水平循环荷载作用下单桩基础承载性状数值分析

文章采用ABAQUS有限元软件分析了桩顶自由长度、桩长径比、桩土刚度比等因素对水平循环荷载作用下桩基础承载性状的影响。结果表明:随着桩顶自由长度增大,桩身弯矩呈非线性增大,桩身水平约束减小,从而降低了桩的水平承载力。桩径的增加使桩身上部的水平承载能力逐渐提高,达到一定值时,桩逐渐从柔性桩转变成刚性桩。随着桩土刚度比的增加,桩顶以下0~6 m范围内桩身弯矩减小,6 m以下桩身弯矩变大,桩身水平位移0点位置下移。     

大直径超长PHC桩缺陷类型分析

结合国外某大型工程中应用PDA进行超长大直径PHC桩的高应变检测工程实例,根据高应变初打和复打检测桩身完整性的结果对比,对出现在桩身、桩顶、接桩位置以及桩身下部的缺陷进行分析。对于超长大直径PHC桩的桩身完整性判断提出一些建议和看法:不能完全以桩身完整性系数作为唯一判断标准。     

管桩桩身总侧阻力分配函数的研究

为研究管桩的承载性状,基于管桩的现场试桩资料,对管桩桩身的总侧阻力分配函数进行研究,建立了管桩桩身总侧阻力分配函数的方程式,并对函数中各参数的取值进行了说明。研究发现,对各桩长及对各长径比的管桩,桩身总侧阻力占比-桩顶沉降曲线大部分呈现程度不等的线性关系,且这种线性关系与桩顶荷载、桩身总侧阻力是否达到了极限状态无关;基于该侧阻力分配函数计算了3根桩的桩身总侧阻力,并将计算值与实测值进行了对比,发现误差绝对值在15%以内。对只有桩顶荷载、桩顶沉降的桩,可以通过该方法建立桩身总侧阻力分配函数,从而获得桩身总侧阻力和端阻力,进而可分析管桩的承载性状。但因桩身侧阻力分配问题的复杂性,研究还是初步的,有待积累更多的现场实测资料,从而完善和深化该分配函数。     

边载作用下高桩码头桩基承载力性能及加固研究

码头接岸结构中的桩基础,经常受各种形式的边载作用.边载效应会导致桩基承受额外的附加力,还会产生桩身弯矩增大桩的水平位移,这些都可能导致桩体材料因为强度不足局部破坏或者结构局部失稳破坏.利用三维非线性有限元方法,研究了承受边载作用的排桩的特性,揭示了桩身侧摩阻力、桩身弯矩变化的规律.另外,基于工程实例通过合理经济地置换加固软弱土层,研究了在改变土层性质的情况下排桩的承载特性.分别对桩身侧摩阻力、桩身弯矩进行了分析,结果表明,置换加固土层可以达到有效的作用.     

单侧边载作用下黏土中单桩负摩阻力特性模型试验研究

桩基础边载作用会在桩周产生负摩阻力,进而危及软土地区高桩码头、人工岛、路基等工程的安全。通过开展黏土中单侧堆载作用下单桩室内模型试验,测定桩身应变、桩顶沉降和水平位移,研究边载作用距离和桩型对桩身轴力及弯矩的影响,探讨桩身负摩阻力、桩顶沉降和水平位移在黏土固结过程中的时间效应。结果表明:边载作用距离对桩身最大轴力和最大弯矩有较大影响;翼板桩会增加桩身最大轴力和最大弯矩;负摩阻力和有效应力系数随时间增长且增速趋缓;增加边载作用距离和添加翼板都会提升桩身中性点位置,在这两组试验中均提升了8.33%。     

基桩沉桩过程桩身应力控制标准分析与应用

通过对上千根基桩沉桩过程桩身应力的的统计,找出桩身应力的极值分布,总结出一套适合于预应力混凝土桩和钢管桩的沉桩过程桩身应力控制标准。根据该标准,监控沉桩过程桩身应力值,调整沉桩指令,有利于提高沉桩效率,保证桩身质量。研究成果是对现有规范和的丰富并对工程应用有指导作用。     

海上固定式平台水下钢桩打桩动态监测

本文将结合南海海域东方13-2导管架固定式平台水下钢管桩施工及打桩过程中高应变监测,简要地介绍了水下钢管桩高应变监测流程。打桩过程中高应变监测,能实时监测桩身应力、打桩锤的能量、贯入度、桩身完整性及桩身承载力,为海上打桩的顺利进行提供了数据支持。打桩结束后可以用CAPWAP软件分析出短期内准确的桩身承载力,为后期附近平台设计提供数据支持。     

岸坡被动桩承载性状三维有限元分析*

为深化研究岸坡被动桩的承载特性,运用国际大型通用有限元软件ABAQUS对岸坡被动桩进行三维模拟。研究发现,坡顶荷载是被动桩桩身位移与桩身弯矩的主要影响因素,桩身位移与桩身弯矩随着破顶荷载的增大而增大;坡顶荷载对桩身弯矩的影响主要集中在斜坡范围内;桩顶荷载对减小桩身弯矩有利。结果表明,基于ABAQUS的三维有限元模拟是研究岸坡被动桩的有效方法。     

冲孔灌注桩桩身缺陷处理

通过对两个冲孔桩项目中桩身混凝土缺陷,如桩身夹泥、桩底砼离析、桩底沉渣超标标准等的情况介绍、原因分析及后续采取一些缺陷补强措施的说明,阐述了冲孔灌注桩在成桩过程应注意的问题及遇到类似缺陷的应对办法.     

PHC桩沉设过程中桩身破损原因分析及施工对策

在PHC桩的施工过程中,通过现场跟踪、研究、分析桩身质量出现问题的可能原因,试图找出能有效控制桩身质量问题,科学的优化基桩施工,最大化降低施工过程中桩身破损率的可行之办法。     

分布式光纤感测技术在混凝土预制管桩测试中的应用研究

根据预应力高强度混凝土管桩（PHC桩）的沉桩特点,采用管桩内置梯型光纤钢筋架、水泥灌注封管的施工工艺将感测光纤植入到桩体。利用基于布里渊光时域分析技术（BOTDA）的光纤感测技术检测PHC桩在水平荷载作用下的桩身应变分布。试验结果表明：感测光纤保证成活;根据桩身应变可以计算得到桩身挠度分布;桩身挠度数据准确可信;可精确定位水平荷载对桩身的影响深度。BOTDA感测技术具有分布式特点,可避免漏检,可以在混凝土预制管桩测试实验中应用。     

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.     

基于混凝土水化热的大直径灌注桩完整性检测新技术

提出了基于混凝土水化热的大直径灌注桩桩身完整性检测新技术。无论何种桩身缺陷,同正常混凝土相比,大直径灌注桩在水化、凝结、硬化过程中,释放热量普遍偏少;桩身夹泥等缺陷体甚至不释放热量;同时,缺陷体对热量的传导能力普遍较差。该技术可以通过精确测量大直径灌注桩混凝土水化热而产生的温度梯度,进而判定桩身完整性。通过现场试验验证了该技术的可行性,值得深入研究与推广应用。     

基于随机过程的大水位差高桩码头桩身时变可靠度分析

近年来,随着三峡库区建成运行,为适应大水位差的作业环境,高桩码头在三峡库区大量出现。在设计基准期内,高桩码头的桩身结构要承受船舶桩基、水流、堆载等各种外力作用,作用力与桩身结构抗力均随时间推移不断变化,是依赖于时间参数的随即过程。本研究基于随即过程理论,考虑水位变化,船舶桩基及桩身结构抗力的随机性,应用时变可靠度理论对桩身承载力进行分析研究,可为类似问题的研究提供参考。     

预压软土地基对超长群桩承载性状的影响

建立超长桩和土体共同作用的三维非线性有限元数值模型,采用预压排水固结法研究软土地基预压后超长桩的承载特性,分析地基土固结沉降、桩身侧摩阻力、桩顶位移-荷载曲线和桩身轴力的变化规律。通过运用控制变量法对预压时间和预压荷载以及不同土质的预压效果进行分析,对比分析单桩与群桩对预压效果的敏感度,并分析固结度对超长桩承载性状的影响。结果表明:预压能较好地改善地基、提高超长群桩的承载能力。增大预压荷载,可增大土体的固结沉降和桩身侧摩阻力;延长预压时间,可提高桩身侧摩阻力,减小桩顶沉降和桩身轴力;预压对群桩的影响好于单桩;固结度越大,超长群桩承载性能越好;对于粉质黏土、黏土以及淤泥质粉质黏土,当预压时间分别达到90 d及180 d时,地基固结基本完成,预压不再改变土的力学指标。     

大面积荷载下超长水泥土搅拌桩承载性状的有限元分析

运用有限元分析程序,重点分析了荷载在超长水泥土搅拌桩桩身的传递规律,桩身强度、复合地基面积置换率、上部荷载作用面积、桩顶垫层刚度及桩径等参数对桩身附加应力的影响。计算结果表明,超长水泥土搅拌桩在桩身强度较高或大面积荷载情况下,桩顶荷载可以传递到桩体下部,水泥土搅拌桩的“有效桩长”概念宜进行调整;大面积荷载下宜采用刚度较大的垫层(如碎石或土工复合垫层),水泥土强度有保证时,宜采用低面积置换率等。     

大直径PHC桩竖向承载力分布的试验研究

结合某跨海大桥桩基试验项目,对4组大直径PHC桩进行了竖向承载力静载试验,并通过桩身预埋的应变式钢筋计测试桩身轴力分布.试验结果表明,随着桩端土层刚度的提高,单桩极限承载力也将进一步增大,因此对于大直径PHC桩,也应选择较好土层作为持力层;随着桩顶荷载的不断增大,桩端阻力分担荷载所占的比例也逐渐增大,表明大直径PHC桩呈端承摩擦桩的承载性状;对于桩端持力层较好,而上覆软弱土层较厚的大直径PHC桩,尚应考虑上部土层侧摩阻力软化现象的影响;尽管大直径PHC桩桩身刚度较大,但在设计工作荷载下,此次试验的桩顶实测沉降主要由桩身压缩引起.     

双层土水平受荷超长桩承载性状数值模拟

利用有限元软件ANSYS对双层土中超长桩水平承载性能进行模拟,得到桩土相互作用下土抗力及超长桩桩身弯矩及侧移。分析桩侧竖向摩阻力、环向摩阻力和法向土抗力沿桩身的分布和对承载力的贡献以及超长桩水平承载性状随荷载、土层相对模量比、桩长径比的变化规律。结果表明:桩侧竖向摩阻力、环向摩阻力、法向土反力沿桩环向呈不同的曲线分布规律,沿深度呈递减趋势,桩顶最大;在不同分层情况下桩身弯矩和侧移量随着土层弹性模量比的增大而减小;水平受荷超长桩存在有效长度和最优长径比;沿桩身存在反弯点和位移零点。     

深厚沉积层大直径钢管桩承载特性试验研究

结合某港口工程桩基试验项目,对2组大直径钢管桩进行了竖向承载力静载试验,并通过桩身预埋的应变式钢筋计测试桩身轴力分布,分析了深厚沉积层中大直径钢管桩的轴向承载性状和荷载传递机理。     

基于桩土相互作用的桩体自沉及屈曲稳定性研究

海洋工程中的钢管桩直径大、桩壁薄、设计长度较长,使用的打桩锤质量大、能量高。在打桩施工中的置锤瞬态过程,须要确定桩身位于泥面以上的自由站立长度及对其进行稳定性分析。结合海洋工程设计实例,应用欧拉-拉格朗日联合分析法(CEL法),对大直径钢管桩在自重及打桩锤静力作用下的下沉过程进行模拟。提出了在给定地基土质条件下确定桩体自沉深度的方法。应用改进的Riks法,考虑桩身变形的几何非线性与桩土相互作用,建立了桩土三维有限元模型,结合实际工程分析桩身的屈曲稳定性。