均质砂土中高喷插芯组合桩多界面剪切特性对比试验研究

采用大型桩基模型试验加载系统,砂雨法施工,对4种不同组合形式(上组合、下组合、分段组合I、分段组合II)的高喷插芯组合桩(简称JPP桩)进行抗压与抗拔承载性能对比模型试验研究,并对不同组合形式的JPP桩进行界面剪切试验研究,分析桩与桩周土、芯桩与水泥土界面剪切规律。研究结果表明：(1)不同组合形式对承载力有较大影响,抗压试验中分段组合II的极限承载力最高,抗拔试验中下组合抗拔承载能力最高,可见JPP桩实际工程设计时宜分段组合,且组合段宜放在桩体的中下部。(2)抗拔极限承载力为抗压极限承载力的10%～15%,抗拔荷载下的平均侧摩阻力为抗压下的13%～20%。(3)抗压与抗拔荷载下的桩侧摩阻力随桩土相对位移的增加而逐渐变大,均呈现出双曲线分布;抗拔荷载下的桩侧摩阻力达到极限值时所需要的位移约2 mm,抗压荷载下的桩侧摩阻力达到极限值时所需要的位移约7 mm。(4)芯桩与水泥土界面剪切,加载初期,在很小的相对位移下界面摩阻力迅速增加,界面剪切刚度趋于无穷大;随着荷载的增加,界面剪切刚度变小,相对位移增大,进入弹性工作阶段;随着荷载的进一步增加,界面摩阻力增长又加快,并很快达到剪切破坏。(5)...     

高喷插芯组合桩组合优化及承载机理试验研究

对高喷插芯组合桩(JPP桩)的四种常用组合形式进行了模型试验研究,通过在芯桩上粘贴应变片和在桩底埋设土压力盒等仪器对JPP桩轴力、桩侧摩阻力及桩端阻力进行了测量,得到如下结论:水泥土与芯桩的不同组合形式对JPP桩承载力有较大影响;水泥土分段后,形成类似葫芦状的表面,增大了桩与桩周土的粗糙度,并且每段水泥土端部均能提供一定的端阻力,桩承载力提高明显;组合段位置对桩承载力也有较大影响,水泥土与芯桩下部组合时桩侧摩阻力增大明显,下组合的JPP桩承载力表现出比分段组合1的JPP桩承载力大的特点,组合段宜设计在JPP桩下部;工程设计中,JPP桩宜采用3段以上的分段组合形式,并将分段组合放在芯桩的中下部,根据土层性质分段高压旋喷水泥土,从而达到节约造价、提高桩承载力的目的。     

带承台高喷插芯组合单桩荷载传递特性试验研究

 高喷插芯组合桩(JPP)是由高压旋喷桩和预应力混凝土芯桩构成的一种新型组合桩。为了对带承台单桩荷载传递特性有更深入的认识,以自行开发的大型桩基试验模型槽为依托,对带承台单桩进行静载试验。通过埋设在JPP中的监测仪器和承台下传感器得到如下荷载传递特性：与不带承台JPP单桩相比,带承台单桩承载力显著提高,承台可以承担较大比例的荷载;桩土应力比为20～100,且桩顶处桩土应力比基本维持在22左右,为承台与桩截面面积比的2倍;承台的存在限制了桩土相对位移,摩阻力不易发挥;承台对桩侧摩阻力有“削弱”作用,特别是对上部摩阻力,对桩端阻力有“增强”作用,并且与不带承台单桩相比,达到极限摩阻力所需位移增大。这些成果对JPP与承台共同作用特性研究具有一定的意义。     

广东地区大直径超长钻孔灌注桩荷载传递特性试验研究

 通过广东软土地区大直径超长钻孔灌注桩大吨位静载试验,分析了该地区大直径超长钻孔灌注桩承载特性及荷载传递机制,为该地区大直径超长桩的理论研究和工程应用提供了宝贵的参考数据。实测结果研究表明：试桩的Q-s曲线呈缓变型,桩端承载力分担总荷载比例均低于15%,表现为摩擦桩特性;随桩顶荷载增加,桩土相对位移沿桩身的递增幅度呈先增大后减小的趋势,淤泥质粉质黏土和淤泥达到极限侧摩阻力所需的桩土相对位移分别为17和6 mm,砂土达到极限侧摩阻力所需桩土相对位移22～27 mm,桩身上部土层侧摩阻力发生不同程度的软化;桩身上部粉质黏土的桩土相对位移为18～23 mm,在桩土相对位移达40 mm时,下部粉质黏土层侧摩阻力达到极限值的87%以上,桩土相对位移继续增大时,侧阻增加趋势较为平缓,并逐渐接近于极限值;风化砂岩侧摩阻力随桩土相对位移的增加而增大,极限荷载下侧摩阻力未完全发挥;桩端阻力随着桩端沉降量的增加呈加工硬化型。     

成层土中抗拔桩与抗压桩的模型试验研究

为研究成层土中单桩在抗拔与抗压条件下承载能力、桩身轴力以及侧摩阻力分布规律的不同,进行了长细比大于40的抗拔桩与抗压桩室内模型试验,通过桩身内设置电阻应变片,测得各级荷栽下桩身不同深度的应变.分析表明:抗拔桩桩顶上拔量明显大于抗压桩桩项沉降量,因此抗拔桩设计时应综合考虑桩顶上拔量来确定抗拔承载力;抗拔桩与抗压桩的桩身轴力分布具有相似的特性;试验所得桩抗拔总侧摩阻力折减系数λ=0.62;抗拔桩与抗压桩侧摩阻力都是从上部开始发挥并向下传递,随着荷载的增加,上部侧摩阻力变化很小,桩身下部侧摩阻力迅速增长;成层土中粘土的抗拔侧摩阻力折减系数大于砂土.     

高喷插芯组合单桩荷载传递简化计算分析

 高喷插芯组合桩(JPP桩)是由高压旋喷桩和预应力混凝土芯桩构成的一种新型组合桩。结合JPP桩不同的组合特点,采用理想弹塑性模型模拟桩侧土体的非线性,弹性模型模拟水泥土与芯桩界面的荷载传递特性,双折线函数模拟桩端土的硬化特性。基于荷载传递法,考虑水泥土与芯桩界面摩擦、水泥土或芯桩与桩周土界面摩擦,提出不同组合形式下JPP桩荷载传递的简化计算方法,并与模型试验结果进行对比,验证该计算方法的可行性和可靠性。采用提出的简化计算方法对JPP桩荷载传递机制进行分析,并对不同组合形式、不同水泥土厚度、不同水泥土弹性模量、不同刚度系数比等影响荷载传递的主要因素进行计算分析。分析结果得出：从承载力、沉降控制、经济角度综合考虑,分段组合承载效果最好;增加水泥土厚度可有效提高JPP桩承载力;JPP桩变形由高强度的芯桩控制,水泥土弹性模量的改变对JPP桩变形影响较小。     

普通抗拔桩与托底抗拔桩荷载传递数值分析

基于FLAC3D有限差分软件,对普通抗拔桩和托底抗拔桩进行数值模拟分析,对比研究两种抗拔桩的荷载-位移曲线、桩身轴力传递特性及桩侧摩阻力分布等特性。结果表明:普通抗拔桩的极限承载力小于托底抗拔桩的极限承载力,荷载相同时普通抗拔桩的位移更大;两种桩型的荷载-位移曲线均主要由线性段构成,普通抗拔桩和托底抗拔桩在极限状态时均发生"突变型破坏";托底抗拔桩桩身轴力由下向上传递,普通抗拔桩桩身轴力由上向下传递,两者的轴力沿深度分布形式相反:普通抗拔桩轴力随深度增加而减小,托底抗拔桩随深度增加而增大;两种桩的摩阻力分布曲线相似,上部小,中下部大;荷载水平较低时,托底抗拔桩上部摩阻力大于普通抗拔桩,荷载水平较高时,除了桩端附近,托底抗拔桩全桩摩阻力均大于普通抗拔桩;桩侧摩阻力与桩土相对位移关系呈双曲线型分布。     

砂土中抗拔斜桩模型试验研究北大核心CSCD

通过模型试验研究了竖向上拔荷载作用下长径比为30时斜桩的承载变形和荷载传递性状,并与同条件直桩的性状进行了比较。结果表明,在相等桩顶竖向上拔荷载作用下,斜桩竖向上拔量大于直桩竖向上拔量;斜桩桩顶竖向上拔量随桩身倾角的增大而增加。在桩顶竖向上拔荷载作用下,抗拔直桩与抗拔斜桩桩身轴力上拔量分布具有一定的相似性。斜桩桩身弯矩主要分布在1/2桩长范围内,且随着桩身倾角的增大而增大;而最大弯矩所处的深度与桩身倾角无关。抗拔直桩与抗拔斜桩的平均侧摩阻力都是从上部开始发挥并往下传递;随着上拔荷载的增加,桩身上部平均侧摩阻力的数值变化很小,而桩身中下部平均侧摩阻力迅速增长。抗拔直桩与抗拔斜桩端部平均侧摩阻力都表现出弱化现象。     

后注浆抗压桩受力性状的试验研究

 在温州鹿城广场5根抗压桩静载试验的基础上,揭示后注浆抗压桩在不同荷载水平下的一些规律。试验表明,注浆压力时刻都在变化,但有一个大体动态变化的范围。注浆可以固化桩底沉渣和桩侧泥皮,改善桩的承载性能。抗压桩在荷载作用下,桩身轴力随着深度的增加而减少,且随着荷载的增加,桩端轴力逐渐增大。对持力层是卵石层的桩采用桩端后注浆技术后,桩身压缩量占单桩沉降的80%以上。桩侧摩阻力的发挥程度和桩土相对位移有着很好的对应关系。当桩土相对位移达到一定值后,桩上部土层会出现桩侧摩阻力随着桩顶荷载的增加而减少的现象,即侧摩阻力软化现象。而靠近桩端的桩侧土体,尽管桩土相对位移较小,桩侧摩阻力值却会急剧增大。     

倾斜岩层下嵌岩桩荷载传递规律研究

嵌岩桩是一种常见的桩基础形式,具有稳定的承载能力、地层环境适应力强、沉降位移小、稳定性高等特点,然而,在倾斜岩层的不良地质条件下,以高层建筑作为上部结构,嵌岩桩需要承担更大的荷载,对其承载能力具有更高的要求。为了研究嵌岩桩在倾斜岩层地质条件下的荷载传递规律,利用MIDAS GTS NX大型有限元软件建立倾斜岩层条件下的桩-土数值模型,验证数值模型的准确性。通过分析不同荷载作用下,嵌岩桩桩身轴力及桩身侧摩阻力的分布情况及变化规律,桩端阻力与桩身侧摩阻力的荷载分担比例,最终总结倾斜岩层下嵌岩桩的荷载传递规律。     

黄土地基中抗拔桩与抗压桩对比试验研究

通过对4根相同桩长、桩径、位于同一场地的灌注桩在竖向的拔力和压力作用下的对比试验,研究分析黄土地基中的抗拔桩和抗压桩的承载能力和位移特性,并对抗拔桩桩周地表的变形进行分析。结果表明,在相同的桩顶荷载作用下,抗拔桩桩顶上拔量大于抗压桩桩顶沉降量,当抗拔桩的上拔荷载大于1 100 kN后,侧阻力迅速退化。随着荷载的增加,抗拔桩上部侧摩阻力变化较小,而在桩身下部,侧阻增长较快。抗拔桩在2 900 kN的上拔荷载下,在距试桩中心3.667倍桩径处,地表仍有0.2 mm的隆起变形。     

软土中注浆与未注浆抗拔桩受力性状对比试验研究

在杭州萧山一工地未注浆与注浆试桩抗拔静载试验的基础上,发现抗拔桩经过桩端后注浆可显著减少桩端位移,极限抗拔力至少提高25%,最大桩身拉伸量占桩顶上拔量的91.5%。注浆与未注浆桩的桩身轴力都随深度逐渐减少,桩端轴力始终为0;浆液上返高度16.9m范围内注浆桩侧摩阻力有较大幅度的提高,最大提高幅度为83.3%;在利用浆液上返高度公式计算注浆抗拔桩竖向增强体高度和考虑桩身自重的基础上,提出桩端后注浆抗拔桩承载力的估算公式。通过反分析计算,未注浆桩抗拔折减系数的取值范围为0.65～0.80,注浆桩侧阻力增强系数的取值范围为1.33～1.83,计算方法与结果可供初步设计与实际工程使用。     

Model tests comparing the behavior of pre-bored grouted planted piles and a wished-in-place concrete pile in dense sand

The compressive bearing capacity of wished-in-place (WIP) concrete piles and pre-bored grouted planted (PGP) piles in dense sand was investigated by means of model tests. In total, three model piles were tested. The load–displacement response, axial force and tip resistance of each model pile were measured in the static load test process. Several conclusions can be drawn from the model test results: the pre-bored grouted planted nodular (PGPN) pile and the pre-bored grouted planted pipe (PGPP) pile have ultimate skin friction 1.23–1.36 times and 1.34–1.46 times greater than the ultimate skin friction of the wished-in-place (WIP) pile, respectively. The tip bearing capacity of the PGP pile is similar to the tip bearing capacity of the WIP pile, and the hyperbolic model of normalized tip resistance (q_b/q_c) and normalized tip displacement (S_b/D) can represent the tip load–displacement response of the WIP and PGP piles well.     

自平衡试验与传统试验的比对研究

本文介绍了原位试验过程,对一根原型桩分别进行了自平衡试验、抗压试验和抗拔试验,抗压试验过程中测量了荷载箱在分级荷载下的荷载,同时用钢筋计测量了桩身应力,分析了自平衡试验与传统静载荷试验中极限承载力的差异,得到了自平衡承载力转换为抗压、抗拔承载力的转换系数。试验结果表明,上桩的抗压承载力最大,自平衡承载力次之,抗拔承载力最小;有桩端支撑时,桩侧承担的荷载增加了29.04%,说明增加桩端阻力可以增加桩侧摩阻力;在自平衡载荷试验和抗压试验均达到极限状态时,自平衡试验的荷载箱受力荷载大于抗压试验时的荷载,说明自平衡试验对应的极限端阻力大于抗压状态下的极限端阻力;上桩在没有端承条件下的抗压承载力与自平衡承载力相等,说明在相同端承条件下,上桩的自平衡摩阻力与抗压摩阻力不存在明显差异。     

常州地区大直径钻孔灌注桩承载性状及尺寸效应试验研究

基于常州高架一期工程2根大直径钻孔灌注桩静载荷试验及桩身力学测试结果,研究常州地区大直径钻孔灌注桩加载过程中侧摩阻力和端阻力的发挥特点及荷载传递规律,得到极限状态下桩侧摩阻力和桩端阻力尺寸效应系数,对成孔卸载造成桩承载力降低及其他影响桩承载力的因素进行分析。试验研究结果表明:试桩的荷载-沉降(Q-s)曲线为陡降型,极限承载状态下,2根大直径钻孔灌注桩(长径比为36～43)端阻力分担总荷载的比例较小,分别为11.4%和18.1%,属于摩擦型桩;极限荷载时浅层黏性土发生侧阻软化,桩-土位移为3～7mm,砂土中为4～7mm;桩侧摩阻力与端阻力尺寸效应明显,大直径钻孔灌注桩侧摩阻力及端阻力尺寸效应系数与土的种类有很大关系,较《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008)计算值偏小,侧阻尺寸效应系数平均值大约为0.85(砂土)和0.88(黏性土),且具有沿深度减小的趋势,砂土和黏性土中桩端阻力尺寸效应系数分别为0.74和0.75。     

Influence of soil reinforcement on the uplift bearing capacity of a pre-stressed high-strength concrete pile embedded in clayey soil

This paper presents a field study on the uplift bearing capacity of a pre-stressed high-strength concrete (PHC) pile embedded in clayey soil, and on the soil around the PHC pile that was treated with cement paste. The PHC pile was inserted into a pile hole filled with cemented soil by its own weight (by gravity), and the soil compaction effect of a conventionally driven pile induced by the installation process was avoided. The test results showed that: the pile head displacement needed to fully mobilize the uplift bearing capacity of the test piles was about 0.1 D (pile diameter); the ultimate skin friction of the PHC pile–cemented soil interface was much larger than that of the cemented soil–soil interface; the PHC pile and the cemented soil around the pile behaved as an integral pile in the load transfer process; and the measured ultimate bearing capacity of the test piles was 0.91–0.94 times the American Petroleum Institute (API)’s proposed values for piles under compression and 0.79–0.80 times the values calculated with the effective stress method for piles under compression.     

西宁火车站地下空间抗浮桩抗拔承载力试验研究

抗拔桩的应用愈来愈广泛。在进行抗拔桩设计时,通常是以桩的抗压侧摩阻力乘以折减系数λ_i(抗拔系数)作为抗拔侧摩阻力去计算桩的抗拔承载力。但由于抗拔系数λ_i的影响因素较多,取值区间较大,可能造成抗拔侧摩阻力的不准确性。利用原型试验测试抗拔桩的极限承载力是最直观、最准确方法。本文选择三根试桩进行破坏性静载试验,最大加载量为8 000 kN,得到抗拔桩的极限承载力,为设计提供客观参考。根据静载试验得到的Q-S曲线,运用MATLAB软件采用最小二乘法分别拟合出三种抗拔极限承载力预测函数模型的曲线,提出了适合该地区的抗拔桩极限承载力预测模型。     

等截面抗拔桩承载机理的有限元分析

通过对黏性土和砂土中的等截面抗拔桩的模拟计算,研究抗拔桩的承载力、变形以及侧阻力发挥机理;并进行对比分析。抗拔桩在上拔力作用下,上拔荷载-位移曲线具有初始段为直线段,中间为过渡段,终段为陡降特征。桩身摩阻力由上部逐渐向下部扩展,摩阻力存在"滞后"效应和"软化"效应;存在"越拔越松"的现象。与实测资料进行对比,有限元计算结果与实测值比较吻合。     

塑料套管现浇混凝土桩倾斜对承载性能影响的模型试验研究

 通过模型试验研究竖直桩与倾斜角度为5°,8°,10°和15°倾斜桩的承载性能,分析倾斜对塑料套管现浇混凝土桩(以下简称TC桩)单桩承载力、桩顶沉降、桩身水平位移、桩身弯矩、桩身轴力及侧摩阻力和端阻比的影响。模型试验结果表明：(1) 当TC桩倾斜度不大于8°时,对承载力和桩顶沉降影响不明显,对于倾斜10°,15°的桩,承载力明显降低;(2) 倾斜桩桩身水平位移和弯矩主要发生于1/3桩长范围内,且均随着荷载和倾角的增加而增大;(3) 竖直桩及各倾斜桩的侧摩阻力随深度的增加呈先增大后减小的趋势,随着倾角的增大桩极限侧摩阻力的平均值略有增大,侧摩阻分担比较大;(4) 端阻力和端阻比基本随荷载的增加而增加,随倾角的增加而减小。采用Origin软件应用Sigmoidal函数拟合,得出模型桩极限承载力随桩体倾角的计算公式,并根据现场实测数据,给出现场应用时修正系数的取值范围。