桥梁桩基础的嵌岩深度设计与优化

以襄樊汉江四桥桩基础为研究对象,利用静载试验所获得的桩身侧阻力、嵌岩侧阻力和桩端阻力的分布和发挥程度,估计作用在嵌岩段的侧阻力,对嵌岩深度进行计算,力图使桩身摩擦阻力、嵌岩段侧阻力和桩端阻力都得到充分发挥.     

西堠门大桥深长嵌岩桩承载特性的试验研究

结合西堠门大桥直径2.8 m嵌岩桩静载试验和应力测试结果,分析了大直径深长嵌岩桩侧摩阻力和桩端阻力的发挥特性,结果表明,在桩侧、桩端岩石强度较高的条件下,侧摩阻力和端阻力在桩岩相对位移和桩端位移很小变位下就能够发挥出较高的水平.     

红层嵌岩桩侧阻和端阻修正系数取值研究

我国南方广泛分布的红层是桥梁等构筑物的良好的嵌岩桩持力层,通过对现场单桩竖向抗压静载试验资料分析,研究了嵌岩桩的嵌岩段侧阻力和端阻力修正系数在红层中的合理取值问题。     

大直径深嵌岩桩侧阻力试验研究

随着大跨度桥梁工程的建设和上部结构荷载的增大,在一些地区已出现嵌岩深度超过5倍桩径的深长嵌岩桩基.基于自平衡测试技术,根据青岛海湾大桥两根桩基的静载荷测试报告,对大直径深长嵌岩桩的桩侧阻力进行了研究分析,主要内容包括桩顶等效荷载位移曲线分析,桩周岩层侧阻力大小、桩周岩层侧阻力与位移关系、桩侧与桩端阻力分担比等.研究结果表明,该地区大直径深长嵌岩桩的桩顶的Q-S曲线主要是缓变型为主;从桩侧岩层摩阻力来看,勘探报告所提供的岩层极限侧阻力数值偏小;从桩侧、桩端阻力分布来看,在软岩地区嵌岩深度大小对承载力影响较大,嵌岩比越大,桩端分担的阻力越小.     

嵌岩桩桩底沉渣对承载性能影响的试验研究

为研究桩底沉渣对嵌岩桩承载性能的影响,开展室内模型试验。对试验数据进行分析,对比有、无沉渣的嵌岩桩的整体承载性能、桩端阻力及桩侧阻力的差别。结果表明:桩端沉渣严重影响嵌岩桩整桩的承载性能,有沉渣的嵌岩桩不仅极限承载力远低于无沉渣嵌岩桩,在相同荷载作用下,桩顶位移也远大于后者。桩端沉渣的存在不仅导致桩端几乎没有承载力,同时也严重影响了桩侧摩阻力的发挥,尤其是对桩端附近的摩阻力削弱较多。     

嵌岩灌注桩抗拔承载特性现场试验研究

依据国家电网路平—富乐500千伏双回线路新建工程中嵌岩灌注桩单桩竖向抗拔静载试验数据,分析了嵌岩灌注桩荷载传递性状和嵌岩段摩阻力发挥程度。研究结果表明:静载试验测得的强风化砂岩层中桩侧极限阻力是《建筑桩基技术规范》推荐值的2.4～2.6倍,同时测得极限状态下中风化砂岩层中桩侧阻力为635～770 kPa;嵌岩段桩身与岩层的相互作用应是摩擦力、黏结力、嵌固力的综合作用;试桩在达到极限抗拔荷载时,桩侧阻力有效发挥的嵌岩深径比为3.75,并不是嵌岩深度越大对提高抗拔承载力越有效。     

软岩地区桥桩竖向承载力计算

在54根桥梁工程软岩嵌岩桩承载力和桩身内力测试数据的基础上,主要分析了软岩嵌岩桩承载力推荐公式中的土层侧阻力、嵌岩段侧阻力、端阻力的发挥参数及它们与长径比、嵌岩比等的关系,给出了合理的参数建议计算公式。依托青岛海湾大桥工程,对用3种不同计算公式得出的计算值和工程实测值进行了比较,结果显示:该推荐公式的计算结果更接近试验值。     

孔壁粗糙度对深嵌岩桩承载特性的影响

为了明确孔壁粗糙度对深嵌岩桩承载特性的影响,采用室内模型试验方法,通过室内5组嵌岩桩的试验结果,分析了深嵌岩桩在桩端存在沉渣和密实2种情况下孔壁粗糙度因子对桩顶极限承载力、桩侧摩阻力和桩端阻力的影响。结果表明:粗糙孔壁对提高桩基的极限承载力是非常有利的,且桩端存在沉渣时,提高效果更为明显;在软岩地区,孔壁粗糙度对极限承载力的贡献并不是无限增长的,特别是在桩端存在沉渣的情况下,随着孔壁粗糙度的增大,极限承载力还有可能出现下降的趋势;孔壁粗糙度对桩端阻力也有一定影响,孔壁粗糙度大的桩,其桩端阻力发挥作用所需要的位移相对较小。     

桩端压浆后嵌岩桩的承载性能分析

为研究桩端压浆后嵌岩桩的承载性能,对焦桐高速泌阳段2座桥梁中的2根试桩(Z1,Z2号桩)进行静载试验。静载试验采用自平衡试桩法,采用慢速维持的方式分别对Z1,Z2号桩压浆前、后进行加载,加载分15级进行。试验结果表明:压浆后嵌岩桩的承载力得到明显提高,提高幅度为33%~35.3%,说明在嵌岩桩中应用桩端后压浆技术是可行的,且经济效益非常显著;桩端后压浆技术对嵌岩桩承载性能的影响主要表现在提高桩侧摩阻力,无论嵌岩段或非嵌岩段的桩侧摩阻力均有显著提高。     

青岛海湾大桥大直径深嵌岩桩承载特性试验分析

对青岛海湾大桥4根大直径嵌岩桩,利用自平衡测试技术进行静载荷测试,分析了大直径深嵌岩桩(嵌岩比大于3)的承载特性-—荷载位移曲线、侧摩阻力与位移的关系、以及侧阻力与端阻力的分担比等,并与三种规范对比,分析了不同规范的取值大小及存在问题。对比分析了自平衡测试与锚桩法测试结果,为该地区大直径深嵌岩桩基承载力的确定提供依据。     

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。     

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。     

结合消阻护筒的试验桩桩侧摩阻力和桩端阻力试验研究

石家庄地铁人民广场站试桩采用静载试验方案加载测试,设计要求除进行承载力测试外,还需确定桩侧各土层的分层极限侧摩阻力和桩端土的端阻力,以及桩侧摩阻力和桩端阻力占单桩极限承载力和承载力特征值的比例。利用消阻双护筒消除无效土层的侧摩阻力,通过桩身应力观测,利用弹性力学公式推算桩身轴力、桩侧摩阻力及端阻力的分布及变化规律,为设计提供依据。结果表明:1)双护筒消阻装置可直接消除无效土层段的侧摩阻力,使试验桩真实反映工程桩的实际承载力、侧摩阻力、端阻力及沉降值;2)达到极限承载力时,桩侧总阻力占比65%~66%,桩端总阻力占比34%~35%;达到承载力特征值时,桩侧总阻力占比76%~80%,桩端总阻力占比20%~24%;试桩承载力类型均为端承摩擦桩;3)局部范围内土层桩侧摩阻力表现为应力和位移的软化特征;4)桩端持力层主要为卵石层,对承载力的贡献平均占比约30%。     

人工挖孔支盘灌注桩与扩底灌注桩承载试验对比研究

结合新济公路虎岭至邵原段试桩的静载试验,对比研究了扩底桩与支盘桩承载特性区别,包括桩身轴力、桩端阻力、桩侧摩阻力,并讨论了支盘承担荷载情况。试验对比研究结果表明:相比支盘桩,扩底桩的承载力高、沉降小;由于支盘的存在,支盘桩和扩底桩的桩身轴力及侧摩阻力的发挥性状不相同;支盘的承载特性发挥表现出时序性;扩底桩的桩端阻力较支盘桩高,而荷载沉降曲线表明,试桩表现出了摩擦桩、端承桩的性质。     

CFG端承桩复合地基承载特性试验研究

对于高速铁路路基CFG桩端置于较完整石灰岩顶面,桩侧为硬塑粉质粘土的端承桩,通过最大荷载为设计荷载1.25倍、2.00倍的对比复合地基承载特性试验,并经计算分析认为:最大荷载为设计荷载1.25倍的最大回弹量对应沉降量荷载与摩阻力之和,为该端承桩复合地基承载力特征值。     

桩底后压浆技术对桩承载性能的影响研究

选取乐清湾大桥的两根试桩,通过自平衡静载测试,对试桩桩底压浆前后的承载性能进行研究对比,得出桩底后压浆对桩承载性能的影响。结果表明:压浆后,桩端承载力以及桩侧摩阻力都显著提高,端阻力增加约80.0%~83.3%,侧摩阻力增幅达71.4%,后压浆对于改善桩的承载力作用显著。     

基于变形控制的岩溶区基桩承载力研究

深入分析了岩溶区基桩的承载机理及侧阻端阻的传递规律,建立了合理基桩侧阻端阻荷载传递模型,该模型可充分考虑桩周岩土体的加工软化和加工硬化型土的不同特性及桩端沉渣对基桩承载力的影响.在此基础上,根据桩侧土(岩)与桩端岩层阻力的发挥程度,推导得出了桩顶沉降量与桩顶荷载之间的关系式,从而通过桩顸沉降量来确定岩溶区基桩的竖向承载力.最后,结合自平衡静载试验,对理论方法进行了验证.实测荷载一沉降曲线与理论曲线吻合良好.     

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.     

组合桩极限承载力计算方法的探讨

组合桩是钢筋混凝土桩芯插入水泥土搅拌桩复合而成的新型桩。因组合桩承载力影响因素复杂,其极限承载力计算方法各异。为此,依据各地试验数据并参照各地规程及组合桩承载力机理,通过对桩长范围内的平均侧摩阻力和极限承载力之间关系的分析,引入桩周侧摩阻力调整系数ηs,提出了组合桩竖向承载力的计算公式。通过分析每一组试验的ηs平均和qsp平均,采用数理统计的方法,拟合出ηs平均和qsp平均的关系曲线,并通过各个桩理论承载力和试验承载力散点图的对比,表明所提出的组合桩竖向承载力的计算公式不仅符合实际,而且计算简单,有利于工程人员掌握使用。