一种新型的水上大口径钢管桩自平衡法试验*

介绍了新型自平衡法试验原理。应用该方法时,先将专用接头焊接在钢管桩自平衡点处随桩一起打入,测试时清除荷载箱接头上部泥土,将伸缩式荷载箱安装在接头处,从而实现钢管桩自平衡法加载。基于钢管桩新型自平衡法试验,对在上海市东海大桥海上风电场1.7 m的大直径钢管桩承载特性进行分析,成功获得了大口径钢管桩总承载力以及侧摩阻力与端阻力,取得了较好的测试效果和经济效益。     

大直径开口钢管桩竖向承载机理

大直径开口钢管桩因土塞形成闭塞效应以及挤土效应降低，其竖向承载机理远比预制混凝土打入桩复杂。以某港口工程大直径开口钢管桩试桩结果为基础，结合现行港口工程桩基规范，研究大直径开口钢管桩竖向承载机理，从受力和承载性状入手，分析大直径开口钢管桩桩径对闭塞效应、挤土效应降低对侧摩阻力、以及闭塞效应对桩端阻力的影响。     

分布式光纤在PHC试验桩承载力检测的应用

本文采用光纤传感器结合静载的试验方法检测PHC桩的桩基承载力,介绍了光纤传感器的技术原理及安装工艺,通过计算分析可以得到试验桩的轴力、侧摩阻力、端阻力等参数的变化;并可根据桩的受力特点指导桩基施工;亦可为沉桩工艺参数及桩长选择提供依据。该技术在为获取详细承载力参数的试桩阶段有较高的应用价值。     

海上钢管桩基础侧摩阻力研究分析

为研究钢管桩在竖向压力作用下的承载特性、变形规律及各土层摩阻力的分布和变化规律,基于码头工程的钢管桩静载试验,得到了入土深度不同的两根钢管桩在不同桩顶荷载作用下的变形和轴力分布规律。试验结果表明,对入土范围的钢管桩,轴力呈现出均匀、缓慢减小的趋势。通过对实测的轴力数据进行处理分析,得到了不同埋深土层的侧摩阻力分布规律。     

密实含砂碎石和卵石地层钢管桩沉桩试验研究

钢管桩是海洋工程最广泛采用的桩型,复杂地层条件下钢管桩沉桩施工往往具有较大的难度。依托实际工程,基于地层原位试验、沉桩模型试验、基桩可打性分析、现场足尺试验,开展密实含砂碎石和卵石地层钢管桩沉桩施工试验研究。结果表明：1）采用人工模拟地层进行模型试验,桩侧土摩阻力试验结果应适当提高。2）密实含砂碎石和卵石地层中钢管桩桩端闭塞系数可取0.7～1.0、桩侧单位面积摩阻力可取225 kPa、桩端单位面积阻力可取不低于13 MPa。3）密实含砂碎石和卵石地层中钢管桩振动和冲击法沉桩困难,为达到设计入土深度可能需要通过恰当的方法清除桩内部分土塞。     

应变测量在海上桩基静载试验中的应用

原位试验是获取桩基设计参数和了解桩基力学行为最客观、可靠的方法.在进行海上桩基静载试验时,通过预先设在钢管桩上的电阻应变片进行应变测量,获得桩身在各土层中应变的变化,从而获得桩身轴力的变化、分析桩-土间的荷载传递规律,测定各土层的桩侧摩阻力、桩端阻力和水平荷载作用下桩身弯矩的分布规律.     

高桩码头增加钢管桩沉桩入土深度的施工措施

在丹东港大东港区317~#高桩码头工程中,为增加钢管桩在卵石层中的入土深度,满足桩基嵌固长度要求,通过采用增加外箍的开口桩尖,有效缩减了沉桩过程中卵石层的侧摩阻力,入土深度增加2 m以上,侧模阻力在沉桩后30d逐渐恢复,满足桩基承载力要求。结果表明,增加外箍桩尖能够有效缩减施工过程中卵石的侧摩阻力,增加桩入土深度,满足嵌固长度要求。     

深厚黏土层中打入钢管桩抗压与抗拔承载特性研究

以湛江中科合资广东炼化一体化项目码头项目为工程背景,对深厚黏土层中2根钢管桩进行了竖向抗压、抗拔静载试验,并对试验过程中试桩的轴向反力系数和分层侧摩阻力进行了测试,分析了湛江地区深厚黏土层中对钢管桩的抗压抗拔承载力性状及桩侧阻力发挥特性。     

桩侧注浆对单桩竖向抗压承载力影响的试验研究

桩的承载力大小是确保桩基础经济、安全的关键参数,单桩承载力的的提高能有效降低工程成本。桩侧注浆可提高桩周土的物理性能,有效提高桩侧摩阻力和桩端阻力,在满足工程质量要求的前提下有效降低工程成本。本文结合一工程实例,通过钢管桩外侧有无注浆两种工况下静载荷试验结果对比,为注浆法提高单桩轴向抗压极限承载力的效果提供数据支撑,为桩侧注浆的应用推广提供参考。     

某港区大桥基础钢管桩的抗压承载性能检测试验分析

根据某港区大桥基础钢管桩的现场高应变动力检测试验和垂直抗压静载荷试验,在详细分析工程地质资料和采用CAPWAPC法试验结果的基础上,绘制钢管桩轴向抗压试验的荷载-沉降关系曲线,判定钢管桩基础的垂直极限承载力;绘制桩身轴力和桩侧摩阻力的分布曲线,分析钢管桩桩底的闭塞效应,给出闭塞效应系数的推荐值;通过桩基动态和静态试验结果的对比分析,综合评估钢管桩的完整性。     

湛江霞山港区深厚老沉积土地基钢管桩承载力试验分析

通过深厚老沉积土地区钢管桩的压桩试验、拔桩试验和桩身轴力试验,探讨了深厚老沉积土地区钢管桩压桩和拔桩的土阻力分布规律,得出如下结论:深厚老沉积土地区钢管桩压桩状态下侧阻力均值为76.79 MPa,比一般黏性土高27.5%~30.6%;老沉积土拔桩状态下的侧阻力值达到42.4~52.8 MPa;老沉积土拔桩侧阻力和压桩侧阻力的比值均值为0.84,比一般黏性土值要高5%;老沉积土压桩和拔桩侧阻力较为恒定,随着土层埋深和土层厚度的变化较小。这对深厚老沉积土地基中钢管桩的理论研究和工程应用具有指导作用。     

海上高频振动打桩的动侧摩阻力及可打性

结合港珠澳大桥东人工岛结合部非通航孔桥工程实例,对高频振动打桩过程中桩周土体动侧摩阻力及平均可打桩深度进行研究。基于振动锤工作原理、地质资料及施工资料,反分析得出动侧摩阻力折减系数η和标准贯入击数N呈对数关系变化,利用动侧摩阻力折减系数η计算了高频振动打桩施工过程中桩周土体的动侧摩阻力,建立了动侧摩阻力和桩体平均可打桩深度的计算式,计算结果误差最大为1.96%,与实际施工较吻合。     

板桩加固护岸桩身受力现场试验研究*

板桩侧摩阻力的大小和分布模式对板桩的沉降有较大影响,进而对板桩加固护岸结构的稳定产生影响,桩端至于相对硬土层的板桩护岸结构,对板桩沉降是一项重要研究内容。为了研究加固护岸板桩桩侧摩阻力的分布模式和大小,结合长湖申航道湖州段板桩加固护岸实体工程,通过在板桩预制过程中将钢筋应力计埋入板桩轴心处,完整测试了板桩在凝固硬化过程中钢筋应力计受力情况和护岸荷载施加过程中的板桩荷载传递机制,详细介绍了钢筋应力计的焊接及埋设方式。现场试验结果表明:混凝土凝固硬化过程对埋入板桩的钢筋应力计会产生较大的拉压应力并逐步趋于稳定;施工荷载对钢筋应力计受力的影响较大,在分析护岸荷载施加过程中板桩荷载传递机制时,需要对钢筋应力计进行重新标定;在护岸荷载作用下,桩身的上部轴力变化较大,而中部及下部轴力不仅变化较小而且轴力较大,即桩顶荷载易于向下传递;桩侧摩阻力在靠近桩顶附近得到了较大发挥,在距桩顶0.3 m范围内的桩侧摩阻力约占整个桩身摩阻力的40%;JGJ 94—2008《建筑桩基技术规范》推荐的极限桩侧摩阻力较大,实测最大值仅为推荐值的63.9%。     

软弱地层钢管桩嵌岩深度及侧阻力特性

对于软弱岩层中的打入桩,目前尚无公认的方法评估桩侧阻力。针对巴拿马Amador邮轮码头航站楼嵌岩钢管桩基础,开展了9组桩基动力测试,采用波动方程分析方法获取桩侧阻力。研究了地层中桩侧阻力分布规律、岩层中桩侧阻力与单轴抗压强度的关系。得出如下结论:1)侧阻力分布曲线均呈抛物线形式,可以明显区分出软黏土、粉质砂土、强风化岩、中风化岩4个地层。将曲线跌落后的部分定义为嵌岩段,据此得到桩A-4嵌岩深度为6 m、其他桩嵌岩深度为4 m,均满足设计最小嵌岩深度3 m的要求。2)岩层桩侧阻力-抗压强度(UCS)曲线均呈指数分布,而非线性分布。3)软弱岩层中,侧阻力起主导作用。同一UCS值,泥质粉砂岩中桩侧阻力明显大于玄武岩。4)随着UCS增大,岩体的自稳能力逐渐增强,摩擦系数逐渐转变为影响侧阻力的主导因素。UCS增大到一定数值后,桩侧阻力趋于稳定。5)获得了岩层桩侧阻力-抗压强度关系式,为估算场地岩层中桩侧阻力提供了依据。     

内河港口大直径嵌岩灌注桩试验研究

为了研究内河港口大直径嵌岩灌注桩在其荷载作用下的工作特性,结合重庆寸滩港三期工程中嵌岩桩布置特点,选取S1#、S2#桩进行原形试验,通过等效曲线转换对试验桩的受力机理及桩端阻力、桩侧土层和岩层摩阻力发挥过程进行分析;同时也利用室内模型试验进行受力机理研究。试验结果表明:桩侧土层摩阻力呈线性变化,桩土相对位移达8 mm时即能充分发挥作用;桩侧岩层摩阻力呈非线性,其最大值位置跟嵌岩部分岩层性质有很大关系,但一般处于岩层强度高且靠近桩端的位置。     

软土地基大直径超长钢管桩试验研究

通过对海南洋浦港软土地基中桩长74 m、桩径1.5 m的大直径超长钢管桩的高应变全程动测、压桩试验、拔桩试验和桩身轴力测试,探讨深厚入土地基层中大直径超长钢管桩工程性状和压桩及拔桩土侧阻力的分布规律,得出如下结论:1)同一土层侧阻力随着入土深度的增加而递增,一定深度后,其增幅减缓,趋向稳定;2)深厚软土地基中,大直径超长钢管桩拔桩和压桩侧阻力的比值为56.9%~75.0%;3)只有桩端位移达到1.1%~1.3%桩径时候,软土地基大直径超长钢管桩能充分发挥桩端土阻力,此时端阻力值约为承载力的19%。这对软土地基中的超长大直径超长钢管桩的理论研究和工程应用具有指导作用。     

东非珊瑚礁砾砂地区PHC桩静载荷试验研究

珊瑚礁砾砂层在肯尼亚、坦桑尼亚等东非国家普遍存在，且埋藏较浅。该地区某水工项目为高桩梁板式结构，采用PHC桩作为桩基础。通过对项目桩长45 m、桩径800 mm；桩长39 m、桩径1 000 mm的2根PHC试验桩进行沉桩规律总结，并对试验桩进行高应变测试、海上锚桩法压桩静载荷试验、拔桩试验和侧摩阻力试验，探讨了珊瑚礁砾砂岩层PHC桩基桩的持力层选择、压向/拔向侧阻力折减系数及与规范中的强风化软质岩侧阻力值对比，为该地区PHC桩沉桩施工及理论研究提供指导。     

坐底式辅助桩稳桩平台在风电工程中的应用

近年来海上风电工程在国内沿海得到大规模建设,风机的诸多基础型式中单桩基础因其工厂整体化制作,造价低,施工方便,无需海床准备,安装简便等优点,目前广泛的应用于我国海上风电场建设中。根据我国主要海上风电场统计,单桩基础占比达到65%以上。随着风机单机容量增大及建设水深增加,海上风电单桩基础采用的钢管桩直径也越来越大,长度也越来越长,钢管桩沉桩施工对海上沉桩船机的选择、沉桩稳桩定位方式比常规沉桩工艺提出更高的要求。文章结合汕头某风电项目桩基施工情况,阐述超大型单桩施工中坐底式辅助桩稳桩平台选用及施工注意事项,确保沉桩施工质量满足设计规范要求,为类似大型海上风电工程和测风塔工程中推广使用。     

对相关规范中有关钻孔桩泥浆性能规定的分析

泥浆性能直接影响钻孔桩的承载力和桩侧摩阻力。讨论分析了建筑和公路桥涵施工规范对泥浆材料和性能指标的规定,指出了泥浆材料和性能指标是与钻孔桩的施工工艺、桩的规格、土层条件以及设计桩侧摩阻力的要求密切相关。     

大直径超长嵌岩桩承载特性分析

大直径超长嵌岩桩在工程中应用广泛,但其荷载传递机理和承载能力特性的研究仍不够深入。针对现有现场试验研究和数值分析的不足,基于马来西亚槟城二桥工程,对大直径超长嵌岩桩承载特性进行数值模拟和现场试验研究。通过对比发现,有限元计算结果与自平衡法的实测数据有较好的吻合性,但由于土动摩阻和孔隙水压力影响,静动法测试结果比自平衡法大30%左右。大直径超长嵌岩桩侧摩阻力从上而下逐步发挥,且沿深度非线性分布现象明显。实际总的桩侧摩阻力占荷载90%,远小于桩土极限侧摩阻力。