中铁大桥局集团武汉桥梁科学研究院有限公司——基桩承载能力的测试新技术自平衡试桩法

自平衡试桩法的优势 （1）测定桩侧分层侧阻力和端阻力； （2）单独测试嵌岩桩嵌岩阻力； （3）适合水上、狭窄场地、坡地试桩、地下室及搭设堆载平台或锚桩反力架困难的情况；     

中铁大桥局集团武汉桥梁科学研究院有限公司——基桩承载能力的测试新技术自平衡试桩法

自平衡试桩法的优势 （1）测定桩侧分层侧阻力和端阻力；（2）单独测试嵌岩桩嵌岩阻力；（3）适合水上、狭窄场地、坡地试桩、地下室及搭设堆载平台或锚桩反力架困难的情况；（4）可测试任意角度斜桩的极限承载力；（5）较大的加载能力（可定做），尤其适用于超大吨位桩和超长桩；（6）无限的循环加载能力，[第一段]     

中铁大桥局集团武汉桥梁科学研究院有限公司基桩承载能力的测试新技术自平衡试桩法

自平衡试桩的优势 （1）测定桩侧分层侧阻力和端阻力; （2）单独测试嵌岩桩嵌岩阻力; （3）适合水上、狭窄场地、坡地试桩、地下室及搭设堆载平台或锚桩反力架困难的情况;     

桥梁桩基础的嵌岩深度设计与优化

以襄樊汉江四桥桩基础为研究对象,利用静载试验所获得的桩身侧阻力、嵌岩侧阻力和桩端阻力的分布和发挥程度,估计作用在嵌岩段的侧阻力,对嵌岩深度进行计算,力图使桩身摩擦阻力、嵌岩段侧阻力和桩端阻力都得到充分发挥.     

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.     

自平衡静载试验在软岩地区桩基设计验证中的应用

为验证软岩地层的嵌岩桩设计承载力、实测桩周各土层发挥的侧摩阻力值和桩端阻力,采用自平衡静载试验技术进行现场试验。评估基桩的实际承载能力,取得嵌岩钻孔灌注桩随着荷载加大桩侧阻力和桩端阻力的发挥特性。     

西堠门大桥深长嵌岩桩承载特性的试验研究

结合西堠门大桥直径2.8 m嵌岩桩静载试验和应力测试结果,分析了大直径深长嵌岩桩侧摩阻力和桩端阻力的发挥特性,结果表明,在桩侧、桩端岩石强度较高的条件下,侧摩阻力和端阻力在桩岩相对位移和桩端位移很小变位下就能够发挥出较高的水平.     

嵌岩桩桩底沉渣对承载性能影响的试验研究

为研究桩底沉渣对嵌岩桩承载性能的影响,开展室内模型试验。对试验数据进行分析,对比有、无沉渣的嵌岩桩的整体承载性能、桩端阻力及桩侧阻力的差别。结果表明:桩端沉渣严重影响嵌岩桩整桩的承载性能,有沉渣的嵌岩桩不仅极限承载力远低于无沉渣嵌岩桩,在相同荷载作用下,桩顶位移也远大于后者。桩端沉渣的存在不仅导致桩端几乎没有承载力,同时也严重影响了桩侧摩阻力的发挥,尤其是对桩端附近的摩阻力削弱较多。     

嵌岩灌注桩抗拔承载特性现场试验研究

依据国家电网路平—富乐500千伏双回线路新建工程中嵌岩灌注桩单桩竖向抗拔静载试验数据,分析了嵌岩灌注桩荷载传递性状和嵌岩段摩阻力发挥程度。研究结果表明:静载试验测得的强风化砂岩层中桩侧极限阻力是《建筑桩基技术规范》推荐值的2.4～2.6倍,同时测得极限状态下中风化砂岩层中桩侧阻力为635～770 kPa;嵌岩段桩身与岩层的相互作用应是摩擦力、黏结力、嵌固力的综合作用;试桩在达到极限抗拔荷载时,桩侧阻力有效发挥的嵌岩深径比为3.75,并不是嵌岩深度越大对提高抗拔承载力越有效。     

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。     

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。     

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。     

桩端压浆后嵌岩桩的承载性能分析

为研究桩端压浆后嵌岩桩的承载性能,对焦桐高速泌阳段2座桥梁中的2根试桩(Z1,Z2号桩)进行静载试验。静载试验采用自平衡试桩法,采用慢速维持的方式分别对Z1,Z2号桩压浆前、后进行加载,加载分15级进行。试验结果表明:压浆后嵌岩桩的承载力得到明显提高,提高幅度为33%~35.3%,说明在嵌岩桩中应用桩端后压浆技术是可行的,且经济效益非常显著;桩端后压浆技术对嵌岩桩承载性能的影响主要表现在提高桩侧摩阻力,无论嵌岩段或非嵌岩段的桩侧摩阻力均有显著提高。     

青岛海湾大桥大直径深嵌岩桩承载特性试验分析

对青岛海湾大桥4根大直径嵌岩桩,利用自平衡测试技术进行静载荷测试,分析了大直径深嵌岩桩(嵌岩比大于3)的承载特性-—荷载位移曲线、侧摩阻力与位移的关系、以及侧阻力与端阻力的分担比等,并与三种规范对比,分析了不同规范的取值大小及存在问题。对比分析了自平衡测试与锚桩法测试结果,为该地区大直径深嵌岩桩基承载力的确定提供依据。     

溶洞对嵌岩桩承载特性的影响分析

岩溶发育地质中的嵌岩桩,由于溶洞的存在,其受力机理与承载特性非常复杂。利用ABAQUS有限元分析软件,分析研究岩溶发育地质中溶洞对嵌岩桩的承载特性的影响,设计了四种不同的数值模拟分析对比方案,得出了岩溶地质中嵌岩桩的不同承载特性及桩侧摩阻力和桩端阻力的规律性结果,能使桩基设计达到优化的目的。     

一种新的确定嵌岩桩竖向承载力的解析算法

采用正弦-全塑性模型来描述嵌岩桩的侧摩阻力与桩土相对位移之间的传递关系,导出了无限长桩桩侧阻力与桩顶相对位移之间的解析解;同时桩端阻力与桩端位移之间采用负指数-全塑性模型描述,进而得出了桩顶沉降量与竖向承载力之间的关系。并通过对某一嵌岩桩静载试验数据进行对比分析表明,该计算方法与实测结果吻合良好,方法简单实用,具有一定...     

孔壁粗糙度对深嵌岩桩承载特性的影响

为了明确孔壁粗糙度对深嵌岩桩承载特性的影响,采用室内模型试验方法,通过室内5组嵌岩桩的试验结果,分析了深嵌岩桩在桩端存在沉渣和密实2种情况下孔壁粗糙度因子对桩顶极限承载力、桩侧摩阻力和桩端阻力的影响。结果表明:粗糙孔壁对提高桩基的极限承载力是非常有利的,且桩端存在沉渣时,提高效果更为明显;在软岩地区,孔壁粗糙度对极限承载力的贡献并不是无限增长的,特别是在桩端存在沉渣的情况下,随着孔壁粗糙度的增大,极限承载力还有可能出现下降的趋势;孔壁粗糙度对桩端阻力也有一定影响,孔壁粗糙度大的桩,其桩端阻力发挥作用所需要的位移相对较小。     

考虑嵌岩段侧摩阻力的溶洞顶板稳定性研究

为进一步完善岩溶区桩基荷载作用下的溶洞顶板稳定性评价方法,根据嵌岩桩荷载传递机理及溶洞顶板承载特点,建立了考虑嵌岩段侧摩阻力及溶洞顶板自重的简化计算模型。从抗冲切、抗剪切和抗弯拉3方面对溶洞顶板稳定性进行了分析。假定溶洞顶板发生冲切破坏时,会产生一个冲切圆锥台,取该圆锥台作为分析对象,并考虑冲切体自重的影响,对冲切破坏面上的最大、最小主应力进行了求解,同时引入格里菲斯准则,对溶洞顶板的抗冲切进行了验算。基于莫尔判据,对两种剪切破坏模式进行了验算:(1)桩端岩层发生剪切破坏,其破坏面由桩侧截面延伸至顶板底端;(2)溶洞顶板边缘岩层发生剪切破坏,其破坏面由岩层表面贯穿顶板边缘。根据弹性力学的变分法对溶洞顶板底面应力进行了求解。考虑到溶洞顶板底面中心处拉应力最大,则在抗弯拉验算中将该点作为验算点。将本研究所提方法用到某公路大桥的溶洞顶板稳定性验算中,并将验算结果与未考虑嵌岩段侧摩阻力的计算方法进行了对比。分析表明:嵌岩段岩层侧阻力占嵌岩桩设计荷载比值可达11.5%,这说明嵌岩段侧摩阻力占承载力比例较大,且随着嵌岩深度的增长,该比例将继续增大。因此,当嵌岩深度较长,岩石质量较好时,在实际工程中应适当考虑嵌岩段侧摩阻力的发挥。     

基于自平衡法的软岩嵌岩桩承载特性试验研究

依托瓮开高速开州湖特大桥4号主塔墩桩基工程,开展两根软岩嵌岩试桩的承载性能试验,测试技术均采用自平衡法,成桩工艺分别是机械钻孔和人工挖孔。试验表明,人工挖孔桩承载性能略高于机械成孔桩;软岩嵌岩桩承载力主要由桩侧摩阻力提供,属于摩擦桩;给出了泥岩、页岩等软弱岩层与桩基界面摩阻力推荐值,可供工程设计参考。