桩—土共同作用下大直径薄壁管桩的竖向受力性能数值模拟

以桩—土耦合作用理论为基础,运用ABAQUS有限元软件建立管桩在竖向荷载作用下的模型,通过分析管桩的内摩阻力、外摩阻力及荷载—沉降结果,得到管桩在竖向荷载作用下的受力、变形机理,结果表明:二维有限元模型代替三维模型进行管桩—土共同作用下的受力性状分析结果合理;大直径管桩内桩径摩阻力的分布不同于外桩径摩阻力,其受力的分布随桩身的深度而变化,受力主要集中在端部,范围为桩端以上2~3倍桩直径范围以内,其受力图形呈喇叭型,且其作用的发挥相比于外摩阻力晚,为研究管桩的受力及破坏机理提供理论参考,具有一定的工程指导意义。     

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.      

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。     

一阶变截面桩与等截面桩对比试验研究

为研究一阶变截面桩在竖向荷载下的变形和承载特性,选取一组一阶变截面桩与等截面桩进行对比静载试验。试验分析对比了桩身轴力分布曲线、桩端应力及变截面处应力变化曲线、桩侧摩阻力沿桩身分布曲线和桩顶P-S曲线。结果表明:一阶变截面桩单位体积材料发挥效率更高,较等截面桩发挥效率提高约8%;变截面桩荷载传递仍然以侧摩阻力为主,当变截面处土层较弱时,随着荷载的增大变径处土层发生软化,变径处阻力趋于稳定,发挥作用有限。     

大直径超长桩承载性状影响研究

为探究桩端土强度对超长桩承载性状的影响,建立了3种不同长度的超长桩.通过改变桩端土的强度,在荷载作用下,研究轴力沿着桩身传递、桩侧摩阻力的影响及桩自身变形.分析了桩端土强度的提高对超长桩上段和下段桩侧摩阻力的影响.研究结果表明:桩端土强度提高1～2倍时,超长桩极限承载力提高7.06％～22.49％;80m基桩对应5种不同长径比时,长度增加25％～50％,其极限承载力提高35.06％～63.21％;在同级荷载作用下,桩端土强度高的桩侧摩阻力发挥小于桩端土强度低的;端阻强化效应在桩端土强度较弱的土层中也存,且长径比越小增强的效应越明显;该研究可以为实际工程中超长大直径桩基设计和承载力估算提供参考.     

竖向荷载下超大群桩受力变形分析

根据模型试验研究结果，分析了在竖向荷载作用下超大群桩基础的荷载传递特点、群桩的承载性关和桩侧摩阻力的发挥特性。试验结果表明。在本试验条件下，荷载在桩间的分配，最终以中心部分桩受到的荷载量大；桩身下部轴力明显小于上部轴力；随荷载的增加，桩身侧摩阻力由下部先行发挥并逐步向上发展。     

大直径管桩-钢管复合桩基承载特性现场试验研究

为研究大直径管桩-钢管复合桩基承载特性,依托温州港状元岙港区码头二期工程桩基建设,选取工程桩S1、S2为试验桩,分别开展了竖向静载和水平静载原位试验,测得竖向静载的截面应变值ε,及水平静载下桩顶水平位移Y、桩顶转角θ;计算了竖向静载时不同截面桩身轴力Qaxial、桩端阻力Qpu、桩侧摩阻力Qs,及水平静载时泥面处桩的水平位移Y0、泥面处桩的转角θ0;分析了竖向静载及水平静载过程中桩顶位移S随着竖向荷载Q的改变而变化的规律,以及竖向刚性系数K、不同截面桩身轴力Qaxial和桩侧摩阻力Qs的变化规律.研究表明:竖向静载下桩顶荷载-桩顶位移(Q-S)曲线呈缓变形;试桩S1、S2竖向承载力均不小于10500 kN,满足工程设计要求;桩侧摩阻力Qs随桩入土深度z的增加而逐渐发挥,其分布形式呈"驼峰型";在最大竖向静载Qmax下,试桩S1、S2桩端荷载分担比分别为9.55％、8.45％,均属端承摩擦桩;在水平静载H下,试桩S1、S2的水平承载力均满足设计要求;试桩S1、S2的桩身最大弯矩Mmax分别为820、1038 kN·m,均出现在泥面以下3.0 m附近.大直径管桩-钢管复合桩能满足项目工程要求.     

西宁泥岩地区嵌岩桩承载特性研究

基于自平衡桩基测试技术,根据西宁海晏路高架桥的2根桩基(SZ1、SZ2)的静载荷试验报告,对泥质岩地区大直径深长嵌岩桩的承载特性(包括桩顶荷载和位移的关系、桩侧阻力、桩端阻力等)进行研究。结果表明:泥岩地区嵌岩桩的桩顶荷载—位移曲线开始较为平缓,后来出现明显的陡变阶段。在相同岩层中不同嵌岩桩实际发挥的侧摩阻力相差比较大。微风化泥岩发挥侧摩阻力所需的位移比中风化泥岩以及强风化泥岩小。     

大直径钻孔灌注桩的承载力发挥特征分析

以某工程大直径桩为研究对象,采用现场试桩、理论分析计算相结合的方法,对大直径深长钻孔灌注桩的承载力发挥特征进行了研究,主要包括以下几个内容：（1）进行了4根大直径桩静载荷试验,获得了各试桩的极限承载力;（2）通过在桩身埋设钢弦式钢筋计,量测得各级荷载下桩身的内力变化情况;（3）通过计算得出桩身轴力和桩侧摩阻力沿桩身的分布规律以及桩侧摩阻力和桩端阻力的发挥情况,并以此为基础研究了桩基荷载传递特性及侧摩阻力发挥规律。     

某桥梁工程基桩在竖向荷载作用下桩身应力分析

以某工程试验桩为例,对基桩施加竖向荷载,通过在桩身埋设振弦式钢筋应力计,对试验桩桩身进行应力应变测试,可得到桩侧各土层的分层抗压摩阻力和桩端支撑力,反映出桩身各岩土层阻力的发挥程度。     

某工程工业厂房地基处理试验研究

主要通过竖向抗压静载试验得出该场地内钢筋混凝土预制方桩的单桩极限承载力为2 150 kN;单桩水平临界荷载可取50 kN。桩身内力测试表明该种桩型的荷载主要由侧摩阻力承担,为端承摩擦桩;侧摩阻力由上至下分布不匀;桩端在极限状态时才发挥出较大端阻力。承台下反力测试分析表明在分级荷载作用下承台中心轴线剖面土反力分布总体特征呈现外缘大、中间小的趋势,实测承台底部最大地基土反力为0.246 MPa。     

抗压桩与抗拔桩受力特性的现场破坏性试验

为理清抗压桩与抗拔桩受力特性的异同,基于2根抗压桩和2根抗拔桩的现场破坏性试验,研究了抗压桩、抗拔桩的侧阻和端阻的发挥特性.现场破坏性试验表明:抗压桩的桩端位移-桩端力曲线表现为软化特性;不同土层中抗拔桩与抗压桩极限侧阻的比值平均为0.373～0.763,深部土层中两者比值较小;抗压桩和抗拔桩桩长范围内的桩侧阻力均表现为软化特性,不同土层中抗拔桩、抗压桩侧阻破坏比分别为0.87～0.97和0.83～0.94;抗拔桩和抗压桩侧阻完全发挥时的桩土相对位移分别约为桩径的0.6%～1.5%和0.9%～2.0%.      

PTC管桩处理地基变形规律试验研究

由于桩帽的存在,PTC桩复合地基的变形规律与一般的复合地基的变形规律存在一定的差异．为了解带帽PTC桩复合地基的作用机理,掌握其沉降变形、承载特性、荷载传递、桩土应力比及桩土间相互作用规律,进行了带帽PTC桩复合地基现场足尺试验研究,得到了一系列有益的结论,将对其设计优化起一定的指导作用。     

软土地基中预应力管桩荷载-沉降曲线计算

为研究预应力管桩单桩极限承载力,采用指数函数模型计算和分析预应力管桩桩周摩阻力-沉降关系、桩端阻力-沉降关系.以安慈高速预应力管桩单桩极限承载力为例,进行指数函数模型计算和静载试验,并对计算结果和试验结果进行对比分析.研究结果表明:指数函数模型的计算结果与静载试验的结果较为相近,该模型可以有效预测软土中预应力管桩单桩极限承载力,可为类似工程估算桩土沉降提供指导.     

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.     

超长桩荷载传递机理及有效桩长研究

以双曲线模型作为传递函数,应用荷载传递法对超长桩的荷载传递机理及有效桩长进行了研究,描述了桩身轴力、桩侧摩阻力的分布及发展规律,讨论了桩身弹性模量、外摩擦角、材料性质参数k1和容许沉降量等4种因素对有效桩长的影响.其结论对超长桩的理论研究及工程应用具有一定的指导意义.     

钻孔灌注桩竖向承载力试验分析

通过桩基静载试验实测数据,分析了摩擦型钻孔灌注桩在竖向荷载作用下的桩侧摩阻力、桩端阻力、桩身轴力变化及沉降等特征,并计算出了各分层土的桩侧摩阻力系数,为钻孔灌注桩的设计和试验提供参考。     

微型桩水平承载特性的现场试验与有限元数值分析

为使水平承载微型桩在工程中得到充分合理的应用,通过现场静载试验和有限元数值分析,对微型桩的水平承载特性进行了研究。现场载荷试验对比了不同桩长、不同抗弯刚度微型桩的水平承载特性;数值分析探讨了桩径、桩身模量等主要因素对微型桩水平承载特性的影响。研究认为,通过合理选择微型桩桩长、桩径以及桩身插设钢管等措施,可以提高水平承载微型桩的承载能力。     

哈萨克斯坦扎姆希河桥项目群桩基础特性的应用研究

依托哈萨克斯坦共和国国级公路第6标段中的扎姆希河跨河桥工程,采用预制群桩技术提高施工效率和质量。通过分析群桩基础不同桩长、桩间距和桩端阻力对沉降的影响,绘制荷载与沉降的关系曲线,研究预制桩基础的特性和应用。研究表明,该桥桩基设计的最优方案为桩的长径比约为20,桩间距为桩径的3.4倍,桩长9 m。     

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。