桩侧泥皮对大直径超长钻孔摩擦桩承载及受力性能影响研究

桩基主要依靠桩侧和桩端土体提供承载力。大直径超长桩基的受力特性复杂,受土体性质、桩基类型、桩顶反力等诸多因素影响,尤其是泥浆护壁施工工艺形成的侧壁泥皮的影响,其桩基承载力发挥离散性大。为研究桩侧泥皮对大直径超长钻孔摩擦桩承载及受力性能的影响,基于现场取样获得的泥皮强度,采用有限元数值方法,从荷载沉降、桩身压缩、荷载分担比等角度,定量分析研究了大直径超长钻孔灌注桩受泥皮影响的规律。结果表明,大直径超长钻孔灌注摩擦桩承载力主要由桩侧摩阻力提供,泥皮效应对单桩极限承载力折减显著,其极限承载力仅为不考虑泥皮效应的38.5%,随着泥皮强度降低,桩侧土体侧摩阻降低,相同桩顶反力时沉降增大,单桩极限承载力降低。在实际工程中,泥皮的存在客观上很难避免,对于以桩侧摩阻力为主来提供承载力的大直径超长摩擦桩,宜采取措施降低泥皮含量,或增加泥皮强度,以保证桩基承载力正常发挥。     

桩端后压浆钻孔灌注桩荷载传递规律及主要影响因素分析

后压浆技术可大幅提高钻孔灌注桩的承载力,已广泛应用于中国的基础工程领域。该文基于桩端后压浆的受力机理分析,归纳影响荷载传递的主要因素,确定注浆体直径、注浆体高度与桩径之比的控制范围。另利用非线性有限元分析软件对黄土地区采用桩端后压浆技术的钻孔灌注桩进行三维数值仿真分析,研究桩端后压浆技术钻孔灌注桩在设计荷载作用内的荷载-沉降机理,在此基础上,对黄土地区桥梁桩端压浆对桩基承载性能的影响进行深入的对比研究,并对桩端土变形模量提高对桩基沉降产生的影响进行了研究。     

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。     

后压浆桩基础承载性能的仿真分析与静载试验研究

为研究桥梁桩基后压浆对桩基础承载性能的影响,通过采用MARC有限元软件,对后压浆桩基础的承载性能进行仿真分析和现场桩基静载试验,对压浆桩与未压浆桩的桩侧摩阻力、桩端阻力的性状进行了对比分析.有限元数值仿真分析说明,桩周浆体与桩底土体在自身压缩模量增加和桩侧摩擦系数增大的共同作用下,能够明显增大桩体承载力.现场试验数据显示,后压浆桩较未压浆桩的桩基荷载传递减缓,各级荷载的沉降减小,沉降稳定较快;桩侧阻力及桩端阻力发挥充分,增长速度快.结果表明:采用后压浆技术,能够明显减小桩基沉降量,并可有效提高桩基承载力.     

某大桥钻孔桩承载力不够的原因探讨及加固处理方法的分析

针对某高速公路大桥在施工过程中桩基出现下沉的现象,对钻孔桩承载力不够的原因进行探讨,分析了摩擦桩实际承载力与设计不符的几个主要的影响因素：泥浆性能、泥皮厚度、沉渣厚度的影响及桩基承载力的计算公式和参数与现实条件不符所造成的影响。同时,提出采用锚杆静压桩进行桩基加固的方法。     

复杂荷载下斜坡桩基承载力数值模拟研究

针对斜坡桩基受陡坡作用影响桩基前后土体不对称,侧摩阻力有所不同,容易产生安全隐患问题,对复杂荷载下斜坡桩基承载力进行数值模拟研究。在复杂荷载作用下获取水平受荷桩的挠度微分方程,采用有限单元法确定桩周土抗力及与其对应的桩身位移关系;建立数值分析模型,对桩基模型实施网格划分,计算出桩体和土体的各项参数,分析不同坡度、邻坡距和桩长条件下桩基极限承载力的变化规律和影响因素,利用数值模型确定极限上拔承载力。结果表明:在复杂荷载下,获得不同位置桩身弯矩和土体模量对桩身弯矩的改变,可通过改善土的模量提高桩的水平承载力。     

沿海深厚软土层大直径超长灌注桩受力性状数值分析

沿海地区分布大量欠固结软土,具有高含水性、高压缩性、低渗透性等特点,修建于此类土体中的大直径超长灌注桩受后期地基土的固结影响较大。为分析大直径桩周土体固结对桩基受力的影响,该文以沿海高速公路(甬台温复线)桥梁桩基为例,应用Abaqus软件,建立填土荷载下桩土相互作用的三维有限元模型。通过数值模拟发现软土地基对桩基础产生负摩擦效应,负摩阻力、下拉荷载随时间的延长不断增大,二者在当土体固结度达到90%以上时趋于稳定,增加了桩基荷载,降低了桩基承载力,导致超长桩的承载性状由摩擦桩转为端承桩;同时中性点位置随土体固结不断下移,固结度达90%以上时基本保持不变。     

桩底后压浆超长钻孔灌注桩承载性能研究

以台州湾大桥及接线工程TS09标段的两根桩底后压浆超长钻孔灌注桩自平衡法荷载试验为工程背景,对压浆前后侧摩阻力、桩端承载力以及桩基整体承载性能进行了分析。注浆前后荷载试验表明桩底压浆后桩底、桩侧和桩基整体承载性能得到明显改善。说明在一定地质条件下桩底压浆对提升超长钻孔灌注桩桩基整体承载性能具有积极作用。     

群桩水平承载特性关键影响因素数值模拟研究

通过群桩水平承载力现场试验和数值模拟的对比分析,确定了数值计算在管桩水平承载特性研究中的合理性和适用性,并着重分析了桩径、土体模量和竖向荷载对管桩群桩水平承载特性的影响规律,研究结果表明,群桩效应系数随着桩径、土体模量和竖向荷载的增加逐渐增大,数值计算得到的群桩效应系数高于规范法,研究结果可为群桩在设计和施工过程中提供参考和指导。     

黄土山区高陡边坡水毁对桥梁桩基安全影响研究

为全面了解黄土山区高陡边坡水毁对桥梁桩基安全的影响,在对山西省典型黄土山区4条高速、174座桥梁下部全面调查的基础上,依据黄土地区现场桩基静载试验,应用FLAC~(3D)建立黄土山区高陡边坡地形桥梁桩基有限差分模型,分析了高陡边坡水毁崩塌对桩基承载特性的影响,揭示了桩基承载力、桩侧摩阻力、桩端阻力及有效桩长变化规律。研究表明:随着临坡距的减小,桩基承载力不同程度降低,临坡距越小,桩基承载力影响越大;桩基承载力降低主要是由于桩侧土体缺失导致桩侧摩阻力无法完全发挥,桩端阻力影响不大;临坡距越小,斜坡失效桩长越大,有效桩长变短;高陡边坡水毁显著改变了摩擦桩的承载特性,危及桥梁下部结构及运营安全。     

淤土地基灌注桩水平承载特性试验及数值计算

针对淤土地基灌注桩水平荷载作用下桩体受力特性,通过现场水平承载力破坏性试验,对不同桩长、桩径和桩基上部土体的两个试验区进行对比研究,由现场实测得到的桩体桩身轴力与弯矩分布情况,得知桩径增加和桩基上部土体改善有助于提高水平承载力,但桩径的增加对水平承载力的提高效果更为显著;利用ABAQUS数值计算对水平承载特性进行研究,并与现场试验结果进行对比分析,对比表明:现场实测数据和数值模拟的拟合程度较好,说明有限元在桩基水平承载能力研究方面具有合理性,为进一步利用有限元研究桩体水平承载力提供了一定的理论基础.     

桥梁挤扩支盘桩受力分析与承载能力研究

围绕广东潮汕环线项目,依托环线高速公路工程开展常规桩以及支盘桩现场试桩试验,对挤扩支盘桩的受力机理进行了研究并分析了挤扩支盘桩的承载性能。结果表明:不同于传统的等截面灌注桩,当挤扩支盘桩支盘腔成孔时,周围土体受到挤压,进一步提升桩周土体的模量以及承载力;同时支盘桩的支盘结构体发挥作用承载,对应的Q-S曲线为缓变型,桩的支盘处轴力有显著变化,呈现多支点端承摩擦桩受力特征,支与盘的荷载分担比可达60%左右;相同土层条件下,极限承载能力明显强于一般的常规桩,同等设计荷载下挤扩支盘桩的桩长更短;支、盘、桩端、桩侧荷载分担比受地质条件、荷载大小影响明显,随着竖向力的增大,支盘力的发挥具有明显的时序性,盘的承载力增长潜力远大于支结构,且由上至下逐步发挥承载作用。     

层状异性流变地层桩基长时位移的理论预测

针对层状异性流变地层中桩基长时沉降位移预测计算难题,基于荷载传递模式、Poyting-Thomson模型和土体一维虚拟结构等效模型,建立了该类地层中桩基承载模式判别以及桩基服役全过程长时沉降位移的理论预测方法。研究了稳定蠕变地层桩基承载模式演变及其沉降位移时效特性。结果表明:摩擦承载状态下桩基沉降呈现瞬态弹性;土体的层状异性特型导致桩体压缩变形具有明显的台阶突变;摩擦+桩端共同承载时,桩基总体位移等于桩体形变位移和桩端沉降位移的叠加,具有显著时效特性并随时间逐步趋于稳定。     

设计参数对钻孔灌注桩竖向承载性能影响研究分析

采用大型有限元软件ANSYS对钻孔灌注桩竖向承载性能进行仿真模拟,对比分析了不同设计参数包括桩体几何尺寸(桩长和桩径)和土体参数(土体黏聚力C、桩侧土体刚度和桩端土体刚度)的钻孔灌注桩竖向承载性能,总结了各设计参数对钻孔灌注桩竖向承载性能的影响程度.     

用三维有限元法对超长单桩承载性能的研究

为了研究超长单桩与普通单桩承载性能的异同,基于有限元-荷载传递联合法,利用通用有限元软件ABAQUS,对均匀土中超长单桩的承载性状进行了分析研究。具体分析了桩长、桩径对超长大直径桩承载性能的影响,桩长越长,单桩极限承载力越高,同样荷载条件下桩顶位移越小,但这种提高的趋势变缓;桩径越大,相应桩的极限承载力越低;桩顶荷载位移曲线基本呈缓变型。桩身压缩量随桩长增加而增加,随荷载增加的变化基本上呈线性变化,但是桩长越长,这种变化表现出非线性,即桩身压缩量随桩顶荷载增加的趋势变大。     

桥梁钻孔灌注桩挤扩支盘施工技术研究

随着我国科学技术的发展,在一些高层建筑、桥梁建设中,钻孔灌注桩被广泛应用,钻孔灌注桩设计及施工水平也得到了不断的发展。近几年来,挤扩支盘桩作为一种新桩型,开始广泛应用于各种工程。研究挤扩支盘桩根据土层的特点,把多个分承力盘或分支设置在不同深度的并且承载力较高的土层中,在土层中形成多层端阻和多段侧阻的共同作用,改变了传统摩擦桩的受力模式。部分荷载通过分承力盘以类似端承桩的模式传递到承载力较好土层,充分利用了土体自身的承载性能,减少了桩端荷载,扩大了承力面积,从而大幅度提高承载力。     

φ3.8m超大直径深孔钻孔桩桩端压浆施工

针对钻孔灌注桩桩端沉渣及持力层扰动问题,提出桩端压浆的解决方法。桩端压浆可减少沉渣厚度、加固桩端持力层,改善桩土界面特性,增加桩周法向应力,增强桩侧阻力的强化效应,对桩端施加预应力。通过桩端压浆提高桩基承载力的机理分析,以嘉绍跨江大桥φ3.8 m钻孔灌注桩为例,从压浆准备、压浆管布置、分循环压浆方面总结该桥桩端压浆施工方法,经检测桩底压浆质量满足规范要求。     

基于试桩实测规律的大直径钻孔桩荷载传递分析

为建立适合黄河中下游以中密~密实粉土、粉细砂及可塑~硬塑粉质黏土为主要冲积地层条件的大直径钻孔桩承载变形计算分析方法,基于郑州市三环快速路工程6个场地18根试桩现场试验结果,在分析桩侧摩阻力和桩端阻力随桩土相对位移和桩端位移发挥规律的基础上,建立大直径钻孔桩桩侧荷载传递模型和桩端承载模型,并给出计算参数取值;通过工程实例计算分析验证计算方法的可行性与合理性,在此基础上,改变桩径、桩长等参数,进一步计算分析该场地条件下大直径钻孔桩承载及变形规律。结果表明:大直径钻孔桩桩径越大,Q-s曲线拐点越明显;荷载较小时,增加桩径对提高大直径钻孔桩承载变形性能的影响更显著;大直径钻孔桩承载性能的提高幅度随桩长增大明显减小,通过增加桩长来提高大直径钻孔桩承载性能存在有效性之问题;未注浆大直径钻孔桩呈现较明显的刺入破坏模式,桩径越大,桩长越小,发生刺入破坏时桩顶沉降变形越小;桩端后注浆可提高大直径钻孔桩有效桩长,随桩长及桩径增大,提高单桩极限承载力量值越大。     

大直径钻孔灌注桩沉渣检测技术的探索

沉渣厚度的检测与控制是钻孔灌注桩质量保证的关键,桩底沉渣的存在直接影响桩的承载力及其沉降控制,但国内外目前尚缺乏有效的定量测定手段。该文将从沉渣形成的机理人手,配合相应的传感、显示、记录手段,予以测定沉渣的存在及其实际的厚度,以保证施工质量及精度能达到国家规范要求。     

黄土山区桥址水毁对桥梁桩基承载特性影响研究

为全面了解黄土山区桥址水毁对桥梁桩基承载的影响,在对山西省典型黄土山区4条高速、174座桥梁下部全面调查的基础上,依据黄土地区现场桩基静载试验,应用FLAC~(3D)建立黄土山区桥梁桩基有限差分模型,分析了桥址水毁对桩基承载特性的影响,揭示了桩基承载力、桩端阻力、桩侧摩阻力变化规律。研究结果表明:随着桩基水毁外露长度增大,桩基竖向承载力减小;桩顶回弹量变大,桩长越长,桩顶回弹效应越明显;随着水毁进一步深入,桩侧土体通过不断的应力调整达到新的平衡状态;水毁深度与桩端阻力呈负相关,桩侧摩阻力变化随水毁外露长度增加呈线性减小趋势。