抗拔桩在人防工程中应用的试验研究

结合人防工程抗拔桩的静载荷试验,通过在沿桩身长度范围内土层分界面附近安装钢筋计,测得了桩身每段分担的荷载,研究了粘性土中抗拔桩荷载传递特征。利用相关规范中桩基抗拔承载力的公式对桩的承载力进行计算,并与试验结果进行了验证。     

斜拉荷载作用下扩底桩的工程性状

扩底桩在地下构筑物的抗浮和作用较大弯矩的建(构)筑物的基础设计中广泛应用.抗拔桩和抗压桩的工作机理是不同的,斜拉荷载作用下扩底桩的工程性状研究还很粗浅.笔者分别从抗水平力和抗拔两个方面,综合分析扩底桩的力与位移关系、桩身荷载传递规律、破坏模式、承载力与变形计算及其研究方法,包括现场试验、模型试验、理论分析、数值模拟等.     

风化砂岩层中扩底抗拔桩荷载-位移曲线拟合分析

基于抗拔桩极限载荷现场试验,用数学模型对风化砂岩层中扩底抗拔桩的上拔荷载-位移曲线进行拟合分析。结果表明:对于风化砂岩层中的抗拔桩,采用双曲线模型拟合的精度最高,指数函数模型次之,幂函数模型相对较差;双曲线函数计算得到的极限承载力取1.27折减系数后,与实测值更为接近;采用归一化荷载-位移曲线双曲线模型下限曲线函数计算风化砂岩层中抗拔桩的承载力,95 %的情况是偏于安全的。     

抗拔桩变形及对地铁车站结构计算影响分析

目前,对于地铁车站计算模型中抗拔桩的模拟方式存在局限性,不能反映真实的抗拔桩受力变形性状,对于车站结构的计算带来一定的偏差,造成结构配筋不合理。针对这一现状,提出对抗拔桩采用大刚度弹簧进行模拟,建立抗拔桩的荷载传递模型,推导基于轴向Winkler地基模型的抗拔桩弹性解答,得出模拟抗拔桩的弹簧刚度计算公式。在此基础上,将抗拔桩作为大刚度弹簧的计算模型和其他常用的几种抗拔桩模型进行详细说明,通过实例计算,对这几种模型对地铁车站结构的受力变形计算结果进行对比分析,得出各种模型的受力变形差异,为带抗拔桩的车站结构计算提供了指导。     

旋喷搅拌加劲抗拔桩原位试验研究

旋喷搅拌加劲抗拔桩(抗拔桩)具有良好的抗拔承载性能，近年来已在多个实际项目中得到推广应用。然而，由于该抗拔承载机理试验研究成果不多，工程界仍按照常规抗拔桩或抗拔锚杆的模式进行抗拔桩的承载力和变形计算。现开展了一系列抗拔桩的现场抗拔原位测试试验，着重分析桩长、锚板数目等因素对该桩抗拔承载力与变形的影响。现场试验结果表明：在抗拔桩达到极限承载状态之前，其单桩荷载-变形关系曲线呈陡降形态；当锚固段桩长一定时，适当减少自由段桩长，可提高抗拔桩的初始抗拔刚度；增加锚板数量不一定能够显著提高抗拔桩的极限抗拔承载力。     

考虑桩土界面相对位移与界面外土体剪切变形抗拔桩荷载传递分析

传统理论分析方法在分析桩体荷载位移关系时,都存在各自不同的缺陷。剪切位移法假定桩土界面不产生相对滑移,荷载传递法的分析计算是基于一种表征桩侧摩阻力与桩体总位移关系的桩土荷载传递模型之上,但事实上桩侧摩阻力是由桩土界面相对滑移产生的。通过对抗拔桩变形模式进行分析发现,桩体总位移可以分为桩土界面相对位移与桩土界面外土体位移两部分。因此,通过建立一种表征桩侧摩阻力与桩土界面相对位移关系的桩土界面荷载传递模型,结合使用桩土界面荷载传递原理与剪切位移法对两部分位移量进行计算,从而得到了不同荷载作用下桩体总位移。通过与工程实例进行对比,证明了本方法的合理性。     

桩土荷载非线性传递机理探讨

桩基础顶部在受到竖向荷载作用时,荷载沿桩身向下传递的过程是通过不断克服桩侧摩阻力而向桩端传递的,这是个复杂的非线性过程.介绍了3种数学模型即理想弹塑性模型、双曲线模型和指数模型模拟桩土荷载传递的复杂非线性过程,并重点介绍了指数模型在实际工程中的应用.     

黏土中不同桩径与桩长的拔桩试验研究

在桥梁施工时需要打设钢管桩作为临时支撑体系,待桥梁施工完成后,需要拆除临时支撑体系,这就涉及到了钢管桩的拔桩问题。为了研究钢管桩拔桩时桩、土的力学性能,根据相似比设计了室内拔桩试验,对12根钢管桩分为4组在不同上拔荷载下进行了试验研究。以不同上拔荷载和不同直径、桩长和埋深的待拔桩为变量,讨论了待拔桩的荷载-位移曲线和桩侧土体受力情况以及其发展规律。结果表明:(1)根据不同上拔荷载下拔桩时的荷载-位移曲线变化,拔桩时所需最大上拔力随待拔桩桩径变化明显。桩径每增加20 mm时,DBZ1～DBZ6上拔力增幅在20%～25%之间,DBZ7～DBZ12增幅在20%～30%之间。(2)上拔力与待拔桩埋置深度有关,埋置深度每增加20 cm, DBZ1～DBZ6的最大上拔力增大20%左右,DBZ7～DBZ12增加30%左右。(3)拔桩位移小于8 mm时,土压力增长迅速,而后增长速度有所减缓。待拔桩继续上拔,当桩体位移在12 mm时,桩侧土体发生完全剪切破坏,同时这种破坏形式逐渐向四周传递扩散。(4)桩侧土体受力大小与桩体埋置深度、桩径密切相关。在1倍桩径处的桩侧土压力,桩长每增加20 cm,土压力增幅在35%～145%之间,并随桩长增加明显。在实际拔桩项目中,为了保证待拔桩的顺利拔出,通过试验发现的规律可以为工程实践提供相应参考。     

独柱墩梁桥抗倾覆稳定性验算汽车荷载研究

为了彻查广东省高速公路既有独柱墩梁桥抗倾覆稳定性问题,为新建独柱墩桥梁提供设计依据,对该类桥梁的抗倾覆稳定性验算汽车荷载进行研究。根据广东省交通集团货车调查分析成果,虎门二桥荷载统计报告,同济大学对上海市车辆荷载研究成果,得出广东省现状汽车荷载模式。通过实例有限元分析对比,得出《公路桥涵设计通用规范》(JTD D60-2015)中规定的汽车荷载在验算该类桥梁倾覆时,偏不安全,且随着联长的增长,安全度降低。发现该类桥梁的汽车荷载产生的倾覆效应与其荷载总量有近似比例关系,与其荷载模式关系不大,并提出以公路-1级汽车荷载乘以3.4倍的分项系数为验算汽车荷载。     

粉土地层中基桩抗拔承载性能现场试验研究

对钱江通道及接线工程南接线段01标段U型槽3根位于粉土地层中的抗拔桩进行了现场抗拔承载力试验。3根试桩均为工程桩,在试验荷载超过预估承载力后试验即停止。试验结果表明,这3根试桩的最大抗拔力均大于抗拔桩单桩轴向受拉承载力极限值的计算值。试验结果可以为相关设计规范的修编提供参考。     

上拔、水平联合荷载对桩基承载性能影响的现场试验及数值模拟

通常桩基受力作用分别确定上拔、水平2个方向的承载力,不考虑其相互影响,不能准确反映桩基的真实受力状况。为研究桩基上拔、水平荷载的耦合作用对桩基上拔、水平向承载性能的影响,开展了大型现场试验及数值模拟研究。研究结果表明：上拔、水平联合荷载对桩基承载性能的影响与上拔、水平向荷载的比例有较大关系,当该比例小于2时,联合荷载作用对桩基水平承载能力影响较小,不小于2时,桩基的水平承载能力明显被削弱,且被削弱的程度随着该比例的增大而提高;联合荷载下桩基的上拔荷载位移曲线与单独上拔时基本重合,但在加载比例较小时,桩基在水平方向会先达到破坏标准,从而导致桩基上拔承载能力不能充分发挥。联合荷载下,水平承载能力被削弱的原因在于桩基带动桩周土体的一起上拔导致了地基土抗力系数比例系数的减小和桩身弯矩的增大;联合荷载下,由于水平荷载的作用,桩基上部受压侧竖直方向的土压力会由于土体被挤密而变大,上部受拉侧土压力则会由于桩与土的分离而变小;桩基下部则由于桩基的刚性转动表现出相反的趋势;联合荷载下桩基破坏时,破坏区域的土体裂缝呈扇形分布,其分布形式、范围及破坏机理均与单独上拔、水平荷载时有较大差别。总体来说,联合荷载对桩基承载性能的影响是客观存在且不可忽视的。     

凤凰港上盖物业对地铁百家湖车站结构的影响分析

由于地铁百家湖车站的建设先于凤凰港物业开发,设计者必须考虑给后期物业开发预留条件。为了研究上盖物业对车站结构的力学影响,采取有限差分软件FLAC 3D对不同工况下车站结构的受力过程进行三维数值模拟,得到了不同工况下车站及周边地层的位移特征、车站梁柱板节点应力及抗拔桩力学特征。如卸载工况下,车站与周边土体不均匀隆起,加载工况下,车站与周边土体的沉降差异等。通过分析这些力学特征,得出了最优的施工措施和建议,如跳槽开挖,分段施工;先施工车站外地下室,再施工车站部分上部结构,最后施工车站外上部结构的施工顺序是合理的。     

邻近加载下桩网结构路基离心模型试验研究

以邻近杭深铁路桩网结构路基的新建乐清湾铁路路基填筑作为工程原型,通过土工离心模型试验模拟工程建设过程中不同邻近加载条件下土体及桩网结构路基变形。结果显示:加载距离由4 cm增加到8 cm时,基桩最大水平位移由120 mm下降到60 mm;同一加载工况中,各排桩水平变形差异主要位于上中段三分之二桩体;前排桩基通过自身较大的水平变形可限制水平土压力与位移发展。     

不同基础下夯实水泥土桩桩土应力比的试验研究

桩土应力比是一个非常重要而且难以准确确定的参数。该文通过对郑(州)西(安)客运专线上夯实水泥土桩复合地基进行的单桩复合地基的载荷试验和路堤下桩顶应力、桩间土应力的现场测试,分别获得刚性基础下和柔性基础下的桩顶应力、桩间土应力和桩土应力比,以及它们随荷载水平和加载时间的变化规律。探讨了两种不同基础下使得桩土应力比产生变化的不同内在机理。据此,提出了由载荷试验得到的桩土应力比不能直接作为柔性基础下的桩土应力比,而应该乘以一个折减系数。研究成果可为夯实水泥土桩复合地基的桩土应力比取值提供指导性意见。     

路堤下水泥土挤密桩桩土应力比的试验研究

桩土应力比是一个非常重要而且复杂的参数。该文结合郑西客运专线上水泥土挤密桩复合地基的桩顶、桩间土应力的现场测试,对路堤下夯实水泥土桩的桩顶应力、桩间土应力以及桩土应力比,随荷载水平及加载时间的不同而发生变化的规律进行了分析,并探讨了其变化的内在机理。     

考虑坡顶建筑荷载的垂直高边坡稳定性分析

垂直支护的高边坡坡顶进行建设时,保证边坡的稳定是一项重要工作。本文采用有限元方法研究了一般工况和地震工况下垂直支护的高边坡坡顶有近坡建筑时的稳定性,模拟考虑了浅基础和桩基础两种基础形式。通过分析浅基础埋深和桩长对边坡破坏模式、安全系数以及支护桩受力的影响,提出了考虑坡顶建筑结构的边坡支护方案,并通过工程实例进行验证。结果表明：一般情况下,坡顶建筑会对边坡产生不利影响,坡顶建筑采用桩基础对边坡稳定性效果显著。当建筑采用浅基础时,浅基础埋深越大,边坡安全系数越大,支护桩受力越小;当建筑采用桩基础时,桩长越长边坡越稳定,支护桩受力越小,而当桩长增加到坡底深度,支护桩受力不再受桩基础长度的影响。     

桩基承载性状分析的有限元-荷载传递联合法

提出了一种将有限元法和荷载传递法结合起来的桩基分析方法—有限元—荷载传递联合法。该法采用通用有限元程序ABAQUS实现了桩基竖向承载性状的计算分析。该法能非常简单地变化材料的本构关系和桩侧荷载传递函数。算例表明该方法计算结果可靠。对做过单桩静载试验得出单桩荷载传递规律的群桩,采用本文方法具有明显的优越性。     

桥梁桩基础沉降简化计算

本文利用剪切位移法分析计算软质基岩上的嵌岩桩沉降变形。对嵌岩桩的沉降计算模型进行简化,并利用该简化模型进行实际工程的计算,结果表明,当桩顶荷载较小时,计算值往往偏大;当荷载在设计值附近时,剪切位移法计算结果和实测值基本一致,因此,在实际工程中可以采用本文的简化模型求解桥台桩基础的沉降。     

分级加载下组合渗流碎石桩-CFG桩复合地基固结解答

为了进一步完善组合渗流排水桩-不排水桩复合地基固结理论,就分级加载下组合型复合地基的固结理论计算展开研究。以组合渗流碎石桩-CFG桩复合地基为研究对象,考虑碎石桩固结变形、不同桩体的涂抹效应和附加应力随深度与时间变化等因素,结合软土路基分级填筑的工程状况,运用解析法推导出分级加载下组合渗流碎石桩-CFG桩复合地基固结解析解,并得到任意时刻复合地基的整体平均固结度解答。进一步地,将本文解退化为瞬时加载下附加应力沿深度非均布条件下的解,大大简化了计算公式。运用MATLAB软件对本文解进行编程运算,以不同加载历程、附加应力沿深度分布的3种模式和桩土模量比为基本变量,绘制出相应工况下复合地基的整体平均固结度曲线,然后对计算结果进行参数分析。研究结果表明:采用与工程实际更为接近的分级加载模式,发现不同加载历程对复合地基固结速率的影响较大;分级加载下附加应力沿深度非均布的固结度曲线基本重合,表明考虑应力时效性的应力分布模式对复合地基固结速率影响不大,从而可以将固结度计算公式简化,易于工程应用;但是在不同的CFG桩土模量比下,附加应力沿深度分布模式的不同导致地基的最终沉降结果有较大差异,增大桩土模量比有助于减小复合地基变形量,缩小沉降差异,维持地基稳定。