黄土地区不同成孔方式灌注桩承载特性现场试验研究

为研究不同成孔方式对桩基承载特性产生的影响,依托吴定高速公路,开展旋挖钻孔、冲击钻孔以及人工挖孔3种成孔方式灌注桩的现场静载对比试验,得到不同成孔方式灌注桩桩身轴力、桩侧摩阻力及桩顶位移等主要参数。研究结果表明:人工挖孔桩的极限承载力最大,冲击钻孔桩的极限承载力最小;3种成孔方式桩基的桩身轴力衰减速率在各级荷载作用下的变化规律基本相同,其中人工挖孔桩桩身轴力的衰减速率最大,冲击钻孔桩的最小;此外,在同一荷载作用下,人工挖孔桩的桩侧阻力最大,桩端阻力最小而冲击钻孔桩的桩端阻力最大,桩侧阻力最小。研究结果可为黄土地区灌注桩基础选择合理的成孔方式提供理论和实践依据,且有利于桩基承载力的提高。     

大直径超长钻孔灌注桩荷载传递特性现场试验研究

通过无锡市地铁1号线高架桥段钻孔灌注桩试桩工程的现场静荷载试验及其桩身应力测试结果,分析层状地基中大直径超长钻孔灌注桩在竖向荷载作用下的荷载传递规律。试验结果表明:大直径超长钻孔灌注桩的荷载-沉降曲线无明显拐点,属缓变型;桩端承载力仅分担了桩顶最大加载值的6.8%,该试桩承载特征为典型的摩擦桩;桩身侧摩阻力与桩端阻力并不是同步发挥的,且两者之间相互影响;桩侧摩阻力呈由上而下逐步发挥的变化趋势;在具有相似物理力学特征的土层中,埋深对桩侧摩阻力的影响较显著,部分土层中桩侧摩阻力的实测值与规范的推荐值有明显差异。     

大直径超长钻孔灌注桩承载特性试验研究

研究目的:分析大直径超长钻孔灌注桩在不同荷载条件下的桩身轴力分布规律、桩侧摩阻力分布及发挥特性、桩端阻力发挥特性,掌握大直径超长钻孔灌注桩竖向受力机理及承载特性,为完善大直径超长钻孔灌注桩的设计方法提供借鉴和指导。研究结论:大直径超长钻孔灌注桩桩身轴力从桩顶到桩端逐渐衰减,其衰减的快慢反映了桩侧摩阻力作用的大小,并且桩身上部的摩阻力先于桩身下部摩阻力及桩端阻力优先发挥;此外,大直径超长钻孔灌注桩的桩端阻力通常较小,其桩顶荷载大部分由桩侧摩阻力承担,按桩的荷载传递机理分类通常属摩擦桩或端承式摩擦桩。     

扩底抗拔桩抗拔作用机理的研究

通过对钻孔扩底灌注桩(以下简称为扩底桩)进行现场抗拔试验,研究了扩底桩抗拔时荷载的传递机理,由实测桩身内力确定了荷载沿桩深度的变化、桩侧摩阻力沿桩深度的分布规律及桩的荷载传递规律,从而为抗拔桩抗拔承载力的确定提供理论基础。     

不考虑桩端承力的锚桩法新工艺试验研究

在公铁两用桥梁的基桩静载试验中,为了增加传统加载方法的应用范围,提高其对大吨位基桩的适用性,以宜宾市临港大桥锚桩法试桩为背景,通过优化桩底空间结构,设置钢垫板与可发性聚苯乙烯泡沫板（Expanded Polystyrene,EPS板）,并且利用EPS板的减荷属性,提出不考虑端承型桩的桩端承力转而测试桩侧摩阻力的新工艺。采用FLAC3D软件对试桩进行数值模拟,并与试验数据进行对比。结果表明：位移实测值与数值模拟值变化规律基本一致,没有发生突变现象;EPS板顶板中心点在加载到最后一级时最大位移很小,绝大部分竖向试验荷载通过桩侧摩阻力以剪应力的形式传递到桩周土体中,只有少部分竖向试验荷载传递到EPS板上,因而产生的压缩变形很小,远小于极限压缩量,与桩端承力真实值相比,可以忽略不计。新工艺不仅减少了试验加载吨位,还提高了试桩工程的成功率与桩侧摩阻力测试的准确性,为设计单位优化桩长提供真实有效的试验数据。     

大直径扩径桩与等截面桩对比试验研究

扩径桩作为一种新型桩基形式得到很大的发展,但由于其桩身在某深度发生扩径突变,而给研究扩径桩的荷载传递性状带来不便.现有对扩径桩的研究只限于小直径桩的模型试验以及有限元分析,而对大直径扩径桩的研究比较缺乏.通过对同一场地的同一直径不同桩型的钻孔灌注桩进行竖向静载荷试验,对2种桩型的竖向承载力、桩身轴力、桩侧摩阻力进行对比分析研究.研究结果表明,扩径桩能够提高单桩承载力、减小桩体沉降,而扩径阻力在荷载传递中起关键作用,成为荷载传递中的主要途径之一.     

扩底楔形桩沉桩施工过程数值模拟分析

扩底楔形桩是一种可以有效发挥桩侧摩阻力和桩端阻力、降低负摩阻力影响的新型纵向变截面桩;然而针对其沉桩施工过程中的挤土效应、沉桩阻力等研究则相对较少。基于PFC数值分析软件,建立扩底楔形桩和等体积混凝土用量的常规等截面桩的沉桩施工过程模拟数值模型;通过与等截面桩沉桩模型试验和圆孔扩张理论计算结果的对比分析,验证了本文所建立的数值分析模型的准确性和可靠性;对比分析扩底楔形桩和等截面桩沉桩过程中桩周土体位移场、应力场以及沉桩阻力等变化规律。研究结果表明：沉桩过程中桩端阻力值的大小,不仅与横截面面积有关,而且与桩侧界面形式有关;本文数值模型情况下,扩底楔形桩静压沉桩施工桩端阻力、桩侧摩阻力和整体沉桩阻力分别是等截面桩的1．8,1．1和1．5倍。     

对灌注桩设计中几个问题的探讨

从正确掌握工程地质合理取用计算参数、持力层深度对桩端承载力的影响、桩径的选择及布桩、桩中心距的确定、端承桩与摩擦桩的共用，相邻桩底高差、液化层桩基侧摩阻力的取值，以及按经验公式确定单桩承载力的安全度等问题对灌注桩的设计及其规程作了探讨。     

侧阻附加弯矩对桥梁桩基水平承载力影响研究

为研究桩身被动侧竖向摩阻力对大直径桥梁基桩的水平承载特性影响,首先在抗力矩概念基础上分别建立任意桩身横截面竖向侧摩阻力产生的附加弯矩计算公式及其影响下的桩身单元受力微分表达式。基于传递矩阵法及Laplace正逆变换,分别得出考虑侧阻附加弯矩影响时桩身弹性段、塑性段的传递矩阵系数解。结合推导的桩端水平阻力本构模型和给定的迭代求解方法,进而得出考虑桩侧竖向摩阻力影响的桥梁基桩桩身响应解。通过试验对比验证了本文方法的合理性,证明了桩侧竖向侧摩阻力所产生的附加弯矩对桩基水平承载力的影响非常显著。最后开展了附加弯矩参数影响分析,结果表明:不同τ-s曲线作用时桩身最大变形降低幅度变化规律均类似;桩身最大变形降低幅度随着桩侧摩阻力τ-s曲线极限值τu的增加、临界位移su的减小而增加;当长径比Lb/d≥4时,可忽略桩端水平阻力的影响;当Lb/d≥10时,可忽略侧阻附加弯矩效应的影响;长径比相同时,桩径越大,相应的初始阶段最大位移降低幅度也越大。     

后压浆灌注桩工程特性的试验研究

通过对后压浆灌注桩和普通灌注桩的现场试验对比,探讨后压浆对灌注桩的桩端阻力、桩侧摩阻力和桩端持力层受力状态的影响,表明后压浆灌注桩明显地提高了桩的承载能力,减小了桩的沉降。     

高速铁路螺杆桩复合地基桩侧摩阻力原位试验研究

结合太焦高速铁路螺杆桩复合地基工程,开展螺杆桩复合地基桩侧摩阻力原位测试试验,通过分析获得的螺杆桩单桩静荷载-桩顶沉降曲线以及桩身内力分布曲线,研究高速铁路复合地基中螺杆桩侧摩阻力演化规律及螺杆桩的荷载传递过程。结果表明:螺杆桩-土接触面荷载传递过程可划分为弹性、弹塑性和极限状态3个阶段,弹性阶段桩侧摩阻力比小于等于0.5,弹塑性阶段桩侧摩阻力比为0.5~0.7,极限状态阶段桩侧摩阻力比为0.7~1.0;螺杆桩直杆段和螺纹段侧摩阻力演化规律为,在弹性阶段螺纹段侧摩阻力小于直杆段侧摩阻力,在弹塑性阶段螺纹段侧摩阻力接近直杆段侧摩阻力,在极限状态阶段螺纹段侧摩阻力大于直杆段侧摩阻力。     

风化软岩地区嵌岩桩承载力自平衡试验研究

为研究风化软岩段桩基侧摩阻力承载特性和桩基安全性,采用自平衡试桩法对某工程水稳性较差的风化软岩段3根试桩进行测试分析。结果表明:自平衡法试桩荷载箱上部桩与传统静载法试桩的桩身受力方向相反,前者比后者端阻力发挥更充分;在2倍设计荷载作用下桩顶等效竖向位移较小,桩身侧摩阻力、端阻力大部分未充分发挥,实测桩侧摩阻力可能比勘察提供的侧摩阻力值大;按照经验法和简化法得到的3根试桩的计算安全系数差别较小,均大于2.2,验证了试桩的安全性和自平衡方法的可靠性。     

砾卵石层冲孔灌注桩桩端注浆后的承载性状研究

依据某工程6根支于砾卵石层且经桩端后注浆的冲孔灌注桩单桩竖向抗压静载试验及其中3根试验桩桩身受力测试结果,对其Q-s曲线的特性、桩身轴力传递机理、桩侧阻力和桩端阻力发挥性状进行分析,揭示了注浆后冲孔灌注桩的承载性状及桩侧、桩端阻力的发挥性状,对冲孔灌注桩的设计和深入研究提供参考。     

桩底后注浆技术在亚黏土层的试验研究与分析

通过对亚黏土层中进行的普通桩和压浆桩的静荷载压桩试验进行对比研究后揭示:在亚黏土层中,桩底压力后注浆技术对于处理桩底沉渣效果显著,明显改善桩端持力层条件,使桩体具有强劲的后继端阻和桩端附近侧阻。但这2种阻力增强的机理却存在着差异,前者通过加固桩底沉碴起直接增强效果,后者则通过浆液的渗透和凝固增强桩与土间的侧摩擦系数而起间接增强效果。同时该试验也表明:在各自工作荷载作用下试桩沉降量几乎没有差别。     

软土地区灌注桩成孔施工与承载力特征现场试验研究

结合厦深铁路长沙湾特大桥桩基现场载荷试验,分析桩的承载力、侧摩阻力传递规律和桩端阻力随载荷变化规律,并结合桩的现场工艺试验确定了桩的施工工艺。结果表明,本工程宜采用旋挖钻钻进成桩工艺;成桩后,各地层桩侧摩阻力不同时达到极限值,且随着加载增大,各地层桩侧摩阻力强化特征不同。通过试验研究也确定了各地层极限侧摩阻力的大小,即淤泥25 kPa,淤泥质粉砂50 kPa,粉砂60 kPa,粗角砾土100 kPa,粉质黏土48 kPa,全风化英安岩68 kPa,强风化英安岩110 kPa,并明确了桩的主要持力层。     

深厚淤泥地层中群桩基础竖向受荷特性试验研究

依托福州可门港大桥桩基工程的承载性能评价,设计并开展了群桩的竖向堆载现场试验,通过对现场实测数据的分析,得到了不同荷载等级下各桩的内力分布、桩土荷载分担比和桩侧摩阻力的变化规律。结果表明:随着荷载等级的增大及堆载位置调整,不同位置基桩桩顶压力的差异将逐渐减小,并最终趋于均匀;在不同的荷载等级作用下,群桩基础中不同位置的基桩其受力具有一定的规律性,但受到场地条件以及加载方式等方面的影响,各基桩的桩身受力性状往往表现出较大的差异性;对于软土地区的小桩距端承桩或端承摩擦桩,考虑到承台底部土层具有一定的承载能力,体现出一定的承台效应,但荷载分担比会随荷载等级的增加而减小;桩顶区域桩侧摩阻力基本为零,随着上部荷载水平的提高,桩身侧摩阻力由中上部向下部发展,并且数值逐渐增大。     

不同加荷顺序下单桩负摩阻力模型试验研究

研究目的:基桩负摩阻力对桩产生下拉荷载,增大桩身轴力和端阻力,甚至导致桩身破坏。由于桩周土和桩体承受荷载后的沉降发展过程不同,桩载与堆载施加顺序必然对桩体负摩阻力产生较大影响。本文通过模型试验,研究不同桩端持力层条件下堆载和桩载施加顺序对单桩负摩阻力的影响。研究结论:(1)先堆载后桩载工况下,堆载完成后,中性点离桩顶最远,随着桩载增加,中性点逐渐上移,最终黄土和粗砂持力层中性点位置分别在桩顶下0.49l和0.56l处;桩身轴力呈先增加后减小的趋势,单桩承载力发挥系数分别为0.69和0.57;(2)先桩载后堆载工况下,施加桩载时,桩身轴力沿深度逐渐减小,无中性点,施加堆载时,轴力呈先增加后减小的趋势,中性点出现并逐渐下移,最终黄土和粗砂持力层的中性点位置分别在0.41l和0.50l附近,单桩承载力发挥系数分别为0.86和0.69;(3)同种持力层情况下,先桩载后堆载的承载力发挥系数较先堆载后桩载的大,安全储备小,实际工程中应严格控制堆载宽度、集度及堆载边缘距桩中心的距离;(4)在实际工程中应综合分析地质条件、桩基的受力特点及承载要求,选取合适的加载顺序来减小桩身负摩阻力;(5)该研究成果可为堆载条件下桩基的设计提供参考。     

单桩载荷试验桩—土荷载传递特征研究

为了控制沉降,高速铁路桥梁基础通常采用混凝土桩,且在第四系松散地层多为较长的混凝土灌注桩。为了弄清长摩擦桩的桩-土荷载传递特性,开展了单桩竖向抗压和水平静载荷试验,并通过在桩身中预埋设应变测试元件,观测桩土应力变化,分析研究竖向荷载作用下桩侧、桩端土阻力发挥程度,以及水平荷载作用下桩-土荷载传递变化规律。     

盖挖地铁车站试验桩单桩承载力试验分析

盖挖地铁车站设计桩顶往往低于自然地面较多,当受条件限制无法进行基坑开挖时,需在自然地面上进行单桩承载力试验。由于设计桩顶以上的无效土层会对试验桩产生较大的摩阻力,会导致试验数据不准确。研究盖挖地铁车站试验桩单桩承载力试验存在的无效土层摩阻力问题,提出结合消阻双护筒的试验桩制作方法,并对试验桩单桩承载力进行试验分析。试验结果表明:单桩承载力可满足设计要求,双护筒可较好地解决试验桩无效土层的桩侧摩阻力消除问题,保证试验数据准确可靠。     

桩实测承载力低于设计要求的原因分析

在大直径扩底桩承载力的设计中，通常依据经验公式来确定单桩承载力，公式中极限端阻力标准值qpk仅由持力层土的物理指标决定，而未考虑持力层上覆土层的特性。文章分析某住宅大直径扩底桩承舷力不满足设计要求的原因，认为当桩进入持力层深度不够且持力层上覆土较软时，其地基破坏模式更接近浅基础破坏模式。桩承载力设计应根据地基破坏模式分别按桩基础和浅基础公式验算。