开口钢管桩桩端土闭塞效应的初步探讨

港口工程中经常使用大直径钢管桩基础,如何考虑开口钢管桩桩端土的闭塞效应是港口桩基设计中经常遇到的技术问题.结合北方某港改造工程中开口钢管桩的施工实践,将高应变动测试桩的统计资料所反映的开口钢管桩承载力桩端闭塞效应和相关规范的推荐方法进行对比分析,可为类似的工程的桩基设计提供借鉴.     

港口工程单桩垂直承载力经验参数法初探

JTJ 254—1998《港口工程桩基规范》与JGJ 94—2008《建筑桩基技术规范》对单桩承载力计算的参数选取存在不同。从分析两个规范的桩基设计安全度出发,对比了黏土层采用该方法的参数差异和单桩垂直承载力的差异,介绍在工程实践中,解决该差异所采取的勘察工作方法和几种参数取值处理办法,最后对规范修订工作提出了几点建议。     

某集装箱码头桩基承载力理论计算与静载试验对比分析

依托某集装箱码头工程的后轨道梁桩基,针对开口钢管桩和半闭口钢管桩两种形式,详细对比国内外常用桩基承载力经验公式计算结果的差异,并与现场静载试验结果进行对比。结果显示：对于砂性土与黏性土成层交替分布的地基,国内外桩基承载力经验公式在侧摩阻力、端阻力、桩端闭塞效应、总承载力计算结果上均存在一定的差异,与静载试验结果相比也有所偏差。按国内规范计算的总承载力与静载试桩结果基本接近,国外经验公式的偏差较大。半闭口桩尖可显著提高砂质地基的桩端承载力,桩端闭塞系数可达0.8以上。相关结论可供类似工程借鉴。     

开口钢管桩竖向承载力计算方法*

开口钢管桩存在复杂的土塞作用,准确地计算其承载力是工程设计的关键。介绍了开口钢管桩的承载机理、土塞效应以及部分国家和地区的承载力计算方法,包括总竖向承载力、侧阻力以及端阻力的计算方法。列举了一工程算例进行对比分析,可为工程设计提供一定的参考。     

海上密实碎石土持力层钢管桩沉桩及承载特性试验研究

由于缺乏海相密实碎石土持力层中钢管桩的工程实例及研究，依托秘鲁某港口工程，研究碎石土持力层中钢管桩的沉桩及承载特性。在国内开展模拟试验，获得模拟沉桩参数后，进行沉桩可打性分析及完善施工策划，随后在现场进行试沉桩、高应变和静载试验并测试侧阻力与端阻力。结果表明：开口钢管桩在进入密实碎石土持力层后，其承载力、单位面积侧阻力和端阻力将随入土深度增加而增大，但增大幅度会逐渐减小；但在进入持力层1 m后沉桩变得困难，此后碎石土的单位面积端阻力将逐渐稳定，其单位面积极限端阻力不小于10.5 MPa；钢管桩的端阻力主要由桩端阻力提供，土塞承载力提供的反力较小，开口管桩土塞系数取相对低值。     

克里比深水港工程钢管桩桩端结构选型

针对克里比深水港工程码头后方轨道梁部分钢管桩无法沉桩至设计桩端持力层,承载力无法满足设计要求这一工程难题,提出通过优化桩端结构来提高钢管桩在硬黏土层中的承载力。对3种桩端结构进行了现场试验,并通过贯入度观测、打桩监控、高应变动力测试和静载试验等方法,分析了开口、半闭口和闭口钢管桩在硬黏土层中的贯入度、桩身应力和极限承载力的变化情况。基于现场试验结果,最终选定闭口桩端结构作为本项目的优化方案。     

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。     

大直径开口钢管桩在强风化岩中的承载力分析

依托湖北黄冈某码头工程,通过土赛效应分析对大直径开口钢管桩桩基承载力桩端阻力计算方法进行修正,并根据静载试桩和高应变动测试桩进行验证。     

英美规范打入桩承载力计算方法对比分析

介绍国际港口工程中最常用的英美桩基承载力计算方法，对比英美规范中桩基承载力计算的异同，为类似工程的桩基承载力计算提供选择规范和计算参数的依据。通过承载力计算以及与实际工程的静载试验结果进行对比。结果发现：美标计算结果略小于英标计算结果，英美标的计算结果均小于静载试验结果。通过对计算参数的分析可以得到以下结论：1）当持力层为密实砂土或者持力层为粘性土但入土较深时，英标的计算端阻力将大于美标；2）英标的桩侧土压力系数调整更灵活，可根据静载试验结果调整；3）美标的安全系数比英标小，相同的桩基承载力时，美标允许的设计承载力将更高。     

风化岩层中开口钢管桩沉桩性状*

终锤贯入度、桩端持力层和极限承载力是保证基桩施工质量的要素。采用高应变全程动测试桩研究不同壁厚开口钢管桩在珊瑚礁灰岩地质中的沉桩性状,主要包括测试承载力、沉桩贯入度、打桩应力以及桩身传递能量等关键参数,并通过分析480根开口钢管桩的沉桩规律,得出以下结论:基桩持力层应选择强风化珊瑚礁灰岩,终锤判定条件应同时考虑终锤贯入度和入强风化岩深度2个指标。     

欧标及API规范桩基承载力设计

欧洲标准作为当前较新的设计标准应用逐渐广泛,其在桩基设计上采用分项系数法取代了传统标准中采用的安全系数法。分项系数可选择多个路径,并且可根据试桩情况,调整分析系数的数值,对于缺乏试桩的情况需对数值计算进行校正,设计方法先进。API-RP2A方法在桩基极限承载能力的计算上应用最为广泛。总结了几内亚力拓铁矿码头项目和几内亚阿联酋铝业码头项目中的设计经验,介绍了将欧标与API规范相结合进行桩基承载力设计的方法,并与国内2012版港口工程桩基规范进行了比较。     

满足桩轴向刚度条件的高桩码头桩基计算模型

通过在桩身一定的位置施加一个轴向弹簧,建立高桩码头的桩基计算模型。根据《高桩码头设计与施工规范》 中关于桩轴向刚性系数的计算公式,给出了不同情况下轴向弹簧刚度系数大小以及施加位置的计算方法。该方法能满足嵌 固点法和m法计算模式下桩基计算模型的轴向刚度相同且与规范规定一致。结合该方法,分别采用嵌固点法和m法建立某高 桩码头工程实例的空间有限元模型。计算结果对比表明：桩身轴力、桩顶弯矩、上部结构各构件的内力均十分接近,验证 了该方法的合理可行性,可为高桩码头结构计算提供参考。     

开口管桩承载力计算方法及桩基模型研究

比较了《港口工程桩基规范》以及API RP 2A WSD规范中对于开口管桩单桩承载力两种计算方法各自的优缺点,利用有限元软件ANSYS对目前普遍采用的传统模型和基于荷载传递法的双曲线模型分别建立三维桩基有限元模型进行计算和比较,分析表明后者更加准确合理、适用性更广泛。     

十字板抗剪强度换算软基加固强度的公式对比

目前国家标准和水运工程相关检测规范中，未明确十字板抗剪强度和地基承载力的换算关系，导致利用十字板剪切试验检测地基承载力的评价标准不统一。通过对岩土勘察、公路、铁路基础设计规范中十字板抗剪强度换算地基承载力的公式进行对比，并以某软基加固检测工程为例，运用多种公式进行承载力的计算和验证。结果表明，根据《建筑地基基础设计规范》推导的简化公式更适用于软基处理加固效果的评价，可作为十字板剪切试验检测软基加固承载力的验收依据。     

中美规范灌注桩单桩抗压承载力计算对比

灌注桩单桩抗压承载力的计算是高桩码头及公路桥梁设计的重要组成部分。随着国内设计单位走出去的步伐逐渐加快,设计人员应快速掌握并应用不同国家的设计规范。通过对比中国的《码头结构设计规范》《公路桥涵地基与基础设计规范》和美国的《公路桥梁设计规范》,得出不同规范在灌注桩侧阻及端阻计算细节、安全系数储备等方面的异同点。依托实际工程,结合钻探地质资料,比较3种规范对应的单桩竖向抗压承载力大小,并评价各规范优缺点。结果表明,两个中国规范操作相对简单但遇到特殊土质时受限,美国规范概念明确且适用范围更广,但计算过程相对复杂。     

港口油库竖向设计及事故储存池设计实例

通过工程实例,介绍了满足GB50737—2012《石油储备库设计规范》、DB21／T1972—2012《石油化工储存场所消防安全技术规范》要求的主管带围堰设计计算方法,探讨了主管带围堰的作用,提出了地上设计事故储存池的设计方法。     

基于NCEER法与建筑抗震设计规范法的砂土液化判别方法*

《建筑抗震设计规范》中建议的方法对深层地基土的判别结果偏于保守,NCEER法判别计算复杂,另外对深层地基土的判别也偏于不安全。对基于标准贯入击数的NCEER液化判别方法进行简化,推导了临界锤击数的表达式,并将其与规范法相结合,提出改进的简化临界锤击数计算方法。该计算方法仅与计算点深度与地下水位埋深有关,公式应用方便,便于工程人员掌握。     

国内外标准斜坡式海堤波浪爬高计算方法对比

波浪爬高是确定斜坡式海堤堤顶高程的重要因素,直接影响工程安全和造价,而目前国内外标准针对波浪爬高的计算方法存在较大差异。随着中国企业参与海外工程越来越多,工程设计人员掌握国内外设计标准不同计算方法的必要性逐步显现。介绍国外常用的美国标准Coastal Engineering Manual(简称CEM)、欧洲标准Wave Overtopping of Sea Defences Structures and Related Structures Assessment Manual(简称EurOtop)以及国内《港口与航道水文规范》。通过对比波浪爬高的计算方法,总结梳理各计算方法的差异性,得出CEM与EurOtop考虑的波浪爬高计算影响因素较为全面、具有较强实用性的结论。为斜坡式海堤设计中波浪爬高方法的选取提供一定参考。     

基于沉箱浮游稳定性计算原理的浮码头横稳性计算方法

浮码头中的浮箱横稳性关乎旅游码头运营安全及游客人身安全。JTS 165-7—2014《游艇码头设计规范》发布之前,工程设计中浮箱横稳性计算均采用重力式沉箱浮游稳定性计算原理。在梳理沉箱和浮箱计算原理的基础上,采用理论分析、公式推导、工程案例验证的研究方法,证实了浮箱横稳性计算采用重力式沉箱浮游稳定性计算原理是合理可行的。研究成果对后续研究及设计工作具有重要的参考价值。     

嵌岩桩竖向承载力预测方法

现行规范计算方法不同、参数取值不一,导致各类设计方案差异较大。基于收集的193组嵌岩桩静载试验数据,对各类极限侧阻力、端阻力预测方法的适用性进行研究,分别建立了不同岩石类型极限侧阻力、端阻力与岩体无侧限抗压强度的关系。在此基础上,给出了嵌岩桩竖向承载力的建议计算方法。结合试验实测资料验证了推荐方法的可行性,并与现行规范方法进行比较。结果表明,对于硬质岩层嵌岩桩竖向承载力的确定,现行规范方法计算结果偏大,用于工程设计时偏于危险,建议采用推荐的计算方法。