考虑堆载时间效应的排桩水平承载力研究

在局部塑性变形理论基础上,考虑软土地基土体强度参数随固结度变化关系进而考虑堆载作用的时间效应,推导得出堆载短期、长期作用时的桩身被动荷载分布及临界桩间距计算表达式。桩身响应求解过程中,考虑堆载长期作用产生的桩侧负摩阻力影响,引入附加弯矩概念进而解得桩身轴向荷载作用时的被动桩传递矩阵解,并通过案例对比验证了文中解的正确性。最后开展了参数影响分析,结果表明:堆载产生的负摩阻力对被动桩水平承载力影响可以忽略;临界桩间距(D1/d)crit随着堆载荷载减小、土体黏聚力和内摩擦角增加而增加,且(D1/d)crit合理范围应介于堆载短期、长期作用时的临界桩间距(D1/d)low和(D1/d)upper之间。     

滩涂围垦区大面积填土对临近新建桥梁桩基影响研究

滨海滩涂区软土较厚,压缩性较高,在填土作用下易产生较显著的变形,会对临近桩基产生不利的侧向挤压变形影响。结合杭甬复线高架桥中部分桥段从外海侧斜穿跨入泥螺山围垦区问题,研究了在海堤内侧大面积填土对海堤外侧桥梁桩基的影响。计算结果表明,即使既有海堤存在隔离效果,但是海堤内侧大面积填土仍对海堤外侧160m范围内桥梁产生显著的影响。随着距离海堤越远,桩身最大水平位移逐渐减小,最大水平位移深度位于0.16~0.26L。随着距离海堤越近,承台发生转动越显著,出现偏心受压,而且距离海堤小于10m时桩身拉应力显著大于混凝土的抗拉强度。     

超厚粉细砂地层组合压浆桩压浆效果试验

为了研究超厚粉细砂地层中桩端、桩侧组合压浆效果,基于石首长江公路大桥工程中6根超长大直径钻孔灌注桩原位静载荷试验,通过对比分析组合压浆前、后钻孔灌注桩的试验结果,研究组合压浆对超长大直径钻孔灌注桩承载力性状、桩端阻力及桩侧摩阻力的影响。通过钻孔取芯、标准贯入试验分别对水泥浆液影响范围和桩基组合压浆的影响效果进行综合分析,得到该工程主桥试桩压浆前、后粉细砂土层侧阻力经验系数,建立压浆后侧摩阻力与压浆前标贯击数N的关系式。研究结果表明：与组合压浆前相比,组合压浆后的桩端阻力与桩侧摩阻力均有大幅度增加,且灌注桩极限承载力提高幅度为94.25%~151.51%,由此可见组合压浆的效果非常显著;组合压浆桩的承载性能明显优于桩端压浆桩,其对桩基的荷载传递特性产生了明显影响;钻孔取芯试验明确了水泥浆液在桩周和桩端以下一定范围的分布情况,证实了组合压浆的有效性;标准贯入试验结果表明组合压浆后桩侧土的标贯击数N明显提高,研究成果可直接运用于该大桥桩基设计,并可为类似超厚粉细砂地层中桥梁桩基工程提供参考。     

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。