弹性和刚性嵌岩桩混合群桩基础计算

当桥梁建于岩面起伏很大的岩石地区时,甚至同一个桥墩承台下,不同的钻孔,岩面起伏很大,岩面上的覆盖土层承载力也很差,这时扩大基础不合适,只能采用桩基础。这样同一个承台下,有些桩桩头到岩面距离较小,有些则较大,也即在同一个承台下,同时出现了刚性嵌岩桩和弹性嵌岩桩,如何计算这类群桩基础的单桩内力?运用结构力学位移法相关知识,计算得到每根桩分配到的内力,再根据分配到的内力值,总结桩基内力值与桩哪些参数有关,可为相关类似的群桩基础计算提供参考。     

嵌岩桩竖向承载力计算问题探讨

在综合分析现有文献的基础上,指出现行各行业规范中嵌岩桩承载力计算公式产生差异的缘由及存在的问题。通过对比分析指出,规范经验公式采用岩石单轴抗压强度计算嵌岩桩承载力具有计算简单、便于推广应用的优点,但也存在对影响因素控制性差的局限,计算结果往往偏保守;理论计算通常较规范经验值更接近于现场实测值,但其参数繁多、计算复杂而不便于应用。建议嵌岩桩设计应在现行国家标准规范的基础上,注重地区经验的积累并建立健全地方标准。通过对嵌岩深度问题的深入分析,提出嵌岩桩设计中可按侧阻或端阻占嵌岩段总荷载约40％～60％的比例来确定最佳嵌岩深度,并通过引入分项发挥系数实现了最佳嵌岩深度下的嵌岩桩承载力的计算。     

深厚嵌岩超长单桩承载性能研究

为了解深厚嵌岩超长单桩的承载性能,以戛洒江特大桥4号墩桩基(采用超长群桩基础,基桩嵌岩段超过50 m)为背景,采用FLAC3D仿真计算软件建立有限差分模型,计算桩顶竖向荷载作用下,不同桩长(71,81,91 m)和桩径(1.5,1.8,2.0,2.2 m)组合单桩的沉降、荷载～沉降变化规律以及竖向荷载分担比例.结果表明...     

嵌岩桩覆盖层增厚时的终孔分析

以广东西部沿海高速公路磨刀门大桥为例,针对微风化花岗岩或角岩的地质情况,对钻孔桩基岩覆盖层增厚时嵌岩桩单桩轴向承载力、嵌岩深度进行了计算对比,说明了桩基础入岩深度、终孔的控制方法。     

嵌岩桩竖向荷载性能分析

文章效仿《建筑桩基技术规范》（JGJ 94-94）中的嵌岩桩计算模式,就《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTJ 024-85）中的嵌岩桩计算公式的不足之处进行了探讨,提出了改进的嵌岩桩承载力计算公式。改进公式中将覆盖土层的摩阻力作为单桩承载力的一部分。并在计算嵌固力和端阻力时。采用了与规范相异的修正系数,分析中考虑了桩的长细比、桩底岩土的影响,即给出了桩的嵌固力和端阻力随嵌岩深度变化而需要的修正。因而该修正式比《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTJ 024-85）提供的嵌岩桩计算公式更为合理、经济,同时可加快工程的施工进度。     

大直径钢管复合桩施工技术及成桩检测

某跨海大桥主体结构为2×230 m双索面独塔斜拉桥,采用钢管复合桩群桩基础,单桩为直径4.3 m钻孔灌注桩,按嵌岩桩设计。现着重介绍其大直径钢管复合桩施工技术,以及成桩后的桩身完整性检测,以期为同类型工程提供参考和借鉴。     

红层嵌岩桩侧阻和端阻修正系数取值研究

我国南方广泛分布的红层是桥梁等构筑物的良好的嵌岩桩持力层,通过对现场单桩竖向抗压静载试验资料分析,研究了嵌岩桩的嵌岩段侧阻力和端阻力修正系数在红层中的合理取值问题。     

持力层为中风化泥岩单桩竖向承载力计算探讨

当基桩的持力层为中风化泥岩时,单桩竖向承载力究竟应该按嵌岩桩计算还是按摩擦桩计算比较合理,有一定的困扰。现通过一个工程实例,经过对比计算分析,得出如下结论:(1)当桩端持力层单轴饱和抗压强度frk≥5 MPa时,来自桩端的阻力要比桩侧阻力显著一些,基桩按嵌岩桩计算合理些。(2)当桩端持力层单轴饱和抗压强度frk≤4 MPa时,来自桩侧的阻力有时要比桩端阻力显著一些,基桩按摩擦桩计算更合理些。(3)上覆土层的性质和厚度,决定了桩周土侧阻力发挥作用的程度:若桩侧阻力占全部桩的总抗力的占比较大,宜按摩擦桩进行计算;若桩侧阻力占全部桩的总抗力的占比较小,宜按嵌岩桩进行计算。     

按桩顶沉降控制的嵌岩桩嵌岩深度计算方法

深入探讨了嵌岩桩的荷载传递机理,针对目前规范采用的嵌岩桩嵌岩深度计算方法的不足,根据嵌岩桩承载机理建立荷载传递方程,提出按基桩竖向荷栽传递特性确定嵌岩桩嵌岩深度的计算方法,并得到桩端荷载分担比与嵌岩深度的表达式.通过算例深入研究了嵌岩深度及桩端荷载分担比随桩顶沉降变化规律.结果表明,同等条件下桩顶沉降要求越小,所需嵌岩...     

深厚软土区超长群桩有效桩长确定方法

将单桩有效桩长概念延伸至深厚软土区超长群桩基础中以确定其有效桩长.首先,引入剪切位移法推导得出群桩中各基桩桩侧摩阻力在桩周土中产生的位移场,并考虑因各桩的存在所引起的位移折减效应,建立了基于桩-桩相互作用的桩侧单位厚度土等效刚度系数表达式.在此基础上,基于荷载传递法建立了各基桩的荷载传递微分方程,并考虑超长桩的荷载传递特性,建立了群桩有效桩长与桩顶容许沉降量之间的关系式,从而得出基于沉降控制的深厚软土区超长群桩有效桩长计算方法,并通过算例验证了该方法的可行性.最后,基于该方法对影响深厚软土区超长群桩有效桩长的各主要设计参数进行了对比分析.结果表明:桩顶荷载、桩土相对刚度及桩径对群桩有效桩长的取值较为敏感,其中,群桩有效桩长随桩顶荷载、桩土相对刚度的增大而呈非线性增长,但随桩径的增大而减小;桩间距对群桩有效桩长的影响相对较小.     

北京地铁14号线高家园站-望京站区间单洞双线盾构临近穿越群桩的响应与防护

为减小盾构隧道施工对邻近群桩基础的影响,对10 m内径盾构穿越的机场快轨群桩响应进行数值模拟,分析盾构法隧道施工引起的群桩变形及内力变化情况。结果表明,开挖后桩身发生弯曲变形,桩身内力发生明显变化,前桩具有隔断作用,隧道施工对群桩中后桩的影响较小。群桩邻近盾构时采用复合锚杆桩作为隔断桩,复合锚杆桩加固桩侧土体的同时,可采用多排组合形成较大隔离刚度,套管施工可有效控制施工期间的环境影响。     

FLAC~(3D)在超长桩群桩效应分析中的应用

以某超长群桩基础为算例,运用有限差分软件FLAC3D进行超长群桩效应的数值计算,分别得出低承台超长群桩桩身轴力、桩侧摩阻力及桩身沉降的特性,并将其与超长单桩的计算结果进行对比,初步探讨超长群桩的群桩效应.     

山区公路桥梁嵌岩桩嵌岩深度研究

结合《公路桥涵地基与基础设计规范》中有关嵌岩桩单桩轴向承载力的计算内容,通过对山区公路桥梁嵌岩桩嵌岩深度的计算数据分析,提出桥梁嵌岩桩嵌岩深度的合理范围,一般情况下嵌岩深度取值为3倍桩径较为合适,当覆盖层较厚时可适当减小嵌岩深度。     

桥梁桩基础有限元模型研究

根据现行桥梁基础规范的计算理论,研究了通用有限元程序建立完整桥梁桩基础模型的方法:用一系列水平弹簧模拟桩侧土对基桩的水平反力作用;用一桩底竖向弹簧来模拟桩底土对基桩的支承反力;用一系列竖向弹簧来模拟桩周土摩擦力的作用。首先,结合以前的研究基础给出了水平弹簧和桩底竖向弹簧刚度的计算公式,然后根据桩侧摩擦力产生原理,重点详细推导了桩侧系列竖向弹簧刚度的计算公式。最后,根据桩基础计算的特点,对桩基础建模过程中值得注意的特殊问题进行了说明:包括承台与桩顶的连接要求、弹性模量的折减、地面线以下桩自重按一半考虑以及桩侧竖向弹簧刚度计算公式的适用范围。     

分层地基群桩沉降简化计算模型

针对群桩解析算法用于大型群桩非线性分析时计算量过大的问题,建立一种分层地基中的群桩沉降简化计算模型。该模型基于单桩荷载传递函数和两桩相互作用剪切位移函数,对桩侧阻力和桩端阻力进行简化,将单桩迭代算法改进后用于群桩计算分析。分析结果表明:计算模型可以较好地预测群桩荷载-沉降关系,以及不同位置桩基的内力与变形。采用单桩迭代分析代替群桩整体控制方程求解,避免对大规模群桩满秩矩阵进行求逆运算,有效提高了算法的计算效率。     

岩溶区嵌岩桩嵌岩深度优化设计

为优化岩溶区嵌岩桩嵌岩深度的设计计算,根据岩溶区嵌岩桩承载特性,考虑岩溶区嵌岩桩桩岩侧阻力对总承载力的影响,在溶洞顶板发生冲切破坏的基础上,推导出了最佳嵌岩深度计算公式,并给出了溶洞顶板抗剪切、抗弯拉的验算方法。最后用工程实例对理论计算结果进行了验证,理论计算结果与工程实际情况吻合较好,对工程实践有一定的参考价值。     

软岩地区桥桩竖向承载力计算

在54根桥梁工程软岩嵌岩桩承载力和桩身内力测试数据的基础上,主要分析了软岩嵌岩桩承载力推荐公式中的土层侧阻力、嵌岩段侧阻力、端阻力的发挥参数及它们与长径比、嵌岩比等的关系,给出了合理的参数建议计算公式。依托青岛海湾大桥工程,对用3种不同计算公式得出的计算值和工程实测值进行了比较,结果显示:该推荐公式的计算结果更接近试验值。     

高陡斜坡作用下群桩基础设计计算方法

基于陡坡双桩柱基础探讨了陡坡群桩基础承载机理,提出了陡坡与群桩相互作用简化分析模型,得到了陡坡群桩基础的等效分析模型,即侧向受荷高承台嵌岩群桩基础分析模型;综合考虑滑坡推力与简化分析模型建立了基于结构位移法的陡坡群桩基础计算分析方法,并提出了同时考虑稳定安全与经济最优的陡坡群桩基础优化设计方法。研究结果表明：陡坡群桩基础应尽量减小承台底部至最危险滑动面的距离,嵌岩深度为4倍桩径时能满足工程要求,群桩基础至坡面的距离不小于4倍桩径要求时符合工程实际。     

桩土共同作用下水平受荷桩柱式桥台受力分析

梁式桥下部结构计算中纵向水平力的分配往往涉及墩台抗推刚度的计算,其中桥台向岸侧抗推刚度在相关计算中十分重要。基于Winkler弹性土抗力理论,考虑桩土共同作用,得到台身与承台桩基控制微分方程,进而根据承台与桩基的内力变形协调条件,推导出多排低桩承台桩柱式桥台向岸刚度的计算公式。通过与三维实体有限元计算结果对比,验证了本文计算方法的可靠性,在此基础上分析了台身和桩身的位移、内力分布情况,为桩柱式桥台水平荷载作用下的受力分析提供参考。     

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.