嵌岩桩承载特性静载荷试验研究

为探究嵌岩桩的竖向承载特性,本文对两根嵌岩桩进行现场静载荷试验,系统研究其在竖向荷载作用下的承载特性。结果表明:嵌岩桩在竖向荷载作用下,其承载力主要由桩周土岩的总侧阻力和桩端岩层的端承力两部分组成。桩截面轴向力沿深度逐渐递减,桩顶荷载越大,其轴向力衰减越快。各地层的侧摩阻力自上而下逐渐发挥,上部土层达到极限侧阻之后随着桩顶荷载的继续增大而有所降低。     

桩侧及桩端后注浆对超长桩承载力的影响

以海南省某跨海大桥为工程背景,采用平行对比试验法,以桩侧桩端后注浆及施工桩长为变量,对3根超长灌注桩进行了竖向抗压静载试验,并对试验过程中试桩穿越各土层的分段侧摩阻力及桩端阻力进行测试。通过比对试验结果,分析桩侧桩端后注浆对超长灌注桩承载力性状、荷载传递规律及桩侧、桩端阻力发挥特性的影响。结果表明:进行桩侧、桩端后注浆能显著提高超长灌注桩的承载能力,减小桩基沉降;对于超长灌注桩,桩侧注浆对承载能力的增加效果远远大于桩端注浆;桩侧桩端注浆后,超长桩的荷载传递规律不变,依然是上部侧阻力先于下部侧阻力激发;桩侧注浆处土体表现出与桩体水泥胶结的性质,其抗剪强度较大且随位移增长而增加得更快。     

大直径钻孔灌注摩擦桩的静承载特性

本文依据4个工程进行的6根直径为1．0m、长度为59～70m的钻孔灌注摩擦桩的静载试验，对大直径钻孔灌注摩擦桩荷载的传递机理、荷载—沉降量曲线、桩身轴心压力沿深度的分布规律、桩侧摩阻力与桩土相对位移关系以及桩蛸反力等进行了计算分析，给出了主要土层的桩侧摩阻力与桩土相对位移关系曲线，提出了考虑桩土相对位移影响的大直径钻孔灌注摩擦桩极限承载力计算建议。     

扩径桩抗拔承载特性模型试验研究

为了研究扩径桩受上拔荷载作用时的承载性状、荷载传递规律及桩侧摩阻力的分布特征,通过量测分级荷载作用下桩顶位移及桩身不同截面处的应变,选用宁波砂土开展等径桩、扩底桩和扩径加扩底桩的抗拔静载对比模型试验。试验结果分析表明:扩径桩较等直径桩而言能提高桩基抗拔承载力,在相同荷载下,减小上拔位移。在一定上拔位移范围内,扩径桩能充分利用扩大头上覆土体的承载力,发挥极大的抗拔阻力。在上拔荷载作用下,桩身轴力沿着深度方向逐渐递减,中部扩径处轴力出现突变减小,桩身各部分轴力均随着荷载的增加而增大。由于扩大头处有抗拔阻力存在,同级荷载下扩底桩下部桩身轴力大于等径桩。在桩身上部和中部,扩底桩与等径桩的桩侧摩阻力均沿着深度方向逐渐增加,且桩端附近均表现出侧阻的减小现象。由于扩大头的存在,扩径桩桩侧摩阻力在扩径段上下附近处无法充分发挥,但其抗拔承载能力仍为最强。     

软土地基大直径超长钢管桩试验研究

通过对海南洋浦港软土地基中桩长74 m、桩径1.5 m的大直径超长钢管桩的高应变全程动测、压桩试验、拔桩试验和桩身轴力测试,探讨深厚入土地基层中大直径超长钢管桩工程性状和压桩及拔桩土侧阻力的分布规律,得出如下结论:1)同一土层侧阻力随着入土深度的增加而递增,一定深度后,其增幅减缓,趋向稳定;2)深厚软土地基中,大直径超长钢管桩拔桩和压桩侧阻力的比值为56.9%~75.0%;3)只有桩端位移达到1.1%~1.3%桩径时候,软土地基大直径超长钢管桩能充分发挥桩端土阻力,此时端阻力值约为承载力的19%。这对软土地基中的超长大直径超长钢管桩的理论研究和工程应用具有指导作用。     

乐清湾大桥超长大直径后压浆灌注桩的自平衡试验研究

基于乐清湾大桥及接线工程的1根超长大直径钻孔灌注桩,通过对桩端后压浆钻孔灌注桩进行自平衡试验,研究桩端后压浆对含黏性土角砾层超长大直径钻孔灌注桩的承载变形特性。结果表明,桩端压力浆液上返能有效地改善了下段桩的桩土边界条件,并增大了桩侧剪切界面阻力和粗糙度,使得下段桩桩侧摩阻力提高了66.67%,且对桩的荷载传递特性产生明显影响;在含黏性土角砾层中桩端后压浆钻孔灌注桩承载力随着桩顶沉降的增加而增加,且在达到极限状态时,极限承载力的可提高幅度58.14%,端阻力可提高幅度60.64%。此外,在含黏性土角砾层中采用桩端后压浆技术不仅可以通过增强端阻力来提升桩基极限承载力,还能提高桩侧摩阻力,且桩侧摩阻力的提高也成为提升桩基承载力的主要原因。     

内河港口大直径嵌岩灌注桩试验研究

为了研究内河港口大直径嵌岩灌注桩在其荷载作用下的工作特性,结合重庆寸滩港三期工程中嵌岩桩布置特点,选取S1#、S2#桩进行原形试验,通过等效曲线转换对试验桩的受力机理及桩端阻力、桩侧土层和岩层摩阻力发挥过程进行分析;同时也利用室内模型试验进行受力机理研究。试验结果表明:桩侧土层摩阻力呈线性变化,桩土相对位移达8 mm时即能充分发挥作用;桩侧岩层摩阻力呈非线性,其最大值位置跟嵌岩部分岩层性质有很大关系,但一般处于岩层强度高且靠近桩端的位置。     

含黏性土圆砾层桩端后压浆灌注桩的承载特性现场试验研究

基于台州湾大桥及接线工程的3根钻孔灌注桩,通过对采用U型管法的桩端后压浆钻孔灌注桩进行现场静载荷试验,研究桩端后压浆对含黏性土圆砾层钻孔灌注桩的承载特性,试验结果表明,在含黏性土圆砾层中桩端后压浆钻孔灌注桩随着桩顶沉降的增加,其承载力能显著提高,且在达到极限状态时,极限承载力的提高幅度至少67%;桩端压浆后端阻力提高幅度为125.09%~146.36%,且端阻力占极限承载力的比值有很大提高,表明采用U型管法的桩端后压浆对含黏性土圆砾土层具有明显的增强作用。此外,在含黏性土圆砾土层中采用桩端后压浆技术不仅可以通过增强端阻力来提升桩基极限承载力,还能提高桩身总侧阻力,并对桩基的荷载传递特性产生明显影响。     

南京长江五桥泥岩嵌岩桩自平衡试验研究

南京长江五桥引桥桩基础以泥岩作为桩端持力层,为验证桩基承载能力、优化设计桩基参数,采用自平衡法对三根试桩进行静载测试,研究泥岩嵌岩桩的承载特性变化规律。结果表明:桩端嵌固于中风化泥岩层中的桩基所承担的桩顶荷载主要由侧摩阻力承担,而桩端阻力占极限承载力的比例不超过20%,且随着长径比的增大而减小;中风化泥岩层的侧阻力可以达到190k Pa左右,大于勘察建议值120k Pa,建议桩基设计按照摩擦桩计算,并且宜对桩型进行优化,适当加大桩的长径比。     

密实含砂碎石和卵石地层钢管桩沉桩试验研究

钢管桩是海洋工程最广泛采用的桩型,复杂地层条件下钢管桩沉桩施工往往具有较大的难度。依托实际工程,基于地层原位试验、沉桩模型试验、基桩可打性分析、现场足尺试验,开展密实含砂碎石和卵石地层钢管桩沉桩施工试验研究。结果表明：1）采用人工模拟地层进行模型试验,桩侧土摩阻力试验结果应适当提高。2）密实含砂碎石和卵石地层中钢管桩桩端闭塞系数可取0.7～1.0、桩侧单位面积摩阻力可取225 kPa、桩端单位面积阻力可取不低于13 MPa。3）密实含砂碎石和卵石地层中钢管桩振动和冲击法沉桩困难,为达到设计入土深度可能需要通过恰当的方法清除桩内部分土塞。     

桥梁桩基承载力试验的综合分析

通过对一特大桥钻孔灌柱桩静载试验及完整性检测成果的综合分析,探讨实测桩周侧壁各地层极限摩阻力与工程地质勘测所得的极限摩阻力有较大差别的原因,分析了桩基施工工艺对钻孔摩擦桩极限承载力的影响,并对各地层极限摩阻力的取值提出建议。     

富宁港软岩桩基承载特性模型试验成果及数值分析

水库周期性蓄水调度,导致库岸软岩地基的工程力学特性发生较大变化,直接影响桩基承载性能的长期有效性.通过对4种不同工况地基模型下的桩基竖向承载特性进行试验研究,得出了软岩嵌岩桩的桩身轴力、桩侧摩阻力、桩端阻力特性.结合物理模型实测成果,采用数值模拟分析了3种工况下桩基竖向承载力、桩身轴力和桩侧摩阻力的变化趋势,为内河库区港口工程软岩桩基设计和承载能力评价提供理论依据.     

软弱地层钢管桩嵌岩深度及侧阻力特性

对于软弱岩层中的打入桩,目前尚无公认的方法评估桩侧阻力。针对巴拿马Amador邮轮码头航站楼嵌岩钢管桩基础,开展了9组桩基动力测试,采用波动方程分析方法获取桩侧阻力。研究了地层中桩侧阻力分布规律、岩层中桩侧阻力与单轴抗压强度的关系。得出如下结论:1)侧阻力分布曲线均呈抛物线形式,可以明显区分出软黏土、粉质砂土、强风化岩、中风化岩4个地层。将曲线跌落后的部分定义为嵌岩段,据此得到桩A-4嵌岩深度为6 m、其他桩嵌岩深度为4 m,均满足设计最小嵌岩深度3 m的要求。2)岩层桩侧阻力-抗压强度(UCS)曲线均呈指数分布,而非线性分布。3)软弱岩层中,侧阻力起主导作用。同一UCS值,泥质粉砂岩中桩侧阻力明显大于玄武岩。4)随着UCS增大,岩体的自稳能力逐渐增强,摩擦系数逐渐转变为影响侧阻力的主导因素。UCS增大到一定数值后,桩侧阻力趋于稳定。5)获得了岩层桩侧阻力-抗压强度关系式,为估算场地岩层中桩侧阻力提供了依据。     

板桩加固护岸桩身受力现场试验研究*

板桩侧摩阻力的大小和分布模式对板桩的沉降有较大影响,进而对板桩加固护岸结构的稳定产生影响,桩端至于相对硬土层的板桩护岸结构,对板桩沉降是一项重要研究内容。为了研究加固护岸板桩桩侧摩阻力的分布模式和大小,结合长湖申航道湖州段板桩加固护岸实体工程,通过在板桩预制过程中将钢筋应力计埋入板桩轴心处,完整测试了板桩在凝固硬化过程中钢筋应力计受力情况和护岸荷载施加过程中的板桩荷载传递机制,详细介绍了钢筋应力计的焊接及埋设方式。现场试验结果表明:混凝土凝固硬化过程对埋入板桩的钢筋应力计会产生较大的拉压应力并逐步趋于稳定;施工荷载对钢筋应力计受力的影响较大,在分析护岸荷载施加过程中板桩荷载传递机制时,需要对钢筋应力计进行重新标定;在护岸荷载作用下,桩身的上部轴力变化较大,而中部及下部轴力不仅变化较小而且轴力较大,即桩顶荷载易于向下传递;桩侧摩阻力在靠近桩顶附近得到了较大发挥,在距桩顶0.3 m范围内的桩侧摩阻力约占整个桩身摩阻力的40%;JGJ 94—2008《建筑桩基技术规范》推荐的极限桩侧摩阻力较大,实测最大值仅为推荐值的63.9%。     

基于超长嵌岩桩自平衡试验的风化岩层侧阻力值研究

通过东非某工程海上超长嵌岩灌注桩自平衡试验,探讨不同风化岩层的竖向抗拔侧阻力分布规律,得出如下结论:1)强风化砂岩侧阻力与位移拟合线性关系为:y=1.534 2x+180.48;2)中风化泥岩侧阻力与位移拟合线性关系为:y=0.954 5x+353.5;3)相对于中风化岩层,桩土相对位移对于强风化岩层阻力值更为敏感。     

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%。     

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。     

应用后压浆技术的钻孔灌注桩承载力计算方法

对于日益增多的采用后压浆钻孔灌注桩的桥梁,为进一步剖析后压浆工艺对桩基侧阻力、端阻力的作用机理并确定合理的承载力计算方法,以陕西渭河特大桥桥址作为试验比选区,制作了2组试桩及一组工艺桩进行了静栽试验及注浆性状直观剖示试验研究.结果表明:由于沉渣固结及泥皮置换作用使得后压浆桩基承载性状得到了充分发挥,应用建科院公式更能够反映后压浆桩的承栽力状况.研究成果对于同类型工程桩基的设计与加固补强具有一定的借鉴意义.     

负摩擦力对某高桩码头桩基沉降的影响

介绍某高桩码头斜桩下沉桩帽竖向开裂现象,认为主要原因是斜桩未进入良好持力层、斜桩受负摩擦力作用。提出锤击沉桩对软黏土的触变效应、码头岸坡淤积也会对桩产生负摩擦力,并对淤泥层、砂土层的负摩擦力系数取值作了比较。