浅谈排架桩墩横向抗震设计

本文简述排架桩墩横向抗震计算的简化模拟图式，概括排架桩墩横向地震力的计算步骤，并讨论了柱高与柱顶弯矩的关系，不同场地类别地震力的增大系数，增大桩径对地震力和抗力的影响。     

桥梁基桩计入桩周土体水平抗力与摩阻力时的稳定计算长度

本文在建立桩的屈曲微分方程时计入了桩侧摩阻力与地基水平抗力 ,据长摩擦桩的实验结果对问题进行适当简化后 ,用伽辽金法求解 ,导出了高桩和低桩计算长度系数公式 ,给出了相应的实用曲线 ,可供长摩擦桩设计时参考使用     

装配式梁桥双柱式圆形高墩计算长度系数参数分析

介绍了通过弹性稳定分析求得一阶临界失稳力,结合欧拉公式计算装配式梁桥高墩计算长度系数的方法;并根据此方法分析了高墩在施工阶段的计算长度系数;通过参数分析研究了双柱式高墩与墩身自重、非理想边界条件、墩高及墩径之间的关系。结果表明:墩身自重、非理想边界条件、墩高和墩径对高墩计算长度系数有较大影响。计算长度系数不能仅由固定值代表,而应该根据墩柱的具体情况,结合墩柱特定条件分析。     

升温作用下整体桥台台后土压力计算方法的探讨

对在升温作用下,整体式桥台桥梁台后土压力的计算方法进行研究。分别采用Broms法、m法及p-y曲线法计算桥台背墙后填土的水平抗力系数;采用m法及p-y曲线法计算台柱土的水平抗力系数和台桩、墩桩侧土的水平抗力系数;采用TDV软件模拟土对桩端的约束作用。通过对不同方法计算的台后土压力的对比分析,得知:在计算升温引起的整体式桥台桥梁台后土压力时,桥台背墙及台柱土的水平抗力系数计算采用m法是不适合的;桥台背墙后填土的水平抗力系数可采用Broms法计算;土对台桩及墩桩侧的水平抗力系数按p-y曲线来考虑是适合的。     

双层地基横向受荷桩简化计算方法研究

现行规范采用按深度加权的双层地基横向受荷桩的简化计算方法,忽略了桩身挠曲变形对地基抗力的重要影响,与基桩实际受力不符,计算误差较大。在考虑桩身挠曲曲线及深度影响的基础上,采用三角形综合权函数,并引入经验弯矩修正系数,得到了双层地基当量m值的计算公式。并对桩径、土层厚度及地基比例系数等进行较大范围变化组合的情况下,与规范及精确解进行了比较分析。结果表明,该方法计算简单,精度较高。     

摩擦型桩的轴向抗压承载力研究

根据大型钻孔灌注桩原位测试结果,分析了摩擦型桩的承载力工作机制,提出了在粘性土层中单桩的桩侧土层以及桩土接触面上,有效应力-排水状态占优的观点.根据这一观点,分析了桩侧粘性土应力水平对其极限侧摩阻力的影响.根据粘性土层的物理力学指标及物理状态指标间的差异性,讨论了桩侧极限摩阻力规范取值方法中存在的问题.所陈述的观点,对今后摩擦型单桩的极限承载力分析计算及相关规范的修正具有参考价值.     

承台对桩基础p-y曲线及水平土体抗力系数的影响分析

为了研究承台影响下桩基础p-y曲线以及水平土体抗力系数的变化规律,基于三维快速拉哥朗日分析软件FLAC~(3D),建立了桩-土-承台相互作用模型。通过这一数值模型,对不同承台大小、不同长度的单桩在不同的侧向荷载作用下的情形进行了数值模拟。根据数值模拟的结果,分析了桩侧土体的侧向抗力和桩基础的p-y曲线。结果表明:承台的尺寸大小会影响桩基础p-y曲线的变化规律,引起土体对桩基础的侧向反力的变化;对于不同长度的桩,土体对桩基础的侧向承载能力随着承台尺寸的增大而不断提高,此规律对不同长度的桩都具有适用性;承台会影响单桩的最大侧向抗力的位置,且在达到极限荷载时,承台对土体的影响主要局限在桩体长度的第一个1/4深度区域内;对于无承台的桩基础,除反弯点与桩底端位置外,水平抗力系数基本与K法吻合;随着承台的增大,抗力系数的总体变化趋势不变,但在桩底端处的抗力系数会变为0,与不考虑承台作用时的结果差别较大。研究结果对桩-土-承台系统在侧向荷载作用下的设计提供了一些有价值的参考依据。     

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。     

基于m法的高承台桩复合受力计算分析

为分析高承台桩竖向荷载对水平承载性能的影响,考虑桩身摩阻力、桩身自重及土抗力的影响,从弹性桩的挠曲微分方程出发,假定均匀地基土地基系数按m法线性增大,推导了在水平荷载、竖向荷载及弯矩共同作用下基桩的内力和位移的幂级数解答。结果表明:在桩头自由长度较小的情况下,竖向荷载的作用能稍微提高管桩的水平承载性能,随着自由长度的增加,竖向荷载的作用引起基桩的P-Δ效应,但影响不大,可忽略不计。     

Dynamic Stability of Single Pile with High-rise Cap under Vertical Harmonic Loads

为探讨动力荷载作用下桩身的压屈稳定性,以m法考虑桩周土的横向抗力,利用能量法和Hamilton原理,基于桩顶自由、桩端嵌固边界条件下的高承台单桩基础动力稳定分析模型,建立了竖向简谐荷载下桩身动力稳定的Mathieu方程.采用三角级数求解,获得了基桩的动力不稳定区域.由此进行的参数对比分析表明,随桩土体系中桩身长径比的增加、埋置率的减小、自由长度的增加及桩周土质越趋软弱,桩身动力不稳定区域将增大,而固定荷载P0的影响则较小,这一影响规律与工程实际吻合较好.     

钢管混凝土叠合柱式桥墩考虑桩土作用的地震效应分析

为减小桥墩阻水面积,南水北调中线工程跨主干渠大油村北桥中墩墩身采用圆形钢管混凝土叠合柱,以避开阻水超限的普通钢筋混凝土桩柱式结构。探讨考虑桩土相互作用的三种模型并对计算结果进行了对比分析。发现等效三弹簧模型能较好地模拟桩土相互作用下桩基的地震反应,同时说明叠合柱能以较小的直径满足既定承载能力的要求,比普通钢筋混凝土桩柱式结构具有更好的经济性和抗震性能。     

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...     

高填方路堤PHC管桩加固软土地基土拱发育演化特征研究

依托京滨铁路宝坻至滨海新区段JBSG-3标段的建设项目工程,基于现场原位试验,分析在含有软土地层的崎岖地形下填筑大于30 m的路堤,加固高填软基路堤中土体的土拱演化规律,探究预应力高强混凝土（PHC）管桩在高填方路堤中抑制土拱效应的效果。研究表明：群桩（管桩）能够有效地提高桩间土体的承载性能;地基加固方式深受基底压力分布规律的影响,当基底压力呈非均匀分布时,会导致桩间土压力过大,极端情况下局部超过地基承载力设计值;压实桩端土体导致桩间土压力上升和桩承荷载下降现象,若荷载较大时,也存在桩端产生“刺入”现象,引起桩间土沉降速率低于桩体沉降速率;管桩复合加固高填方路堤中土体的土拱演化规律的关键因素是持力层和荷载强度,若桩端产生刺入情况会引起土拱骤停,导致桩间土剪切破坏,引起高填路基整体变形,进一步加深桩体形变量,可通过设置连梁来减少桩体不均匀形变,提高其整体稳定性。     

高桥墩桩基础的优化设计及因素分析

在高桥墩桩基屈曲能量法分析的基础上,提出兼顾结构稳定、强度和经济性的优化模型,并应用优化算法中非线性序列二次规划法,进行优化设计探讨,同时给出优化设计算法流程图,编制了相应的优化计算程序;为了解桥墩高度、轴向荷载、地基比例系数和混凝土弹性模量对于高桥墩桩基屈曲的影响,结合优化设计模型进行了因素分析,探讨了参数变量对目标函数最优值的影响规律和程度,比较结果说明,在进行高桥墩桩基的屈曲受力分析时,高桥墩的大变形影响不容忽视;而一般在工程设计中,可考虑将桩周土体和混凝土弹性模量的增强作用作为设计的安全储备。     

溶洞地区桥梁桩基持力层补强技术

龙岗河中桥两侧拓宽新建桥梁为4×21.6 m简支T梁,拓宽的两座桥梁共有桩基21根,桥台下桩径为1.2 m,墩柱下桩径为1.5 m,C25混凝土,钻孔灌注嵌岩桩。由于溶洞分布复杂,以及前期勘察、设计原因,导致部分桩基施工完成后发现桩底持力层存在尺寸大小不一的溶洞。为了确保桩基质量和桥梁的使用安全,对溶洞净高大于1.5 m的桩重新钻孔成桩,穿过溶洞将桩底置于完整的基岩上。对持力层内溶洞净高小于1.5 m的桩底溶洞采用钻孔高压切割压浆处理,将桩底层溶洞充填物清除并回灌高强度水泥浆。该文主要对桩基施工完成后持力层内出现溶洞的原因进行了分析,并介绍了处理方法;还详细介绍了溶洞净高小于1.5 m的钻孔高压切割注浆补强方法、工艺、效果等。     

强夯碎石墩与土相互作用

为了研究碎石墩复合地基的承载机理,运用有限差分软件FLAC3D将碎石墩复合地基与灌注桩基进行了对比分析,指出灌注桩基中桩土应力比明显大于碎石墩复合地基中墩土应力比,且灌注桩基中桩土相互作用的密切程度要明显小于碎石墩复合地基中的墩土相互作用,即灌注桩基中荷载大部分由桩体承担,碎石墩复合地基则表现出更强的墩土共同承担荷载的复合地基的承载模式;此外,通过研究墩体直径对复合地基沉降的影响,发现置换率一定、路堤较高时,墩径越大复合地基沉降越小,可有效减小路堤坡脚外侧的隆起量,提高路堤稳定性。     

桥墩刚度对桥梁地震响应的影响分析

通过midas有限元分析软件建立桥梁地震响应模型,系统研究桥墩直径、高度和配筋率等桥墩刚度控制因素对桥梁地震响应的影响.结果表明,增大桥墩直径可降低墩顶位移和提高桥墩承载能力,但同时会造成墩底内力增大.桥墩高度在某一临界值范围内时,墩顶顺桥向位移主要受桥墩自身刚度控制;超过这一临界值时,则变为主要受主梁和支座的约束作用...     

层状地基中水平受荷桩-土相互作用试验

为了深入研究侧向受荷桩的承载特性及抵抗变形的能力,结合实际工程中天然土体的成层特性,开展了侧向受荷桩的室内模型试验,研究了不同粒径土层厚度及相对密实度对桩土相互动态耦合作用的影响,并结合PIV图像技术,分析了桩周土体位移场的发展趋势,为水平受荷桩的设计提供了理论依据。试验结果表明：①土体刚度与较小粒径土层的厚度呈正相关关系,而较大粒径砂土层厚的增加则对整个桩土体系的刚度产生了弱化作用;②当桩顶位移相同时,随着较小粒径砂土层厚的增大以及相对密实度的提高,土抗力随之增大,在深度为5~6倍桩径范围内达到最大值,且相对密实度对土抗力的影响更大;③水平受荷桩的桩前和桩后砂土表面均形成了一个纺锤形的位移影响区域,且此区域与水平加载方向的最大夹角随土层条件和相对密实度的变化很小,其值均为45°左右;④在相同的桩顶荷载下,砂土相对密实度的增大约束了桩体的运动趋势,使得桩体的水平位移减小,例如,当桩顶荷载均为30 N,密实度为0.5时桩前砂土的最大位移影响范围比密实度为0.3时普遍减少了约1倍桩径的距离;⑤桩身弯矩值随着较小粒径土层厚度的增大而增大,最大弯矩约出现在0.15 m深度（5倍桩径）处;随着砂土相对密实度的提高,桩身弯矩也逐渐增大,最大弯矩所在的位置逐渐上移。     

堆载法在桥梁基础纠偏过程中的应用

桩周围不均匀堆载产生的土体沉降及侧向变形会加大桩基内力,引起桩基侧移。根据相关文献资料的研究成果,提出采用堆载法进行桥墩基础的桩基纠偏,结合软土地区某匝道桥的纠偏过程,监测结果与预期效果基本吻合。软土地区在既有桩基附近堆载须要严格控制堆载高度和堆载速度,做好桩周土体的加固措施。