冻土中单桩抗压承载力模型试验研究

以新疆地区某高压输电线建设项目为背景, 在室内进行了人工冻结条件下桩的静载荷模型试验. 试验研究在不同冻结温度下冻土中单桩竖向荷载下的承载力特性及其力学现状, 分析了包括桩的轴力、桩土冻结强度及其分布规律, 以及桩端阻力特性和桩头竖向位移与荷载的关系曲线等. 研究获得了桩的冻结力、单桩竖向承载力与温度的关系等, 可为未来西部冻土地区桩基的设计与施工提供参考依据.     

砂土中单桩抗拔极限承载力的计算

桩侧极限摩阻力是砂土中单桩抗拔极限承载力的主要组成部分,作为计算桩侧极限摩阻力的关键参数--土侧压力系数K的取值合理与否直接影响到单桩抗拔极限承载力计算的准确度。首先,基于密砂和松砂中的桩在上拔破坏时桩侧土压力分别呈被动和主动状态,同时考虑桩侧摩阻力和桩身表面粗糙度的影响,分别推导了不同相对密实度砂土中的土侧压力系数。然后,利用所得到的土侧压力系数并考虑桩侧单位摩阻力发挥的临界深度,按沿桩-土界面发生圆柱状剪切破坏模式建立了砂土中单桩抗拔极限承载力的计算方法。最后,利用该方法对已有的抗拔桩试验结果进行分析和比较,结果表明计算值与实测值吻合较好。     

钙质砂中单桩轴向抗拔模型试验研究

针对取自南沙群岛的钙质砂,通过室内模型试验对钙质砂中单桩轴向抗拔承载特性进行研究,讨论了地基相对密实度与桩基埋深对于其抗拔承载力的影响特征。结果表明,在一定范围内,增大地基相对密实度和埋深均能显著提高桩基的承载能力;降低相对密实度或埋深不仅会降低其承载能力,也会增加其在同级荷载下产生的变形;模型桩的桩身轴力从桩顶随深度增加而逐渐降低至0;相对密实度的增加不仅能提高极限桩侧摩阻力的大小,还会在一定程度上影响桩侧摩阻力的分布形式;0.1倍的桩径可以看作是模型桩出土破坏的临界位移量。     

五星形桩抗拔承载性能模型试验研究

五星形桩是一种新型的截面异形桩,是在圆桩基础上向内切割5个圆弧,形成截面类似五星形的一种桩型。利用自主研发的多功能桩基模型试验加载系统,砂雨法成桩,进行了4根五星形与圆形桩（周长最大化五星形桩F₁、周长面积比最大化五星形桩F₂、与F₂同截面周长的圆桩C₁、与F₂同截面面积的圆桩C₂）抗拔承载特性对比模型试验研究。试验结果表明:（1）五星形桩F₁与F₂的极限抗拔力基本相同,大圆桩C₁最大,小圆桩C₂最小。（2）大圆桩C₁的极限抗拔力是F₂的1.73倍,说明五星形截面形式对抗拔侧摩阻力产生了较明显的弱化。（3）小圆桩C₂的侧表面积是F₂的0.66倍,但其极限抗拔力是F₂的0.8倍,这进一步说明五星形截面形式对抗拔侧摩阻力有一定程度的弱化。但F₂的极限抗拔力是C₂的1.25倍,可见桩的截面形式由圆形转变为五星形可一定程度地提高抗拔承载能力。（4）抗拔侧摩阻力与上拔位移呈双曲线分布,仅需较小位移就可达到极值。     

单桩抗拔试验及成果分析

鉴于抗拔力系数λ_i经验取值跨度大,基于λ_i计算的抗拔力具有很强的经验性,通过与抗拔试验结果的对比,说明了单桩抗拔试验是确定单桩极限抗拔力最直观、最准确的方法。试验结果分析表明,抗拔力的影响因素不仅仅是桩侧摩阻力,还受桩身材料性质控制。     

等截面单桩抗拔承载性状试验研究

在基坑中对等截面单桩进行了抗拔静载试验，在桩身设置应变式钢筋计，成功测得桩身各截面的应变数据。分析试验所得数据，对试验抗拔桩抗拔系数的取值、侧摩阻力的发挥、混凝土桩身的开裂等进行了探讨，相应给出了抗拔桩的设计建议。     

中密风积沙地层金属装配式基础抗拔模型试验与承载力改进计算方法

金属装配式基础因施工方便与综合造价低而被越来越多地应用于风积沙地区输电线路基础工程。针对中密风积沙开展全模和半模抗拔模型试验,研究了不同深宽比下基础的上拔荷载-位移特性和抗拔破坏模式。结果表明,抗拔荷载-位移关系曲线随着基础深宽比λ变化而改变。当λ=1.0时,曲线呈缓变型;当λ=2.0～5.0时,曲线呈软化型。随着λ的增大,抗拔拔承载力随之增大。在加载过程中,地表以基础顶部为中心逐渐形成近似为圆形的隆起区域,隆起程度随着上拔位移增大而不断增加,最终形成整体破坏,此时滑动面贯穿地表;通过半模试验观测的上拔土体滑动面子午线可用直线方程近似描述,且抗拔角随着λ的增大而减小。根据上述试验结果,基于Veesaert滑动面摩擦强度理论和极限平衡原理,提出了金属装配式基础的抗拔承载力改进计算方法,计算结果相较于土重法和剪切法更接近试验值,且离散程度更小。     

微型桩单桩加固滑坡体的模型试验研究

通过开展滑坡基本参数试验和微型桩加固滑坡体的模型试验,研究微型桩单桩加固滑坡体的承载机理、受力情况及破坏模式。结果表明：微型桩可有效提高滑坡的稳定系数,采用微型桩加固滑坡后,可将滑坡的稳定系数由0.96提高至1.35;微型桩所受的滑坡推力呈上小下大的三角形分布,滑床抗力呈上大下小的三角形分布,且随加载量的增加合力作用点逐渐向滑面靠近;微型桩于滑面附近发生破坏,其破坏模式可判断为弯剪破坏。     

软土地区注浆成型螺纹桩抗拔承载力的计算

注浆成型螺纹桩采用后注浆技术形成桩侧螺纹,有利于在软土地区施工,目前已开始应用。基于螺纹桩上拔过程中螺牙附近土体的应力条件改变,采用摩尔应力圆分析螺牙附近破坏滑裂面的开展,得到了螺牙间距与螺牙突出尺寸的比值与滑裂面展开角之间的关系,给出了螺牙间土体从圆柱形滑裂面破坏向圆台形滑裂面破坏的判别条件。根据滑裂面的开展,将螺纹桩的抗拔承载力计算分为3种情况,采用极限平衡法得到了相应的螺纹桩抗拔承载力计算公式。最后,通过与有限元数值模拟以及实际工程算例对比,验证了文中方法的合理性。     

上覆土嵌岩扩底桩抗拔承载特性离心模型试验及计算方法研究

随着我国西部输电线路工程的快速发展,杆塔基础抗拔问题日益突出,岩体的破坏模式、极限抗拔承载力的计算方法都是目前亟待解决的关键问题。根据离心模型试验结果,分析了岩体破坏模式、荷载-位移曲线、桩身轴力分布和桩侧摩阻力曲线。基于试验结果对岩体破坏形状进行无量纲化处理并拟合,得到了统一的函数描述形式。在此基础上,利用极限平衡法推导出上覆土嵌岩扩底桩极限抗拔承载力的计算方法,并对该计算方法作了简化分析,将积分计算值和简化计算值分别与离心模型试验结果进行对比。研究结果表明:上覆土嵌岩扩底桩的软质岩破坏模式为喇叭型曲面,可用统一的幂函数形式进行描述。简化计算方法的结果与离心模型试验结果吻合良好,提出的新方法对西部山区杆塔基础的抗拔设计具有参考和应用价值。     

支承条件对单桩承载力影响的分析

对比5个工程14根不同桩长的试桩成果,发现同一场地、相同桩型的试桩,因为桩长、持力层不同,导致单桩承载力有较大差异,特别是支承在软粘性土持力层的承载力明显偏低。这种差异按现有规范和有关认识无法解释,说明对单桩承载机理的认识还不够深入、全面。举例对桩端支承条件、时间效应分别加以分析表明,当桩端持力层条件较差时,用动阻力（压桩力）或用A.S.Vesic的论述可以更好地解释摩擦单桩承载力明显偏低的现象。     

高压旋喷桩单桩承载力分析

高压喷射注浆于1968年首创于日本。我国于20世纪70年代初相继引进并开始研究高压喷射注浆技术。目前,高压旋喷工艺应用最为广泛,工艺技术最为成熟。对旋喷桩成桩质量及单桩承载力进行研究分析,为旋喷桩在地基与基础工程、水利水电工程、止水、加固工程中的应用提供设计参考依据。该试验在陕西省延安市某建成小区内选三个试验点,按不同旋喷桩施工工艺成桩,通过对桩身完整性检测、单桩承载力试验,分析旋喷桩成桩质量及单桩承载力。     

沉管灌注桩竖向承载力研究

以驻屿店市政府搬迁区某小区的一栋民用住宅楼基础沉管灌注桩试桩的静载试验数据结果为依托,通过现场静载试验数据结果来确定单桩极限承载力标准值以及承载力特征值,对比当前《建筑桩基技术规范》（JGJ94—2008）的计算值,提出了适合于驻马店地区沉管灌注桩设计的经验公式。该方法在保障安全、经济、适用的基础上可节约大量材料,同时也可为其他地区桩摹设计提供合理的参考经验依据。     

武汉某摩擦型灌注桩后注浆单桩竖向承载力试验研究

武汉市某项目典型二元结构地层,稳定砂层平均埋深约50 m,合理桩长范围内无较好持力层,灌注桩沉渣控制困难、成桩工效低。选择深度＞30 m的粉细砂夹粉质粘土层为桩端持力层,通过14根、2组不同桩径及桩长的试桩验证成桩工艺,对比2组试桩的承载特性,提出按规范经验参数取值的不足,以综合性价比和承载稳定性推选直径800 mm、桩长30 m的后注浆摩擦型灌注桩为工程桩参数,为桩基设计优化提供依据及类似工程提供参考。     

粉喷桩单桩载荷试验承载力的确定

在多项试桩资料的基础上,针对不同地基土质条件,提出用相对变形法确定邯郸地区粉喷桩单桩载荷试验承载力的方法,并建议了控制的相对变形值。     

钻孔灌注桩单桩竖向承载力判定方法在武汉某工程中的对比研究

钻孔灌注桩单桩竖向承载力R_a依据现有建筑基桩检测技术规范和桩基工程手册,由单桩竖向极限承载力Q_u或桩顶沉降量s确定。单桩竖向极限承载力Q_u的判定方法主要根据竖向荷载-沉降(Q-s)曲线、沉降-时间对数(s-lg t)曲线和沉降-竖向荷载对数(s-lgQ)曲线进行判断;桩顶沉降量s的取值根据桩基工程手册和设计要求确定。根据这四种方法判定时,钻孔灌注桩单桩竖向承载力R_a的判定结果存在分歧。依据建筑基桩检测技术规范和桩基工程手册,对四种方法判定出的不同单桩竖向承载力R_a,进行分析对比,提出利用(Q-s)和(s-lgt)曲线综合判断的方法,为以后类似钻孔灌注桩单桩竖向承载力的确定提供相关参考方法。     

挤扩支盘桩极限承载力的预测

用双曲线方法对110根挤扩支盘桩的极限承载力进行预测,并与直杆桩预测结果进行对比。结果表明由于支盘桩受力性状复杂,加载前期和中期预测精度较高,后期较低,误差超过15%;支盘桩的沉降曲线出现台阶时预测值与实测值误差较大;支盘桩极限承载力的预测精度与工程地质条件和桩本身的参数密切相关,桩身参数和地质条件相同条件下各桩预测精度比较接近。总体上直杆桩的预测结果优于支盘桩。     

模拟试验法确定桩基承载力

通过室内中型剪切摩擦试验确定桩与地层间的C、Φ值,依据莫尔—库仑准则确定桩侧摩阻力。桩侧法向应力采用桩土上部荷载引起的作用于桩身的侧向应力,桩端承载力通过室内三轴试验确定,两者之和即为单桩承载力。该方法用于肇源松花江大桥桩基承载力的测试,得出的桩承载力与实测值吻合较好,取得了预期的效果。     

泥浆护壁灌注桩桩底后压浆技术及其单桩竖向承载力的估算方法

通过国内近年来桩底后压浆的工程实例,介绍了泥浆护壁灌注桩后压浆技术的发展,分析了桩底后压浆技术适应的地质条件和有关技术参数,归纳出单村竖向承载力的估算方法,供初步设计时作为布桩依据。