路堤荷载下带受力盘塑料套管混凝土桩受力及变形研究

针对带受力盘塑料套管混凝土桩(简称带受力盘TC桩)群桩基础在路堤荷载下的受力及变形,选取上海市奉贤区奉浦大道道路建设工程桥头带受力盘TC桩处理段进行现场试验,通过在路基埋设土压力盒、钢筋应力计、表面沉降板、分层沉降管研究在路堤荷载下带受力盘TC桩受力及变形机理。结果表明:带受力盘TC桩桩身存在负摩阻力;经带受力盘TC桩加固处理后,路基总沉降量小,工后沉降得到有效控制,能满足设计及施工要求;作用在盖板上的应力基本由桩体承担,通过侧摩阻力和端阻力传递给深层地基土体。     

桥梁挤扩支盘桩受力分析与承载能力研究

围绕广东潮汕环线项目,依托环线高速公路工程开展常规桩以及支盘桩现场试桩试验,对挤扩支盘桩的受力机理进行了研究并分析了挤扩支盘桩的承载性能。结果表明:不同于传统的等截面灌注桩,当挤扩支盘桩支盘腔成孔时,周围土体受到挤压,进一步提升桩周土体的模量以及承载力;同时支盘桩的支盘结构体发挥作用承载,对应的Q-S曲线为缓变型,桩的支盘处轴力有显著变化,呈现多支点端承摩擦桩受力特征,支与盘的荷载分担比可达60%左右;相同土层条件下,极限承载能力明显强于一般的常规桩,同等设计荷载下挤扩支盘桩的桩长更短;支、盘、桩端、桩侧荷载分担比受地质条件、荷载大小影响明显,随着竖向力的增大,支盘力的发挥具有明显的时序性,盘的承载力增长潜力远大于支结构,且由上至下逐步发挥承载作用。     

挤扩支盘桩结构设计对桩基竖向承载性能影响的试验研究

挤扩支盘桩作为一种新型桩基形式,在建设领域有着广阔的应用前景。为研究挤扩支盘桩结构设计的差异性因素对于桩基承载受力及变形性能的影响,建立室内1∶10大比尺挤扩支盘桩物理模型,分别开展了不同盘数的单桩模型、不同桩间距的双桩模型的对比试验研究。研究结果表明,因受相邻桩的相互影响作用,在相同桩顶反力作用下,随着桩间距减小,桩顶沉降有所增加,承载力特征值降低;受相邻盘体应力传递的影响,上盘标高较低的盘位的荷载分担占比有所增加;随着盘数的增加,桩基承载力提高,且在相同桩顶反力时的桩顶沉降变小,上盘比下盘较早发挥承载力。这些研究结果可为挤扩支盘桩的合理结构设计提供参考。     

带受力盘塑料套管混凝土桩在处理上海软基路堤中的应用

带受力盘塑料套管混凝土桩(TC桩)技术目前已在江浙沪地区的道路工程的桥后软基加固"工后沉降"控制方面有一定的工程运用。主要介绍该项技术在上海市奉贤区奉浦大道新建工程桥头软基加固中的工艺原理、施工流程及操作要点。     

大直径支盘桩承载特性的有限元分析

桥梁支盘桩具有大直径、大桩长等特点,为研究支盘大小对大直径支盘桩单桩轴向承载力的影响以及桩间距对单排桩承载力、沉降变形的影响,针对依托项目建立了MIDAS/GTS有限元数值模型,对不同支盘直径、桩间距等工况进行分析。结果表明:大直径支盘桩支盘直径宜大于2.5倍桩直径,桩间距宜大于2.5倍支盘直径。     

水平振动荷载作用下支盘桩承载性状研究

运用自行研制的桩-土动力相互作用模型试验装置,采用数字式变频仪控制输入荷载的频率,通过不同刚度系数的弹簧获得不同荷载级别,对支盘桩模型试件进行了荷载试验,分析了不同工况下桩身弯矩变化趋势及桩侧土压力变化状况。借助Abaqus软件对试验模型进行了数值模拟,对土体采用Mohr-Coulomb弹塑性本构模型,桩-土相互作用的界面模拟采用接触面单元实现,考虑初始应力的影响,考虑桩-土间的脱开和滑移。分析结果表明:随着激振频率的增大,支盘桩的动力响应在整体上有减小的趋势且水平动承载力有所提高,承力盘设置在距离土体表面较近部位有利于支盘桩的水平动承载能力的提高;水平振动荷载作用下,支盘桩能与土体形成刚度较大的共同作用体系,与直径桩相比具有更高的抗变形能力,其承载力及变形特性受激振荷载大小、激振频率大小、承力盘位置、桩周土性状等因素的影响。     

确定盘径下扩孔桩临界盘间距取值试验和数值分析

扩孔桩的支盘提供了端阻力,可以充分调用地层承载性能,相较于直杆桩具有明显的承载性能优势。扩孔桩的盘间距是扩孔桩承载性能的主要影响因素之一,然而,目前尚没有针对广东深厚软土地质条件的临界盘间距成熟的经验和方法。针对广东深厚软土的地质条件,对扩孔桩临界盘间距进行试验和数值分析。进行不同盘间距下双盘扩孔桩的单桩承载力数值模拟,通过桩体位移和土体变形分析盘间距对极限承载力的影响,给出了可用于深厚软基处理的扩孔桩经验盘间距。     

高边坡摩擦桩承载能力的数值分析

以理想弹塑性力学理论为基础,运用数值技术对工程实例摩擦桩的承载能力进行分析,提出了运用桩土共同作用的接触非线性计算模型实现摩擦桩承载力求解的新方法,通过计算结果与试验数据对比,证明了该方法确定高边坡摩擦桩承载力的可行性和有效性.在现有规范对高边坡摩擦桩承载力的确定方法不明确的情况下,通过对不同设计参数,高边坡摩擦桩承载能力的变化情况进行分析,提出高边坡摩擦桩受力特点,为高边坡摩擦桩设计提供理论依据.     

支盘桩抗压承载性能试验研究

文章结合国道主干线宁波绕城高速公路东段工程建设项目,针对特殊地质条件,研究特有区域地质条件下挤扩支盘桩的承载性能。运用两种静载试桩法(自平衡法、堆载法)对单桩承载性能进行现场试验,并在挤扩支盘桩的同一场地进行了等截面桩的对比试验。通过对比试验分析支盘桩的承载性能,得出支盘桩的支盘发挥的作用占总承载力的40%左右,支盘桩单方混凝土承载力可以提高30%～40%左右,其研究成果可为今后支盘桩的设计和施工提供科学的设计依据。     

基于荷载传递法塑料套管混凝土桩荷载—沉降分析

桩的荷载—沉降曲线是研究桩的受力机理的重要途径之一,通过数值分析方法来研究TC桩荷载传递规律。假定一个典型桩并确定求解所需的基本参数,再对所讨论的参数赋予不同的值进行分析。利用FORTRAN编制的程序求解荷载—沉降曲线、桩身的轴力分布以及摩阻力的发挥。通过与现场试验桩所做静载试验所得Q-s相比可以得出,在桩身质量有保证、土体及时回挤、部分土体抗力已发挥的情况下,在TC桩的应用桩长范围内,无需对TC小直径桩的长细比做出限制。     

螺旋钢桩设计参数对抗压承载性能的影响研究

为研究不同的设计参数（钢盘间距、桩长、钢盘埋深、钢盘个数）对多钢盘螺旋钢桩抗压性能的影响,首先通过螺旋钢桩现场静载试验结果与有限元软件数值计算对比分析,验证其数值计算的可靠性,然后建立17组不同参数的螺旋钢桩-土数值模型。计算分析发现:螺旋钢桩极限抗压承载力随钢盘间距的增大基本呈现先线性增大后不变趋势,随着桩长和钢盘埋深以及钢盘个数的增加呈近似线性增长。     

桩侧泥皮对大直径超长钻孔摩擦桩承载及受力性能影响研究

桩基主要依靠桩侧和桩端土体提供承载力。大直径超长桩基的受力特性复杂,受土体性质、桩基类型、桩顶反力等诸多因素影响,尤其是泥浆护壁施工工艺形成的侧壁泥皮的影响,其桩基承载力发挥离散性大。为研究桩侧泥皮对大直径超长钻孔摩擦桩承载及受力性能的影响,基于现场取样获得的泥皮强度,采用有限元数值方法,从荷载沉降、桩身压缩、荷载分担比等角度,定量分析研究了大直径超长钻孔灌注桩受泥皮影响的规律。结果表明,大直径超长钻孔灌注摩擦桩承载力主要由桩侧摩阻力提供,泥皮效应对单桩极限承载力折减显著,其极限承载力仅为不考虑泥皮效应的38.5%,随着泥皮强度降低,桩侧土体侧摩阻降低,相同桩顶反力时沉降增大,单桩极限承载力降低。在实际工程中,泥皮的存在客观上很难避免,对于以桩侧摩阻力为主来提供承载力的大直径超长摩擦桩,宜采取措施降低泥皮含量,或增加泥皮强度,以保证桩基承载力正常发挥。     

桥梁钻孔灌注桩挤扩支盘施工技术研究

随着我国科学技术的发展,在一些高层建筑、桥梁建设中,钻孔灌注桩被广泛应用,钻孔灌注桩设计及施工水平也得到了不断的发展。近几年来,挤扩支盘桩作为一种新桩型,开始广泛应用于各种工程。研究挤扩支盘桩根据土层的特点,把多个分承力盘或分支设置在不同深度的并且承载力较高的土层中,在土层中形成多层端阻和多段侧阻的共同作用,改变了传统摩擦桩的受力模式。部分荷载通过分承力盘以类似端承桩的模式传递到承载力较好土层,充分利用了土体自身的承载性能,减少了桩端荷载,扩大了承力面积,从而大幅度提高承载力。     

水泥粉喷桩复合地基受力性状试验研究

在水泥粉喷桩单桩，复合地基以及天然地基载荷试验的基础上，阐述了桩身应力应变随深度呈非线性分布，桩土应力分担比随荷载而变化，复合地基与天然地基载荷板下应力分布以及复合地基与天然地基承载力等的试验结果，揭示了桩身应力应变在桩身中的传递深度是有限的。     

桥面铺装协同受力的空心板梁抗弯承载力研究

针对桥面铺装层须与桥梁结构紧密结合并共同受力的问题,提出了考虑桥面铺装层协同空心板受力的预应力混凝土空心板梁抗弯承载力计算方法。基于平截面假定,对桥面铺装层共同参与受力的先张法预应力混凝土空心板进行了分类,推演了适筋梁抗弯承载力计算公式,分析了是否考虑桥面铺装协同空心板受力对空心板梁力学参数的影响,并在实际桥梁工程对含有桥面铺装层的先张法预应力混凝土空心板梁进行抗弯承载力试验。研究结果表明:提出的承载力理论公式计算结果与试验结果吻合较好;带铺装层的预应力混凝土空心板满足平截面假定,铺装层和空心板之间连接紧密未出现脱落和界面滑移,破坏形态为适筋破坏;考虑铺装层与空心板梁协同的作用后,预应力混凝土空心板的中和轴位置上升,抗弯承载力较不考虑铺装层的空心板普遍提高10%以上。     

无伸缩缝桥梁合成梁式结点的受力性能和试验研究

提出一种受力性能介于整体式和半整体式桥台无伸缩缝桥梁之间的新型的结点构造方式--合成梁式的结点构造.通过有限元通用程序ANSYS建立该结点的有限元模型,研究在最不利荷载情况下的结点受力性能及结点参数对受力性能的影响,并进行了结点模型试验.研究表明,合成梁式的结点可用于无伸缩缝桥梁设计;在满足设计承载力的情况下,桥台的高度和长度宜取小值;桩存在一个合适的相对刚度,当桩相对刚度超过这个值时,对合成梁式的结点受力几乎没有影响.     

挤扩支盘灌注桩承载力影响因素的数值模拟研究

运用PLAXIS有限元软件,基于岩土弹塑性本构关系的数值计算理论,建立桩-土轴对称模型,模拟支盘形状、位置、大小、数量和距离软弱层高度等参数条件下的桩基承载力特性及变化规律,分析在竖向荷载作用下挤扩支盘灌注桩对桩基承载力的主要影响因素。研究结果表明:支盘形状对于承载力没有明显影响;桩基承载力随支盘位置向下移动而逐渐提高,但是当支盘距桩底部距离小于L/3(L为桩长)时,支盘位置下移对桩基承载力影响不显著;桩基极限承载力随着支盘半径和支盘数量的增加逐渐提高;当支盘与软弱层间距小于4倍夹层厚度时,桩基承载力随支盘与软弱层距离的逼近而逐渐降低。研究结果可为挤扩支盘桩的设计参数选取提供参考,为支盘灌注桩的工程设计和优化提供技术支持。     

黄土隧道基底围岩受力变化监控量测数据分析

为改善黄土隧道基底承载力,对黄土隧道采用旋喷桩地基加固。结合傅家窑现场实际情况,对大断面黄土隧道基底加固后的受力情况进行监测分析,结果表明旋喷桩加固黄土隧道基底效果显著。     

塑料套管混凝土桩单桩承载特性研究

为研究塑料套管混凝土桩（TC桩）的承载特性,采用室内试验研究外设塑料套管对桩体竖向抗压强度的影响;结合现场试验,对不同桩尖类型的桩体进行了静载和荷载传递试验,分析不同桩尖类型的TC桩单桩承载能力和桩身轴力、侧摩阻力及端阻力的变化规律。建立了TC桩单桩沉降和侧摩阻力的简化计算方法,并与现场实测数据进行了对比。试验结果和理论分析结果表明：外设的塑料套管可提高桩身混凝土的竖向抗压强度约23%～38%;桩尖直径为26cm圆形桩尖的单桩静载试验的极限承载力最大,其次是30cm圆形桩尖、方形桩尖、十字形桩尖;侧摩阻力沿桩深呈两头小中间大的态势,最大侧摩阻力发生在2/5～4/5桩深范围内;所得的理论值与实测值相吻合。     

不同桩锚支护结构受力性能及影响因素

采用ABAQUS软件,建立桩锚整体式支护结构和桩锚分离式支护结构有限元模型,分析二者受力性能差异,研究桩径、嵌固深度、冠梁尺寸、锚杆数量以及预应力等对其受力性能的影响。结果表明:两类支护结构位移由两端向中间减小,弯矩和剪力则由两端向中间增大,中间部分受力和变形保持一致;设计时应将端部两根抗滑桩的弯矩和剪力分别乘以1.35和1.2的承载力调整系数;桩锚整体式支护结构的最大位移比分离式结构小20%以上,最大弯矩小3%以上,最大剪力小6%以上;增大抗滑桩桩径,两类支护结构的位移和弯矩均减小;增大抗滑桩嵌固深度,两类支护结构的位移减小,但弯矩增大;冠梁尺寸增大可提高支护结构整体刚度和抗变形能力,但作用有限;增加锚杆数量、施加预应力均可显著减小抗滑桩的位移和弯矩,并改变位移和弯矩沿桩身的分布形态;以上参数变化对整体式支护结构的影响要远小于分离式支护结构。