嵌岩桩抗拔承载特性的离心模型试验研究

针对目前在抗拔桩设计中对嵌岩桩承载力影响因素理解不足,导致桩基设计不合理的问题,采用离心机模型试验,研究嵌岩深度、岩土体性质和桩型对桩基极限抗拔承载力的影响。研究结果表明:等截面桩极限抗拔承载力随嵌岩深度的增加呈近线性增加,扩底桩极限抗拔承载力呈非线性增加;较软岩与软岩比较,扩底桩极限抗拔承载力增幅超过200%;扩底桩极限抗拔承载力高于等截面桩88.7%～95.2%。     

大直径嵌岩桩承载力分析

对嵌岩桩单桩竖向极限承载力标准值的构成进行分析，并对如何确保嵌岩桩承载力的途径进行探讨。     

长螺旋机施工CFG桩完整性及单桩极限承载力研究

研究目的:通过阀门式长螺旋机施工的CFG桩径0.5 m、桩长5.2 m、混凝土标号为C30,桩端置于中风化砂岩的CFG桩完整性检测,发现完整桩低应变反射波曲线中,各桩端反射波的反射振幅不同,其振幅的大小是否与桩端的嵌固程度有关,需进一步研究。研究结论:反射波的反射振幅与桩端的嵌固程度有关;以采用反射波的反射振幅与入射振幅之比的反射振幅系数TA,分析CFG桩端的嵌固程度和单桩极限承载力高低,即TA=0.1~0.2桩端嵌固良好、单桩极限承载力QU=1000~1200 kN;TA=0.2~0.5桩端嵌固较好、单桩极限承载力QU=8 00~1000 kN;TMA=0.5~0.86桩端嵌固较差、单桩极限承载力QU=400~800 kN;以及反射振幅系数TA大于1时桩端嵌固程度极差,反射振幅系数TA为负数时桩端嵌固程度很好;桩端嵌固良好的CFG桩其单桩极限承载力高,反之就低。为使桩端嵌固良好、使单桩极限承载力能提高,CFG桩施工应采用合瓣式长螺旋机施工。     

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。     

软岩地基嵌岩灌注桩承载力自平衡测试研究

桩承载力自平衡试验方法是大吨位承载力和困难地段桩基静载试验的一种新的检测技术.介绍了这种试验方法在东莞某桥梁大吨位软岩地基嵌岩灌注桩的静载测试,对试验成果进行了分析,研究了钻孔嵌岩灌注桩随着荷载加大、桩端沉碴持续压缩增强的受力变形特性.     

厚层沉渣嵌岩桩承载性能试验分析与数值模拟

以现场试验为背景,首先通过对试验结果的对比分析,验证了厚层沉渣对嵌岩桩极限承载力有显著的削弱作用,会导致桩身的突然失稳;然后运用有限元数值分析,对不同厚度沉渣下嵌岩桩承载力进行了计算分析,得出了在嵌岩深度、岩性等条件都相同的情况下,沉渣厚度的变化对其承载力的影响情况及沿深度方向厚层沉渣嵌岩桩桩侧阻力的分布规律.     

建筑嵌岩灌注桩桩端承载力的确定

对建筑钻孔灌注嵌岩桩，以“建筑地基基础设计规范”（ＧＢＪ７—８９）为依据，考虑基岩承受极端局部压力时强度提高的因素，来确定桩端岩石承载力在估算时的取值，并用岩性准确判断和灌桩质量控制来保证承载力的可靠发挥。     

深水浅覆盖层倾斜岩面河床围堰设计及应用

在浅覆盖层、倾斜岩面河床区域通常采用双壁钢围堰方案,因受限于钢管桩难以插打入岩层,较少采用锁扣钢管桩围堰方案。以合安高速公路渠江特大桥2号墩基础施工为例,针对其深水、浅覆盖层、倾斜岩面河床的特点,从方案比选、围堰设计、应用实践等方面进行了深入研究。该项目最终采用嵌岩式锁扣钢管桩围堰方案;通过冲击钻提前引孔,将钢管桩端部嵌入基岩,再进行钢筋混凝土桩锚固,并对桩端锚固方式进行预备方案设计;钢管桩锁扣处采用灌入中粗砂法进行止水,与注入胶凝材料相比,提高了钢管桩回收率。通过现场实施效果可以看出,在深水浅覆盖层倾斜岩面河床条件下,设计采用嵌岩式锁口钢管桩围堰方案是成功的,可以有效减少施工难度、大幅度降低成本、缩短施工工期。     

对部分行业标准中关于嵌岩桩单桩竖向承载力计算方法的探讨

对几种主要行业标准中关于嵌岩桩单桩竖向承载力计算公式作了简要介绍,对使用过程中发现的一些问题及解决办法进行了初步探讨,通过算例进行了细化计算说明并得出相应结论。     

重庆嘉陵江特大桥主桥基础施工控制技术

对重庆北碚碚东嘉陵江大桥主桥墩嵌岩桩基的施工组织和技术措施以及承台大体积混凝土内外温差控制进行介绍,对嵌岩桩承载力的特性进行分析。     

沉井基础竖向承载特性的离心模型试验研究

基于离心模型试验对饱和砂土地基中沉井基础在竖向荷载作用下的承载特性进行研究,初步掌握地基极限承载力随基础埋深和基础宽度变化的规律,并对试验结果进行对比分析,结果表明:(1)基础埋深不大于5 m时,荷载-沉降曲线为陡降型,有明显的拐点出现,可取拐点对应的荷载作为极限承载力;基础埋深不小于10 m时,荷载-沉降曲线为缓变型,未出现明显的拐点,建议取相对沉降量(基础的实测沉降量与基础宽度的比值)对应的荷载作为极限承载力。(2)在均质地基环境中,极限承载力随基础相对埋深的增加近似呈指数型曲线增长。(3)进一步推求沉井基础极限承载力随基础宽度和相对埋深变化的函数表达式,其成果可用于估算砂土地基中沉井基础的地基极限承载力。     

深海吸力式锚桩极限承载力研究

研究目的:深海吸力式基础的极限承载能力是海洋工程结构设计中的一个关键问题。准确求解吸力锚桩的极限承载力,能够为深海海洋结构物的稳定性提供技术保障;同时,研究深海吸力锚桩极限平衡条件下的失稳机理,可以为进一步深入研究极限承载力奠定理论基础。研究结论:结果表明,本文给出的位移加载模式,能够较为准确地求解水平载荷与竖向载荷共同作用情况下吸力式基础的极限承载力;吸力式锚桩的极限承载力及其稳定性,受水平载荷和竖向载荷的比值以及作用点的位置影响较大。本文工作为工程实际和理论分析提供了技术支持和理论指导。     

圆形及矩形基础非均质地基极限承载力数值分析

我国经济发达地区广泛分布有软弱黏性土地基,近年大量超高、超大建筑和高速铁路等设施的快速建设对这类复杂地基极限承载力及破坏机理的认识提出更高的要求。采用有限差分方法建立三维数值分析模型,分析强度随深度线性增大的黏性土非均质地基在矩形基础和圆形基础情况下的地基极限承载力和破坏模式。结果表明:黏性土强度不均匀系数越大,地基承载力系数越大;基底粗糙度通过影响土体发生破坏的位置影响地基承载力系数;矩形基础和圆形基础的基础形状系数随着土体强度不均匀系数的增大而减小;数值计算得到的长宽比为10的矩形基础情况下的地基承载力系数与条形基础情况下的地基承载力系数相等。     

陡坡地基上高填路堤极限承载力研究

结合山区高速公路建设的实践,采用大型室内模型试验,找出了荷载作用下陡坡地基上高填方路堤滑动破坏面出现的位置及形态。通过对路堤边坡稳定性计算的极限分析上限法进行研究,根据折线形滑动面形式建立机动容许速度场,推导计算斜坡地基上高填方路堤稳定性及极限承载力的计算公式。运用此方法对斜坡地基上不同斜坡坡度、不同填土高度、不同路堤宽度以及不同路堤边坡坡度的填方路堤极限承载力进行计算,得出各个因素对其极限承载力的影响。研究结果表明:路堤填筑高度和顶面宽度对其极限承载力的影响最大,其次为斜坡坡度的影响,而路堤边坡坡度对其影响并不显著。建议在斜坡地基上填方路堤的设计与施工过程中综合考虑斜坡坡度、填土高度、路堤宽度、路堤边坡坡度、极限承载力等各种因素的影响,以确保山区高速公路安全畅通。     

合肥滨湖地区深基坑锚索应用试验研究

岩土锚固技术设计取值一直比较重视现场测试,即通过原位锚索基本试验测得锚固体与土体的界面摩擦力。合肥滨湖地区某深基坑在设计前进行了锚索承载力试验,通过6根锚索拉拔试验测得该地区老粘土中的锚索极限承载力,然后对试验数据进行分析研究,得出锚固体与土层的极限粘结强度标准值,并以此作为依据进行基坑支护设计。经工程验证,设计方案在保证基坑安全性的同时也兼顾了经济性,可为该地区后期工程设计提供参考。     

基于自稳式钢支撑基坑支护结构的基坑开挖研究

建筑基坑开挖对周边地表及建筑物影响较大,且其稳定性难以控制。为此,本文提出基于自稳式钢支撑基坑支护结构的建筑基坑开挖方法。以某地铁车站基坑工程为研究对象,采用自稳式钢支撑基坑支护结构——双排围护桩与双排注浆钢管支撑相结合的支护模式,并布设针对建筑物、钢支撑和地表观测点,实时监测基坑开挖后邻近区域地表及建筑物沉降情况。结果表明:三个钢支撑极限承载力均达到1100 kN;采用自稳式钢支撑基坑支护结构邻近建筑物测点地表下沉幅度较小;基坑开挖对周边区域地表沉降影响存在时空效应,在地下水位较高条件下距离较近的周边建筑物受基坑开挖影响沉降显著。     

主筋锈蚀对钢筋混凝土梁承载特性的影响

基于适当的钢筋、混凝土本构关系以及锈蚀钢筋和混凝土的黏结滑移模型,建立有限元模型,对5根不同主筋锈蚀率的钢筋混凝土梁进行承载特性分析。获得了梁中点处的荷载-挠度关系,受力筋的应变分布以及钢筋与混凝土之间的滑移分布。研究结果表明：随着受力筋锈蚀率的增大,钢筋混凝土梁的极限承载力降低,延性下降,受力筋的最大拉应变和伸长量逐渐增加,钢筋和混凝土之间的滑移量也大幅增加。     

地下水热效应桩基试验装置的研究和应用

为研究地下水对冻土地区桩基础的影响,针对现有冻土桩基试验设备的不足,对加载系统、位移采集系统等加以改进,并利用可调发热电阻作为热源,研制一套能够模拟地下水热效应的室内桩基模型试验装置,通过标定试验,确定装置模拟地下水热效应时的各项参数。利用该装置,开展不同地下水位置、有无地下水工况下的桩基承载力试验,对地下水热效应对单桩极限承载力的影响进行分析,其试验结果能够与理论模型计算较好的吻合,装置能够良好模拟地下水热效应。     

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。     

关于铁路路基地基承载力的讨论

现行不同铁路规范对于路基地基承载力的要求各不相同,设计人员对规范有不同的理解,有时会造成设计偏于保守,对铁路路基地基承载力设计方法进行探讨。地基容许承载力和地基承载力的特征值是地基基本处于弹性变形的界限,与基础是刚性还是柔性无关。对于有砟轨道,可允许土体局部进入塑性破坏区,可以在规范的基础上将承载力要求适当放宽。根据既有资料,提出用于极限状态设计的承载力分项系数,可为铁路地基处理极限状态设计方法提供参考。