基于Mindlin应力解的超大群桩基础沉降计算

针对18根和64根超长大直径群桩基础,采用Mindlin应力解,假定桩端阻力为集中力、桩侧摩擦阻力呈向下线性增加分布形式,推导沉降计算公式.在苏通大桥主塔下实际地基和离心试验模型地基条件下,分别按照应力比和变形比确定压缩土层的计算深度,对这两类超长大直径群桩进行沉降量计算.研究表明,对于超长群桩而言,基于Mindlin应力解,采用变形比法进行沉降计算比较合理;对于桩数不同的群桩,其计算精度也不相同,说明群桩效应对沉降计算有影响;在两类地基条件下,不论按应力比法还是变形比法进行沉降计算,与离心模型试验沉降值相比,其最大差值均不超过10%,说明利用模型地基进行沉降计算是可行的.     

侧阻附加弯矩对桥梁桩基水平承载力影响研究

为研究桩身被动侧竖向摩阻力对大直径桥梁基桩的水平承载特性影响,首先在抗力矩概念基础上分别建立任意桩身横截面竖向侧摩阻力产生的附加弯矩计算公式及其影响下的桩身单元受力微分表达式。基于传递矩阵法及Laplace正逆变换,分别得出考虑侧阻附加弯矩影响时桩身弹性段、塑性段的传递矩阵系数解。结合推导的桩端水平阻力本构模型和给定的迭代求解方法,进而得出考虑桩侧竖向摩阻力影响的桥梁基桩桩身响应解。通过试验对比验证了本文方法的合理性,证明了桩侧竖向侧摩阻力所产生的附加弯矩对桩基水平承载力的影响非常显著。最后开展了附加弯矩参数影响分析,结果表明:不同τ-s曲线作用时桩身最大变形降低幅度变化规律均类似;桩身最大变形降低幅度随着桩侧摩阻力τ-s曲线极限值τu的增加、临界位移su的减小而增加;当长径比Lb/d≥4时,可忽略桩端水平阻力的影响;当Lb/d≥10时,可忽略侧阻附加弯矩效应的影响;长径比相同时,桩径越大,相应的初始阶段最大位移降低幅度也越大。     

冲刷作用下水平承载单桩计算方法及承载特性

考虑冲刷作用对桩基承载力的影响,传统设计常采用忽略最大冲刷深度以上土体效应且认为冲刷线下土体物理力学特性不变的方法,此简化方法忽略了局部冲刷坑的尺寸效应和桩周土体应力历史的变化,设计桩长冗余度较大。为了充分考虑现场实际情况,在Reese的研究基础上,基于修正的p-y曲线进行砂土中单桩水平承载力的理论推导,为了验证结果正确性,随后进行了相应室内模型试验,且同时利用LPILE软件进行了模拟计算。结果表明：基于桩端点极限土抗力不变原则计算的等效冲刷深度公式可靠,相应的p-y曲线导入LPILE中计算值与试验值的误差在13%~17%,能够较好模拟现场冲刷情况;随着冲刷深度增加,单桩基础水平承载能力减弱,自由长度增大,桩身最大弯矩增大而土抗力影响深度减小,最大弯矩位置向桩端移动;修正的p-y曲线考虑冲刷坑底以上土体的有利作用,最大水平承载力计算值与试验值误差为3.6%~6.0%,桩顶最大水平位移误差为13.9%~23.5%,最大弯矩误差为2.9%~4.4%,最大弯矩点位置误差为3.3%~7.7%。最后进行冲刷深度、冲刷坡角和冲刷宽度的参数敏感性分析,结果表明三者的影响程度依次下降,试验条件下,相比无冲刷工况,冲刷深度为15 cm和30 cm时,桩顶位移增幅高达51%和106%。相应试验进一步证实了冲刷作用对桩基承载力的重要影响和理论计算的正确性,可为工程设计提供参考。     

钢管桩动力响应试验研究

对东海大桥附近海上风电场钢管桩基础在波浪作用下的动态反应进行了原位测试,通过放置在桩顶的加速度传感器测得桩顶的加速度时程曲线,将加速度进行二次积分得到桩顶的位移.对比实测结果,涨潮期间所测得的桩顶位移大于平潮期.运用Morison方程计算出桩身所受的波浪力,采用m法对桩身的变形进行计算,所得结果小于现场实测值.     

自平衡法与锚桩法的原位对比试验研究

通过对某桥梁桩采用两种测试方法成果的对比,揭示锚桩法与自平衡方法测试中桩体反应的异同.考虑测试顺序影响后,在相同荷载水平下,自平衡法测试的位移、桩端阻力比例均大于锚桩法测试的,桩侧摩阻力-位移曲线则稍有不同.在鞍辽地区广泛分布的粉质粘土中,桩侧阻修正系数采用规程规定值是合理的.     

低周反复荷载下沉箱-垫层-桩复合基础承载性能试验

沉箱垫层桩复合基础具有良好的承载性能以及隔震性能，并且施工简单,工程造价相对低廉，是一种适用于强震区域软弱土体地基的新型桥梁深水基础形式。为了研究沉箱-垫层-桩复合基础的水平承载性能及抗震性能，设计了复合基础试验模型，进行了4组复合基础的低周反复荷载试验研究，分析了复合基础的破坏形态，选取垫层厚度、竖向荷载、地基形式为变量，研究了复合基础整体的滞回性能、骨架曲线、刚度退化、强度退化、耗能能力等，并通过在沉箱顶部设置位移计、桩身贴设应变片等测试方法，单独分析了试验过程中沉箱的沉降状态及下部桩体的受力状态。试验结果表明:复合地基的使用可有效提高基础的抗震性能；在相同的循环位移下，复合基础的水平承载力、强度、刚度随着垫层厚度的增加及竖向荷载的减小而降低；采用复合地基的基础单圈耗能能力更强，累积耗能更高；垫层厚度的增加对沉箱沉降及倾角控制影响并不明显；竖向力的减小会导致沉箱出现的倾角更大；复合地基会使沉箱的沉降更为均匀，沉降速率更慢，但对于倾覆控制影响不大；复合地基中的群桩以前排桩承担的水平荷载最多，中排桩次之，后排桩最少，中桩承担的水平荷载略高于边桩；桩身最大弯矩位置在40%~50%桩长处；垫层的存在有效地减小了桩体分担的水平荷载。     

自平衡测试技术在国内桥梁桩基检测中的应用实例

介绍了桩承载力自平衡测试技术近5年来在国内桥梁桩基检测中的应用情况，包括润扬长江大桥、苏通长江大桥、杭州湾跨海大桥、南京长江三桥等国家重点工程。被检捡桩最大桩径为2．8m。最大桩长125m，最大承载力达12000t。检测结果直接用于工程实际中，充分发挥了大直径超长桩基的承载潜能．取得了显著的经济效益。     

杭州湾跨海大桥桩基承载力的自平衡试验

杭州湾大桥试桩工程中,采用自平衡试桩法对钻孔灌注桩承载力进行测试,在试桩A1中埋设双荷载箱,测试桩端注浆提高承载力的效果。实践表明该测试法在海洋条件下具有无可比拟的优势,桩端注浆具有显著效果,因此其在桥梁桩基中具有广泛的应用前景。     

北京地铁5号线桩基静载试验研究

介绍北京地铁5号线3根试验桩采用自平衡法进行静载试验的情况。通过这次试验得到各试验桩的极限承载力、桩侧摩阻力和桩端阻力等重要参数。由于采用了自平衡法测试,解决了地铁建设中大吨位桩基承载力测试的难题。     

桩端后压浆技术在卵石层中的应用研究

该文通过桩基静载荷试验,对杭州德胜快速路6根持力层为卵石的钻孔灌注桩进行了分析,结果表明经过桩端后压浆技术处理的桩,其承载力有了大幅度的提高,压浆对桩端阻力及桩侧摩阻力的影响表现出一定的规律性;通过收集资料,进行统计归纳,提出了桩端后压浆钻孔灌注桩的压浆量及承载力计算公式.