溶洞顶板厚度与嵌岩深度对桥梁桩基承载力的影响研究

岩溶区桥梁将嵌岩桩设置于下伏溶洞顶板上时,桩端顶板厚度和嵌岩深度是影响桩基受力安全的关键因素。 嵌岩桩的桩基承载力由桩端承载力和桩侧阻力组成,主要为桩端承载力。为探明桩端顶板厚度和嵌岩深度对桩端承载力和溶洞顶板稳定性的影响规律,结合工程实例建立溶洞-桩-土一体化三维有限元仿真模型,分析不同桩端顶板厚度、嵌岩深度和溶洞顶板厚度对岩溶区下伏溶洞嵌岩桩桩端极限承载力的影响,进而分析桩端顶板厚度与溶洞顶板安全系数间的关系。结果表明:桩端极限承载力随桩端顶板厚度的增加而迅速增加;桩端顶板较厚时,嵌岩深度对桩顶位移及桩端极限承载力的影响较大;当溶洞顶板岩层较为完整时,嵌岩桩桩端顶板厚度可采用2.5倍桩径的设计值。     

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.     

岩溶区某桥梁桩基处治方案分析

基于某高速公路岩溶区桥梁桩基处治的具体工程实践,结合理论分析和数值模拟方法,从桩基竖向承载力、沉降计算及岩溶顶板抗冲切、抗剪切和抗弯安全性分析等方面对桩端注浆和不注浆两种处治方案进行了对比分析,并进一步探讨了岩溶区桥梁桩基承载和变形特性．研究结果表明：采用桩端注浆处治方案可保证该桥梁桩基的安全性．     

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。     

基于滨海地区大直径灌注桩承载性状研究

基于滨海地区软土地质分布广泛,对大跨径桥梁下部灌注桩基础进行承载性状的试验监测,结果表明:大直径灌注桩有效提高复合地基承载力,随桩顶荷载等级增大,较大埋深处桩侧阻力大,桩底最高可达6510k N,试桩摩阻力取决于桩侧位移变化趋势,当不断深入地下时,桩体位移因土的物理性质变好而减小,桩基础承载能力受到下部土层物理性状及入岩深度的影响,P3试桩嵌岩深度较大,土层性质较好,比P1、P2极限承载状态下的位移小5mm;试验桩端阻力随加载等级加大斜率呈递增趋势,其中P3变化最大。     

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。     

火电厂嵌岩桩静载试验荷载的确定

采用现行规范规定的对桩身承载力和地基土对桩的支承阻力两项的计算,确定嵌岩桩竖向抗压静载试验的试验荷载．通过对电厂嵌岩桩的竖向抗压静载试验结果系统的分析,提出了为了能更合理充分利用地基的支承阻力,而在理论计算的基础上提高试验荷载的几点建议,可供工程设计应用参考。     

桥梁桩基几何特性与岩溶地层相关性浅析

岩溶地层的存在,岩石地基持力层的整体性受到破坏,影响桥梁桩基承载力,结合工程实际,通过桩径的大小对钻孔嵌岩桩桩基承载力的影响分析,提出岩溶地层桥梁桩基设计中把握的原则和应注意的问题,对岩溶区桥梁桩基设计有一定的借鉴意义。     

岩溶区大孔径桩承载力影响因素分析

以娄新高速资水大桥为工程背景,通过有限元计算软件MIDAS/GTS计算,分析不同因素对岩溶区大孔径桩承载力的影响,为岩溶区大孔径桩承载力计算与内力分析提供依据。计算结果表明溶洞顶板厚度和溶洞高度是影响桩基承载力的重要因素,桩周岩体弹模低于一定限值时,桩基承载力急剧降低,大于此限值时,桩基承载力变化不大,溶洞半径和桩基弹模对桩基承载力影响相对较小。     

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。     

吉林市雾凇立交桥钻孔灌注桩竖向承载力试验研究

针对吉林市雾凇立交桥试桩单桩竖向抗压静载承载力试验未达到破坏荷载时,如何判定无特征点的缓变型Q-s曲线的单桩极限承载力的问题,提出采用斜率倒数法、百分率法和港口工程桩基规范法等方法进行解释,并将其推算的结果进行综合对比分析以确定该桩的单桩竖向极限承载力。计算结果表明,该方法合理可靠,具有较高的精度。     

桥梁桩基岩溶处理方法分析

结合工程实例和现场实际,分析了桥梁桩基施工时出现溶洞的特征,介绍了一种桩端下伏溶洞顶板安全厚度的计算方法,并将该方法应用在实际工程中,为类似桩基溶洞处理提供借鉴。     

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。      

罗阳高速公路岩溶土洞发育特征及稳定性评价

土洞、溶洞发育为罗阳高速公路的主要不良地质问题,结合岩溶土洞的发育特征及高速公路路基地基的特点,采用路基土及设计荷载共同作用下的附加应力的有效影响深度计算土涧稳定的顶板厚度.     

石灰岩岩溶地区桥梁桩基设计与施工

通过水阳江大桥溶洞桩基的设计与施工,总结岩溶发育区桥梁基础地质勘探、桥梁桩基础设计、溶洞顶板安全厚度计算及某些问题的处理方法,可为同类地区桩基设计和施工提供参考.     

多年冻土地区钻孔灌注抗拔桩静载试验分析

结合青藏铁路清水河多年冻土地区抗拔基桩的竖向静载现场试验,对桩周冻土冻结强度、基桩竖向抗拔极限承载力等进行了深入的研究,并将直孔桩、扩底桩两种不同桩基础的荷载试验结果进行了分析比较,为青藏铁路桩基础设计提供了科学依据.     

整体桥H型钢-RC阶梯桩与土相互作用拟静力试验

以H型钢-RC阶梯桩模型试验为背景,进行了2根H型钢-RC阶梯桩(HS-RC-0.25、HS-RC-0.50)及1根H型钢桩(HS)的低周往复荷载拟静力试验;在桩顶施加水平位移荷载,埋设应变片与土压力计,采用特殊设计的桩身水平变位测试方法,得到了H型钢-RC阶梯桩桩身破坏特点、沿桩深方向的桩身水平位移与应变、骨架曲线和滞回性能曲线;利用OpenSEES对比分析了桩顶自由与固定条件下阶梯桩桩顶水平变位能力,得到了阶梯桩水平承载力折减系数与转化系数,对比了利用折减系数得到的模型桩水平承载力计算值与试验值。试验结果表明:H型钢桩的桩顶弹性变形为2~25 mm,其水平变形能力强,承载能力好,加载全过程滞回环饱满,耗能效果好;刚度比对阶梯桩的破坏模式无显著影响,阶梯桩的上段钢桩均无明显的屈曲破坏,变截面处混凝土严重剥落且破坏位置相同;随刚度比增大,阶梯桩-土体系屈服位移及屈服荷载均提高,HS-RC-0.25较HS-RC-0.50桩顶屈服位移减小了29.15%,桩身应变突变减小;阶梯桩的滞回环在加载初期因为滑移表现为捏拢状,而在加载后期过渡为饱满的梭形,耗能效果良好,HS-RC-0.50加载全过程的耗能比HS-RC-0.25多25.4%,具有较好的水平变形能力;对比试验值,HS-RC-0.25的计算误差为-9.68%,HS-RC-0.50的计算误差为-2.47%。可见,HS-RC阶梯桩能满足整体桥桩基的水平变形需求,利用折减系数能较好地计算阶梯桩的水平承载力特征值。      

高寒盐沼泽区干湿-冻融循环下桥梁桩基腐蚀损伤与承载特性

为探明青海地区桥梁桩基在干湿-冻融循环条件下的腐蚀损伤特性, 依托德香高速公路工程, 在现场埋设钢筋和混凝土试件进行干湿-冻融循环1年, 采用室内试验将混凝土试件进行干湿-冻融循环225次, 对比分析了不同位置和不同循环时间条件下混凝土质量、抗侵蚀系数、相对动弹性模量、抗压强度、微观机理以及钢筋锈蚀率的变化规律; 采用数值仿真分析了未防护桩基20年内承载力变化规律, 并提出了高寒盐沼泽区桥梁桩基防护措施。研究结果表明: 随着试件埋设深度的增加, 现场桩基混凝土试件的抗侵蚀系数相关度增大, 最大值为0.93;随着时间的增加, 桩基混凝土试件的抗压强度最大损失率为38.20%, 埋深0.25 m处钢筋的面积锈蚀率最大, 为91%;表面涂抹环氧树脂可以有效减少钢筋锈蚀率, 桩基混凝土试件与钢筋的质量变化不明显; 干湿-冻融循环225次时, 桩基混凝土试件的边角处出现脱落, 四周出现裂纹, 但质量变化较小, 相对动弹性模量降低了39.10%, 抗侵蚀系数降低到0.51, 混凝土的抗压强度损失率为65.88%, 其内部因出现Friedel盐等膨胀性物质而趋于破坏; 随着剥落厚度和腐蚀深度的增加, 前8年桩基的承载力基本不变, 8年后其承载力逐步降低, 若不进行维护, 第20年桩基承载力降低34.45%;建议在桩基服役8年后, 要进行重点防护。      

浅谈桩基础溶洞处理施工方法

文中结合广州市永泰跨线桥工程的施工实践,论述了桩基础溶洞根据溶洞深度、层次和填充物的类型采取不同的溶洞处理施工方法,并提出了钻进方法的选择和防止漏浆、塌孔、卡钻、斜钻等技术措施,施工效果检验良好。