O-cell测试法在基桩研究领域的广泛应用

O-cell测试法在研究钻孔灌注桩和打入桩的桩侧摩阻力、桩端阻力激发过程方面，很有用处，该测试法也被用于研究桩侧摩阻力的时间效应、施工方法对桩端承载力的影响、循环加载对不同深度桩侧摩阻力的影响，该测试法是唯一能够对基桩指定区段进行水平荷载和桩侧摩阻力测试的试验方法。     

虎跳峡金沙江大桥桩自平衡试验分析

虎跳峡金沙江大桥为独塔悬索桥,主墩塔桩基直径2.5m,长60m,施工采用旋挖钻孔桩。桩自平衡试验是利用桩本身反力平衡的原理,选在桩基下端附近预先埋置单层荷载箱,施荷时荷载箱下部产生桩端阻力与向上的侧摩阻力以抵抗向下的位移,同时荷载箱以上部分产生向下的侧摩阻力和桩基上部自重力以抵抗向上的位移,上下两部分的力大小相等、方向相反,从而达到试验桩本身反力平衡的效果。     

大直径深嵌岩桩两种原位试验方法对比分析

自平衡试桩法和锚桩法都是桩基测试中的静载试验方法,但是二者在加载位置处有着明显的区别.以青岛海湾大桥试桩的自平衡试验和锚桩法静载荷试验结果,对两种测试方法的荷载-位移曲线、桩身轴力、桩侧摩阻力、桩端阻力进行了比较.研究表明:自平衡试桩法与常用的锚桩法相比,具有设备简单、节省费用、节约工期等特点.从测试结果来看,两者的荷载-位移曲线比较接近,但是由于加载位置的不同桩身轴力分布图则完全不同;从桩侧摩阻力来看,荷载箱上部的极限侧摩阻力偏小,而荷载箱下部的极限侧摩阻力偏大;从桩端阻力分担比例来看,自平衡试桩法中桩端阻力所占比例高于传统的锚桩法,在桩基设计时应予以考虑.     

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。     

长期循环荷载作用下管桩侧阻力试验研究

对软土地区静压管桩的静、动载试验结果进行分析,发现在工作荷载作用下软粘土中桩侧摩阻力呈抛物线分布,在循环动荷载下存在退化效应,并对此进行初步分析。分析结果表明:在动力循环荷载作用下,桩身上部软土层出现弱化现象,导致桩身上部的侧摩阻力减小,桩的下部粉质粘土与粉砂层侧摩阻力有所增加,但这种现象随动载循环次数的增加趋于稳定。     

山区桥梁嵌岩桩受力特性数值分析研究

为研究贵州地区大直径群桩基础的沉降与受力性状,以老屯河大桥为工程背景,采用FLAC3D数值软件建立三维模型,分析了群桩基础在逐级加载下的桩顶沉降、桩身轴力与侧摩阻力。结果表明:群桩基础中,每根桩的桩顶沉降无明显差别;随着上部荷载的增大,桩身轴力在强度较低的粉质粘土、强风化白云岩内轴力变化不大,当桩身进入中风化白云岩层后,桩身轴力沿深度逐渐递减;岩体强度高的岩层与强度低的岩层,其侧摩阻力的差值逐渐增大,在中风化白云岩层内侧摩阻力达到最大值。     

砂土中双桩负摩阻力模型试验研究

已有桩基负摩阻力研究多关注于桩周土体为粘土的情况,桩周土为砂土的模型试验相对较少。设计实施了砂土中单桩及双桩负摩阻力模型试验,试验中对桩顶与土表进行了分级加载,测定了模型桩桩身应变、桩顶位移以及土体分层沉降。试验结果表明:由于土表分级荷载作用下的土体沉降增加值大于桩沉降增加值,桩基中性点位置存在下移趋势。受群桩效应的影响,桩顶荷载作用下单桩沉降小于双桩沉降,土表超载作用下3倍桩间距的双桩沉降最小。从桩身轴力最大值分析,5倍桩间距的双桩可忽略群桩效应。随土表超载分级加载,单桩负摩阻力有效应力系数因侧摩阻力发挥所需桩土相对位移的影响而逐渐减少,而双桩的负摩阻力有效应力系数逐渐接近单桩时的数值。     

自平衡法静压荷载试验应用实践

通过分析传统桩基础荷载试验的缺点，引出一种可测得桩端阻力、桩侧土摩阻力及单桩极限承载力的静荷载试验新方法——自平衡法。介绍了自平衡法的测试原理、加载设备、测试数据分析等关键点。结合工程实例叙述了利用自平衡法结合其它测试元件确定桩侧土体摩阻力、桩端阻力及单桩极限承载力的全过程。     

大直径深嵌岩桩侧阻力试验研究

随着大跨度桥梁工程的建设和上部结构荷载的增大,在一些地区已出现嵌岩深度超过5倍桩径的深长嵌岩桩基.基于自平衡测试技术,根据青岛海湾大桥两根桩基的静载荷测试报告,对大直径深长嵌岩桩的桩侧阻力进行了研究分析,主要内容包括桩顶等效荷载位移曲线分析,桩周岩层侧阻力大小、桩周岩层侧阻力与位移关系、桩侧与桩端阻力分担比等.研究结果表明,该地区大直径深长嵌岩桩的桩顶的Q-S曲线主要是缓变型为主;从桩侧岩层摩阻力来看,勘探报告所提供的岩层极限侧阻力数值偏小;从桩侧、桩端阻力分布来看,在软岩地区嵌岩深度大小对承载力影响较大,嵌岩比越大,桩端分担的阻力越小.     

深厚软土地基超载预压对桥梁桩基负摩阻力的影响

软土地基上的基桩,由于桩周土的向下运动,土与桩的摩擦增加了桩的下拉荷载,这就是桩侧的负摩阻力,负摩阻力的存在增大了桩基的变形甚至导致破坏。对此,以瓯飞堤穿越深厚软土区大桥群桩基础为工程实例,采用理论计算及三维有限元数值计算手段,分析工程实施过程中附加荷载施加对既有桩基工作环境影响。结果表明:由于负摩阻力的作用,桩身轴力随着深度的增加先增大后减小;桩侧摩阻力沿深度呈非线性变化;位移中性点位于黏土层与圆砾层交界处;群桩中各基桩空间分布不同,附加荷载引起同一承台下基桩-土变形协调存在差异,对桥桩安全监测应具有针对性。     

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。     

不同地质后注浆钻孔灌注桩承载力试验研究

为了研究不同地质土层对后注浆钻孔灌注桩的桩端承载力和桩侧摩阻力的影响和作用机理,通过3根桩端后注浆钻孔灌注桩的静载荷试验和内力测试,取得了注浆前后单桩承载力、桩身轴力和桩顶的沉降数据,推算出桩端承载力和各土层的桩侧摩阻力。通过分析荷载-沉降曲线、桩身轴力分布图,探讨了不同桩端土层强度的桩端后注浆对桩端承载力和桩侧摩阻力影响的作用机制,进一步研究不同地质条件钻孔灌注桩后注浆技术的承载力改善性状,分析承载力提高的机理和效果各不相同的原因。对比不同地质条件桩端后注浆对桩端承载力和桩侧摩阻力的影响程度,验证了桩端承载力和桩侧摩阻力在不同桩端土层强度条件下会产生不同的相互作用和影响。试验结果表明:钻孔灌注桩后注浆技术的应用可以有效地提高钻孔灌注桩的单桩承载力,明显地减少桩顶的沉降。不同地质土层的桩端后注浆可以不同程度地提高桩端承载力和桩侧摩阻力,桩端承载力和桩侧摩阻力的提高幅度均与桩端土的力学性质密切相关,粗粒土提高幅度大于细粒土。实际工程中,为充分利用注浆后单桩承载力所能提高的潜力储备,可根据桩端地质条件不同,合理调整端阻力、侧阻力增强系数取值。     

结合消阻护筒的试验桩桩侧摩阻力和桩端阻力试验研究

石家庄地铁人民广场站试桩采用静载试验方案加载测试,设计要求除进行承载力测试外,还需确定桩侧各土层的分层极限侧摩阻力和桩端土的端阻力,以及桩侧摩阻力和桩端阻力占单桩极限承载力和承载力特征值的比例。利用消阻双护筒消除无效土层的侧摩阻力,通过桩身应力观测,利用弹性力学公式推算桩身轴力、桩侧摩阻力及端阻力的分布及变化规律,为设计提供依据。结果表明:1)双护筒消阻装置可直接消除无效土层段的侧摩阻力,使试验桩真实反映工程桩的实际承载力、侧摩阻力、端阻力及沉降值;2)达到极限承载力时,桩侧总阻力占比65%~66%,桩端总阻力占比34%~35%;达到承载力特征值时,桩侧总阻力占比76%~80%,桩端总阻力占比20%~24%;试桩承载力类型均为端承摩擦桩;3)局部范围内土层桩侧摩阻力表现为应力和位移的软化特征;4)桩端持力层主要为卵石层,对承载力的贡献平均占比约30%。     

软土地区盾构施工对既有单桩工作性状的影响分区研究

为研究既有桩基位于拟建隧道周围不同位置时,隧道开挖对桩基产生的受力与变形规律,依托天津地铁3号线北站至铁东路站左线盾构区间项目,利用ABAQUS软件将隧道周围软土按照桩端径向、切向位置的不同划分为8个区,建立考虑软土修正剑桥本构关系的二维有限元模型,探讨隧道开挖后桩基分别处于设计荷载和极限荷载下的桩侧摩阻力和桩身位移变化规律,并建立隧道开挖对邻近单桩工作性状的影响分区。计算结果表明： 1）隧道开挖会使桩基近隧道侧产生负摩阻力,负摩阻力最大值随桩到隧道径向距离的减小而逐渐增大,随桩长的增大而逐渐增大; 2）隧道开挖会导致桩身极限侧摩阻力降低,当桩端位于隧道两侧分区时降幅较大,在10%~15%; 3）桩端分别位于隧道两侧、底部、顶部分区时,依次对桩身倾斜率、桩身挠曲变形和桩顶沉降的影响最显著; 4）提出能够对隧道开挖后既有单桩工作性状分区进行评价的指标,当桩端位于3区时,盾构隧道开挖造成单桩的综合影响程度最大,应加强施工监控措施。     

循环荷载下混凝土单桩-冻土流变效应试验

为明确冻土地区混凝土桩基在循环荷载作用下桩土流变效应对桩端位移、桩端阻力以及桩侧冻结应力的影响,利用在冻土中的混凝土模型桩顶端施加正弦波循环荷载的方法,包括改变循环荷载大小、加载频率和冻土温度,开展了循环荷载下桩土流变效应的研究.结果表明:循环荷载大小、荷载频率及冻土温度是影响混凝土单桩-冻土流变效应的主要因素;冻土流变效应的存在,致使桩侧冻结应力随时间推移而降低,而桩端阻力逐渐变大;荷载频率增大,桩侧冻结应力也随之变大,而趋于稳定的时间较短;温度升高,桩端位移就越大,桩侧冻结应力越小,其趋于稳定所需时间也较长;对于多年冻土区桩基础,在设计及运营中应尽量保持及降低冻土的负温,降低荷载频率.     

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。     

黏性土中考虑成孔卸荷的灌注桩侧摩阻力研究

钻孔灌注桩由于机械类型、钻头直径、成孔时间、泥浆性能、土层特性等的不同,使得成孔时间和孔壁形状各不相同,造成成桩后的钻孔灌注桩桩侧极限摩阻力具有一定的不确定性。该文通过建立黏性土中灌注桩侧摩阻力计算模型,依据荷载传递微分方程推算桩体系荷载传递函数,将理论解与模型试验结果对比,研究成孔相关参数对黏性土中钻孔灌注桩承载性能的影响。     

桥梁工程大直径嵌岩桩的承载性状研究

对安徽某特大桥基础3根大直径嵌岩桩的现场施工进行了监测,分析了其在施工过程中的承载特性和受力机理等情况。监测结果表明：嵌岩桩的侧摩阻力在加载过程中出现了2个峰值,随着荷载的继续增加,上峰值有增大的趋势。     

干湿循环环境下超长桩荷载传递特性研究

为掌握干湿循环环境下的超长桩的工作机理及桩侧摩阻力、桩端阻力的软化规律。通过对湖区典型淤泥质粘土的室内干湿循环模拟试验,得到了土体强度随干湿循环作用次数的呈乘幂函数形式的衰减规律。基于荷载传递解析法,提出了基于广义干湿循环下超长桩荷载传递理论模型。选取某湖区高速公路实际工程的实测数据与计算结构分析与对比验证,验证表明桩侧摩阻力和桩端阻力衰减模型可以很好地解决桩周土体在干湿循环条件下的引起桩基承载力衰减和桩顶沉降增大的计算难题。为南方湿热地区、湖泊等富水地区等典型干湿循环环境下的的高速公路桩基设计施工、安全评价及预警具有重要的工程实际意义。     

济洛高速公路黄河特大桥试桩试验研究

济洛高速公路黄河特大桥对两根试桩进行静载荷测试,并进行桩身应力测试。S1试桩加载试验采用“二锚一”锚桩 混凝土反力梁法进行,S2桩采用自平衡法测试。S1试桩最大加载值为36 000 kN,最大沉降为10.91 mm;S2试桩最大加载40 800 kN,经转换后的桩顶沉降量为25 mm。两根桩的Q-s曲线均呈明显的缓变型;S1桩呈端承摩擦桩特性,S2桩为纯摩擦桩。根据S1、S2桩身应力测试结果,在性质相近土层中的摩阻力基本相同,说明自平衡测试法具有足够的测试精度。