高速公路软土地区大吨位灌注桩静载试验及分析

对软土地区高速公路2400t级桥梁基桩静载试验进行了设计,可采用预应力管桩-筏板基础的形式对支墩下深厚软土地基进行加固以开展堆载法试桩试验。试验得到4根摩擦桩的荷载-沉降曲线,通过取芯验证,桩端清渣干净的摩擦桩荷载-沉降曲线表现为缓变型,桩端下有较厚沉渣与混凝土混合物的摩擦试桩荷载-沉降曲线表现为陡降型。进一步分析了桩端持力层强度对桩侧摩阻力强化弱化效应的作用机理,对不同桩底条件下摩擦桩侧摩阻力的发挥规律有更深的认识,对灌注桩的设计、施工具有一定指导意义。     

岩溶区桥梁桩基承载力试验与合理嵌岩深度

为研究岩溶区桥梁桩基的承载特性, 依托平顶山市西斜立交桥实体工程, 进行了桩基静载试验, 通过在桩端和桩顶布设应变传感器和位移计, 测得了桩身内力, 分析了岩溶区桥梁桩顶荷载(Q)-沉降(s)规律; 考虑现有桩基设计的局限性, 结合静载试验结果, 采用不同函数模型预测了单桩竖向极限承载力; 基于岩-桩体系宽梁力学模型和溶洞顶板拉-弯破坏模式, 探讨了桩基嵌岩深度的计算方法, 提出了一种适于岩溶区桥梁桩基嵌岩深度的优化方法。研究结果表明: 各级荷载作用下桩基Q-s曲线呈缓变型发展, 当桩顶荷载较小时, 曲线基本呈线性, 当桩顶荷载大于6 000 kN时, 曲线逐渐变为非线性, 虽然桩已嵌入灰岩较深, 但仍表现为典型的摩擦桩承载性状, 当加载到8 400 kN时, 桩顶沉降为3.69 mm, 远小于0.03D (D为桩径) 或40mm的破坏标准, 桩端阻力为122.9 kN, 仅占桩顶荷载的1.6%, 桩的承载力尚有富余; 在静载试验全过程中, 桩的受力状态处于Kulhawy理论的第1阶段, 桩侧阻力和桩端阻力同步发挥; 双曲线模型拟合精度在0.99以上且预测值偏安全, 建议在同类工程中优先考虑采用; 在同时满足溶洞顶板安全厚度和桩基承载力与稳定性要求的前提下, 采用提出的计算方法可使桩的嵌岩深度减小2.4 m。      

对桩周土弹性模量确定方法的探讨

综合分析了目前确定桩基础上弹性模量的3种方法：室内试验方法、基于过去工程实践的经验关系的方法及由单桩的荷载试验曲线反算的方法,提出了一种利用单桩荷载－沉降曲线确定土弹性模量的简单方法,并给出了计算公式和图表供工程实际应用。通过实例分析表明,弹性理论法计算桩基础沉降时,应该用单桩荷载试验曲线反算方法得到的土弹性模量作为计算参数。     

单桩竖向承载力静载试验及土的参数确定研究

在桩基静载试验中采用分段测试减少加载吨位的非常规方式,并通过建立合理的桩－土体系简化模型,根据现有的分段试验资料通过荷载－沉降曲线的拟合确定土的参数,并模拟计算需要的大吨位试桩荷载－沉降曲线及承载力,可提供实际工程桩的荷载－沉降曲线。     

一种桩承式路堤沉降的简化计算方法

针对路堤荷载作用下桩土复合地基的沉降计算,传统方法主要是把沉降分为加固区沉降和非加固区沉降两部分来考虑,存在着计算假设与实际不符、部分参数取值依赖于经验和无法较好考虑成层场地非均质性等缺点.基于此,通过引入均匀系数来考虑地基表面荷载分布的不均匀性,改进了正方形和三角形布桩条件下Hewlett & Randolph土拱模型,在此基础上,考虑桩土相互作用提出了一种桩土复合地基沉降的简化分析方法.该方法首先根据土拱模型和Vesic球孔扩张法分别计算桩顶、地基表面荷载和桩端力;然后采用可以考虑多土层的非均质地基土情况修正Mindlin解求得桩端力、地基表面荷载和桩侧摩阻力在地基内任意点引起的附加应力;其次通过分层总和法计算附加应力引起的沉降;最后将各分项沉降进行组合即可得到桩顶和地基表面沉降.将该计算方法结果与现场实测和数值分析结果进行对比,研究结果发现:简化分析方法的计算精度基本保持在5.0%~14.4%,计算精度能够满足工程需求.      

粘性土中大直径钻孔灌注桩单桩沉降分析

根据大直径钻孔灌注桩在桥梁工程中应用研究,以及试桩静载荷试验和桩身应力测试结果,在单桩沉降分析计算理论系统分析的基础上,采用了杆系结构有限单元法与荷载传迭代法耦合的混合法.采用Fortran语言,编制了计算程序SPSA1.单桩沉降分析计算中,采用三直线模型考虑了桩身与桩周边界上的剪切滑移非线性;并改进了有限单元法中初应力迭代技术,以考虑荷载传递关系的软化特征.同时,就桩身材料非线性,对单桩沉降分析计算的影响进行了讨论.笔者的方法和成果,可以作为今后大直径钻孔灌注桩研究和相关规范修订时参考.     

粘性土中大直径钻孔灌注桩单桩沉降分析

根据大直径钻孔灌注桩在桥梁工程中应用研究，以及试桩静载荷试验和桩身应力测试结果，在单桩沉降分析计算理论系统分析的基础上，采用了杆系结构有限单元法与荷载传迭耦合的混合法。采用Fortran语言，编制了计算程序SPSAI。单桩沉降分析计算中，采用三直线模型考虑了桩身与桩周边界上的剪切滑移非线性；并改进了有限单元法中初应力迭代技术，以考虑荷载传递关系的软化特征。同时，就桩身材料非线性，对单桩沉降分析计算的影响进行了讨论。笔者的方法和成果，可以作为今后大直径钻孔灌注桩研究和相关规范修订时参考。     

高压旋喷桩承载特性变化规律现场试验研究

基于现场物理试验测量高压旋喷桩桩身沉降量以及桩周摩擦阻力,获得其随顶部荷载以及桩深变化的基本规律,进而总结高压旋喷桩承载特性的变化规律。结果表明,在桩体发生破坏之前,高压旋喷桩的沉降量随顶部荷载增大呈线性递增;当小荷载时,摩擦阻力随桩顶载荷的增大而增大,但并非一直呈线性变化,在达到一定沉降量后其增加很小;摩擦阻力从桩身下部开始逐渐向上发展,并随荷载的增大而增加;随着上部结构荷载的增大,进入塑性区后的高压旋喷桩复合地基的沉降呈现非线性。     

搭板联合长短桩加筋处治路桥过渡段沉降研究

为研究荷载作用下路桥过渡段搭板联合长短桩加筋路基的沉降响应,利用FLAC3D软件建立了路桥过渡段搭板联合长短桩加筋路基的三维模型,对比分析了搭板联合等长桩、直线型长短桩、阶梯型长短桩和长短桩加筋路基对处治路桥连接段差异沉降的效果。结果表明:搭板可以避免过渡段发生错台,但会导致发生二次跳车;搭板联合长短桩可显著减小路面差异沉降,处治后路面的沉降量曲线和纵坡曲线变化都更平稳;搭板联合长短桩加筋路基,随着与桥头结构距离的增加,道路整体纵坡的波动程度较搭板联合桩基更小,沉降变化更平缓,道路更加平顺,行车更舒 适安全。     

柔性荷载作用下桩筏加固地基变形特性试验研究

针对深厚软土地区桩筏加固地基,通过原位长期观测试验,研究柔性荷载作用下桩筏加固地基与天然地基的地基面总沉降、地基分层沉降和侧向变形、地基土孔隙水压力等,对比分析两种地基变形规律的差异性,总结提出了柔性荷载作用下桩筏加固地基的受力变形机理.研究结果表明:桩筏结构相对于天然地基,其总沉降减小至24%、差异沉降减小至0.9%,说明其整体刚度较大,有利于均化地基荷载、约束地基侧向变形,使地基总沉降和差异沉降都有很大程度降低;桩筏加固地基沉降主要发生于下卧层,占总沉降的90%;路堤荷载大部分由桩筏结构承担,桩筏结构地基中超孔隙水压力相对于天然地基降低了70%,从而减小了地基沉降量.     

降水沉降对竖向受荷单桩的影响

针对地下水开采引起的地面沉降区段,研究了降水沉降对竖向受荷桩基的影响.基于单相流假设和Bishop有效应力原理,结合简化的直线型土水特征曲线,建立了反映地下水位下降桩周土饱和-非饱和沉降的数学模型.假设桩土界面极限抗剪强度随深度递增,桩土界面的荷载传递函数为理想弹塑性模型,桩端土采用双曲线模型,采用剪切位移法计算分析了...     

桩网结构路基格栅加筋作用及其拉力特性研究

为了研究柱网结构路基中土工格栅的加筋作用以及路基在动静荷载下土工格栅拉力的变化特性,建立了高速铁路柱网结构路基足尺物理模型试验装置,用激振器对路基施加动静荷载,利用土压力盒以及布拉格光栅分别监测路基内部土压力以及格栅拉力的变化特征.试验结果分析表明:路基上部荷载对路基内部土拱的稳定性存在影响,随着荷载的增大,土拱出现先强化后弱化的现象;桩土荷载分担比存在上限值,随着桩土差异沉降先增大后减小;当路基上部受到静荷载作用时,土工格栅能够使得桩顶上方承担的静荷载增加约12%,且路基中心处的格栅拉力增长最大;路基在长期动荷载作用下,格栅拉力产生了明显的变化,桩帽中心处的格栅拉力约增长了8%,路基筋材的设计需要考虑路基上方动荷载的影响.      

桥梁工程中刚性承台下桩的工作特性研究

将杆系结构有限单元法与荷载传递迭代法相耦合，形成一桩基沉降分析计算的混合法,采用近似解析解中Randolph and Wroth’Model和双曲线模型相结合，模拟桩身与桩周介质边界上剪切滑移,桩间相互作用，在采用弹性理论Mindlin方程解答计算，并考虑了桩间“加筋与遮帘”作用,分析了刚性承台下群桩桩数、桩长、桩间距和桩土模量比等群桩工作特性的影响。     

既有桥桩对盾构引起地表沉降槽的变形影响

针对预测盾构开挖引起的地表沉降槽变形曲线,通常采用Peck公式或其修正公式,但该公式没有考虑邻近桥桩刚度对地表沉降槽变形的影响.采用Midas GTS NX建立三维有限元模型,分析不同桩径和桩-隧道间距对地表沉降槽曲线的影响,提出一种适用于预测盾构近距离侧穿桥桩时地表沉降槽的偏态分布曲线.以长沙地铁5号线圭塘站至高桥南...     

CFG桩复合地基在公路路堤荷载作用下变形计算分析

详细介绍了CFG桩复合地基在公路路堤荷载作用下的变形模式和计算方法,并根据某高速公路试验路段的实测数据进行CFG桩复合地基变形计算,通过对计算值和实际沉降变形量进行对比,对CFG桩复合地基在公路路堤荷载作用变形计算进行分析。     

桥梁工程中刚性承台下桩的工作特性研究

将杆系结构有限单元法与荷载传递迭代法相耦合,形成一桩基沉降分析计算的混合法.采用近似解析解中RandolphandWroth'Model和双曲线模型相结合,模拟桩身与桩周介质边界上剪切滑移.桩间相互作用,在采用弹性理论Mindlin方程解答计算,并考虑了桩间"加筋与遮帘"作用.分析了刚性承台下群桩桩数、桩长、桩间距和桩土模量比等群桩工作特性的影响.     

路堤荷载下桩网复合地基承载特性研究

桩网复合地基通过桩体、碎石垫层、土工格栅以及桩间土共同作用,可以将上部路堤荷载有效地传递至下卧硬土层。针对桩网复合地基和传统的桩承式复合地基两者的结构性区别,对其荷载传递特性进行了对比分析。同时通过数值模拟对桩网复合地基承载特性进行分析。结果表明：桩网复合地基可以有效减小路堤整体沉降和不均匀沉降,提高桩土应力比和路堤整体稳定性。最后,通过路堤沉降和格栅轴力两项指标对桩网复合地基设计中各项重要参数进行了敏感性分析,可为桩网复合地基设计和工程实践提供理论参考。     

深长桩荷载一位移曲线计算研究

近年来,城市及交通建设发展迅速,随着上部结构荷载的增大及容许沉降的减小,深长桩的应用越来越广泛.深长桩的力学性态分析成为桩基础研究中一个非常重要的组成部分,桩顶荷载一位移曲线是桩基础设计的核心内容.     

深长桩荷载-位移曲线计算研究

近年来，城市及交通建设发展迅速，随着上部结构荷载的增大及容许沉降的减小，深长桩的应用越来越广泛。深长桩的力学性态分析成为桩基础研究中一个非常重要的组成部分，桩顶荷载一位移曲线是桩基础设计的核心内容。     

路基拓宽工程中桩承式加筋路堤处理的数值分析

为掌握拓宽路堤荷载作用下桩承式加筋路堤的工作特性及其处理效果,建立了三维有限元分析模型,采用土水耦合单元模拟地基土,三维薄膜单元模拟土工格栅,并基于接触单元考虑桩土界面的状态非线性,从土拱效应、土工格栅的拉膜效应以及桩土作用等方面验证了桩承式加筋路堤的工作机理。计算结果表明:土工格栅最大拉力发生在原坡脚位置的桩帽边缘处,外侧桩帽边缘的格栅应力逐渐减小;桩承式加筋路堤可使地表不均匀沉降由50.0 cm减小为8.3 cm,超孔隙水压力由63.7 kPa下降为11.0 kPa,并避免了老路基顶面出现的反坡现象,但在老路基处仍出现了较大的地基沉降和超孔隙水压力,故应充分重视老路边坡位置的地基处理。