岩溶区嵌岩桩嵌岩深度优化设计

为优化岩溶区嵌岩桩嵌岩深度的设计计算,根据岩溶区嵌岩桩承载特性,考虑岩溶区嵌岩桩桩岩侧阻力对总承载力的影响,在溶洞顶板发生冲切破坏的基础上,推导出了最佳嵌岩深度计算公式,并给出了溶洞顶板抗剪切、抗弯拉的验算方法。最后用工程实例对理论计算结果进行了验证,理论计算结果与工程实际情况吻合较好,对工程实践有一定的参考价值。     

考虑嵌岩段侧摩阻力的溶洞顶板稳定性研究

为进一步完善岩溶区桩基荷载作用下的溶洞顶板稳定性评价方法,根据嵌岩桩荷载传递机理及溶洞顶板承载特点,建立了考虑嵌岩段侧摩阻力及溶洞顶板自重的简化计算模型。从抗冲切、抗剪切和抗弯拉3方面对溶洞顶板稳定性进行了分析。假定溶洞顶板发生冲切破坏时,会产生一个冲切圆锥台,取该圆锥台作为分析对象,并考虑冲切体自重的影响,对冲切破坏面上的最大、最小主应力进行了求解,同时引入格里菲斯准则,对溶洞顶板的抗冲切进行了验算。基于莫尔判据,对两种剪切破坏模式进行了验算:(1)桩端岩层发生剪切破坏,其破坏面由桩侧截面延伸至顶板底端;(2)溶洞顶板边缘岩层发生剪切破坏,其破坏面由岩层表面贯穿顶板边缘。根据弹性力学的变分法对溶洞顶板底面应力进行了求解。考虑到溶洞顶板底面中心处拉应力最大,则在抗弯拉验算中将该点作为验算点。将本研究所提方法用到某公路大桥的溶洞顶板稳定性验算中,并将验算结果与未考虑嵌岩段侧摩阻力的计算方法进行了对比。分析表明:嵌岩段岩层侧阻力占嵌岩桩设计荷载比值可达11.5%,这说明嵌岩段侧摩阻力占承载力比例较大,且随着嵌岩深度的增长,该比例将继续增大。因此,当嵌岩深度较长,岩石质量较好时,在实际工程中应适当考虑嵌岩段侧摩阻力的发挥。     

岩溶地区扩建项目新建高架桥基础设计简析

以广清高速公路改扩建工程中的江高高架桥为例,依据地质状况存在岩溶的情况,分别对采用扩大基础、群桩(摩擦桩)基础和嵌岩桩基础进行对比分析,得出采用D180钻孔灌注嵌岩桩是本桥安全、耐久、施工方便的基础形式.并按竖向承载力和按基桩稳定性计算出嵌岩深度,采用顶板抗冲切厚度验算和顶板抗剪厚度验算得到需要的最小桩底持力层厚度.     

山区公路桥梁嵌岩桩嵌岩深度研究

结合《公路桥涵地基与基础设计规范》中有关嵌岩桩单桩轴向承载力的计算内容,通过对山区公路桥梁嵌岩桩嵌岩深度的计算数据分析,提出桥梁嵌岩桩嵌岩深度的合理范围,一般情况下嵌岩深度取值为3倍桩径较为合适,当覆盖层较厚时可适当减小嵌岩深度。     

嵌岩扩底桩抗拔承载特性的数值模拟研究

以四川广元输电线路的嵌岩扩底抗拔桩现场试验为分析对象,运用岩土有限元软件PLAXIS 3D模拟现场试验,数值分析与现场试验实测的Q-s曲线吻合良好,验证了参数选取的正确性和计算模型的合理性。在此基础上,通过数值计算,深入研究了扩大头的尺寸、桩径、嵌岩深度、覆盖层厚度以及坡度对嵌岩扩底桩极限抗拔承载力的影响。结果表明:Q-s曲线呈陡变型,出现了明显的拐点;扩大头直径、桩径相比嵌岩深度对提高抗拔桩的刚度系数有显著效果。     

按桩顶沉降控制的嵌岩桩嵌岩深度计算方法

深入探讨了嵌岩桩的荷载传递机理,针对目前规范采用的嵌岩桩嵌岩深度计算方法的不足,根据嵌岩桩承载机理建立荷载传递方程,提出按基桩竖向荷栽传递特性确定嵌岩桩嵌岩深度的计算方法,并得到桩端荷载分担比与嵌岩深度的表达式.通过算例深入研究了嵌岩深度及桩端荷载分担比随桩顶沉降变化规律.结果表明,同等条件下桩顶沉降要求越小,所需嵌岩...     

浅谈乐广高速公路桥梁端承桩的优化设计

结合乐昌至广州高速公路项目桥梁桩基的应用情况及目前桥梁桩基设计中存在的一些问题,通过对端承桩桩长及配筋的计算进行分析,对项目桩基和配筋进行优化,得出了刚性桩及柔性桩的嵌岩深度及桩基配筋的实用设计原则,为桥梁端承桩的设计提供了有益的借鉴.     

岩溶区桩基极限承载力有限元上限分析

根据上限有限元的基本原理,依托Matlab平台编制了有限元上限分析程序,将修正的Hoek-Brown屈服准则嵌入有限元计算程序中;引入参数k来表征溶洞存在对桩基极限承载能力的削减程度,探讨了土体自重、嵌岩深度、溶洞半径、桩与溶洞水平和垂直距离对桩基上限承载力的影响。结果表明:参数k随着土体自重、嵌岩深度、溶洞半径的增加而逐渐降低,随着溶洞与桩端水平距离、溶洞与桩端竖直距离的增大而非线性增大;从溶洞各参数对极限破坏模式的影响展开讨论,极限破坏模式主要有:溶洞顶板的冲切破坏,溶洞侧壁发生破坏,溶洞顶板冲切和侧壁的联合破坏,岩体的整体剪切破坏。最后,通过与无溶洞条件下桩端极限承载力对比,验证了该文所提方法的正确性。     

支承在极软岩上大直径桩的桩长计算

软岩具有"非土非岩"的特点,笔者结合某特大桥软岩工程设计实例,对其分别进行了摩擦桩、支承嵌岩桩计算。计算结果认为,按摩擦桩设计更符合软岩嵌岩桩工作原理:当嵌岩深度与桩径的比值大于5时,桩底端阻力可以提供一些作用,但比例不大,应该小于10%;当嵌岩深度与桩径的比值大于10时,桩底端阻力不能发挥作用,可以忽略不计。     

支承在极软岩上大直径桩的桩长计算探讨

软岩具有"非土非岩"的特点.文中结合软岩工程设计实例,对其分别进行了摩擦桩、嵌岩桩计算.根据计算结果,认为按摩擦桩设计更符合软岩嵌岩桩工作原理:当嵌岩深度与桩径的比值大于5时,桩底端阻力可以提供一些作用,但比例不大,应该小于10%以内;当嵌岩深度与桩径的比值大于10时,桩底端阻力不能发挥其作用,可以忽略不计.     

冲刷作用下水平承载单桩计算方法及承载特性

考虑冲刷作用对桩基承载力的影响,传统设计常采用忽略最大冲刷深度以上土体效应且认为冲刷线下土体物理力学特性不变的方法,此简化方法忽略了局部冲刷坑的尺寸效应和桩周土体应力历史的变化,设计桩长冗余度较大。为了充分考虑现场实际情况,在Reese的研究基础上,基于修正的p-y曲线进行砂土中单桩水平承载力的理论推导,为了验证结果正确性,随后进行了相应室内模型试验,且同时利用LPILE软件进行了模拟计算。结果表明：基于桩端点极限土抗力不变原则计算的等效冲刷深度公式可靠,相应的p-y曲线导入LPILE中计算值与试验值的误差在13%~17%,能够较好模拟现场冲刷情况;随着冲刷深度增加,单桩基础水平承载能力减弱,自由长度增大,桩身最大弯矩增大而土抗力影响深度减小,最大弯矩位置向桩端移动;修正的p-y曲线考虑冲刷坑底以上土体的有利作用,最大水平承载力计算值与试验值误差为3.6%~6.0%,桩顶最大水平位移误差为13.9%~23.5%,最大弯矩误差为2.9%~4.4%,最大弯矩点位置误差为3.3%~7.7%。最后进行冲刷深度、冲刷坡角和冲刷宽度的参数敏感性分析,结果表明三者的影响程度依次下降,试验条件下,相比无冲刷工况,冲刷深度为15 cm和30 cm时,桩顶位移增幅高达51%和106%。相应试验进一步证实了冲刷作用对桩基承载力的重要影响和理论计算的正确性,可为工程设计提供参考。     

微型钢管桩芯-旋喷桩复合桩基的计算分析与数值模拟研究

在φ600旋喷桩上部中心位置压入一定长度的Φ108微型钢管,形成微型钢管桩芯-旋喷桩复合桩基（简称复合桩）。对复合桩静载荷试验的荷载-沉降曲线进行了区段分析,确定了其极限承载力实测值为1080 kN。对该复合桩基4种破坏模式下的抗压极限承载力进行计算分析对比后发现,复合桩芯底位置处发生水泥土压碎破坏的可能性最大,抗压极限承载力最小,为1125 kN。通过数值模拟对复合桩的极限承载力,桩侧摩阻力分布,破坏模式下的塑性变形,荷载分担比等进行了分析。     

不同群桩设计参数下桩基荷载的简化分析

通过对隧道群桩-衬砌支护联合承载体系和无地基改良下关键部位的受力及变形进行对比,经分析后提出隧底群桩荷载简化模型。研究结果表明:群桩-衬砌支护联合承载体系下结构竖向位移明显减小,其中拱顶和仰拱的竖向位移得到明显控制,且在隧道纵向中部位置的竖向应力有明显减小,整体受力更趋于均匀。所以,群桩-衬砌支护联合承载体系对改善隧道基底深厚软弱地层下的沉降和洞室关键部位应力有显著作用,同时,给出不同关键设计参数(桩长、桩径、桩间距)下隧底群桩荷载简化模型分布函数,可利用该分布函数进行桩顶荷载估算。     

桩底后压浆技术对桩承载性能的影响研究

选取乐清湾大桥的两根试桩,通过自平衡静载测试,对试桩桩底压浆前后的承载性能进行研究对比,得出桩底后压浆对桩承载性能的影响。结果表明:压浆后,桩端承载力以及桩侧摩阻力都显著提高,端阻力增加约80.0%~83.3%,侧摩阻力增幅达71.4%,后压浆对于改善桩的承载力作用显著。     

软土路基电流控制CFG桩长及后插钢筋笼加固技术应用

结合软土地基加固处理施工的实例,以CFG桩加固为研究对象,提出运用电流表控制CFG桩长,并采用后插钢筋笼技术对桩体进入持力层的深度与桩身承载力进行控制。结果测得基底CFG桩顶两年最大累计沉降量仅为18.29mm,并经线性回归分析,证明该项技术实用、可行,可取得较好的经济效果,为今后类似工程的施工积累了宝贵经验。     

载体桩技术的拓展研究

载体桩技术通过将建筑垃圾置入混凝土桩桩底并夯实,挤密桩端土体而达到提高单桩的承载力。研究了载体桩技术的受力机理,提出了采用等效扩展基础的承载力计算方法。从桩的构成、施工工艺、控制指标、受力原理及施工影响范围等方面对载体桩和夯扩桩进行区别。通过改变载体桩桩身和载体的尺寸进而改变载体桩单桩的承载力,或将载体桩施工成复合地基中增强体,进一步扩大载体桩技术的应用范围。     

后压浆灌注桩极限承载力分析

对后压浆灌注桩的极限承载力进行了分类讨论,其可能的破坏模式主要有桩体破坏、桩底土体冲剪破坏模式,针对两种破坏模式分别提出了简单合理的极限承载力计算模型。针对以往土体强度采用摩尔-库仑准则的弊端,不能合理地考虑不同应力罗德角下主应力对强度值的贡献,而采用SMP准则则可合理地考虑不同应力罗德角下主应力对强度值的贡献,使土体在三维应力下的破坏状态更趋于实际情况。针对桩底土体采用SMP强度准则利用圆弧滑动面与虚功率原理,分析了压浆体与土体的相互作用,结合SMP强度准则推导得到了后压浆浆体承载力的计算式,为分析后压     

桩底注浆提高灌注桩承载力试验研究

文中介绍了注浆机理、试验地质条件、桩底注浆量及其检测，研究了在不同注浆量下灌注桩的承载力情况。通过试验，得知注浆后桩的承载力显著提高，沉降量显著减少，并提出了需进一步研究的问题。     

桩基竖向抗压静载试验及理论研究

依托海南产业园项目，开展了单桩竖向抗压静载试验及理论研究。首先依据规范计算单桩极限承载力的理论值，并依据CASE法承载力计算，得出桩基极限承载力测试理论值；然后给出地基土以及单桩试验检测参数值，对S-1、S-7、S-11、S-15、S-17、S-22等6根基桩进行试验研究；最后分析基桩在静载作用下承载力的变化规律，将理论值与试验值进行对比。基桩的极限承力均满足要求；在基桩桩径相同，入土深度不同的情况下，基桩沉降量随入土深度的增加呈减小趋势；桩基极限承载力理论计算值与试验值基本吻合，CASE法计算桩基极限承载力具有较高的可靠性。     

桩基冻土融沉过程中承载力迁移规律研究

通过青海国道G227桥涵病害普查发现，由于桩基冻土融沉而造成桥台病害及盖梁开裂的现象在冻土退化边缘带分布广泛。根据实测数据及Midas FEA仿真综合分析得知:桩侧土融沉过程中，桩基承载力从桩身中上部向桩底1/3处移动，桩位移显著增大，在不同温度下，桩下沉位移差别较大，冻土上限区域有必要通过减小摩擦的方式降低负摩阻力及冻胀力的影响。