含溶洞地基变截面桩承载机理与设计方法研究

通过分析含溶洞地基中变截面桩基荷载传递机理,认为变截面处承载力的取值是桩基设计中的关键问题。基于有限差分法分别建立不同岩石的单轴抗压及中部端承面模型,引入实际工程中的岩石参数开展对比计算分析,分析结果表明,桩基中部端承面极限承载力高于单轴抗压强度,可以沿用规范中的桩端岩石承载力计算公式确定。最后,对桥梁规范中嵌岩桩极限承载力计算公式进行修正,结合张花(张家界—花垣)高速公路某标段工程地质资料对常规桩基和变截面桩的极限承载力进行对比计算,由计算结果可知,当桩基下伏持力岩层性状不良时,变截面桩可以有效提高单桩承载力。     

高速铁路桥梁桩基极限承载力预测研究

利用高速铁路桥梁单桩竖向静载试验数据,应用灰色理论建立GM(1,1)模型,在此基础上编制预测程序FPS预测桩基极限承载力。对比分析实测值和预测值,二者吻合较好,验证了GM(1,1)模型进行桩基极限承载力预测有较好的精度和实用性。GM(1,1)模型可作为预测高速铁路桥梁桩基极限承载力的可行方法。     

淤土地基灌注桩水平承载特性试验及数值计算

针对淤土地基灌注桩水平荷载作用下桩体受力特性,通过现场水平承载力破坏性试验,对不同桩长、桩径和桩基上部土体的两个试验区进行对比研究,由现场实测得到的桩体桩身轴力与弯矩分布情况,得知桩径增加和桩基上部土体改善有助于提高水平承载力,但桩径的增加对水平承载力的提高效果更为显著;利用ABAQUS数值计算对水平承载特性进行研究,并与现场试验结果进行对比分析,对比表明:现场实测数据和数值模拟的拟合程度较好,说明有限元在桩基水平承载能力研究方面具有合理性,为进一步利用有限元研究桩体水平承载力提供了一定的理论基础.     

抗拔桩在人防工程中应用的试验研究

结合人防工程抗拔桩的静载荷试验,通过在沿桩身长度范围内土层分界面附近安装钢筋计,测得了桩身每段分担的荷载,研究了粘性土中抗拔桩荷载传递特征。利用相关规范中桩基抗拔承载力的公式对桩的承载力进行计算,并与试验结果进行了验证。     

基于离散单元法的下伏溶洞上方桩基承载力研究

为研究下伏溶洞对其上方桩基承载力的影响，以广州市白云机场北某道路工程为依托，采用PFC^2D颗粒流软件，建立灰岩地层下桩基+溶洞离散元模型，研究下伏溶洞的径长、顶板厚度、溶洞形态与溶洞偏桩位移对其上方桩基承载力的影响。结果表明：1)在桩基下伏单溶洞的情况下，增加溶洞径长、洞高或洞宽均会降低桩基极限承载力；2)相较洞高，洞宽对桩基承载力的影响更加显著；3)增大溶洞顶板厚度会提高桩基极限承载力；4)当偏桩位移超过6倍桩径时，基本可忽略其对桩基承载力的影响。该研究结果可供类似工程设计参考。     

大直径超长旋挖桩桩端注浆承载特性试验研究

实际工程中,经常采用桩端注浆的方法,利用高压水泥浆液的渗透、扩散和挤压特性,提高桩周、桩端土的强度,从而提高灌注桩的承载力。然而,桩端注浆对大直径超长桩的作用机理尚需深入研究,该文通过对广东省某高速公路工程中2根大直径超长旋挖桩(一根桩端注浆;另一根未注浆)的单桩竖向抗压静载试验结果对比,对试桩的竖向极限承载力、桩身轴力传递规律以及桩侧阻力发挥特性和桩端阻力发挥特性综合分析研究,发现桩端注浆效果明显,注浆后试桩极限承载力至少提高28%。试验结果表明:桩端注浆后试桩极限桩端阻力至少提高83%,桩端注浆对大直径超长旋挖桩桩侧摩阻力的影响沿桩身可分为3个区段:即显著增强区段、非显著增强区段以及无增强区段。对比采用桩基规范法与公路桥涵规范法计算试桩极限承载力,发现对于大直径超长旋挖桩,考虑尺寸效应的桩基规范法更安全准确。     

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.     

考虑土体蠕变特性的桥台软基变形分析

针对软土地区的桥梁常因软土蠕变而产生病害的问题，研究了土体蠕变特性对桥台软基变形分析的影响。首先引入改进的西原模型；然后将桥台及软基简化为可共同考虑土体蠕变的桩-土-桥台共同工作的有限元计算模型，基于蠕变计算的时步-粘性初应变法，给出可考虑软土蠕变非线性特性的有限元计算方法，并据此编制出相应的有限元计算程序；最后利用该程序对某桥台桩基工程实例进行分析，得到了该桩基桥台后软土蠕变场等值线图，反映出桥台与桩对蠕变场的影响范围及承台与桩交接处的应变集中现象。     

岩溶地区桩基承载力分析

以某高速公路内岩溶区桥梁桩基建设为研究背景,探索各因素与桩基承载力的关系情况。选取ANSYS软件平台搭建相对标准化的三维模型探索工况情况、溶洞高度、溶洞跨度、桩身弹性模量等4个因素依次变化时桩基荷载与沉降位移变化关系。最后得到如下结论:(1)岩溶会削弱桩基承载力,桩基施加于溶洞顶板的影响大于桩基贯穿溶洞的情况。(2)桩基贯穿溶洞时桩基最大承载力与溶洞高度、跨度均呈线性负相关关系,溶洞高度的影响大于跨度。(3)桩身弹性模量与桩基最大承载力呈正相关关系,若弹性模量大于30. 0 GPa时增长幅度逐次减小。     

明显损伤管桩补强后抗压抗水平承载力研究

针对具体工程中出现明显损伤的管桩,采用有限元方法,分别计算了不同灌芯深度补强后管桩的抗水平和抗压承载力,结果表明:2 m以上灌芯长度能保证桩基承载能力不会降低。进一步采用现场试验对2 m灌芯补强后缺陷桩分别进行抗水平及抗压承载力测试,通过与完整桩的结果比较表明:灌芯补强后的桩基极限承载力与完整桩基本一致。     

高压旋喷注浆在采空区桥基加固中的应用

对采空区地表沉降量进行预测分析并提出了高压旋喷桩的加固方案及加固设计计算。工程实例表明,高压旋喷桩对地表沉陷引起的地基承载能力下降及不均匀沉陷有很好的控制作用,其加固方案可为同类工程参考。     

基于能量法差分方程的基桩承载力数值计算方法

以能量原理的基础对基桩承载性状的数值计算方法及其工程实际应用进行了深入的探讨。通过分析基桩与其埋置土层之间的能量传递建立适用于工程实际操作的基桩承载力数值计算方法。对基桩与桩侧土之间的能量传递进行了分析,通过建立桩身单元的能量平衡方程,给出了基桩工作性状计算程序所需要的能量差分方程,并将其作为程序计算的主体。基于基桩能量差分方程编制了相应计算程序,并提出了程序收敛条件,即荷载协调收敛;相对于程序收敛条件给出了相应的程序实现策略;给出了程序的计算流程以方便编程计算;最后,通过一个工程实例对程序的适用性及收敛策略的合理性进行了验证。     

群桩-土-承台结构共同作用的数值计算研究

群桩承载性状的数值计算,是在模型试验的基础上,为研究桩-土相互作用,采用一种既简单又符合土体成层、非均质实际情况的有限层计算模型。该文论述的计算模型不仅能满足工程实际的弹性计算要求,还研究了桩周土体的非线性特性。同时,还综合应用弹性理论法和荷载传递法的优点模拟桩的承载性状,利用有限元分析软件ANSYS建立其力学模型进行计算。数值计算结果与实测结果吻合良好,表明有限层方法计算超长群桩基础是可行的。     

利用动刚度法评价营运高速公路桥梁桩基承载力

地震、软土侧向位移、船舶撞击、桩基施工质量不佳等均会导致营运高速公路桥梁桩基出现损伤,有必要选择合适的检测方法确定营运高速公路桥梁桩基承载力。然而,常规的静载试验较难应用于测试营运高速公路桥梁桩基的承载力。基于瞬态导纳法理论,提出利用动刚度法评价营运高速公路桥梁桩基的承载力。为了评价动刚度法的实际应用效果,将其用于检测广东省某营运高速公路特大桥桩基的承载力。采用取芯法并结合承载力验算结果对动刚度测试方法进行了验证,验证结果表明：相同类型的基桩动刚度的大小直接反应了其承载力的大小,基桩桩身质量越差,动刚度值相应越小。     

管桩复合地基承载力验算方法比较分析

预应力混凝土管桩用于填土路基下或构造物基础下受力模式有所不同，不同的规范对这两种情况下地基承载力验算要求也有所不同。为此，对不同规范中关于管桩用于路堤或构造物基础下的承载力验算要求和方法进行了比较，并结合工程算例对计算结果进行了分析，认为填土路基下的管桩宜验算单桩承载力和加筋材料抗拉强度；用于构造物基础下的管桩应验算单桩承载力和单桩复合地基承载力，为此编制了专用的自动计算表格模板，提高了工作效率。     

基桩轴向承载能力的可靠性分析

基桩轴向承载能力及安全概率的确定采用可靠性分析方法是恰当的,它具有可预知桩所具有的可靠度(安全概率)和可按工程的重要性取用相应的可靠性指标进行设计和验算的优点。文章对基桩轴向承载能力的可靠性分析方法作了探讨并作了相关算例。     

“洞桩法”暗挖车站施工阶段钢管混凝土柱承载力计算

北京地铁16号线部分车站为“洞桩法”暗挖车站，钢管混凝土中立柱底端嵌入桩基内。在当前设计规范及相关研究中，均未明确“洞桩法”暗挖车站施工阶段钢管混凝土柱承载力计算的柱底端约束条件。借鉴铁路桥梁、建筑桩基等高承台桩基竖向承载力计算方法，建立“洞桩法”暗挖车站施工阶段钢管混凝土柱承载力数值计算模型，对钢管混凝土柱初始偏心距对柱承载力的影响以及柱底端桩基对柱的约束作用进行分析。分析结果表明，在通常工程设计中，柱嵌入桩基长度满足规范要求及桩周为粉质黏土、卵石地层的约束条件下，可将“洞桩法”暗挖车站柱下桩基对柱底端约束条件简化为嵌固约束。     

英标钻孔桩单桩承载力及沉降计算方法研究

不同于国标的桩基承载力计算， 英国标准计算单桩承载力是一种半经验-半计算法， 目前应用较多的为有效应力法和标准贯入度值(SPT)法，而这2种计算方法需要结合土工试验参数或者原位试验结果， 并按照规范给出的经验系数进行计算。分析表明: 英国标准中的有效应力法对土工试验参数较为敏感， 计算得到的极限承载力变异性较大； SPT法计算得到的极限承载力值较为稳定， 且与试桩结果较为符合， 在工程设计中建议结合SPT计算法， 对有效应力法结果进行修正。     

土工格室＋碎石桩复合地基承载机理及承载力计算方法探讨

针对土工格室＋碎石桩复合地基这一新型地基处理方式，首先，全面分析了其独特的承载机理，在此基础上，着重对其承载力计算进行了研究。将该结构分为上下两部分分别考虑，对于底层的碎石桩复合地基，引进圆孔扩张理论，导出了桩体与土体承载过程中的应力应变计算公式，并充分考虑碎石桩与桩间土的相互作用及布桩方式影响，得到其承载力计算方法；而后结合土工格室的受力特点，提出格室垫层承载力计算公式。最后，通过算例，验证了文中计算公式的可行性。