大直径超长钻孔灌注桩承载特性试验研究

研究目的:分析大直径超长钻孔灌注桩在不同荷载条件下的桩身轴力分布规律、桩侧摩阻力分布及发挥特性、桩端阻力发挥特性,掌握大直径超长钻孔灌注桩竖向受力机理及承载特性,为完善大直径超长钻孔灌注桩的设计方法提供借鉴和指导。研究结论:大直径超长钻孔灌注桩桩身轴力从桩顶到桩端逐渐衰减,其衰减的快慢反映了桩侧摩阻力作用的大小,并且桩身上部的摩阻力先于桩身下部摩阻力及桩端阻力优先发挥;此外,大直径超长钻孔灌注桩的桩端阻力通常较小,其桩顶荷载大部分由桩侧摩阻力承担,按桩的荷载传递机理分类通常属摩擦桩或端承式摩擦桩。     

大直径超长钻孔灌注桩荷载传递特性现场试验研究

通过无锡市地铁1号线高架桥段钻孔灌注桩试桩工程的现场静荷载试验及其桩身应力测试结果,分析层状地基中大直径超长钻孔灌注桩在竖向荷载作用下的荷载传递规律。试验结果表明:大直径超长钻孔灌注桩的荷载-沉降曲线无明显拐点,属缓变型;桩端承载力仅分担了桩顶最大加载值的6.8%,该试桩承载特征为典型的摩擦桩;桩身侧摩阻力与桩端阻力并不是同步发挥的,且两者之间相互影响;桩侧摩阻力呈由上而下逐步发挥的变化趋势;在具有相似物理力学特征的土层中,埋深对桩侧摩阻力的影响较显著,部分土层中桩侧摩阻力的实测值与规范的推荐值有明显差异。     

大直径嵌岩桩承载特性的试验研究

嵌岩桩是一种钢筋混凝土现场灌注桩,桩身弹性模量与岩石地基弹性模量相接近,当桩身嵌入岩层后,能牢固地连结成为共同受力的整体结构。通过现场试验(静载荷试验和动测试验)分析,得出嵌岩桩的承载特性:嵌岩灌注桩的荷载传递和破坏特性主要与长径比、覆盖土层性质、嵌岩段的岩性和成桩工艺有关;大部分嵌岩灌注桩属于摩擦型桩;嵌岩灌注桩的嵌岩部分具有较高的侧阻力和端阻力;嵌岩桩的侧阻力与桩土摩阻力都是桩的侧阻力,但二者破坏机制、分布规律完全不同,桩土摩阻力沿桩的深度方向是均匀分布,而嵌岩桩侧阻力则是典型非线性分布的。     

灌注桩后注浆技术在城市立交工程中的应用

结合工程实例介绍灌注桩后注浆施工工艺,分析城市立交工程中的灌注桩后注浆技术,并通过试验结果分析得出复合后注浆技术对桩侧摩阻力和桩端阻力的提高系数,表明复合后注浆技术可大幅提高桩基承载力,节约工程投资。     

铁路桥梁钻孔桩的可靠度设计研究

结合铁路桥梁地基基础的可靠度规范改革，根据铁路桥跨荷载标准，应用随机场理论和“校准法”计算了现行桥规中钻孔灌注桩定值设计法的可靠度水准。对各类土层的单位极限摩擦力，端阻力及桩径进行了计算和变异性分析，根据铁路桥跨荷载分项系数，计算了钻孔桩承力的分项系数，总侧阻力及端阻力的分项系数。     

砾卵石层冲孔灌注桩桩端注浆后的承载性状研究

依据某工程6根支于砾卵石层且经桩端后注浆的冲孔灌注桩单桩竖向抗压静载试验及其中3根试验桩桩身受力测试结果,对其Q-s曲线的特性、桩身轴力传递机理、桩侧阻力和桩端阻力发挥性状进行分析,揭示了注浆后冲孔灌注桩的承载性状及桩侧、桩端阻力的发挥性状,对冲孔灌注桩的设计和深入研究提供参考。     

超长钻孔灌注桩承载能力可靠度研究

利用试验实测极限侧摩阻力,计算规范中各类土统计参数,并分析各类土侧摩阻力的分布概率模型。利用JC法对各类土的可靠度指标进行计算,经分析给出了超长钻孔灌注桩设计目标可靠度,并采用定值法计算了超长钻孔灌注桩抗力总分项系数,为设计和施工提供参考。     

珊瑚礁地区混凝土管桩承载特性模拟分析

珊瑚礁质砂土由于孔隙比高、易破碎、颗粒形状不规则等特点，导致管桩在珊瑚礁地区的承载特性与一般土质中存在明显区别。结合南亚一座大桥项目中钻孔灌注桩的试桩数据，建立同等地质条件下的混凝土管桩模型，采用数值模拟的方法对管桩的承载特性进行研究，并与钻孔灌注桩的试桩结果进行对比分析。结果表明：混凝土管桩在珊瑚礁地区的承载特性为突进型，荷载与位移曲线大部分呈现陡降型发展趋势；管桩相对于钻孔灌注桩其最大侧摩阻力较小；管桩的桩端阻力随位移变化规律与钻孔灌注桩基本相同，在相同荷载下管桩的位移显著低于钻孔灌注桩，但两者的桩端极限阻力相差不大；随着管桩直径的增加，桩端承载力贡献比例呈现不断减小的趋势。对于较长的管桩，桩侧摩阻力发挥主要作用，随着桩径的增加，桩侧摩阻力在极限承载力中的占比逐渐减小。     

后压浆灌注桩工程特性的试验研究

通过对后压浆灌注桩和普通灌注桩的现场试验对比,探讨后压浆对灌注桩的桩端阻力、桩侧摩阻力和桩端持力层受力状态的影响,表明后压浆灌注桩明显地提高了桩的承载能力,减小了桩的沉降。     

高速铁路岩溶地区桩基后压浆试验研究

京沈高铁顺义特大桥189号、190号墩地处岩溶发育区,原设计桩长需穿越岩溶地层,施工难度大,进度、成本计划难以保证,现通过桩端、桩侧压浆技术改善承载性状。为获得后压浆技术相关参数及效果,在现场开展桩基后压浆静载试验。采用《建筑桩基技术规范》对压浆前后灌注桩进行承载力计算,对比分析试桩在不同荷载条件下的桩顶位移、桩侧摩阻力值、桩端阻力值。试验结果表明:后压浆工艺可有效提高基桩承载力,减少桩顶沉降;提高侧摩阻力占比,并显著提高在距桩顶10 m以下范围内砂性土的侧摩阻。     

高速铁路螺杆桩复合地基桩侧摩阻力原位试验研究

结合太焦高速铁路螺杆桩复合地基工程,开展螺杆桩复合地基桩侧摩阻力原位测试试验,通过分析获得的螺杆桩单桩静荷载-桩顶沉降曲线以及桩身内力分布曲线,研究高速铁路复合地基中螺杆桩侧摩阻力演化规律及螺杆桩的荷载传递过程。结果表明:螺杆桩-土接触面荷载传递过程可划分为弹性、弹塑性和极限状态3个阶段,弹性阶段桩侧摩阻力比小于等于0.5,弹塑性阶段桩侧摩阻力比为0.5~0.7,极限状态阶段桩侧摩阻力比为0.7~1.0;螺杆桩直杆段和螺纹段侧摩阻力演化规律为,在弹性阶段螺纹段侧摩阻力小于直杆段侧摩阻力,在弹塑性阶段螺纹段侧摩阻力接近直杆段侧摩阻力,在极限状态阶段螺纹段侧摩阻力大于直杆段侧摩阻力。     

高速铁路桥梁桩侧摩阻力与桩端阻力分析

针对京沪高铁天津特大桥张家窝试验段DK124工点D19#桥墩,经现场测试,分析桩身钢筋应力变化;并通过弹性力学公式计算获得桩身轴力、桩侧摩阻力及桩端阻力,研究其分布与变化规律。结果表明:①桩身轴力随荷载的递增而逐渐增大并最终趋于稳定,桩顶附近桩身轴力波动范围较大,桩顶5 m范围内存在"负"摩擦现象;②恒载作用下桩端反力为桩顶压力的30%,这与桩端持力层为工程性质较好的粉砂层有关;③在桩顶最大恒载作用下,各土层摩阻力的发挥程度仅为相关规范给定极限值的15%～20%,桩端阻力为相关规范给定极限值的40%,符合设计要求。     

不同荷载方向下土压力对桩土摩阻力的影响

结合广州新电视塔工程,采用混凝土短柱模拟工程桩,经过受压与受拉不同荷载方向下的桩侧摩擦力试验研究,研究其在抗压和抗拔力作用下桩土侧摩阻力性能变化.试验研究表明:桩与围岩相互作用在不同受力状态下表现出不同特点,抗压摩阻力特征值大于抗拔摩阻力特征值,抗压摩阻力/抗拔摩阻力为1.85左右;在试验过程中,抗压侧摩擦力大于抗拔侧摩擦力的原因在于被动土压力大于主动土压力;在工程应用中,需要抗拔分项系数γ作为抗拔力设计值的安全储备,本工程抗拔分项系数γ可取1.5～2.0.     

黄土地区不同成孔方式灌注桩承载特性现场试验研究

为研究不同成孔方式对桩基承载特性产生的影响,依托吴定高速公路,开展旋挖钻孔、冲击钻孔以及人工挖孔3种成孔方式灌注桩的现场静载对比试验,得到不同成孔方式灌注桩桩身轴力、桩侧摩阻力及桩顶位移等主要参数。研究结果表明:人工挖孔桩的极限承载力最大,冲击钻孔桩的极限承载力最小;3种成孔方式桩基的桩身轴力衰减速率在各级荷载作用下的变化规律基本相同,其中人工挖孔桩桩身轴力的衰减速率最大,冲击钻孔桩的最小;此外,在同一荷载作用下,人工挖孔桩的桩侧阻力最大,桩端阻力最小而冲击钻孔桩的桩端阻力最大,桩侧阻力最小。研究结果可为黄土地区灌注桩基础选择合理的成孔方式提供理论和实践依据,且有利于桩基承载力的提高。     

郑西客运专线新渭南车站高架桥基桩选型试验

研究目的:本论文通过对典型工程场地上试验桩的承载力试验,获取桩长范围内涉及土层的阻力发挥状况及差异,通过试验给出新渭南车站高架桥基桩常规工艺施工及后注浆工艺施工的桩端阻力及桩侧阻力建议值。研究结论:结合静载荷试验对比分析后注浆桩和常规工艺桩的承载力性状,通过预埋荷载箱法静荷载试验和辅助桩身内力钢筋应力计的测定,对后注浆桩和常规工艺桩的极限承载力、桩身轴力传递特性和桩侧阻力发挥特性进行比较分析研究。结果表明:(1)两根试桩的侧端发挥差异明显,后注浆桩单桩极限承载力约为常规工艺试桩的2,8倍;(2)旋挖钻孔灌注桩后注浆工艺能有效改善桩土界面条件,提高单桩承载力和减小桩基沉降,后注浆技术对桩身承载性状改善明显;(3)该研究成果可为郑西客运专线的基桩选型设计以及施工提供指导,同时也可为类似工程中常规旋挖桩采用后注浆工艺提供参考。     

扩底楔形桩沉桩施工过程数值模拟分析

扩底楔形桩是一种可以有效发挥桩侧摩阻力和桩端阻力、降低负摩阻力影响的新型纵向变截面桩;然而针对其沉桩施工过程中的挤土效应、沉桩阻力等研究则相对较少。基于PFC数值分析软件,建立扩底楔形桩和等体积混凝土用量的常规等截面桩的沉桩施工过程模拟数值模型;通过与等截面桩沉桩模型试验和圆孔扩张理论计算结果的对比分析,验证了本文所建立的数值分析模型的准确性和可靠性;对比分析扩底楔形桩和等截面桩沉桩过程中桩周土体位移场、应力场以及沉桩阻力等变化规律。研究结果表明：沉桩过程中桩端阻力值的大小,不仅与横截面面积有关,而且与桩侧界面形式有关;本文数值模型情况下,扩底楔形桩静压沉桩施工桩端阻力、桩侧摩阻力和整体沉桩阻力分别是等截面桩的1．8,1．1和1．5倍。     

基于不同持力层厚度的大直径人工挖孔扩底桩竖向承载性状研究

大直径人工挖孔扩底桩,持力层厚度对其竖向承载性状的影响至关重要。本文依托甘肃兰州某工程人工挖孔扩底桩现场载荷试验,分析了不同持力层厚度下三根单桩的桩侧摩阻力、桩端阻力的发挥特征及其荷载—沉降规律,研究了桩侧摩阻力与桩端阻力随桩顶荷载增加的变化规律及其分配情况。试验结果表明:在湿陷性黄土地区增加持力层厚度可以有效提高单桩竖向承载力,桩侧摩阻力的作用不容忽视,持力层"临界厚度"HC=2D。     

单层洞桩法暗挖车站边桩结构受力及变形特征研究

以某单层洞桩法暗挖车站为例,介绍了边桩顶应力、边桩钢筋内力、边桩混凝土应变、边桩顶竖向变形及边桩侧向水平位移等监测方案设计,并通过对监测数据进行总结分析,得出单层洞桩法暗挖车站边桩结构受力特征.在主体土体开挖期间,边桩土方开挖段侧向摩阻力急剧减少,受力状态发生显著变化,为受力最不利的状态.建议设计时根据计算结果对边桩强度进行验算,施工时对底板以下边桩侧向及桩端进行后注浆,以便有利于提高桩基承载力.总结出了边桩变形特点及影响因素,并提出了边桩的结构受力及变形特征符合摩擦桩的特点.建议设计时仅取底板以下土体提供的桩侧阻力和桩端力,按照摩擦端承桩进行设计.     

用预埋钢丝法测定桩底沉降

本文介绍某工程钻孔灌注桩的试桩中,采用桩底预埋钢丝法测定桩底沉降,并按惯用办法同时测定桩顶沉降,通过测得的桩顶及桩底两条P—S(荷载—沉降)曲线,较易计算出桩侧土的极限摩阻力和桩底土的极限支承力,解决了过去单靠一条桩顶P—S曲线,难以将这两种力划分开的问题。这种采用钢丝以测定桩底沉降划分桩侧土的极限摩阻力和桩底土的极限支承力的新方法,直观简易,它将给试桩测定、研究与分析工作开创一条新路。     

郑西线三门峡至灵宝段桥梁基桩试验研究

郑西客运专线三门峡至灵宝段桥梁采用钻孔灌注桩基础,桩数多且桩较长,基桩穿过砂质黄土、黏质黄土、砂及卵砾石层等,尤其是基桩穿过湿陷性黄土遇水后存在桩侧摩阻力折减和负摩阻力问题,为合理确定桩侧摩阻力设计取值、基桩承载力等,进行基桩静载试验和基桩穿过湿陷性黄土浸水载荷试验研究十分必要。对该段桥梁基桩静载试验、基桩穿过湿陷性黄土浸水载荷试验的目的、内容、方法、主要成果以及应用试验成果优化桩基设计等进行了较为详细的介绍。