大直径深长嵌岩桩承载特性的试验研究

结合西堠门大桥2.8 m直径嵌岩桩静载荷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。     

软岩基本质量评价及强度特性试验方法研究

中-新生代软岩一般裂隙不发育,但孔隙多且胶结强度低,易扰动性显著,其岩块试验成果折减后进行岩体力学参数取值,普遍造成软弱地基力学指标远低于实际值,是目前工程界面临的一大困惑。通过对一批工程实测案例分析表明,中-新生代软弱岩体有别于多裂隙性岩体,岩块与原位试验结果相比具有反尺寸效应：现场岩体载荷试验的比例界限值、极限强度值分别大于Rc值的1.62～20倍、2.4～50倍,桩侧摩阻力试验参数值与现行有关规范Rc值折减法取值有明显提高,极软岩原位试验的变形模量大于岩块的试验值,实测岩体完整性指数Kv普遍大于1。采用基本质量评价的BQ法,该类岩体级别的划分主要由Rc值主导,实测Kv值不直接参与基本质量指标计算,它从物理意义上主要反映了软弱岩石坚硬程度低而易扰动的特性。软弱岩体的“原位性”即保持其天然结构和状态是保持软岩基本力学性质的关键,因此,原位岩体力学试验是研究其变形特性、地基承载力（桩端阻力）和桩侧极限摩阻力的必要选择,应在大量工程实例应用及成熟经验的基础上达到试验方法的标准化。     

较破碎岩体中桩基竖向承载力分析与探讨

较破碎岩体中桩基设计时往往被视为端承桩,不计桩侧阻力,使得桩基承载力未能得到充分利用,因此,需对其进行更深入的研究。以贵州某地区嵌岩桩为研究对象,地基持力层岩体为较破碎岩体,通过单桩竖向抗压静载荷试验,分析较破碎岩体嵌岩桩竖向承载力,探讨较破碎岩体中桩基的承载特性。研究结果表明较破碎岩体嵌岩桩嵌岩段桩侧摩阻力发挥较好,且在同一岩性中因成分不同其值各有差异。根据实测结果,结合经验参数计算,桩基竖向承载力实测值为计算值的4.2~5.5倍。由此可见,较破碎岩体中嵌岩桩的侧摩阻力十分可观,若按端承桩设计,会创成工程成本增加。成果可为较破碎岩体中桩基设计提供参考。     

基于Hoek-Brown强度准则的嵌岩桩极限承载力确定

考虑岩体结构的完整性、岩块单轴抗压强度及三向应力等因素的影响,引入Hoek-Brown岩石强度准则,采用Lambe变换,建立了较为实用的嵌岩桩桩侧摩阻力模型。然后基于简化的桩端岩体破坏模式,利用极限平衡原理,推导了三向压力下嵌岩桩桩端阻力的计算公式,进而获得嵌岩桩极限承载力计算公式。对公式参数分析表明：岩体质量对摩阻力影响较大,岩体质量越好,摩阻力τr越大,反之越小;岩体质量评价指标RMR值为100时,摩阻力τr可达到0.4σc;岩体质量评价指标RMR值为10时,摩阻力τr接近0.01σc。最后以2个工程实例对本文计算方法进行了验证。     

基于PHC管桩现场静载试验的基桩承载特性研究

【目的】我国沿海地区广泛存在饱和软土地层，且不同区域地层差异显著。软土前期固结预处理会使得地层的物理力学特性产生变化，为了准确计算后续施工中基桩的竖向承载力，最直接的办法就是通过现场竖向抗压静载试验实测得到桩侧摩阻力分布规律。【方法】在舟山某基地工程开展了5根桩的现场静载试验，桩1—桩4用于分析不同桩端持力层条件和桩径对PHC管桩单桩极限承载力的影响；通过在桩5桩身布设振弦式钢筋计，实时监测静载试验过程中桩身轴力，进而得到桩侧摩阻力的分布和变化规律。【结果】结果显示，桩1—桩4静载试验得到的极限承载力分别为8 000 kN、8 000 kN、6 600 kN和7 200 kN;实测分析得到桩5在处理后的两层淤泥质粉质黏土层中桩侧摩阻力分别为31 kPa和35 kPa。【结论】结果表明，实测得到的桩侧摩阻力大于勘察提供的建议值，说明地基预处理后桩土界面强度提高，计算得到的桩基承载力与静载试验测试值更加吻合；随着桩顶荷载的逐渐增大，桩身轴力也逐渐增大，且自上而下桩身轴力逐渐减小。研究成果为处理后深厚软基中桩基承载特性的计算提供试验依据。     

竖向循环荷载下双层地基中单桩承载力发挥性状分析

通过开展单桩模型试验,研究竖向循环荷载下荷载水平、侧向压力等因素对单桩侧摩阻力及端阻力的影响.试验结果表明,增加侧向压力提高了桩侧摩阻力,尤其荷载较小时能有效减小桩的沉降,当荷载水平较高时,大循环次数下的桩侧摩阻力会出现弱化;桩端阻力随着循环荷载的增加而增大,且荷载较小时侧向压力对端阻发挥影响更加明显.大次数的循环加载...     

基于Hoek-Brown强度准则的嵌岩桩极限承载力确定

摘 要：考虑岩体结构的完整性、岩块单轴抗压强度及三向应力等因素的影响，引入Hoek-Brown岩石强度准则，采用Lambe变换，建立了较为实用的嵌岩桩桩侧摩阻力模型。然后基于简化的桩端岩体破坏模式，利用极限平衡原理，推导了三向压力下嵌岩桩桩端阻力的计算公式，进而导得嵌岩桩极限承载力计算公式。文中参数分析表明：岩体质量对摩阻力有强烈影响，岩体质量越好，摩阻力 越大，反之越小；岩体质量评价指标RMR值为100时，摩阻力最大能达到0.4c；岩体质量评价指标RMR值为10时，摩阻力 接近0.01c。最后以2个工程实例对本文计算方法进行了验证。     

广佛肇高速公路大直径嵌岩桩承载力试验研究

采用自平衡试桩法获得了广佛肇高速公路3根大直径嵌岩桩的荷载-位移曲线,并等效转换为传统静载荷试验的荷载-位移曲线,分析了3根试桩的荷载传递规律以及单桩极限承载力的构成,并将极限端阻力和极限侧阻力与经验计算方法进行了对比分析。结果表明:三根试桩的等效Q-s曲线均为缓变型,无明显拐点,试桩处在弹性压缩阶段,承载力设计值较为保守,安全储备大;桩顶在极限加载条件下,端阻力和侧阻力近似相等且均得到较好的发挥;中风化岩层对嵌岩桩的侧摩阻力提升效应明显,而当桩端进入微风化岩层时侧摩阻力变化不大,且桩端阻力没有显著的提升,故当中风化岩层能提供足够的极限承载力,则嵌岩桩桩端可不进入微风化岩带,从而有效节省工程造价。     

印尼地区嵌岩灌注桩竖向承载特性现场试验

为更加深入研究不同竖向荷载作用下大直径嵌岩灌注桩的承载特性与荷载传递规律,以印尼地区某工程为依托,对3根直径为800 mm的嵌岩灌注桩进行单桩竖向抗压静载试验与桩身应力测试。试验结果表明:3根试桩的Q-s曲线均为缓变型,沉降量均不超过17 mm,回弹率较大,介于54.8%~70.9%之间,残余沉降较小,承载力较高,均满足设计要求。桩身轴力随桩顶荷载的增加逐渐增大,随深度逐渐递减;桩侧摩阻力的发挥具有异步性,随着荷载的增大,桩侧摩阻力逐渐发挥,在嵌岩段桩侧摩阻力最大,但仍未充分发挥;桩端阻力随桩顶荷载的增加近似呈线性增大,在最大荷载作用下,桩端阻力占比约55%,表现出摩擦端承桩的特性。研究结果对国内桩基规范的完善以及当地桩基规范的制订具有较重要的意义。     

软土地区后注浆灌注桩承载特性对比试验

本文通过静载荷试验和桩身轴力测试,对比分析了普通灌注桩及桩底后注浆灌注桩的承载性状,发现软土地区桩底后注浆技术能改善灌注桩桩端和桩侧土层特性,增加桩侧摩阻力和桩端阻力,使单桩承载能力得到明显提高,其主要表现为桩侧摩阻力的提高。     

镶嵌-碎裂结构建基接触面抗剪强度试验研究

金沙江某水电站第23、24坝段,在开挖至建基面时,仍存在一定深度、一定范围质量较差的Ⅲ-Ⅳ类镶嵌-碎裂结构岩体,由于此类岩体影响着大坝的抗滑稳定性,因此,在现场通过原位大剪试验,对原位镶嵌-碎裂结构岩体与混凝土接触面抗剪（断）强度进行了试验,并运用优定斜率法确定了接触面的抗剪（断）强度的标准值。试验表明：镶嵌-碎裂结构岩体在原位状态下仍具有一定的力学性能;原位镶嵌-碎裂结构岩体与混凝土接触面具有较高的凝聚力C和摩擦阻力f,且都达到了Ⅲ类岩体的标准;接触面的抗剪断强度仍然是大坝抗滑稳定的控制边界。     

砂土中根式抗拔桩模型试验研究

根式抗拔桩是一种在桩身设置根键的新型变截面基础形式,合理的布置根键可以在提高基础承载力的同时降低工程造价。为了提高根式抗拔桩在工程中应用的效率和可靠度,基于模型试验方法,通过对普通抗拔桩和根式抗拔桩的对比分析,开展砂土中竖向上拔荷载作用下2组试桩的承载特性试验,测得不同荷载等级下桩身上拔位移、桩身轴力、桩侧摩阻力,并研究其分布规律。结果表明:根式抗拔桩承载力较普通抗拔桩大约提高57%;桩身轴力在有根键处变化显著,桩身侧摩阻力发挥由上向下传递,并在根键上下处达到极值。因此,在保证根键强度不受破坏和根键易于安装的条件下,尽量将根键位置设置在靠近桩底,是提高根式抗拔桩承载能力的有效方法之一。     

汉江兴隆水利枢纽泄水闸地基处理设计

汉江兴隆水利枢纽泄水闸深厚粉细砂土层地基厚约25 m。为解决地基沉降量大与饱和砂土震动液化问题,经对强夯法、振冲法和水泥土搅拌桩法等处理方案比选后,决定采用水泥土搅拌桩对地基进行处理。现有搅拌桩工程实例大多是处理摩阻力较小的黏性软土,对于处理摩阻力大和存在流动地下水的粉细砂层尚属少见。为此,对水泥土搅拌桩进行了室内和现场试验研究,证实了搅拌桩适宜于处理兴隆泄水闸粉细砂地基。搅拌桩采取格栅式布置,置换率约20％。施工完成后的搅拌桩质量检测全部合格,变形监测结果表明,沉降量控制满足设计要求。     

桩基侧阻力快速确定方法讨论

桩土(岩)耦合机理是一个非常复杂的力学问题。通过将桩土(岩)复合体看作由不同刚度地质材料组成的层状体,由桩土(岩)界面变形协调条件(界面分离瞬间,土(岩)、桩变形相差n倍),基于连续介质理论建立了快速确定桩基侧阻力的模型。研究结果显示:①桩基侧阻力随土(岩)、桩弹性模量比值E_s/E_p增大而提高,且E_s/E_p越大,侧阻力变化越明显;②挤土效应越明显,侧阻力降低越明显;③采用快速确定桩基侧阻力模型对工程试桩试验数据进行验证,结果表明,利用该模型对类似场地桩基的侧阻力进行预测是可行的、有效的。     

基于EDEM的混凝土板桩静压贯入过程三维颗粒流数值模拟

针对混凝土板桩在干粗砂地基中的静压贯入问题,为了明确贯入过程中的挤土效应及贯入阻力的发展规律,利用离散元数值模拟软件EDEM(Engineering Discrete Element Method)对干粗砂中混凝土板桩静压贯入过程进行了三维数值模拟。为此,提出了适用于类似试验的参数标定方法,分析了贯入过程中颗粒的运动特征。针对板桩结构的特点,对长边和短边方向的挤土效应进行了对比,并以短边为例,分析了不同高度处的挤土效应。最后,根据颗粒与桩结构的接触力,提取了桩端阻力和桩侧摩阻力的值,分析了两者在贯入过程中的变化规律。结果显示:在贯入过程中,颗粒的运动呈现"涡流状",并随贯入过程演化;板桩沿短边方向的表面隆起量约为沿长边方向的隆起量的2倍;随着长宽比的增加,板桩结构在短边方向和长边方向的隆起值相应增加,且短边方向的隆起值与长边方向的隆起值的比值与相应板桩的长宽比近似相等;随着贯入的进行,桩侧摩阻力所占的比重逐渐增加,在完全贯入后,侧摩阻力值约占桩端阻力的1/25;不同长宽比的板桩结构,其桩端阻力和桩侧摩阻力的单位值近似相等,并与准二维计算结果相近。     

三向位移计在桩基测试中的应用

三向位移计是线法监测仪器中的一个代表仪器，能够测定整条测线的应变。通过工程实例展示了三向位移计在桩基摩阻力及端阻力测试中的应用情况。采用四次多项式拟合法对实测应变曲线进行处理，继而得到摩阻力与端阻力。测试结果显示，桩在荷载较小的时候，反力大部分由桩侧摩阻力提供，当荷载增加到一定数值时，端阻力开始出现，此时侧摩阻力增量较小或不再随荷载的增加而增加，端阻力增量却表现得十分明显。桩侧摩阻力峰值位置会随荷载的增加而向桩底方向移动。     

南宁软岩地基大直径灌注桩极限承载力预测

南宁市下伏泥岩粉砂岩地基具有显著的浸水崩解软化特性,使得该地基大直径灌注桩承载力难以确定。依托南宁市火车东站南广场高架平台工程软岩互层地基大直径灌注桩项目,对该工程2根群桩基桩进行了静载试验研究。针对试验中试桩未达到破坏其极限承载力难以确定问题,采用指数函数拟合法和数值反演分析法来预测其荷载沉降性状和极限承载力,并进行对比分析。结果表明:软岩互层地基桩基荷载沉降性状为缓变型,表现出端承摩擦桩的特性,可用指数函数来描述试桩受荷性状,并结合数值反演分析来预测其极限承载力,目前常用的桩基设计方法低估了该地基中基桩的承载力。     

格栅状搅拌桩复合地基静载试验数值模拟研究

目前关于格栅状搅拌桩复合地基工作性状的研究工作相对较少,对其变形机理不甚了解。在兴隆水利枢纽格栅状搅拌桩复合地基现场载荷试验成果的基础上,考虑桩-土之间的相互接触,建立考虑搅拌桩-土共同作用的三维有限元模型,数值模拟复合地基群桩现场试验的实际加载过程。通过对比口字型群桩试验与数值模拟的P-S曲线,验证了数值方法及参数取值的正确性;分析了桩身轴力、桩间土的竖向应力及桩侧摩阻力等变化规律,研究了桩体与土体的荷载分担过程关系,获得桩身轴力及摩阻力分布规律;根据竖向平衡方程,推导得到平均桩端阻力和侧阻力,研究可为工程设计提供参考。