水泥土复合管桩竖向抗压承载机理研究

单桩竖向抗压承载力是桩基最重要的性能指标,水泥土复合管桩作为一项新技术,其抗压承载机理尚不明确,需要开展相应的研究。通过现场试验和数值模拟试验研究了水泥土复合管桩的竖向抗压承载机理,分析了其荷载传递规律、侧阻力、端阻力及荷载分担情况,研究了水泥土桩直径、管桩直径、地层条件等单因素对水泥土复合管桩竖向抗压承载机理的影响规律。试验结果表明:水泥土复合管桩竖向抗压承载机理不同于普通桩,轴力衰减沿桩长呈折线分布,桩端仅承受较小一部分荷载,水泥土复合管桩属于摩擦桩。水泥土复合管桩单桩承载力比相同规格尺寸的钻孔灌注桩、水泥土桩单桩承载力提高至少44%,其水泥土部分承担30%以上的荷载,侧阻力平均值比管桩提高1.22~1.73倍。相较增加管桩直径、管桩底端坐落在软土层,增加水泥土桩直径、管桩底端坐落在较硬土层,可使水泥土复合管桩获得更高的承载力。     

劲芯水泥土桩单桩竖向承载性能与破坏模式研究

劲芯水泥土桩是一种新型的复合桩,目前国内外对于劲芯水泥土桩单桩承载-破坏模式尚缺乏统一认识。基于相似理论,设计了室内劲芯水泥土单桩静载荷模型试验。采用反映桩体材料破坏后特征的应变软化模型,模拟室内单桩竖向承载模型试验过程。研究表明,相比于莫尔-库仑模型,应变软化模型能够更好地反映桩体材料破坏后的性状,模拟的破坏模式与试验结果接近。基于应变软化模型,讨论了芯长比、含芯率和端承条件对劲芯水泥土桩的竖向承载特性和破坏模式的影响。劲芯水泥土桩单桩竖向受荷时存在3种破坏模式:芯桩桩顶受压破坏、芯桩刺入外桩破坏、桩周土体破坏。采用现行规范中劲芯水泥土桩极限承载力计算方法进行对比分析,发现大部分工况下计算的承载力与数值模拟结果较为接近,但其适用性还需做进一步研究。     

北京工人体育场密实砂卵石层水泥土复合管桩试验研究

以北京工人体育场改造复建项目作为工程背景,分析了水泥土复合管桩在密实砂卵石地层中的工作性态,并给出了水泥土复合管桩在砂卵石地层中的加载试验与数值模拟结果对比。采用FLAC3D软件模拟了水泥土复合管桩加载以及其与地层相互作用机理。结合试验与模拟结果,分析了水泥土复合管桩的破坏机理。结果表明,水泥土复合管桩在竖向荷载作用下的荷载-位移曲线模式是典型的摩擦桩工作模式,桩端阻力约占桩顶荷载的1/3;桩侧摩阻力荷载传递具有双层模式特点,即荷载由管桩先传递到管桩周围的水泥土桩,再由水泥土桩传递到桩间土中;水泥搅拌桩在砂卵石地层中可形成刚度大、强度高的水泥土外桩;管桩的压入有效提高了水泥土复合管桩的刚度,而水泥土外桩有效改善了桩土界面的摩擦接触效应,结合桩端砂卵石层,可有效提高水泥土复合管桩的承载力。     

岩层设承力盘的嵌岩桩抗拔静载试验及计算方法研究

为提高东南沿海桩基础抗拔承载性能,开发应用了一种新型的、在桩身嵌岩段的上侧岩层中设置双向旋扩承力盘的抗拔嵌岩桩。结合广东佛山市某工程,进行单桩竖向抗拔承载特性静载试验。试验表明,该桩抗拔性能优越,抗拔承载力大大优于抗拔直孔桩及扩底桩。基于实测数据,建立适用于该桩的极限承载力双曲线理论模型。基于Hoek-Brown岩体破坏准则及嵌岩桩单桩抗拔承载机理,提出该桩型的抗拔破坏模式,并建立相应的单桩抗拔极限承载力计算方法。该计算方法可有效反映盘下嵌岩段的岩体性质、承力盘所处岩层的岩体性质、盘角及上覆土层厚度等因素对基桩抗拔极限承载力的影响。与规范方法、现场实测的抗拔承载力计算结果对比表明,该计算方法与现场测试结果吻合度高,具有很好的应用前景。     

浅析挤扩多盘桩单桩竖向抗拔承载力

通过研究挤扩多盘桩的现有抗拔承载力计算方法,提出利用传统模式来计算挤扩多盘桩的抗拔承载力的不足之处,并根据挤扩多盘桩在竖向拔力作用下的土体的破坏特征和桩的受力机理,提出最新的挤扩多盘桩抗拔承载力的计算模式,为该型桩的设计应用提供可靠的理论依据。     

螺锁式异型复合桩承载力试验分析

螺锁式异型复合桩是水泥土桩与植入的螺锁式异型管桩复合而成的桩型,具有成本低和承载力高的优点。以实际工程为依托,对试桩和工程桩进行竖向抗压和抗拔静载荷试验。通过12组抗压试桩破坏性试验、12组抗拔试桩破坏性试验及工程桩承载力验收试验,对异型复合桩承载特性进行研究,试验结果表明:破坏面位于异型管桩内芯与水泥土外芯界面时,荷载位移曲线呈突变型,为脆性破坏,水泥土与桩侧表面的黏结力破坏,导致桩侧极限摩阻力大大降低,随桩周土重新固结,承载力不易恢复;破坏面位于水泥土外芯与桩周土界面时,荷载位移曲线呈缓变型,为塑性破坏,随桩周土重新固结,承载力能恢复破坏前状态;影响异型复合桩承载力的主要因素为水泥土的成桩质量及异型管桩的接桩质量;工程桩承载力验收检测时,需考虑静载荷试验对工程桩的破坏性,设计合理的桩顶位移量限值为试验终止加载条件。     

北京工人体育场密实砂卵石层水泥土复合管桩设计与施工

水泥土复合管桩一般应用于软土地基或粉土地区，在砂卵石地区应用较罕见。以北京工人体育场改造复建工程为例，通过研究水泥土桩在密实砂卵石层的成桩工艺和预制管桩静力压桩工艺，重点介绍了水泥土复合管桩在密实砂卵石层的应用。根据现场实际情况，在密实砂卵石层旋喷形成直径较大、混合均匀、强度较高的水泥土外桩，水泥土外桩完成后，在桩内同心静力压桩植入预制芯桩，形成水泥土复合管桩，解决了密实砂卵石层中水泥土外桩难以成桩的难题。通过对抗拔承载力和桩头进行设计，设计出一种桩底抗拔装置，并提出桩头钢筋后锚固技术，有效提高了单桩抗拔承载力及施工效率。对水泥土复合管桩施工技术进行了质量、经济及环境效益分析。结果表明，密实砂卵石层水泥土复合管桩施工技术避免了桩基施工中混凝土供应不及时和后期桩头大量剔凿的问题，减少了材料消耗，节能环保。     

软土地基螺旋桩竖向抗拔极限承载力计算方法

 根据抗拔螺旋桩基础竖向抗拔承载性状,使用极限平衡理论和Meyerhof深基础承载力理论,提出抗拔螺旋桩基础首层叶片界限埋深和叶片控制间距,给出多层叶片螺旋桩基础竖向抗拔破坏模式,得到竖向抗拔螺旋桩基础的首层叶片界限埋深和极限承载力计算公式。通过对14次工程桩试验分析和极限承载力计算,竖向抗拔极限承载力计算值与实测值误差一般在10%以内,说明所建立的螺旋桩基础抗拔破坏模式比较接近于实际情况,极限承载力计算方法可用于估算螺旋桩基础的承载力。     

水泥土复合管桩成套技术研究及工程应用

针对水泥土复合管桩的理论研究滞后于工程实践的现状,基于数值分析、室内模型试验、足尺模型试验、反演分析、工程应用的总体思路,并坚持理论与实践相结合,系统研究了水泥土复合管桩分别用于桩基础和复合地基时的承载机理、设计、施工机械及工艺、质量检验与工程验收,形成了水泥土复合管桩成套理论体系,解决了软弱土地区水泥土桩、预制桩各自应用的局限性,大幅度提高了单桩竖向承载能力、降低了工程造价。构建了水泥土复合管桩施工质量控制与验收体系,有效控制了施工质量,保证了工程安全。施工中无废弃泥浆排放、挤土效应及噪声污染,施工现场文明,改善了工人劳动环境,是一种典型的"绿色地基基础",符合国家绿色发展理念。     

多支盘加筋水泥土桩抗拔性能的数值模拟分析

利用PLAXIS有限元软件分析了在上拔荷载作用下多支盘加筋水泥土桩的抗拔性能及机理,通过计算分析了多支盘加筋水泥土桩的抗拔特性,得出多支盘加筋水泥土桩的抗拔承载力发挥及桩身上拔位移主要取决于支盘阻力的作用,并且下部支盘的作用是主要的。同时,考虑分析了桩体刚度、支盘数、支盘布置等因素对抗拔承载力及上拔位移的影响。     

挤扩多盘桩抗拔承载力计算模式研究

结合软件模拟分析和试验现象的分析成果,确定挤扩多盘桩在竖向拉力作用下,桩周及盘上、下土体的破坏状态,根据冲切理论和滑移理论对挤扩多盘桩竖向抗拔承载力的计算模式进行分析,分别推算出当土体冲切破坏及滑移破坏时的计算模式,可为挤扩多盘桩抗拔承载力研究提供理论支持。     

劲性复合桩抗拔承载机理分析与改进对策

由水泥土桩与预应力抗拔管桩组合所形成的劲性复合桩用于大型多层商业综合体建筑的抗浮构件,在国内尚属首次。文章通过既有劲性复合抗拔管桩的承载机理分析、校核与对比,指出设计劲性复合抗拔桩存在承载力不足、耐久性缺陷,以及主导规程依据缺失等问题;根据静载试验桩与实际劲性复合抗拔桩受力工况条件对比分析,得出实际劲性复合桩的抗拔承载力特征值小于静载试验结果的结论;并依据分析结果,对桩基结构进行处置改进,使柱下独立承台群桩基础呈群桩整体破坏,而劲性复合桩中的刚性管桩与灌芯组合结构,以及刚性桩与承台节点不发生破坏。在此情况下,不考虑水泥土桩体复合作用的既有单桩承载力计算特征值,可满足设计抗浮承载能力的要求。     

静钻根植竹节桩竖向承载力计算方法研究

静钻根植竹节桩是采用静钻根植工法将预制竹节桩插入到水泥土中的新型组合桩基,对于这种桩型极限承载力的计算方法尚未统一。基于预制桩-桩周水泥土和水泥土-土两组接触面的试验和理论分析,提出考虑根植桩两种破坏模式的竖向抗压极限承载力的计算方法。若发生水泥土-桩周土界面破坏,按水泥土桩直径计算,桩侧土层的极限承载力标准值可取钻孔灌注桩的1.05～1.10倍;若发生预制芯桩-桩周水泥土界面破坏,按芯桩直径计算,桩侧土层的极限阻力标准值介于挤土桩与水泥土-土界面破坏模式侧阻之间,可取相应挤土桩的推荐值,下段竹节桩尚应考虑竹节的挤密效应系数。此外,考虑桩端水泥土扩大头对桩端承载力有改善作用。静钻根植竹节桩单桩极限承载力为两种破坏模式计算值的较小值。最后根据该计算方法得到工程实例中竹节桩极限承载力的计算值,并与静载自平衡测试结果对比,验证该计算方法的可行性。     

软土地基挤扩支盘桩抗拔试验研究

挤扩支盘桩是近年来新兴的一种变截面桩型,具有承载力高、沉降小,施工机具简单等优点.针对我国沿海地区软土地基,开展了挤扩支盘桩的竖向抗拔静载荷试验,得到了极限抗拔承载力.通过试桩的桩身内力测试,得到桩身轴力的分布规律,研究了挤扩支盘桩的荷载传递机理和抗拔承载性能.试验结果表明,挤扩支盘桩的竖向抗拔承载力比普通直孔桩有明显提高,具有良好的经济性和广阔的应用前景.     

AM工法抗拔桩承载性状及影响因素分析

天津某工程基桩施工采用全液压可视可控旋挖扩孔施工工法(AM 工法),基于现场 3 根两次扩孔桩的抗拔静载试验数据建立数值计算模型,分析了桩土体系的变形屈服特性,研究了桩身参数对单桩抗拔承载力的影响。研究结果表明:在桩底和桩身扩孔能有效增加单桩竖向抗拔承载力,抗拔桩桩长、桩身直径、扩孔直径、扩孔次数及桩身模量与单桩竖向抗拔承载力正相关,但要充分考虑技术可行性和经济效益。     

扩底桩的抗拔承载力试验及计算

通过对干旱地区黄土中扩底桩的抗拔试验 ,测试了扩底桩在上拔荷载、水平荷载作用下的上拔位移和水平位移以及位移与荷载的关系。研究了极限上拔承载力和抗拔桩的破坏机理。在相同条件下 ,增加扩大端的高度对提高桩的极限上拔承载力是有效的 ,破坏机理为土的减压软化和损伤软化的渐进性破坏。提出了极限上拔承载力的理论计算模式 ,并与实测资料进行了对比 ,理论计算结果与实测值是吻合的     

支盘桩的抗拔机理及工程应用

在对支盘桩抗拔机理理论分析的基础上,设计了一个室内模型试验装置来研究支盘桩的抗拔承载和变形性能,并与等直径桩进行比较。对等直径桩、单盘支盘桩、双盘支盘桩分别进行了上拔加载试验,证明支盘桩的抗拔承载力远高于等直径桩;同时由于支盘桩在抗拔时和抗压时的承载机理不同,如果设计不合理,设多盘时的抗拔承载力反而会低于单盘支盘桩的抗拔承载力。     

加芯搅拌桩单桩竖向承载力的探讨

加芯水泥土搅拌桩是一种用于处理软土地基的新型桩，目前该种桩型在国内外的研究尚未完善。通过试验，分析了加芯水泥土搅拌桩在竖向荷载作用下的荷载传递机理以及单桩破坏模式，根据破坏模式及影响因素推导出了单桩承载力的计算公式，并讨论了该桩型的优化设计，提出了最优含芯率和最优芯长比等结构因素。     

钻孔灌注桩竖向抗拔承载力试验

结合实际工程,通过单桩竖向抗拔静载试验,探讨了钻孔灌注桩作为抗拔桩设计时的作用机理,提出了获得桩的竖向抗拔承载力的方法,指出了目前抗拔桩承载力计算的难点。     

砼芯水泥土搅拌桩在软土地基中的应用

介绍了适用于软土地基的一种新型复合桩---砼芯水泥土搅拌桩的设计和施工工艺 ,并在上海、江阴两地试桩和实际工程应用的基础上 ,分析了该桩竖向承载力的发挥机理、破坏模式和极限承载力。研究表明 :砼芯水泥土搅拌桩施工方便、单桩承载力高、沉降量小、造价低廉 ,且施工对周围环境影响小 ,在软土地基工程中具有广泛的应用价值