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。     

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。     

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.     

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。     

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。     

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。     

红层软岩钢管微型桩抗压承载特性试验

为揭示红层软岩钢管微型桩抗压承载特性,为红层软岩地基加固设计提供参考,选取湖南衡阳强风化粉砂质红层软岩地基,开展了不同长度注浆钢管微型桩原位抗压静载试验,分析了桩体沉降、桩身轴力和桩侧摩阻力的分布规律,并与规范计算值进行了比较。在修正微型桩荷载传递函数的基础上,提出了考虑桩顶位移的微型桩抗压承载力预测方法,并通过原位试验结果进行了验证。研究结果表明：钢管微型桩轴力主要分布在桩身中上部,桩侧摩阻力沿桩身呈“三角形”分布;随桩长的增加,抗压承载力非线性增加,桩顶沉降量非线性减小;桩长越短,极限侧摩阻力峰值越大;相较于规范计算值,实测桩端阻力、全桩长范围极限摩阻力均值以及抗压承载力均偏小。采用该方法得到的抗压承载力预测值与原位实测值之间相关性较好,相对误差为0.6%~11.6%。对红层软岩地基进行钢管微型桩加固设计时,建议桩端阻力不计入抗压承载力,按纯摩擦桩进行设计,并对规范中的极限侧摩阻力推荐值折减。     

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。     

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.     

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。     

输变电线路铁塔变截面嵌岩桩受力特性的数值模拟分析

变截面桩因具有高承载力、低造价的优点而得以广泛应用于软土场地。为了探究分层场地变截面桩适用性,以川藏联网输变电工程中广元地区铁塔桩基为例,通过数值模拟研究了相同嵌岩深度时变截面直径及嵌岩桩径对基桩竖向和水平承载特性的影响规律。结果表明:增大变截面直径和嵌岩桩径,均能提高极限承载力、控制桩顶沉降和水平位移。在竖向极限承载力方面,变截面直径存在一个最优值,该值等于扩大头直径。与等截面桩相比,变截面桩最多可以提高1.15倍竖向极限承载力,其提升作用主要表现在变截面处端阻力的增加,且基岩侧摩阻力的发挥程度也可从0     

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。     

嵌岩桩极限承载力理论分析与试验研究

综合分析了国内规范中嵌岩桩极限承载力理论计算的优缺点（特别是新版《公路桥涵地基基础规范》）,并结合青岛胶州湾大桥软岩嵌岩桩的自平衡试桩资料,将试桩极限承载力测试结果与现行规范极限承载力计算值进行了比较研究。     

支承在极软岩上大直径桩的桩长计算

软岩具有"非土非岩"的特点,笔者结合某特大桥软岩工程设计实例,对其分别进行了摩擦桩、支承嵌岩桩计算。计算结果认为,按摩擦桩设计更符合软岩嵌岩桩工作原理:当嵌岩深度与桩径的比值大于5时,桩底端阻力可以提供一些作用,但比例不大,应该小于10%;当嵌岩深度与桩径的比值大于10时,桩底端阻力不能发挥作用,可以忽略不计。     

支承在极软岩上大直径桩的桩长计算探讨

软岩具有"非土非岩"的特点.文中结合软岩工程设计实例,对其分别进行了摩擦桩、嵌岩桩计算.根据计算结果,认为按摩擦桩设计更符合软岩嵌岩桩工作原理:当嵌岩深度与桩径的比值大于5时,桩底端阻力可以提供一些作用,但比例不大,应该小于10%以内;当嵌岩深度与桩径的比值大于10时,桩底端阻力不能发挥其作用,可以忽略不计.     

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。     

基于参数统计法黄土地区灌注桩桩侧摩阻力分析

本文结合静力计算方法,对黄土地区黄土状土、老黄土的桩侧摩阻力取值进行研究。通过对侧摩阻力静力计算公式进行分析,提出土性指标(黏聚力、内摩擦角)表示黄土地区钻孔灌注桩桩侧摩阻力公式,得到计算黄土状土、老黄土桩侧摩阻力公式的参数,并通过工程实例来验证取值的合理性。通过对极限荷载下桩侧摩阻力总结,结合多参数统计法计算结果,与现行规范值进行对比,提出了黄土地区黄土状土、老黄土桩侧摩阻力取值范围。     

桥梁嵌岩桩受力机理及最佳嵌岩深度研究

在嵌岩桩设计过程中,嵌岩深度观点各异。文中以实际工程项目为依托,借助国外流行的理论计算公式,分析了嵌岩桩竖向承载力的影响因素,总结了嵌岩桩受力机理及最佳嵌岩深度。     

桥梁基桩嵌岩深度计算方法及工程应用研究

桥梁基桩设计时,应对基桩的嵌岩深度进行设计验算。根据静力平衡原理,建立了桥梁基桩嵌岩深度简化计算模型;并基于Hoek-Brown强度准则,推导了桩侧法向应力及侧摩阻力计算公式,据此提出了考虑水平荷载特性的桥梁基桩嵌岩深度计算方法。工程实例计算表明:理论计算方法得到的基桩嵌岩深度值比规范法偏大,二者之间的差别在20%左右,据此设计的桥梁基桩更加安全;经计算发现凤凰二桥75~#~106~#基桩的最小嵌岩深度均大于0.5,其中106~#桩需至少嵌入花岗岩当中0.776 m,可按本文计算结果将基桩嵌入岩层0.8m。计算方法可以为类似工程设计提供参考。