路堤荷载下带受力盘塑料套管混凝土桩受力及变形研究

针对带受力盘塑料套管混凝土桩(简称带受力盘TC桩)群桩基础在路堤荷载下的受力及变形,选取上海市奉贤区奉浦大道道路建设工程桥头带受力盘TC桩处理段进行现场试验,通过在路基埋设土压力盒、钢筋应力计、表面沉降板、分层沉降管研究在路堤荷载下带受力盘TC桩受力及变形机理。结果表明:带受力盘TC桩桩身存在负摩阻力;经带受力盘TC桩加固处理后,路基总沉降量小,工后沉降得到有效控制,能满足设计及施工要求;作用在盖板上的应力基本由桩体承担,通过侧摩阻力和端阻力传递给深层地基土体。     

现浇X形桩复合地基桩土应力比及负摩阻力现场试验

结合南京市桥北污水处理厂软基处理工程,开展了现浇X形桩(简称X形桩)单桩及单桩复合地基竖向承载力特性现场试验,测得了荷载-沉降曲线、桩土应力比、桩身轴力以及桩侧负摩阻力等分布规律,分析了不同桩间距与荷载等级下复合地基中桩土协调相互作用和荷载分担比;并进行了同等条件下等混凝土用量圆形桩竖向承载力特性试验和分析。结果表明:复合地基中X形桩桩侧负摩阻力主要发生在0.27倍桩长以上;同等条件下,桩侧负摩阻力最大值约为其正摩阻力最大值的60%;X形桩复合地基桩土荷载分担比较普通圆形桩复合地基桩土荷载分担比更合理,承载力也更高。     

基于神经网络的混凝土预制桩单桩竖向极限承载力参数分析

应用BP神经网络，对混凝土预制桩单桩竖向极限承载力进行预测，并分析了各种参数对单桩竖向极限承载力的影响。通过影响因素分析，确定了桩径、桩长、入土深度、桩侧摩阻力加权平均值、桩端阻力平均值等参数对单桩竖向极限承载力有影响。对混凝土预制桩单桩静载试验资料进行分析和取样，将包含上述参数的样本与单桩竖向极限承载力形成数据对，采用三层神经网络进行训练，输入层为各参数，输出层为单桩竖向极限承载力，建立了混凝土预制桩单桩竖向极限承载力预测模型。研究表明，所建立的模型能够有效地预测混凝土预制桩单桩竖向极限承载力，通过参数分析，能够得出各参数对单桩竖向极限承载力的影响规律，从而确定比较合理的单桩设计参数。     

路堤下水泥土桩复合地基荷载传递规律研究

考虑到路堤荷载下水泥土桩复合地基变形特性,假设了桩间土竖向变形模式,在此基础上,根据弹性力学基本原理,推导得到了水泥土桩复合地基桩身轴力与桩侧摩阻力的解析表达式。理论分析和有限元计算表明,路堤下复合地基桩身出现中性点,中性点以上产生负摩阻力;桩侧正、负摩阻力以及桩身轴力随桩体模量增加或土体模量减小而增加,随桩顶荷载增加而增加。理论计算结果与有限元计算结果比较一致。推导的桩身轴力与桩侧摩阻力解析表达式可为工程应用参考。     

现浇X形桩复合地基负摩阻力特性有限元分析

为了研究现浇X形桩复合地基的工作机理,运用ABAQUS有限元软件建立了现浇X形桩复合地基桩侧负摩阻力特性三维数值计算模型,分析了相关影响因素,并对比分析了X形桩与圆形桩复合地基力学性能差异。研究结果表明:桩侧负摩阻力和中性点位置随着地基土的固结不断变化,并最终逐渐趋于各自的稳定值;桩侧摩阻力和桩身轴力的大小受竖向荷载、桩-土接触面性质的影响较大,而静止土压力系数对桩侧负摩阻力的影响较小;相同荷载作用下,垫层的弹性模量越大,或桩侧土的弹性模量越小,桩体分担的荷载越多。相同条件下,X形桩复合地基与等横截面积圆形桩相比桩侧负摩阻力较大,中性点位置相对较低,而复合地基的沉降则较小。     

水泥搅拌桩有效桩长的相关探讨

分析了水泥搅拌桩单桩静载试验成果,发现有效桩长是真实存在的,在有效桩长外加大桩长并不能提高搅拌桩的承载能力.提出了以桩侧摩阻力作为控制条件确定有效桩长的方法,同时分析了桩顶荷载、桩体刚度、桩身强度等因素的影响,发现桩顶荷载越大、桩体刚度越大,荷载越容易传递到桩身下部,因而有效桩长越长;当桩身强度合格时,分析得出的有效桩长是真实的,而当水泥土搅拌不均、桩身不连续、强度过低,则显示出较小的、虚假的有效桩长.     

钢管埋深对钢管混凝土复合桩竖向承载特性影响研究

结合广中江高速公路跨江桥梁钢管混凝土复合桩工程实际,采用数值仿真方法,对滨江大桥X3-15桩基础竖向承载特性进行数值仿真计算,并与现场试验成果进行对比分析,验证了有限元模型及参数的可靠性。在此基础上,深入研究了不同钢管埋深下钢管混凝土复合桩竖向承载特性的变化规律,计算结果表明,增大钢管埋深能有效提高钢管混凝土复合桩竖向极限承载力,钢管埋深在12m范围内增加时,桩基竖向极限承载力增加较快,钢管埋深每增加4m,桩基竖向承载力增幅2.0% ~2.2% ;钢管埋深超过12m后继续增加钢管埋深,桩基竖向极限承载力增加幅度较小,钢管埋深每增加4m,桩基竖向承载力增幅1.3% ~1.4% ;钢管混凝土复合桩竖向极限承载力由钢管段侧摩阻力、钢管段以下钢筋混凝土段侧摩阻力、钢管端部变截面处端阻力和桩端阻力组成;随着刚管埋深增大,钢管混凝土复合桩总侧阻力逐渐增大,总端阻力则均有所减小,钢管埋深由4 m增加至24 m时,桩基总侧阻力增大了6 382.8kN,增幅9.3% ,桩基总端阻力减小了6 382.8kN,减幅29.8% 。     

永寿至咸阳高速公路咸阳机场立交静载试验

结合永寿至咸阳高速公路咸阳机场立交试验区静载试验,研究了现场3根试桩浸水前后竖向受压的荷载传递性状,包括桩身轴力分布特征、桩侧摩阻力分布特征、桩侧摩阻力与桩端阻力的发挥性状以及极限承载力的确定,并对其进行了浸水前后对比分析。结果表明:试桩桩周分布的黄土湿陷性小,浸水后的轴力分布规律与浸水前大体一致。在同级荷载作用下,浸水后的桩侧最大摩阻力普遍比浸水前小。浸水后桩侧摩阻力的发挥比浸水前小,相应的浸水后桩端阻力发挥比浸水前大。另外,从桩端荷载所占总荷载的百分比看,试桩显示出摩擦桩的特性。从竖向极限承载力的确定分析出,浸水后单桩竖向极限承载力比浸水前均降低2级,并提出了相应的处理措施。     

珊瑚礁灰岩地层钻孔灌注桩桩侧摩阻力研究

某大桥是国家"一带一路"标志性项目,其桩基础置于弱胶结、多孔隙及高脆性的珊瑚礁灰岩中,传统的桩基设计方法与承载力评估标准并不适用,迫切需要展开研究。该文进行了钻孔灌注桩原位静载试验,并通过珊瑚礁灰岩与桩基界面力学试验、数值模拟方法进行了验证。结果表明:①水泥浆能够在胶结面处渗入礁灰岩孔隙内部,对孔隙进行扩展与填充,使其形成一种黏结与咬合的作用体系。这样将使珊瑚礁灌注桩具有250～275 kPa的侧壁阻力,最大荷载达到3 600 kN时,灌注桩的最大竖向位移仅为0.84 mm,竖向变形非常小;②数值模拟中,在贯入深度达到1 mm时,灌注桩侧摩阻力随位移线性增加,是弹性剪切力的累积;摩擦桩桩侧摩阻力发展较慢,在位移0.3 mm左右达到稳定,是桩身不同位置侧摩阻力动态发展的结果。灌注桩侧摩阻力模拟结果与静载试验结果较接近,但整体上大于静载试验结果,灌注桩数值模拟结果远大于摩擦桩。     

超长钻孔灌注桩竖向承载特征试验研究

通过对钻孔灌注桩现场静载试验和桩身应力实测资料的分析,讨论了持力层为卵石、强风化层灌注桩的承载特性和荷载传递机理,研究了桩端阻力、桩侧摩阻力和单桩压缩变形与桩-土的关系。结果表明:桩侧摩阻力和桩端阻力的作用时机存在先后顺序,桩周土摩阻力在极限承载力中占比很大。     

桩基竖向抗压静载试验及理论研究

依托海南产业园项目，开展了单桩竖向抗压静载试验及理论研究。首先依据规范计算单桩极限承载力的理论值，并依据CASE法承载力计算，得出桩基极限承载力测试理论值；然后给出地基土以及单桩试验检测参数值，对S-1、S-7、S-11、S-15、S-17、S-22等6根基桩进行试验研究；最后分析基桩在静载作用下承载力的变化规律，将理论值与试验值进行对比。基桩的极限承力均满足要求；在基桩桩径相同，入土深度不同的情况下，基桩沉降量随入土深度的增加呈减小趋势；桩基极限承载力理论计算值与试验值基本吻合，CASE法计算桩基极限承载力具有较高的可靠性。     

龙门黄河大桥超长桩静载试验研究

为了研究黄河地区大直径超长桩的承载特性,采用自平衡测试法进行2根试桩静载试验,并采用钢筋计测试元件进行了桩身轴向应力测试。基于实测数据,对桩总承载力、桩侧摩阻力、桩端阻力以及承载性能进行了分析,并将桩端阻力实测值和《公路桥涵地基基础规范》计算值进行了对比。研究表明,SZ9桩桩侧摩阻力地勘报告值基本大于实测值,SZ10桩桩侧摩阻力地勘报告值与实测值基本接近,公路桥涵地基基础规范对砂土类的桩端阻力深度修正系数取值偏大,导致桩端阻力计算值远大于实测值。研究成果对黄河特殊地质条件下超长大吨位桩基础设计具有参考价值。     

京石客专路基声屏障桩基础受力特性试验研究

用现场静载试验的方法,利用预埋钢筋计和土压力盒,进行了高速铁路路基声屏障桩基础在竖向荷载作用下的桩身应力和桩底反力的测试。重点分析声屏障桩基础在荷载作用下的沉降量和桩身内力。结果表明:对于声屏障的桩基础,采用试验时的桩长、桩径和桩身混凝土,桩基的承载力很大,桩顶荷载主要由桩周土的侧摩阻力来承担,并分析了此类桩基础承载力的影响因素,为今后进一步改进声屏障桩基础的设计提供了可供参考的试验数据和经验积累。     

超长大直径桩承载特性试验研究

依托宁波某工程进行超长大直径桩的竖向抗压静载荷试验,得到桩顶荷载-沉降关系曲线,据此得出桩的极限承载力;桩身不同深度位置埋设有钢筋应力计,静载荷试验过程中记录不同荷载下不同深度钢筋应力计读数,通过换算得到桩身不同位置的轴力随荷载变化规律,并据此得到桩身极限侧摩阻力及极限端阻力;通过试验结果对超长大直径桩的承载特性进行分析,并将通过桩身轴力测试得到的桩基极限承载力与静载荷试验得到的桩基极限承载力进行对比,两者较为吻合,证明了测试结果的可靠性.     

GFRP管桩与钢管桩的承载性能模型试验研究

为掌握GFRP管桩的竖向承载性能，进行了泥炭质土条件下GFRP管桩静载荷模型试验研究，对桩侧摩阻力和端阻力分布进行分析。结果表明:GFRP管桩的极限承载力较同等尺寸的钢管桩稍大，同时桩顶沉降也稍大；由于GFRP管桩桩身较大的压缩变形量使得桩身下部桩土相对位移较小，相应的侧摩阻力得不到充分发挥；GFRP管桩的端阻力基本可以忽略不计，不宜作为端承桩使用；GFRP管桩作为承重桩使用的关键是减小桩身压缩变形量。     

贵州软岩地区摩擦桩试验研究

灌注桩是当前较为常用的基础形式,但在软岩地区摩擦型灌注桩的理论分析、试验和测试研究远不能适应工程的需要。通过对贵州某工程在泥质粉砂岩层所做的单桩静载试验,测试了桩周侧阻力及端阻力。分析了桩的荷载传递形状。     

大直径灌注桩桩侧摩阻力试验研究

根据苏州地区4根大直径桥梁钻孔灌注桩桩侧摩阻力试验结果,给出了该地区主要土层的侧摩阻力及其极限摩阻力建议值。试验表明:相当一部分桩侧土层未能达到极限状态,只有54 5%～78 4%范围内的土层达到极限值;桩底沉渣直接影响桩顶沉降及极限承载力;随着长径比的加大,桩侧摩阻力发挥效率降低。     

红层软岩钢管微型桩抗压承载特性试验

为揭示红层软岩钢管微型桩抗压承载特性,为红层软岩地基加固设计提供参考,选取湖南衡阳强风化粉砂质红层软岩地基,开展了不同长度注浆钢管微型桩原位抗压静载试验,分析了桩体沉降、桩身轴力和桩侧摩阻力的分布规律,并与规范计算值进行了比较。在修正微型桩荷载传递函数的基础上,提出了考虑桩顶位移的微型桩抗压承载力预测方法,并通过原位试验结果进行了验证。研究结果表明：钢管微型桩轴力主要分布在桩身中上部,桩侧摩阻力沿桩身呈“三角形”分布;随桩长的增加,抗压承载力非线性增加,桩顶沉降量非线性减小;桩长越短,极限侧摩阻力峰值越大;相较于规范计算值,实测桩端阻力、全桩长范围极限摩阻力均值以及抗压承载力均偏小。采用该方法得到的抗压承载力预测值与原位实测值之间相关性较好,相对误差为0.6%~11.6%。对红层软岩地基进行钢管微型桩加固设计时,建议桩端阻力不计入抗压承载力,按纯摩擦桩进行设计,并对规范中的极限侧摩阻力推荐值折减。     

中孟单桩竖向抗压承载力确定方法对比

针对中孟两国所用单桩竖向抗压承载能力值确定方法的差异性，将国内外竖向抗压试验设备、试验方法、数据处理方法及单桩竖向承载能力特征值确定方法进行对比，结果表明:静载试验方法与理论计算方法均存在较大差异。依托孟加拉达卡地区电网扩容和升级项目，将孟加拉国使用的循环荷载试验法所确定的单桩竖向抗压承载能力特征值、中标采用经验参数法与孟加拉国采用标贯法确定的单桩竖向抗压承载能力设计值结果进行对比分析，得出中孟两国所用理论计算方法确定的单桩竖向抗压承载能力设计值相近，而理论计算结果相较于孟加拉国项目采用循环荷载试验法确定的单桩竖向抗压承载能力特征值偏小，提出了中孟两国理论计算方法与试验法所得结果之间的转化关系。