桥梁基桩动刚度影响因素分析

桩的动态特性反映了桩身混凝土的完整性和桩—土相互作用特性,利用机械阻抗法测定基桩激励和响应可以识别桩—土系统动力特性,估算承载力。本文首先建立了简化的摩擦桩动力解析模型,定性分析了不同参数变化对基桩动刚度的影响;其次,结合某高速公路特大桥若干桥墩基础的评估与加固,寻求基桩动刚度的合理下限值并以此初步评价基桩承载能力;继而建立了数值分析模型,通过测试数据对模型加以验证,并利用模型对动刚度影响因素进行了参数分析,参数对动刚度影响的趋势与解析解一致。针对本文工程案例,计算得到基桩动刚度合理下限为4.9 GN/m,当实测动刚度明显低于该值时,基桩承载能力偏低。通过对现场测试数据的统计分析,验证了该方法的合理性。     

复杂地质条件下低应变法基桩检测研究

在岩溶地区、软硬岩交互等复杂地质条件下,由于施工工艺的局限性,桩基成孔易不规则,这给低应变桩基检测带来不利影响。为了研究低应变法在复杂地质条件下基桩检测分析判定的准确性问题,以低应变基本原理为出发点,从理论层面分析了常见基桩缺陷的特征表现;通过对几种实测典型基桩低应变缺陷的分析,探究其产生的原因,并利用现场开挖、钻芯法对低应变检测结果进行对比,验证了低应变法在复杂地质条件下判定桩身质量的适用性和准确性。研究结果表明,低应变法在复杂地质条件下仍能有效地判定桩身缺陷,宜结合现场开挖、钻芯法和声波透射法综合判定。     

地铁盾构隧道侧穿高铁桥群桩设置隔离桩影响分析

结合某盾构隧道侧穿高铁桥群桩基础,研究了盾构隧道侧穿高铁桥桩施工过程中对群桩的影响.通过采取隔离桩措施降低对群桩的影响,对隔离桩设置范围、位置和深度等进行了对比计算分析,得出如下结论:1)当群桩基础与隧道轴线存在夹角时,桩基和承台产生不均匀沉降,承台刚度会影响群桩的变形;距离盾构隧道近的基桩和承台位置一般为沉降变形,越近的基桩变形越大;远侧由于群桩作用效应和承台刚度影响,局部可能会产生隆起变形,应特别关注不均匀变形的影响.2)基桩变形最不利位置位于盾构隧道底部以上部位,而在底部以下基桩变形普遍较小.因此,采取土体改良措施时应主要针对盾构底部以上部分土体.3)采取隔离桩措施能降低盾构隧道施工对高铁桥桩的影响达40％以上,对桥桩起到很好的保护作用.4)隔离桩最优设置范围为桩基垂直于隧道轴线投影范围以外1.0D～1.5D(D为隧道直径),超出1.5D范围的隔离桩作用不大.5)从设置隔离桩改善既有桥桩的变形考虑,隔离桩的设置应尽量靠近后施工隧道,这样对既有高铁桥基础的影响会减少,而且隔离桩自身施工对既有桥桩的影响也会减少.6)隔离桩深度宜取隧道底部以下l～3m,在此范围内按需设置,效果最优,也最经济.     

考虑基桩自重作用的桩身轴力计算方法及其应用研究

通过考虑基桩自重影响,改进了基于佐藤悟双折线模型,提出一种考虑基桩自重的轴力改进计算方法,首先修正可以考虑基桩自重的荷载传递微分方程,推导出适用于任意桩周土体沉降曲线的桩侧摩阻力解析解;然后引入荷载作用下土体沉降弹性解,改进佐藤悟双折线桩侧摩阻力应力传递函数,进而提出可以考虑基桩自重的桩身轴力计算公式。同时,结合太焦(太原—焦作)高速铁路CFG桩工程实践进行CFG桩侧摩阻力现场原位测试试验,开展考虑基桩自重影响的桩身轴力计算方法应用研究;通过桩身轴力与侧摩阻力实测结果、未考虑自重的计算结果和考虑自重改进后的计算结果之间对比分析,论证考虑基桩自重作用的桩身轴力计算方法可行性。应用结果表明:改进后的计算结果与工程实测结果更加吻合,考虑基桩自重的桩身轴力计算方法可以获得更高的计算精度。     

低应变反射波法在青藏铁路基桩质量检测中的应用及分析

介绍低应变反射波法检测基桩完整性原理,通过对青藏铁路基桩质量检测,发现在高原冻土环境下,基桩的质量问题主要是扩颈。产生桩身扩颈的原因是:施工期进入6月以后,气温相对升高,冻土层在机械施工扰动下,破坏了原来冻土环境,造成冻土融化后形成扩孔。根据有关冻土资料表明,地基土的法向冻胀力取决于地基土的冻胀性,基础底板受法向冻胀力随基础埋深的增加而减小;切向冻胀力在桩身缺陷处,会产生应力集中,使桩身破坏。对于扩颈桩,由于扩颈处桩周侧面积增大而使切向冻胀力增大对桩产生不利影响。针对冻土区冻胀力对基桩的危害,提出了改善基桩施工质量的措施。     

考虑土体液化侧移影响的轴横向受荷桩内力与位移分析

地震导致的土体液化侧移,使得轴横向受荷桩的受力与变形十分复杂。根据桩周土体的液化程度将基桩分为非液化段、液化段和嵌固段,建立考虑桩土相互作用的简化受力模型。结合土体液化侧移模式以及基桩受荷特点,推导各特征桩段的挠曲变形微分方程,并给出相应的幂级数解答。通过与试验测试结果进行对比,检验本文方法的合理性。在此基础上,探讨土体液化侧移量、荷载分布形式以及嵌固深度等对基桩的影响。分析发现:土体液化侧移量每增加30cm,基桩桩顶水平位移增加5.8mm,桩身最大弯矩增大95.6kN·m;与竖向荷载相比,横向荷载对基桩的影响更大,横向荷载每增大50%,桩顶水平位移及桩身最大弯矩分别增加65%和54%,但基桩的"P-Δ"效应也不容忽视;改善基桩的嵌固深度可以提高基桩的抗震性能,但到达一定深度后,其效果并不明显。     

考虑侧阻增强效应的基桩极限承载力解析算法

常规基桩竖向极限承载力计算方法难以考虑由于端阻力提高而引起的侧阻增强效应。分析基桩侧阻增强效应的形成机理,在此基础上,采用Meyerhof对数螺旋线破坏模式模拟桩端土体破坏状态,并引进极限上限理论分析桩端与桩侧土体在极限承载情况下的能量传递规律,利用虚功原理导出桩侧土体对桩身增加的法向压力值,由此根据摩尔库伦理论提出了考虑侧阻增强效应的基桩竖向极限承载力公式。与现场基桩承载力试验数据的对比表明,桩基规范常规算法明显低估了基桩的极限承载力,而本文推算的理论公式则更接近于实测静载荷试验值,表明考虑侧阻增强效应后可更合理评估基桩承载能力。对影响基桩侧阻增强效应的各主要因素进行了探讨,分析结果表明,随桩端土体强度或桩径的增加,侧阻增强效应作用愈明显,该结论对基桩工程设计具有一定的借鉴意义。     

声波透射法在灌注基桩完整性检测中的应用研究

对声波透射法在基桩检测中的基本理论、检测方法及判别标准进行了分析研究,指出桩身混凝土质量现有评定方法的不足,提出桩身混凝土缺陷部位及类别的综合判定法.并结合某大桥的基桩检测项目,通过工程实例说明其在基桩完整性检测中的应用效果.     

郑西线三门峡至灵宝段桥梁基桩试验研究

郑西客运专线三门峡至灵宝段桥梁采用钻孔灌注桩基础,桩数多且桩较长,基桩穿过砂质黄土、黏质黄土、砂及卵砾石层等,尤其是基桩穿过湿陷性黄土遇水后存在桩侧摩阻力折减和负摩阻力问题,为合理确定桩侧摩阻力设计取值、基桩承载力等,进行基桩静载试验和基桩穿过湿陷性黄土浸水载荷试验研究十分必要。对该段桥梁基桩静载试验、基桩穿过湿陷性黄土浸水载荷试验的目的、内容、方法、主要成果以及应用试验成果优化桩基设计等进行了较为详细的介绍。     

高速铁路岩溶地区桩基后压浆试验研究

京沈高铁顺义特大桥189号、190号墩地处岩溶发育区,原设计桩长需穿越岩溶地层,施工难度大,进度、成本计划难以保证,现通过桩端、桩侧压浆技术改善承载性状。为获得后压浆技术相关参数及效果,在现场开展桩基后压浆静载试验。采用《建筑桩基技术规范》对压浆前后灌注桩进行承载力计算,对比分析试桩在不同荷载条件下的桩顶位移、桩侧摩阻力值、桩端阻力值。试验结果表明:后压浆工艺可有效提高基桩承载力,减少桩顶沉降;提高侧摩阻力占比,并显著提高在距桩顶10 m以下范围内砂性土的侧摩阻。