极密实粉细砂层大直径钢管桩桩基参数分析

现行桩基规范缺少极密实粉细砂层桩端阻力和桩侧阻力的规定。结合某海港工程钢管桩基静载及高应变检测,探讨大直径钢管桩在极密实粉细砂层中的桩侧阻力和桩端阻力。高应变检测结果显示,极密实粉细砂层单位面积桩侧阻力范围为93～120. 01 k Pa,平均值为106. 6 kPa,1 500 mm钢管桩桩端阻力范围6. 742～6. 845 MN,平均值6. 780 MN。针对国内外规范对桩基承载力的估算计算结果进行分析,建议极密实粉细砂层桩侧阻力值取90～120 kPa,桩端阻力值取8～12 MPa。     

嵌岩桩侧阻力静载试验与分析

某主结构346m塔楼对沉降敏感,对桩基承载力要求高,为了获得可靠的桩基设计参数,针对工程设计采用的嵌岩桩开展了锚桩法试桩试验。试验结果表明:桩径为1.0m试桩的单桩竖向力特征值不小于11,250kN,稍大于桩身混凝土强度控制设计值11,044kN,由混凝土桩身强度控制设计。试桩承载力主要由侧阻力承担,建议桩侧覆盖层红粘土的侧摩阻力值取280kPa,中风化灰岩的平均极限侧摩阻力取1,000kPa。     

荷载作用下码头桩基承载特性计算分析

基于M-C弹塑性模型和E-M-T方法分别对土体和桩基进行模拟,通过不同的桩基直径、土质及荷载的工况组合,分别讨论不同长径比、不同土质、不同荷载等情况下的桩基侧摩阻力和桩身轴力。计算结果表明:桩的长径比对侧摩阻力的影响比较明显,而土质和荷载对桩侧摩阻力影响相对较小;露出长度对桩身轴力的影响比较明显,荷载对桩身轴力影响较小。     

基于超长嵌岩桩自平衡试验的风化岩层侧阻力值研究

通过东非某工程海上超长嵌岩灌注桩自平衡试验,探讨不同风化岩层的竖向抗拔侧阻力分布规律,得出如下结论:1)强风化砂岩侧阻力与位移拟合线性关系为:y=1.534 2x+180.48;2)中风化泥岩侧阻力与位移拟合线性关系为:y=0.954 5x+353.5;3)相对于中风化岩层,桩土相对位移对于强风化岩层阻力值更为敏感。     

软弱地层钢管桩嵌岩深度及侧阻力特性

对于软弱岩层中的打入桩,目前尚无公认的方法评估桩侧阻力。针对巴拿马Amador邮轮码头航站楼嵌岩钢管桩基础,开展了9组桩基动力测试,采用波动方程分析方法获取桩侧阻力。研究了地层中桩侧阻力分布规律、岩层中桩侧阻力与单轴抗压强度的关系。得出如下结论:1)侧阻力分布曲线均呈抛物线形式,可以明显区分出软黏土、粉质砂土、强风化岩、中风化岩4个地层。将曲线跌落后的部分定义为嵌岩段,据此得到桩A-4嵌岩深度为6 m、其他桩嵌岩深度为4 m,均满足设计最小嵌岩深度3 m的要求。2)岩层桩侧阻力-抗压强度(UCS)曲线均呈指数分布,而非线性分布。3)软弱岩层中,侧阻力起主导作用。同一UCS值,泥质粉砂岩中桩侧阻力明显大于玄武岩。4)随着UCS增大,岩体的自稳能力逐渐增强,摩擦系数逐渐转变为影响侧阻力的主导因素。UCS增大到一定数值后,桩侧阻力趋于稳定。5)获得了岩层桩侧阻力-抗压强度关系式,为估算场地岩层中桩侧阻力提供了依据。     

富宁港软岩桩基承载特性模型试验成果及数值分析

水库周期性蓄水调度,导致库岸软岩地基的工程力学特性发生较大变化,直接影响桩基承载性能的长期有效性.通过对4种不同工况地基模型下的桩基竖向承载特性进行试验研究,得出了软岩嵌岩桩的桩身轴力、桩侧摩阻力、桩端阻力特性.结合物理模型实测成果,采用数值模拟分析了3种工况下桩基竖向承载力、桩身轴力和桩侧摩阻力的变化趋势,为内河库区港口工程软岩桩基设计和承载能力评价提供理论依据.     

高桩码头溶洞桩承载力设计探讨

结合长江中游岩溶地区二根不同情况的桩基自平衡试验和应力测试结果,对桩的荷载传递特性进行了详细的对比分析,分析结果表明,溶洞高度范围内的桩侧阻力尺寸效应系数几乎为零,桩端阻力与溶洞大小、尺寸无关。在计算溶洞嵌岩桩轴向承载力时,端阻力尺寸效应系数仍按规范规定取值,侧摩阻力尺寸效应系数需考虑现场实际。     

基于正交设计的灌注嵌岩桩侧阻力影响因素敏感性分析

文章结合广西南宁六景转运站作业区工程地质资料,对影响岩溶地区灌注嵌岩桩侧阻力的影响因素进行了研究。将灌注嵌岩桩的嵌岩深度、沉渣厚度、泥皮厚度作为影响因素,按照正交设计的方法选取代表性的组合方案,通过ANSYS有限元软件进行桩侧阻力的数值分析,并采用极差方法分析各影响因素对桩侧阻力分担荷载比重的影响程度。由数值模拟的结果可以看出,嵌岩深度对嵌岩桩侧阻力分担荷载比重的影响最大,其次是沉渣厚度,而泥皮厚度的影响最小。通过对嵌岩桩侧阻力各影响因素分析结果的认识,对岩溶地区灌注嵌岩桩的桩基设计具有一定的参考价值。     

高桩码头增加钢管桩沉桩入土深度的施工措施

在丹东港大东港区317~#高桩码头工程中,为增加钢管桩在卵石层中的入土深度,满足桩基嵌固长度要求,通过采用增加外箍的开口桩尖,有效缩减了沉桩过程中卵石层的侧摩阻力,入土深度增加2 m以上,侧模阻力在沉桩后30d逐渐恢复,满足桩基承载力要求。结果表明,增加外箍桩尖能够有效缩减施工过程中卵石的侧摩阻力,增加桩入土深度,满足嵌固长度要求。     

嵌岩桩竖向承载力预测方法

现行规范计算方法不同、参数取值不一,导致各类设计方案差异较大。基于收集的193组嵌岩桩静载试验数据,对各类极限侧阻力、端阻力预测方法的适用性进行研究,分别建立了不同岩石类型极限侧阻力、端阻力与岩体无侧限抗压强度的关系。在此基础上,给出了嵌岩桩竖向承载力的建议计算方法。结合试验实测资料验证了推荐方法的可行性,并与现行规范方法进行比较。结果表明,对于硬质岩层嵌岩桩竖向承载力的确定,现行规范方法计算结果偏大,用于工程设计时偏于危险,建议采用推荐的计算方法。     

桩侧及桩端后注浆对超长桩承载力的影响

以海南省某跨海大桥为工程背景,采用平行对比试验法,以桩侧桩端后注浆及施工桩长为变量,对3根超长灌注桩进行了竖向抗压静载试验,并对试验过程中试桩穿越各土层的分段侧摩阻力及桩端阻力进行测试。通过比对试验结果,分析桩侧桩端后注浆对超长灌注桩承载力性状、荷载传递规律及桩侧、桩端阻力发挥特性的影响。结果表明:进行桩侧、桩端后注浆能显著提高超长灌注桩的承载能力,减小桩基沉降;对于超长灌注桩,桩侧注浆对承载能力的增加效果远远大于桩端注浆;桩侧桩端注浆后,超长桩的荷载传递规律不变,依然是上部侧阻力先于下部侧阻力激发;桩侧注浆处土体表现出与桩体水泥胶结的性质,其抗剪强度较大且随位移增长而增加得更快。     

乐清湾大桥超长大直径后压浆灌注桩的自平衡试验研究

基于乐清湾大桥及接线工程的1根超长大直径钻孔灌注桩,通过对桩端后压浆钻孔灌注桩进行自平衡试验,研究桩端后压浆对含黏性土角砾层超长大直径钻孔灌注桩的承载变形特性。结果表明,桩端压力浆液上返能有效地改善了下段桩的桩土边界条件,并增大了桩侧剪切界面阻力和粗糙度,使得下段桩桩侧摩阻力提高了66.67%,且对桩的荷载传递特性产生明显影响;在含黏性土角砾层中桩端后压浆钻孔灌注桩承载力随着桩顶沉降的增加而增加,且在达到极限状态时,极限承载力的可提高幅度58.14%,端阻力可提高幅度60.64%。此外,在含黏性土角砾层中采用桩端后压浆技术不仅可以通过增强端阻力来提升桩基极限承载力,还能提高桩侧摩阻力,且桩侧摩阻力的提高也成为提升桩基承载力的主要原因。     

软岩地层灌注桩抗压与抗拔承载性分析

纳米比亚油码头软岩地层无经验参数可取。根据1根抗压桩和1根压拔桩现场静载试验和应力测试结果,分析软岩地层中抗压桩和抗拔桩的侧阻和端阻,得出抗拔桩的上部砂土及粉土层中抗拔系数以及Q-s曲线呈缓变形的抗拔桩极限承载力取值。结果表明:上部砂土及粉土层中抗压桩的桩侧摩阻力充分发挥所需桩土相对位移为9~15 mm,单位侧摩阻力极限值可取30.1~48.1 k Pa;下部软岩侧摩阻力充分发挥所需的桩土相对位移大于40 mm;对2根桩的抗压过程,在最大加载条件下,实测桩端阻力分别为桩顶荷载的22.3%、27.3%,表现为摩擦型桩。采用双曲线模型预测抗拔桩极限承载力为4 896.7 k N。     

桩端后压浆在七浦塘大桥桩基中的试验研究

结合七浦塘大桥一根试桩压浆前后的应力测试结果,对比分析了桩端后压浆对桩端阻力和桩侧摩阻力发挥特性的影响,得出"桩端后压浆能够大幅度提高桩端阻力,同时对桩端以上20 m范围内各桩段侧摩阻力提高程度也达42.32%～79.25%"的结论.研究成果直接用于七浦塘大桥桩基设计,同时为类似桩基设计施工提供参考.     

嵌岩桩承载特性静载荷试验研究

为探究嵌岩桩的竖向承载特性,本文对两根嵌岩桩进行现场静载荷试验,系统研究其在竖向荷载作用下的承载特性。结果表明:嵌岩桩在竖向荷载作用下,其承载力主要由桩周土岩的总侧阻力和桩端岩层的端承力两部分组成。桩截面轴向力沿深度逐渐递减,桩顶荷载越大,其轴向力衰减越快。各地层的侧摩阻力自上而下逐渐发挥,上部土层达到极限侧阻之后随着桩顶荷载的继续增大而有所降低。     

基于APIRP2A-WSD规范的桩基内力分析

针对桩土之间的复杂受力问题,采用Recommended Practice for Planning,Designing and Constructing Fixed Offshore Platforms—Working Stress Design（API RP 2A-WSD）的桩基设计方法（用P-Y曲线弹簧模拟桩侧土体法向抗力,用T-Z曲线弹簧模拟桩侧土体轴向抗力,用Q-Z曲线弹簧模拟桩端土体轴向抗力）对高桩墩台码头进行桩基内力分析,并把计算结果同弹性嵌固法的计算结果进行比较。得出如下结论：在摩擦桩中,桩身轴力随着入土深度的增加而减小;桩身弯矩有两处反弯点,其最值发生在桩头或是入土端4d～6d处;API法计算所得的桩基最大弯矩较弹性嵌固法小。     

管桩桩身总侧阻力分配函数的研究

为研究管桩的承载性状,基于管桩的现场试桩资料,对管桩桩身的总侧阻力分配函数进行研究,建立了管桩桩身总侧阻力分配函数的方程式,并对函数中各参数的取值进行了说明。研究发现,对各桩长及对各长径比的管桩,桩身总侧阻力占比-桩顶沉降曲线大部分呈现程度不等的线性关系,且这种线性关系与桩顶荷载、桩身总侧阻力是否达到了极限状态无关;基于该侧阻力分配函数计算了3根桩的桩身总侧阻力,并将计算值与实测值进行了对比,发现误差绝对值在15%以内。对只有桩顶荷载、桩顶沉降的桩,可以通过该方法建立桩身总侧阻力分配函数,从而获得桩身总侧阻力和端阻力,进而可分析管桩的承载性状。但因桩身侧阻力分配问题的复杂性,研究还是初步的,有待积累更多的现场实测资料,从而完善和深化该分配函数。     

应变测量在海上桩基静载试验中的应用

原位试验是获取桩基设计参数和了解桩基力学行为最客观、可靠的方法.在进行海上桩基静载试验时,通过预先设在钢管桩上的电阻应变片进行应变测量,获得桩身在各土层中应变的变化,从而获得桩身轴力的变化、分析桩-土间的荷载传递规律,测定各土层的桩侧摩阻力、桩端阻力和水平荷载作用下桩身弯矩的分布规律.     

内河港口大直径嵌岩灌注桩试验研究

为了研究内河港口大直径嵌岩灌注桩在其荷载作用下的工作特性,结合重庆寸滩港三期工程中嵌岩桩布置特点,选取S1#、S2#桩进行原形试验,通过等效曲线转换对试验桩的受力机理及桩端阻力、桩侧土层和岩层摩阻力发挥过程进行分析;同时也利用室内模型试验进行受力机理研究。试验结果表明:桩侧土层摩阻力呈线性变化,桩土相对位移达8 mm时即能充分发挥作用;桩侧岩层摩阻力呈非线性,其最大值位置跟嵌岩部分岩层性质有很大关系,但一般处于岩层强度高且靠近桩端的位置。     

中外规范桩基承载力计算对比

针对目前海外码头工程桩基承载力的计算因选用不同国家规范而存在一定差异的问题,对中国、美国、欧洲及新西兰规范的土层参数、安全系数的取值进行对比分析,得出各国规范关于桩基承载力计算所适用的地层情况和取值建议。以巴布亚新几内亚莱城港某码头为例,对比各国规范的单桩轴向抗压承载力计算结果。结果表明,当砂土层的标贯击数较小时,对于桩侧阻力的计算选择欧洲规范更加保守;在砂土层中,计算桩端阻力选择新西兰规范最安全。