路堤荷载下水泥砂浆桩复合地基承载特性分析

水泥砂浆桩是较为常用的复合地基处理形式,工程中常常通过桩径、桩间距、桩长、水泥掺入量等参数的设置,完成设计施工,基本满足工程需要。随着工程质量要求不断提高,深入分析桩的受力特点,研究桩土间力的分配规律,掌握水泥砂浆桩复合地基的承载特性,对于精细化的工程具有重要意义。对路堤作用下水泥砂浆桩的沉降、桩身轴力、桩土应力比、桩身应力等参数进行研究,通过对比现场试验和数值模拟结果,得出承载特性规律,对工程实践具有一定的借鉴意义。     

超长桩单桩荷载传递刚度法函数解分析

荷载传递是超长桩工作特性的重要内容.建立并拟合分析桩土传递的函数模型,分析了桩侧土剪切模量、桩身混凝土模量、长径比、桩长和桩径等不同参数对超长桩承载性能的影响,运用有限元分析软件通过计算实例分别分析了桩长、桩径、土体粘聚力c值、桩侧土体刚度、桩端土体刚度对桩基承载性能的影响程度.     

软土堤岸预应力桩锚支护体系工程特性分析

江苏省连云港盐灌船闸下游软土堤岸航道支护工程采用预应力桩锚支护+ 支护体后侧粉喷桩局部加固的支护体系。采用数值分析法分析不同影响因素对支护体后侧粉喷桩局部加固后堤岸预应力桩锚支护体系变形受力特性的影响。基于现场试验数据,对有限元数值分析模型进行验证,探讨桩径、锚固深度、锚固力及桩体抗弯刚度等因素对桩身变形和弯矩分布规律的影响。结果表明:桩体嵌固深度的增加有效地控制了桩锚支护结构的水平位移和弯矩,随着锚索锚固力的增加,桩锚支护结构的水平位移减小,但弯矩增大;桩径和桩体抗弯刚度变化对支护结构的水平位移和弯矩的影响效果不明显。     

嵌岩桩水平承载力试验研究

随着港口、公路、铁路事业以及高层建筑的飞速发展,水平受荷嵌岩桩在港口、桥梁、码头等工程中得到了广泛应用,研究嵌岩桩的水平承载性能具有重要的工程意义。现场试验是研究嵌岩桩承载机理最可靠的手段,但是由于受到历史条件和工程条件的限制,高质量、完整的嵌岩桩现场原位水平承载力试验还比较缺乏。以浑河大桥工程为依托,对其中的两根试验桩基进行现场原位水平加载试验,研究了在水平荷载作用下桩顶的荷载—位移曲线、桩身弯矩分布情况,最后对提高嵌岩桩在水平力作用下的承载力提出了一些建议。     

湿陷性黄土桥梁桩基竖向载荷下的承载特性研究

湿陷性黄土结构非常特殊,其沉降具有不连续性、突发性、不可逆等特点,因此常对桥梁桩基造成威胁。如何确定黄土湿陷性变形桥梁桩基在竖向载荷下的承载特性一直困扰着国内外学者。根据前人的研究现状,将新疆高速湿陷性黄土地区的桥梁桩基项目列为研究对象,首先对其进行非均匀变形下的承载实验,介绍了实验原理和模型装置,并给出实验流程。基于实验结果,研究桥梁桩基的承载特性,分析了单桩承载力、单桩桩身轴力、单桩桩侧摩阻力、群桩承载力等特性。通过对单桩、群桩的桩基静载试验研究,得出单桩摩擦阻力最大部分在桩身中下部,湿陷性黄土沉降随着桩数的增加而降低。希望为今后湿陷性黄土桥梁桩基承载特性研究提供理论帮助。     

桩承式路堤设计参数动力特性参数分析

目前,桩承式路堤动力学方面研究较少,桩承式路堤的动力特性还未完全理清。建立了桩承式路堤动力数值模型,对地震荷载下桩承式路堤中桩身模量、桩径、桩长和路堤填土高度等重要设计参数动力特性进行了敏感性分析。研究结果可为桩承式路堤抗震设计提供参考。     

桥梁施工全过程超长钻孔灌注桩承载性能的现场监测

桩基承载性能一直是工程技术人员重点关注的课题。目前关于超长钻孔桩的承载性能试验研究主要为荷载试验,反映的是桩基施工完成后某一时刻的承载性状,而对于桩基承载性能的长期连续监测较少研究。依托钱江通道及接线工程南接线段高架桥施工,开展了桥梁施工全过程超长钻孔桩承载性能的现场监测研究,介绍了监测内容、监测方式、传感器布设等方面,重点分析了桥梁施工全过程桩身轴力和桩侧摩阻力的变化情况,可为运营期钻孔桩长期承载性能的现场监测提供参考。     

地铁车站PBA法围护桩受力机制研究

以新疆地区某PBA法(浅埋暗挖洞桩法)地铁车站为工程依托,主要采用数值模拟的方法,结合对现场监测结果的分析对比,对地铁车站围护桩在不同施工阶段受力特点进行分析。研究结果表明:围护桩承载位移变化曲线在扣拱开挖和中板施作阶段增长速率较大,该阶段的轴力和水平位移占比分别为65%和72%;围护桩的承载位移变化曲线可以分三个阶段,即快速增长阶段、缓慢增加阶段、稳定持平阶段;围护桩桩径和桩间距对桩体水平位移影响较小,对轴力和弯矩影响较大,通过参数优化,可得到最优方案。     

山洪冲刷对陡坡桥梁桩基竖向承载特性的影响分析

为研究山洪冲刷对陡坡桥梁桩基的竖向承载特性的影响,采用MARC有限元软件模拟山洪冲刷作用下不同桩长、桩径与坡度的桩基竖向承载变化规律,并通过计算分析得出:1桥梁的桩径或桩长越大,桩基竖向所受的承载力越大;坡度越大,桩基竖向承载力越小;2相同坡度、桩长的桩基在同一冲刷深度中,其桩径愈大竖向所受承载特性变化越大;3同一冲刷深度作用下,相同桩径、坡度的桩基其桩长越短竖向所受承载力变化越大;4相同桩径、桩长的桩基在同一冲刷深度中,坡度越小桩基竖向承载特性变化越明显;5冲刷深度小于2倍桩径时,山洪冲刷引起桥梁桩基的竖向承载力变化较弱;反之,则较强。     

微型钢管混凝土构件抗弯性能数值模拟研究

影响微型钢管混凝土构件抗弯性能的主要因素有混凝土强度等级、钢管壁厚、桩径、钢材屈服强度等4个因素,为了研究这4个因素对微型钢管混凝土构件抗弯性能的影响,采用有限元软件ABAQUS,通过数值模拟的手段对其进行研究。研究结果表明:微型钢管混凝土构件的抗弯强度随着混凝土强度等级的提高不断增大,但是增幅在逐渐减小;微型钢管混凝土构件的抗弯强度随钢管壁厚的增加而增加,两者几乎呈线性相关;微型钢管混凝土构件的抗弯强度随桩径的增大而增大,且增长速率随着桩径的增大逐渐在增大;微型钢管混凝土构件的抗弯强度随钢材屈服强度的增大而增大。另外,基于有限元数值计算结果,最后提出了微型钢管混凝土构件的极限抗弯承载力表达式,与试验结果进行对比,两者吻合良好。通过与各规程进行对比,提出的抗弯承载力计算方法用于微型钢管混凝土构件更合适。     

桩-土-断层耦合作用下桥梁桩基竖向承载特性

基于海南铺前大桥, 采用室内模型试验与数值仿真, 分析了断层-桩-岩土相互作用时桥梁桩基的距离效应与承载特性。研究结果表明: 在模型试验中, 对于直径为6.3 cm, 长度为60 cm的桩基, 当断层与桩基水平距离由9.45 cm增加到22.05 cm时, 承载力增幅为26.7%, 当水平距离由22.05 cm增加到31.50 cm时, 承载力增幅仅为3.8%, 断层与桩基水平距离对桩基承载力影响度降至6.5%, 可以忽略; 当桩长一定, 荷载相同时, 断层与桩基水平距离越小, 桩身轴力变化越小; 当断层与桩基水平距离由9.45 cm增加到22.05 cm时, 桩身30 cm处桩侧阻力增大了0.059 kN, 水平距离对桩侧阻力影响度降低了44.5%, 当水平距离由22.05 cm增加到31.50 cm时, 桩侧阻力增大了0.029 kN, 水平距离对桩侧阻力影响度降低了8.3%。在数值仿真中, 在桩基直径为1.5 m, 长度为30 m, 覆盖层厚度为10 m的工况下, 当断层与桩基水平距离由1.5 m增加到6.0 m时, 承载力增幅由11.0%减小到6.5%, 当水平距离由6.0 m增加到7.5 m时, 承载力增幅减小到4.9%;当断层与桩基水平距离由7.5 m减小到1.5 m时, 桩身轴力沿桩长方向减小趋势逐渐变缓, 当桩长一定, 荷载相同时, 断层与桩基水平距离越小, 桩身轴力变化越小; 当断层与桩基水平距离由1.5 m增加到6.0 m时, 桩身16 m处桩侧阻力增大了1.90 MN, 水平距离对桩侧阻力影响度降低了28.0%, 当水平距离由6.0 m增加到7.5 m时, 桩侧阻力增大了0.33 MN, 水平距离对桩侧阻力影响度降低了5.0%。模型试验与数值仿真结果均表明, 在5倍桩径范围内, 桩基竖向承载特性受断层与桩基水平距离的影响较大; 超出5倍桩径后, 水平距离的影响较小, 甚至可以忽略; 断层与桩基水平距离对承载力、桩侧阻力的影响度与桩侧阻力占比的仿真值均减小较快, 在水平距离为5倍桩径时, 较模型试验值分别降低了2.2%、6.0%、0.174, 结果较理想化, 可用作工程参考。      

单壁螺纹塑料套管现浇混凝土桩承载能力研究及应用

通过以某高速公路螺杆桩施工实际为例,采用现场试验的方法,着重研究了软土地基区段螺杆桩的施工关键技术和承载受力特性,结合该区段内路基沉降速率,得到单壁螺杆桩在软土地基处理的施工技术。试验结果表明:单壁螺杆桩单桩承载能力相较于直杆桩提高了33%;桩身后期静载轴向力随顶部载荷增大而增大,随桩身深度增大而减小。通过计算得到单壁螺杆桩受到不同载荷负载时,塑料套管对应的管径变形及最大承受载荷,对单壁螺杆桩在软土地基方面的施工具有一定的指导作用。     

超长桩沉降及受力分析

通过计算总结出桩身轴力和桩身沉降分布的一般规律,分别计算不同桩长、桩径、桩体弹性模量、桩侧极限摩阻力条件下深长桩桩身轴力和桩身沉降的分布特点,探讨各参数变化对深长桩力学性态的影响,结果表明：桩长、桩径的变化对深长桩力学性态均有显著影响,且随荷载水平的变化而变化。     

铁路路基桩筏基础承载力与沉降特性研究

为提高路基桩筏基础承载力与沉降特性分析的准确性,研究铁路路基桩筏基础承载力与沉降特性的分析方法。采用现场试验与模拟计算相结合的方法进行分析,试验使用了单点监测仪、液位监测仪及压力箱,同时设置远距离自动监测系统;通过基本假定,计算出桩筏的基础承载力与沉降特性,建立桩筏解析结构分析模型,分析不同荷载下桩筏基础的承载性能与沉降特性。试验结果表明:此次研究方法分析出的桩筏基础承载力与实际测量结果相差较小,相对误差可控制在100kN以内,分析出的沉降量与实际沉降量相差仅为4mm,提高了路基桩筏基础承载力与沉降特性分析的准确性。     

超长大直径钻孔桩加固深厚软基承载特性研究

超长大直径钻孔桩加固深厚软基作用机理因工程特点不同而各不相同,难以建立统一的指导设计计算理论,其承载特性是设计计算的基础。首先介绍该类型桩基础一般工程特性与施工工艺;通过工艺性试桩试验与有限元计算方法,分析不同荷载级别作用下桩顶沉降变化、桩身轴力分布以及桩侧摩阻力分布规律,研究成果可为今后进一步完善此类型桩的设计理论提供有益补充。     

PTC管桩竖向承载性能现场试验研究

PTC管桩在桩基和复合地基中的所发挥的作用不同,其承载特性也存在着一定的差异,因此对PTC管桩的侧摩阻特性和端阻特性的研究具有十分重要的意义。通过设计9根不同桩长的预应力混凝土试验管桩,在3组不同地质条件的现场进行静载试验,得到不同桩长PTC管桩的荷载-位移曲线,探讨了PTC管桩在软土地区的承载特性;采用在桩体主筋上预设钢筋应力计和桩底预埋土压力盒的方法得到其不同截面的轴力和桩端阻力,进而分析了不同荷载级别下侧摩阻力和桩端阻力的发挥特性,同时确定了极限状态下侧摩阻力和桩端阻力的荷载分担比,并根据土质特性研究了PTC管桩与不同土质土体的摩擦系数。     

不同堆载形式对邻近既有桥梁桩基的影响

采用数值方法研究了不同堆载分布宽度和高度对邻近桩基的水平位移、应力以及弯矩的影响,结果表明:不同堆载分布宽度基本不会影响桩底水平位移;随着堆载分布宽度增大,桩身水平位移不断增大,在地面以上部分桩身水平位移基本一致,而在地面以下部分,桩身水平位移从桩底到地面基本呈线性增大;不同分布宽度堆载对桩身水平应力作用规律基本相同;不同分布宽度堆载对桩身弯矩影响基本相同。堆载高度对左右桩的竖向位移影响规律不同;对于邻近堆载体的桩基,堆载会影响整个桩身水平位移,随着荷载的增加,桩身水平位移整体呈现增长趋势,且最大值基本分布在顶部,位移方向水平向右,同时堆载还会影响右侧整个桩身水平位移。研究结果可为分析桥梁桩基稳定提供参考。     

细砂层桩底压密灌浆钻孔灌注桩承载特性分析

泥浆护壁钻孔灌注桩施工及承载过程中存在一些问题。从现场试验和数值模拟的计算结果出发，探讨了桩底持力层为中密细砂层时桩底压密灌浆钻孔灌注桩承载特性，指出对于长径比小于20的桩底灌浆钻孔灌注桩的桩端阻与桩侧阻具有同步发挥的性质，此外桩底灌浆钻孔灌注桩在承载过程中，主要以弹性变形为主，残余变形很小，其结论来源于现场试验结果，对工程实践能够起到指导的作用。     

路堤荷载下刚柔长短桩复合地基承载特性研究

为研究路堤荷载下刚柔长短桩复合地基的承载特性,结合某桥头过渡段带帽薄壁管桩（pre-stressed thin-wall concrete,PTC）联合水泥土搅拌桩（cement deep mixed,CDM）的软基处理工程,开展了PTC-CDM组合式长短桩复合地基承载特性现场试验,对路堤填筑过程中桩土应力比、荷载分担比以及桩土沉降差的变化规律进行了分析,并进一步采用有限元对刚柔长短桩复合地基的路堤荷载传递规律进行了数值模拟.试验与计算结果表明:CDM桩顶与桩间土应力增长缓慢,PTC桩帽上应力增长相对较快;填土达到一定高度土拱完全形成后,大量的路堤荷载转移至刚性长桩;刚性长桩和柔性短桩的桩土应力比分别达到7.5和2.1;短桩的存在减少了长桩桩顶荷载和上部桩身出现负摩阻力的深度,中性点位置上移;短桩达到一定桩长时再增加其长度,对路基总沉降影响不明显,因此,短桩桩长可根据承载力要求的临界桩长来设计.      

硬壳层对管桩复合地基桩-土应力比的影响

为研究就地固化硬壳层对预应力管桩复合地基桩-土应力比的影响，以绍兴钱滨线泥浆池路段为背景，开展现场试验和数值模拟分析，研究路堤荷载作用下预应力管桩复合地基的受力和变形；从桩-土应力比的角度，着重探讨硬壳层对桩基复合地基承载性能的影响规律；分析路堤高度与桩帽净间距之比、桩帽宽度与桩帽净间距之比等设计参数对桩-土应力比发展的影响机制.研究结果表明：硬壳层的存在能够有效提高桩基复合地基的承载特性；在本文试验条件下，就地固化硬壳层的预应力管桩复合地基最大水平位移发生在地表以下5～6 m处，区别于传统桩基复合地基的土体水平位移沿深度逐渐降低的规律；桩-土应力比在23～37，高于传统桩基复合地基.