桥梁桩基侧阻力综合测试技术应用

目前桥梁桩基侧阻力测试有多种方法,每种测试方法的原理、采用的设备和元件各不相同,测试结果也有差异,究竟选择哪种方法进行测试值得研究。某高速公路连续刚构桥梁地质条件复杂,要求对桩侧阻力进行现场实测。为了获得可靠的侧阻力设计参数,本次综合采用了钢筋计、滑动测微计及分布式光纤传感3种方法进行现场试桩试验。测试结果表明:3种方法实测的侧阻力分布规律基本一致,且中风化泥岩段侧阻力实测值均不小于367kPa,均大于地勘提供取值参数;分布式光纤和滑动测微计测试结果偏差在5%以内,二者与钢筋计测试结果偏差在15%左右。同时,分布式光纤和钢筋计测试费用相对经济。     

马鞍山长江大桥桩基静载试验研究

为研究马鞍山长江大桥所在区域钻孔灌注桩的承载特性,采用自平衡测试法进行4根试桩静载荷试验。基于实测数据,对桩总承载力、桩侧摩阻力、桩端阻力以及承载力性能进行了分析。研究发现南岸锚碇区试桩桩侧摩阻力地勘报告值与实测值存在一定差异,但总体相符。试验研究成果直接用于该工程桩基设计,同时为类似桩基设计施工提供参考。     

孟加拉国沉积层地质不同护壁泥浆对桩基承载力的影响研究

孟加拉国帕德玛大桥铁路连接线桥梁包括混凝土箱梁高架桥和简支钢桁梁桥2种形式,桩基类型均为钻孔灌注桩。项目沿线地质均为第四系沉积层。为给工程桩设计提供参考,分别采用传统膨润土泥浆、改良PHP膨润土泥浆和化学泥浆施工试验桩,选择代表性试验桩分析地勘数据和静载试验的桩侧阻力,并提出相应的桩基承载力参考标准。结果表明：试验桩的地勘桩侧阻力相近,但静载试验桩侧阻力差异较大;采用传统膨润土泥浆施工,单位面积极限桩侧阻力仅能达到地勘值的51.3%,采用改良PHP膨润土泥浆和化学泥浆能够大幅提高单位面积极限桩侧阻力,分别可达到地勘值的1.04倍和1.485倍;采用传统膨润土泥浆、改良PHP膨润土泥浆和化学泥浆施工,单位面积极限桩侧阻力分别为31.0,60.9,91.7 kPa,可作为类似桩基设计和施工的参考标准。基于试验结果,全线混凝土箱梁高架桥的工程桩设计均采用改良PHP膨润土泥浆施工,简支钢桁梁桥的工程桩设计均采用化学泥浆施工,且验证性荷载试验结果显示全部抽检工程桩的承载力均满足设计要求。     

钻孔灌注桩侧摩阻力静载试验与有限元分析

进行钻孔灌注桩静载试验,获得桩的Q-S曲线,计算得到桩侧摩阻力值;用有限元法对加载试验进行了模拟,得到不同荷载下桩壁侧摩阻力在深度上的分布规律。结果表明:在一定深度覆盖层以下的红砂岩中,桩侧摩阻力大小随深度加深而减小;红砂岩层中桩基极限侧摩阻力值为800~900 kPa,建议设计取500 kPa,经济合理。     

龙门黄河大桥超长桩静载试验研究

为了研究黄河地区大直径超长桩的承载特性,采用自平衡测试法进行2根试桩静载试验,并采用钢筋计测试元件进行了桩身轴向应力测试。基于实测数据,对桩总承载力、桩侧摩阻力、桩端阻力以及承载性能进行了分析,并将桩端阻力实测值和《公路桥涵地基基础规范》计算值进行了对比。研究表明,SZ9桩桩侧摩阻力地勘报告值基本大于实测值,SZ10桩桩侧摩阻力地勘报告值与实测值基本接近,公路桥涵地基基础规范对砂土类的桩端阻力深度修正系数取值偏大,导致桩端阻力计算值远大于实测值。研究成果对黄河特殊地质条件下超长大吨位桩基础设计具有参考价值。     

关于软岩极限侧阻力建议值的探讨

公路桥梁勘察设计过程中,经常会遇到红层泥岩、砂质泥岩等软质岩层,桩端位于软岩层时,桩基一般都按照摩擦桩进行设计,因此,全风化-中风化泥岩等软质岩的侧阻力建议值是桩基设计的重要参数。根据学者们的研究成果与现行公路行业规范进行对比分析,论证依照公路行业规范相关内容,间接提供各级风化软岩极限侧阻力标准值的安全性、合理性,为实际项目应用提供参考。     

深火山灰软基大直径桩静载试验

深火山灰软基地质条件下的大直径桩受力状态复杂,为研究其实际受力过程,以西湖岫子特大桥为依托工程,以锚桩-反力梁为反力装置,采取慢速维持荷载的试验方法,确定大直径桩在深火山灰软基地质条件下的荷载-位移关系、桩侧摩阻力的传递关系。试验结果表明:深火山灰淤泥层强度低,侧摩阻力增长缓慢,但最终实测值大于标准值25 kPa,因此在同类桩基设计中,可适当考虑较大的火山灰淤泥侧摩阻力进行计算。     

岛状多年冻土桥梁桩基回冻后桩侧摩阻力的试验研究

为了研究岛状多年冻土地区桥梁桩基回冻后的桩侧摩阻力变化规律,在大兴安岭地区浇筑了1根长15m、直径1.2m的试验桩,并在试验桩所在区域布设了智能温度监测系统,结合采集的温度数据综合判断桩基回冻进程,并指导桩基回冻后的静载试验,测出桩基回冻后桩侧各土层的摩阻力值。试验结果表明:桩基回冻后桩侧各土(岩)层摩阻力的实测值均高于设计值,提高率在13%~35%之间。     

桩侧阻力的性状分析及应用

桩侧阻力的研究是桩基承载特性研究中的一个重点,由于受到诸多因素的影响,桩侧阻力的计算十分复杂。目前常用的几种确定侧阻和端阻的经验方法适用于陡降型P-S曲线,对于缓变型P-S曲线则不适用。本文针对桩基缓变型P-S曲线,提出一种确定桩侧阻力的经验方法,并与工程实际中测得的结果进行对比,用该方法确定出桩侧阻力的大小与实测值接近。该方法有利于深化对桩基承载性状的认识,能够为设计和研究提供合理有效的参考。     

厚硬壳层软土地区桩基承载力试验研究

桩基负摩阻力的存在使桩基设计面临不小挑战,地勘中相关计算参数取值趋于保守也给设计带来困扰。以杭甬高速公路复线宁波段二期甬绍界至小曹娥互通段工程为依托,基于自平衡法对厚硬壳层软土地区的桩基承载能力及其设计方法进行探讨,得出结论如下：地勘报告中推荐的设计参数趋于保守,采用实测方法获得桩基设计参数更具有参考价值;对于可能存在的桩基负摩阻力,建议以试桩加载至破坏为目的进行单桩载荷试验;依托工程在不突破规范的前提下,通过自平衡法获取更为有效的设计参数,论证了桩长75 m的合理性,具有参考价值。     

湿陷性黄土桥梁桩基自然浸水载荷试验

湿陷性黄土由于其自身特点对桩基承载产生较大影响。为了研究自然条件下的浸水湿陷前后桩基承载力的变化特性。本文通过西安辛家庙转盘立交工程现场载荷试验,结合当地自然环境条件,对位于湿陷性黄土内的桥梁桩基自然浸水前、后的承载力变化进行对比分析,结果表明在自然渗水条件下,浸水前后桩基承载力差异较小,沉降量差异较大,承载力的大小需由变形控制;未浸水试桩桩侧摩阻力分布不均匀,提供摩阻力的主要为3.7~9.7m和12.7~17.2m;浸水试桩侧摩阻力分布呈上小下大形态,主要由下部桩周土提供摩阻力。     

西安黄土地区桥梁桩基侧摩阻力的合理取值

结合西安及周边地区铁路高架桥、高速公路、市内立交3个试验区共8根不同几何尺寸试桩的静载荷试验,分析各试桩的承载特性和荷载传递规律,浸水对黄土湿陷性、桩基承载力的影响,以及各试桩极限状态下桩周土体侧摩阻力的发挥情况。结果显示,当黄土密实度为稍密时,建议桩侧阻力取值范围为60~80kPa;当黄土密实度为中密时,建议桩侧阻力取值范围为70~95kPa;当黄土密实度为密实时,建议桩侧阻力取值范围为85~110kPa。     

基于自平衡法的软岩嵌岩桩承载特性试验研究

依托瓮开高速开州湖特大桥4号主塔墩桩基工程,开展两根软岩嵌岩试桩的承载性能试验,测试技术均采用自平衡法,成桩工艺分别是机械钻孔和人工挖孔。试验表明,人工挖孔桩承载性能略高于机械成孔桩;软岩嵌岩桩承载力主要由桩侧摩阻力提供,属于摩擦桩;给出了泥岩、页岩等软弱岩层与桩基界面摩阻力推荐值,可供工程设计参考。     

黄土地区不同成孔方式桥梁灌注桩动静载对比试验研究

高应变法检测广泛应用于建筑桩基承载力检测,测试过程中参数取值不同,高应变结果有着不同的表现。例如土的弹限、土的阻尼系数,以及土的最大静阻力等。结合吴定高速公路三根桩基静载荷试验以及高应变试验,给出黄土地区桥梁灌注桩不同土层桩侧及桩端弹限值,采用波形拟合法处理高应变数据,得出桩基极限承载力,并与静载试验比较分析了桩侧阻力及桩端阻力分布规律。论文研究成果为黄土地区桥梁灌注桩动载荷试验提供参数依据。     

黄土地区桥梁灌注桩承载力试验

依托吴定高速公路建设,对试验区土体开展物理力学性质试验,得出了试验区土样界限含水率、压缩系数及抗剪强度指标。通过桩基静载试验,得到了桩基的Q~s曲线、桩身轴力曲线和桩侧摩阻力分布曲线。试验结果表明,试验区旋挖桩孔灌注桩表现为比较典型的摩擦桩,且单桩的Q~s曲线表现为陡降型,最终确定单桩极限承载力为9000kN。研究结果可为依托工程桥梁桩基设计提供依据。     

单桩负摩阻力特性的离散元与有限元模拟分析

桩侧负摩阻力对桩基产生下拽力,对桩基的承载力和沉降均不利,对受负摩阻力桩基进行设计时,需要正确估计桩基负摩阻力的大小及中性点的位置。开发颗粒流程序来模拟单桩负摩阻力的工作性状,验证中性点的位置并对桩侧土体细观特性进行分析。     

珊瑚礁灰岩地层钻孔灌注桩桩侧摩阻力研究

某大桥是国家"一带一路"标志性项目,其桩基础置于弱胶结、多孔隙及高脆性的珊瑚礁灰岩中,传统的桩基设计方法与承载力评估标准并不适用,迫切需要展开研究。该文进行了钻孔灌注桩原位静载试验,并通过珊瑚礁灰岩与桩基界面力学试验、数值模拟方法进行了验证。结果表明:①水泥浆能够在胶结面处渗入礁灰岩孔隙内部,对孔隙进行扩展与填充,使其形成一种黏结与咬合的作用体系。这样将使珊瑚礁灌注桩具有250～275 kPa的侧壁阻力,最大荷载达到3 600 kN时,灌注桩的最大竖向位移仅为0.84 mm,竖向变形非常小;②数值模拟中,在贯入深度达到1 mm时,灌注桩侧摩阻力随位移线性增加,是弹性剪切力的累积;摩擦桩桩侧摩阻力发展较慢,在位移0.3 mm左右达到稳定,是桩身不同位置侧摩阻力动态发展的结果。灌注桩侧摩阻力模拟结果与静载试验结果较接近,但整体上大于静载试验结果,灌注桩数值模拟结果远大于摩擦桩。     

宁江松花江特大桥桩基承载力模拟试验研究

在宁江松花江特大桥试桩中采用模拟试验法和自平衡试验法两种方法测试桩基承载力，其中模拟试验法是通过室内中型剪切试验确定桩身与各地层间的c，φ值，从而得出桩侧摩阻力，由桩端弱风化泥岩三轴试验确定桩端承载力，两者之和为桩基承载力。通过模拟试验法与自平衡法对桩基承载力的对比研究，可以得出计算更简单、效果更好的方法。     

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。     

西堠门大桥索塔桩基摩阻失效设计与试验研究

以西堠门大桥北塔桩基础设计为例,介绍了北塔桩基设计中以边坡稳定性分析为依据,为保证全桥荷载安全传递至岩石基础并确保边坡稳定性,在对北塔南侧山体加固处理的同时,桩基设计成桩顶15 m桩侧摩阻力失效结构,采用桩基自平衡测试方法对摩阻失效的效果进行了试验研究,结果表明采用的设计方案能够达到预期效果,桩侧摩阻失效段实测摩阻力为零.