池州长江公路大桥根式基础承载力试验研究

为了解根式基础主体结构及根键的承载能力,以池州长江公路大桥南岸引桥(36×30m预应力混凝土连续箱梁桥)为依托,针对S10号墩的根式基础开展静载试验。分别采用自平衡法和堆载法测定基础的极限承载力和桩身侧摩阻力,根据测得的各土层摩阻力计算根键所承担的荷载,并将试验结果与《根式基础技术规程》(DB34/T 2157-2014)中的简化公式计算结果进行对比。结果表明:自平衡法测得的单桩总承载力为28 146kN,其中根键承担5 265kN;堆载法测得的桩身侧摩阻力为15 200kN,其中根键承担4 895kN;根键承担了较大部分的承载力,能大幅提高基础的承载能力;试验测得的单桩总承载力、桩身侧摩阻力和根键承载力均远大于根据规范简化公式计算的值,计算结果偏于安全。     

根键式基桩竖向承载力自平衡法试验研究

根键式桩基础是一种新型的基础形式,其通过固结的根键来增加结构与土体的共同作用,以提高基础的承载力.为检验自平衡法在根键式基桩承载力测试中的适用性,以及进一步了解根键式基桩承载能力的性能,以某长江大桥试桩为背景,对1根根键式试桩和1根普通试桩竖向承载能力进行自平衡试验.试验结果显示:自平衡试桩法可用于检验根键式桩基础的施工工艺和成桩后的承载力;根键能提高基桩承载力和减小桩顶沉降.结合计算结果对根键式桩基础的设计和施工提出了建议.     

援马尔代夫中马友谊大桥深水基础设计

援马尔代夫中马友谊大桥主桥为(100+2×180+140+100+60)m混合梁V形支腿连续刚构桥。为适应桥址处特殊的珊瑚礁地质条件和恶劣的强涌浪深水海洋环境,主桥基础均采用高承台群桩基础。19号、23号主墩采用7根直径3.2～2.8m的变截面钻孔灌注桩,20～22号主墩采用7根直径3.6～3.2m的变截面钻孔灌注桩,桩基均按梅花形布置。19号主墩桩位处海床坡度较陡,选用高低桩方案,桩长98m和108m。23号主墩墩位地层中存在大型空洞,故该墩桩基穿过空洞区进入其下方稳定地层2倍桩径左右,桩长均为75m。20～22号主墩桩长分别为110,106,88m。各墩均设置六边形承台,承台厚度均为4.0m,承台顶面以上设置基座与V形支腿或主梁0号块相连。为提高单桩水平承载力,将钢护筒设计为永久结构,共同抵抗桩身弯矩。利用桩底后压浆处理提高桩基竖向承载力。     

设置裙边与桩的沉箱复合基础及承载性能研究

为研究一种底板周圈设置裙边、底板中部设置桩的新型沉箱复合基础的承载性能,尤其是裙边与桩对承载性能的影响机制,基于缩尺模型试验验证的FLAC3D接触面单元与桩结构单元数值分析方法,建立了琼州海峡跨海大桥西线实际地层中的沉箱复合基础三维数值模型,研究了裙边与桩的尺寸参数(裙边高度、桩长、桩径、桩数)和组合方式对沉箱复合基础竖向及水平向承载性能的影响。结果表明:裙边能约束箱底塑性区的开展与贯通,有效提高了沉箱的水平极限承载力,对底面尺寸125m×75m的沉箱基础,单独设置壁厚2m、高度6m的裙边后,设计荷载下裙边可分担47%的水平荷载和26%的竖向荷载;桩端落在相对较好持力层的桩可分担较多的竖向荷载,有效提高沉箱的竖向刚度、控制差异沉降,对底面尺寸125m×75m的沉箱基础,单独设置52根、直径2m、桩长72m、桩端进入4-2硬塑粉质黏土层的群桩基础后,设计荷载下群桩可分担67.8%的竖向荷载和37%的水平荷载;裙边与桩组合设置后,沉箱复合基础的竖向及水平向承载力得到进一步提高,设计荷载作用下,群桩承担64%的竖向荷载和31%的水平荷载,裙边承担14%的竖向荷载和52%的水平荷载。研究成果可为琼州海峡跨海大桥深水基础设计提供重要参考。     

根式沉井基础在水平荷载作用下对周围土体影响的试验研究

根式沉井基础是在普通沉井周围增加根键,利用根键带动基础周围更大范围内的土体承担荷载,使基础的承载力得以提高,是一种创新型的基础形式。根式锚碇基础是根式沉井基础的拓展,是通过承台把数根根式沉井群连接成群井基础,而形成的一种悬索桥锚碇基础。通过现场试验,分析根式沉井基础在水平荷载作用下对基础周围土体的影响范围和影响程度,为根式群井和根式锚碇基础的设计提供参考。研究发现:在水平设计荷载作用下,根式沉井基础对距基础中心2.5倍基础直径范围内的位置点,随着水平力作用方向的不同,影响程度也不同,多个根式沉井基础成梅花状布置时,基础间相互影响较小,2.5倍基础直径范围之外的土体所受影响较小。     

右江大桥群桩承台计算分析

以主跨88m+152m+88m的田东平洪右江预应力砼连续箱梁桥为例,针对主墩群桩承台,从承台底面单桩竖向力设计值计算、群桩承台承载力验算两方面进行结构安全计算,提出该桥主墩群桩承台配筋方案。     

根式沉井基础力学分析与施工工艺

为分析根式沉井基础受力机理并总结其施工工艺,对马鞍山长江大桥江心洲Z1号、Z5号、Z9号桥墩基础开展相关研究。分别建立根式沉井在竖向荷载、水平荷载及荷载组合作用下的力学模型,结合经验公式,推导出该类基础竖向、水平承载力及结构变形等的分析方法。对Z5号桥墩基础B进行受力计算,将计算结果与实测结果进行对比得出:在井壁增加根键可有效提高沉井基础的承载力。通过工程实践,确定Z1号、Z5号、Z9号桥墩基础采用以压重为主的助沉方案,根键施工按自下向上的顺序逐层进行,对称顶进。     

增补桩基加固法系统研究

介绍了针对桥梁下部结构的增补桩基加固法,对地基承载力不够采用在桩基础的周围补加钻孔桩或打入钢筋混凝土预制桩并扩大原承台,并将承台与桩顶连接在一起,以此提高基础承载力,增加基础稳定性,从适用条件、力学特点、设计计算、构造措施及工序质量控制等方面进行了系统的归纳总结,供同行参考。     

承台底单桩竖向力计算分析

文章以墩高H=10、40、63mT形墩下群桩承台为工程背景,从承台的不同设计形式、外荷载特点、基础边界条件着手,分析计算承台底面单桩竖向反力。通过与规范提供的计算方法对比,给出影响承台下单桩竖向反力值大小的主要因素,为合理地进行承台设计提供参考。     

中马友谊大桥引桥下部结构优化设计

中马友谊大桥引桥为跨度30m预应力混凝土I形梁桥,浅水区引桥1号~3号墩原设计方案为"T形"大悬臂墩,通过高度为2.5m的矩形承台与4根直径1.5m钻孔灌注桩相连。承台施工需开挖礁灰岩厚度5.1~6.1m,施工效率低、破坏珊瑚礁、扰乱海洋生态环境。优化后方案取消了承台结构,采用桩柱式桥墩,桥墩与直径2.0m桩基直接相连,2个墩柱的横桥向中心间距为9m。利用空间有限元软件,分析墩高对桥墩和盖梁受力特性的影响。计算结果表明,当墩高在4.7~6.2m范围时,桥墩各构件受力更为合理。优化后的桩柱式墩在外观上与原设计相似;避免设置承台结构,减少开挖礁灰岩,有效地保护了环境。     

桥梁低桩承台基底竖向抗力作用效应的计算研究

当桥梁低桩承台埋入土体中3～5 m甚至更深且承台底面混凝土与土基密合时,摩擦桩承台基底土提供了相当可观的竖向抗力,为研究该承台基底竖向抗力,文中采用弹性理论m法,推导计算低桩承台基底竖向抗力作用效应的公式,并对现行《公路桥涵地基与基础设计规范》中的相关公式提出修正建议。结果表明,按文中公式计算的摩擦桩桩顶外力较不考虑承台基底竖向抗力作用时的桩顶外力有明显减小,从而可有效减短桩长,节省材料用量。     

双荷载箱的自平衡法在戛洒江特大桥桩基优化中的应用

戛洒江特大桥3号～6号主墩共采用118根φ2.2m的钻孔灌注桩,设计桩长85～100m,为深厚超长桩基,按摩擦桩设计。桩基持力层为中风化岩层,持力层以上也有中风化岩层,力学性能较好,考虑按嵌岩桩进行桩长优化。在4号主墩基础附近施工1根桩长75m的试桩,采用双荷载箱的自平衡法进行深厚嵌岩超长桩承载特性研究。试验结果表明,优化桩长后的基桩承载力能够满足设计荷载要求。基于试验结果及地勘参数对桩基承载力进行复核,在满足抗震和承载力要求的前提下,对3号～6号主墩原设计桩长进行优化,优化后的桩长缩短了10～22m,降低了施工成本,缩短了工期,社会经济效益显著。     

钢管埋深对钢管混凝土复合桩竖向承载特性影响研究

结合广中江高速公路跨江桥梁钢管混凝土复合桩工程实际,采用数值仿真方法,对滨江大桥X3-15桩基础竖向承载特性进行数值仿真计算,并与现场试验成果进行对比分析,验证了有限元模型及参数的可靠性。在此基础上,深入研究了不同钢管埋深下钢管混凝土复合桩竖向承载特性的变化规律,计算结果表明,增大钢管埋深能有效提高钢管混凝土复合桩竖向极限承载力,钢管埋深在12m范围内增加时,桩基竖向极限承载力增加较快,钢管埋深每增加4m,桩基竖向承载力增幅2.0% ~2.2% ;钢管埋深超过12m后继续增加钢管埋深,桩基竖向极限承载力增加幅度较小,钢管埋深每增加4m,桩基竖向承载力增幅1.3% ~1.4% ;钢管混凝土复合桩竖向极限承载力由钢管段侧摩阻力、钢管段以下钢筋混凝土段侧摩阻力、钢管端部变截面处端阻力和桩端阻力组成;随着刚管埋深增大,钢管混凝土复合桩总侧阻力逐渐增大,总端阻力则均有所减小,钢管埋深由4 m增加至24 m时,桩基总侧阻力增大了6 382.8kN,增幅9.3% ,桩基总端阻力减小了6 382.8kN,减幅29.8% 。     

深厚软基区桥梁桩基竖向承载特性

为了探明深厚软基区桥梁桩基竖向承载特性,采用理论分析与数值仿真方法,建立了深厚软基区桥梁桩基础三维空间模型,分析了不同工况下桩基础的竖向极限承载力、桩端阻力及桩侧阻力的变化规律。研究结果表明:随着软土厚度的增大,桩基竖向极限承载力逐渐减小;当桩端位于非软土层时,随着软土厚度的增大,桩侧阻力减小显著,但桩端阻力无明显变化;当桩端位于软土层时,随着软土厚度的增大,桩端阻力与桩侧阻力均减小,桩侧阻力占极限承载力的比重逐渐增大;当桩基穿越软土层,且桩长大于40m、桩径大于1.2m时,表现出超长桩和大直径桩的特性。     

自平衡法在绍兴滨海大桥基桩承载力试验中的应用

绍兴滨海新城滨海大桥工程桩基础具有设计承载力高、工期紧张、桩位处于江水中等特点,对该项目中1个主桥桥墩和1个引桥桥墩各选取1根钻孔灌注桩采用自平衡试桩法进行基桩检测试验.通过试验确定单桩的竖向抗压极限承载力,验证地质勘探报告中桩基参数的可靠性,并测定桩身截面位移量.试验结果表明,单桩试验实测极限承载力满足设计要求.     

增补桩基及预应力技术综合处治桥梁基础病害的实例

如何使新增构件与现有结构共同作用是加固处治的关键问题。在此,介绍3种某桥的一个桥墩承台和桩基础病害的处治,由于原结构出现断桩和承台严重开裂,对此进行了特殊考虑。设计中分析了现有结构的承载力,通过张拉托梁预应力钢束,对现有承台进行预加载,使新加桩基起到卸载作用,并与原桩基共同支承承台。同时采用环向预应力,对承台形成套箍作用,提高了承台的承载力,以保证施工安全。     

摩擦单桩轴向受压承载力

在《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTJ 024-85)钻(挖)孔灌注桩桩端承载力计算公式的基础上,对国内外相关资料进行调研,收集整理数据较为理想的、能够反映当前桩基使用现状的113根试桩资料,对钻(挖)孔灌注桩的桩端承载力公式进行修订。修订后的公式把承载力极限值计算公式改为承载力容许值计算公式,规定桩端承载力在各持力层土类中的上限值,更加重视现场测试结果的应用,并对桩端沉渣厚度进行限制。修订后的公式对于长桩和大直径灌注桩承载力均有较好的适用性。     

大直径超长旋挖桩桩端注浆承载特性试验研究

实际工程中,经常采用桩端注浆的方法,利用高压水泥浆液的渗透、扩散和挤压特性,提高桩周、桩端土的强度,从而提高灌注桩的承载力。然而,桩端注浆对大直径超长桩的作用机理尚需深入研究,该文通过对广东省某高速公路工程中2根大直径超长旋挖桩(一根桩端注浆;另一根未注浆)的单桩竖向抗压静载试验结果对比,对试桩的竖向极限承载力、桩身轴力传递规律以及桩侧阻力发挥特性和桩端阻力发挥特性综合分析研究,发现桩端注浆效果明显,注浆后试桩极限承载力至少提高28%。试验结果表明:桩端注浆后试桩极限桩端阻力至少提高83%,桩端注浆对大直径超长旋挖桩桩侧摩阻力的影响沿桩身可分为3个区段:即显著增强区段、非显著增强区段以及无增强区段。对比采用桩基规范法与公路桥涵规范法计算试桩极限承载力,发现对于大直径超长旋挖桩,考虑尺寸效应的桩基规范法更安全准确。     

软土地基水平受荷桩基础力学性能研究

通过国内不同规范和文献的对比研究以及工程实例分析,建议以桩基地面水平位移达到6 mm的水平荷载作为桩基横轴向容许承载力,或者采用建筑桩基规范桩基水平承载力公式估算。考虑到软土地基桩土作用非线性的特点,引入了NL法对水平受荷桩内力和变形进行分析,建立了软土地基桩基在水平荷载作用下的精确分析方法;在相同的水平荷载作用下,采用m法计算的水平受荷桩变形值和内力值要比采用NL法计算的数值分别增大150%、15%左右,采用m法进行水平受荷桩设计时偏于保守。     

大直径钻孔灌注群桩承载规律分析

由于大直径灌注桩具有很高的承载力、较小的变形和施工方便等,因而在工程上被广泛地采用为首选的深基础型式。由多根桩通过承台联成一体所构成的群桩基础角桩、中桩与边桩的承载力贡献值明显不同。在桩土共同作用分析的基础上,采用有限元软件ANSYS对不同参数条件下的群桩进行模拟,探讨承台中心荷载改变过程中角桩、中桩与边桩承载变化规律。研究表明,在竖向荷载作用下,随荷载变化中桩分担桩顶作用力拟合方程Y=6.07988＋0.0996·X＋1.52385×10-7·X2,随荷载变化角桩分担桩顶作用力拟合方程Y=18.72118＋0.14109·X-3.92561×10-10·X2,随荷载变化边桩分担桩顶作用力拟合方程Y=0.05066＋0.11515·X＋6.52468×10-10·X2。分析成果可为同类桩基设计借鉴参考。