钻孔灌注桩承载力性能及沉降规律,给同类工程提供有益的参考。桩端后注浆不但提高桩端阻力,还使桩侧摩阻力提高,并降低桩的变形量。注浆压力是在一定范围内变化的值,最大注浆压力随时间增大。桩间距较小或布桩集中的桩基应做现场试验确定注浆参数。     

上海地区钻孔灌注桩的未来

根据对上海软土地区大型灌注桩承载力偏低的原因分析,叙述了沉淤对侧摩阻力的影响,提出了侧摩阻力能否充分发挥主要取决于桩端状态;比较了两种提高承载力的方法,指出了桩底压密注浆是软土地区灌注桩发展的必然趋势。     

钻孔灌注桩桩端沉渣对竖向承载力的影响

本文通过试桩的抗压载荷试验，桩侧阻力和端阻力的量测，高应变动测桩的竖向承载力等方法，讨论和分析了钻孔灌注桩桩端沉地桩承载力的影响，以期改进施工方法，减少桩端沉渣，提高桩的承载力。     

基于自平衡法的泥岩地基中大型灌注桩的承载特性分析

采用自平衡试桩法对龙华寺松花江特大桥1号墩的大型钻孔灌注桩进行了试验研究,得出单桩竖向抗压极限承载力〉53102kN,泥岩地层极限侧阻力可达336kPa。对两根试桩Q－S曲线、桩侧土层位移－摩阻力曲线、桩端荷载－桩端位移曲线及试桩受力－桩端阻力曲线形态和数值进行对比分析,发现成孔时间长,泥浆比重大,孔壁泥皮厚,会导致桩侧摩阻力降低,且侧阻力发挥所需的桩土间相对位移增大。     

挤土作用下Y型桩侧摩阻力分布模型研究

Y型沉管灌注桩是在传统圆形桩基础上通过改变截面形状以增大桩土接触面积、增加侧摩阻力进而增加承载力的一种新桩型。由于桩身截面的特殊性,在振动沉管的过程中Y型沉管灌注桩截面不同处对土有不同程度的挤压作用,其侧摩阻力分布性状比圆形桩复杂,若将Y型桩侧摩阻力看作沿桩身矩形分布、沿桩周均匀分布与实际不符,工程经验亦表明其不适。通过孔扩张理论与Y型截面的解析方程相结合,推导Y型桩侧摩阻力沿桩周及桩身的不均匀分布模型,同一截面最大侧摩阻力为最小侧摩阻力的1.24~1.75倍,同时分析外包圆半径R、模板弧度θ、桩长L对侧摩阻力的影响。将侧摩阻力沿Y型截面周边的9个区间积分,然后沿桩长积分,得到Y型桩总侧摩阻力,结合端阻力模型计算了Y型桩单桩极限承载力,与静载试验数据吻合。     

基于极限承载力试验的扩底抗拔桩承载特性数值模拟分析

基于天津于家堡南地下车库工程扩底桩抗拔极限承载力试验,结合数值模拟手段对扩底桩抗拔承载特性、破坏模式和受力机制开展了分析研究。计算分析表明,扩底桩（有效桩长19 m）相比等截面桩抗拔极限承载力提高约50%,材料增加仅8.5%,扩底桩扩大头周边土体提供的抗力显著提高了抗拔承载力;荷载较小时抗拔力主要由等截面段侧摩阻力提供,扩头段抗拔力占桩顶加载的比值随加载近似呈线性增加;扩底桩等截面段沿桩土界面先发生剪切破坏,扩头段周边土体后发生受压破坏,抗拔承载力达到极限;扩头段位于同一土层时,不同桩长扩头段提供的极限抗拔力相差不大,桩长越长,扩头段抗拔力贡献率越低;扩头段抗拔力主要由自重、扩头段法向力竖向分力和侧摩阻力组成,其中法向力竖向分量提供了扩头段的主要抗拔力,占扩头段总抗拔力约70%。     

钻孔灌注桩桩侧泥皮分布对桩承载性状影响研究

泥皮的存在会使灌注桩承载力降低,由于受施工工艺、方法以及现场条件影响,泥皮并不全部分布于整个桩壁四周,而是存在于部分区域。用折减桩土接触面参数的方法来模拟泥皮作用,对不同高度分布的泥皮进行数值方法模拟,分析不同泥皮分布高度对灌注桩的承载性状影响。计算结果表明,泥皮分布高度越高,荷载-沉降曲线越陡,拐点位置不断前移,当泥皮性状比α=0.8时,极限承载力损失约在5%~25%,当α=0.6时,极限承载力损失约在5%~50%。泥皮分布高度对桩侧摩阻力的影响与上部荷载作用下泥皮性质能够提供的极限摩阻力有关;有泥皮存在的部位,桩身轴力传递速率明显加快,泥皮分布高度越高,桩身轴力传递速率越快,且越向下部,泥皮分布高度对轴力的影响越大;泥皮分布越高,桩侧摩阻力就越容易达到极限摩阻力,导致泥皮分布越高,桩端阻力越大。     

砂卵石层上大直径扩底短墩竖向承载性状

根据同一场地砂卵石层中一组土的深层静载荷试验、一组纯摩擦桩和两组原型扩底墩的竖向承载力静载试验,分析了埋深在6.20～6.75 m处的扩底短墩的荷载传递性状。结果表明,可用直接试验法和间接试验法确定扩底墩的竖向承载力。以卵石层为持力层的S3试验墩的极限承载力为7 250 kN,其中端阻力达6 890 kN,占95 %;以砂层为持力层的S2墩的极限承载力为2 330 kN,端阻力占85 %。当墩顶仅沉降1.46 mm左右时,S3、S2墩侧摩阻力已充分发挥;在端阻力充分发挥时,S3、S2墩顶沉降则分别达92.64 mm和21.07 mm。直径相同时,扩底桩的竖向承载力远大于纯摩擦桩和直身墩。     

海洋工程中大直径管桩垂直水平荷载试验研究

通过海洋环境条件下大直径管桩的垂直和水平荷载试验,分析了管桩在垂直和水平荷载作用下的受力特点,得到了管桩的垂直极限承载力、侧摩阻力及端承力、轴向反力系数等结果,以及水平荷载作用下桩顶位移和转角关系、弯矩分布、土抗力、水平地基反力系数的比例系数和最大弯矩点等参数。试验结果表明：垂直荷载作用下,极限承载力可达12000kN,在沉桩过程中部分桩有一定程度的闭塞;大直径管桩能够抵抗水平荷载的作用,弹性长桩的受力性质主要受上部土层的影响。根据试验结果计算的水平地基抗力比例系数m值,对本工程及同类地质条件的桩基设计具有参考价值。     

软土地区填砂竹节桩抗压承载性能研究

软土地区土体工程性质较差,土体所能提供桩侧摩阻力和桩端阻力较小,预制桩桩身材料强度无法充分发挥。在预制桩压入土体过程中灌入砂石能够改善桩周土体性质,提高桩-土接触面摩擦性能,从而提高桩基的抗压极限承载力。为了研究填砂竹节桩的抗压承载性能,进行了一组现场静载试验和ABAQUS三维建模计算,通过对试验和计算结果的分析可以得出以下结论：软土地基中填砂竹节桩的抗压承载性能相比常规等截面管桩有了显著提高;填砂竹节桩桩身轴力在竹节节点处减少幅度较大,竹节节点能够提高桩侧承载性能;软土地基中填砂竹节桩桩侧承载性能相比常规等截面管桩有了显著提高,且侧阻增大系数为1.15～1.40。     

试桩测试方法对桩基承载特性的影响研究

吉利黄河公路特大桥施工了2根相同直径的试桩,分别采用锚桩法和自平衡试桩法进行静载荷测试。根据S2（自平衡试桩法,50 m）上段桩与S1（锚桩法,32 m）桩的平均摩阻力进行的对比,二者表现出相似的变化规律,均可采用双曲线模型很好的拟合,取趋于稳定的同一位移(12 mm)进行比较,在中密卵石层中平均负摩阻力约为平均正摩阻力的0.84倍。桩S1,S2的Q-S曲线均呈缓变型,在曲线前半段,两条曲线非常接近。在后半段,随着荷载增大,S1桩的下降速率明显大于S2桩,若取同一位移30 mm进行对比,S2的承载力为59.5×103 kN,S1的承载力为48×103 kN。S1的端阻力占总荷载的比例为22.46 %,为摩擦端承桩。S2端阻力占总荷载的比例只有3.59 %,桩顶沉降基本由桩身压缩引起,为摩擦桩。     

珊瑚砂地基中膨胀混凝土桩竖向受压承载性能研究

为研究珊瑚砂地基下膨胀混凝土桩竖向承载特性,开展了室内单桩竖向静载模型试验,分析了膨胀混凝土桩的单桩荷载-位移曲线以及轴力、桩侧摩阻力等沿桩长分布特性,与PLAXIS 3D软件数值模拟结果进行对比并探究了线膨胀率对承载特性的影响。结果表明：珊瑚砂中膨胀混凝土桩的荷载位移曲线呈现缓变型,在加载过程中,荷载主要由桩侧摩阻力承担,轴力随着深度的增加而减小,桩侧摩阻力随深度先增加后逐渐减小,随荷载的增加逐渐发挥作用。随着膨胀剂用量的增加,桩身线膨胀量逐渐增加,桩-土相互作用更加明显。添加25% HCSA型膨胀剂可提高近20%的极限承载力和56%的极限侧阻力,提高桩体线膨胀率可以有效提高桩的极限承载力和侧摩阻力。该研究可为珊瑚砂桩基工程设计提供参考。     

GRF基础承载机制试验研究

GRF基础是一种新型桩基础,首先开发应用于日本,与普通直桩相比,该基础不仅可以节约材料、降低成本,而且可以大幅度地提高承载力,具有广阔的应用前景。通过模型试验,分析了锚杆间距、锚杆长度以及锚杆数量对GRF基础承载力的影响,初步探讨了GRF基础的承载机制。得到以下结论：GRF基础的承载性状和直桩不同;锚杆不仅可以提高GRF基础的侧阻力,在一定程度上对端阻力也有增强作用;在相同的桩顶荷载作用下,GRF基础的位移远小于直桩的位移;与同体积的大直径桩相比,GRF基础可以大幅度地提高基础承载力、减少沉降;在一定的锚杆间距范围内,锚杆间距对极限承载力的影响较小,但对极限侧阻力影响较大;存在一个锚杆临界长度,当锚杆长度为临界值时,锚杆利用效果最佳;GRF基础的极限承载力随锚杆数量而变化,适当地增加锚杆数量,可以获得满意的承载力增量。     

后压浆钻孔灌注桩承载特性研究

以中铁西安中心超高层建筑为工程背景,采用后压浆钻孔灌注桩技术对该工程进行地基处理。工程中测试钻孔灌注桩压浆前、后单桩竖向抗压静载试验及桩身内力。采用建筑桩基技术规范、侧阻、端阻分项增强系数法、基于极限承载力增强系数法和只考虑桩端改善承载力5种方法进行了后压浆桩的桩基极限承载力计算。结果表明,后压浆后桩基极限承载力提高了24%,侧阻、端阻分项增强系数法和基于极限承载力增强系数法与现场实测最接近;建筑桩基技术规范与只考虑桩端承载力改善与现场实测结果相差较大,其计算值偏于安全保守。     

终止压桩力及承载力标准值实测方法探求

需要多大的压桩力才能将桩压入设计预定的标高,获得最大的单桩承载力,这是工程上最实际、最有价值的问题之一。本文通过静力压桩及静载试验求取适合于工程实际情况的终止压桩力与单桩极限承载力的关系,并通过钢弦式应力计在预应力管桩中的应用,论述了由测应力计频率到求取单桩极限侧阻力标准值及极限端阻力标准值的过程和原理。