水泥土复合管桩竖向抗拔承载机理研究

水泥土复合管桩与普通桩型的竖向抗拔承载机理有明显的差异,没有现成的理论可供利用,为了防止建(构)筑物在地下水、强风、地震等作用下因抗拔承载力的不足而引起的倒塌、倾倒等事故,需要开展水泥土复合管桩竖向抗拔承载机理研究。以现场试验为基础,采用数值计算进行反演分析,建立合理的数值计算模型,研究了水泥土复合管桩竖向抗拔承载机理。数值模拟结果表明:水泥土复合管桩承受上拔荷载时存在3种破坏模式,其竖向抗拔承载力、破坏模式均与水泥土强度、管桩桩长与水泥土复合管桩直径的比值有密切关系。     

劲性搅拌桩在水平荷载下承载特性研究

由于单桩水平承载力的影响因素很多,劲性水泥土搅拌桩的水平承载力研究是一项空白,为了探讨劲性水泥土搅拌桩的水平承载特性,通过对3根劲性水泥土搅拌桩的水平承载力载荷试验研究,讨论了该桩的水平临界荷载、极限荷载及水平承载力设计值,分析了其破坏模式。     

软土中碎石桩模型试验的三维离散–连续介质耦合数值模拟

采用连续–非连续介质耦合数值模型对碎石桩单桩受荷室内模型试验的变形及破坏全过程进行模拟。其中碎石桩体采用考虑碎石真实形态的三维刚性多面体进行模拟,软土采用有限差分网格模拟。数值模拟获得的单桩荷载–沉降曲线以及鼓胀变形曲线与模型试验结果显示出较好的吻合程度。基于离散单元方法建立的碎石桩模型无需复杂的本构模型便能有效反映其变形和失稳特性,耦合连续介质模型进行模拟则更好地揭示了桩土相互作用机理。通过荷载–沉降曲线、土体应力应变场以及桩体碎石接触力链网络讨论了碎石桩单桩承载的破坏过程;并总结了碎石桩宏观变形失效与其细观颗粒受力运动的联系,碎石桩体承载和传力的机制能够通过其内部力链网络结构与形态得到较好解释。     

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。     

劲性搅拌桩芯桩长度的数值分析

劲性搅拌桩是适用于软土地基的一种新型复合桩,桩体由水泥土环桩内包钢筋混凝土芯桩组成。这种桩具有施工方便、造价低廉、单桩承载力高、桩身质量稳定可靠和无污染等多方面的优点,是一种极具开发前景的新型桩。在承载力机理和理论研究方面,针对劲性搅拌桩整体承载力的研究已较为成熟。但关于不同长度的芯桩对劲性搅拌桩整体受力性能及土体的应力应变影响尚缺乏研究。本文以现有的试验数据为基础,借助MIDAS/GTS有限元分析工具对不同芯桩长度的劲性搅拌桩进行的拟合计算;对数值计算结果进行对比分析并得出芯桩长度的合理取值,为劲性搅拌桩的推广和应用提供一些参考。     

水泥土组合桩荷载传递试验研究

0　前　　言目前,在天津、上海等沿海地区的软土地基处理中,正在推广和使用水泥土组合桩。水泥土组合桩又称作“劲性搅拌桩”[1] ,是将小直径刚性芯桩压入水泥土搅拌桩桩体内,或在水泥土桩体内成孔并浇筑混凝土或钢筋混凝土,形成由刚性芯桩外包水泥土形成的组合桩体结构,芯桩与水泥土共同工作承受上部荷载。水泥土组合桩可用作桩基础或复合地基中的竖向增强体。目前在工程中主要采用预制钢筋混凝土芯桩。在天津市的部分工程中采用沉管工艺或利用螺旋钻成孔制作芯桩,取得了良好的工程效果,应用前景广阔。大量现场单桩承载力对比试验[1,2 ] 表明,在水泥搅拌桩中插入足够截面和长度的预制刚性芯桩后,组合桩的单桩极限承载力将不     

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。     

考虑破坏模式的水泥土桩承载力计算与研究

根据现场试验桩体破坏模型,通过简化得到假定的滑动面,借助该滑动面上桩体和桩周土的极限平衡条件,推导出水泥土单桩极限承载力公式。以济南市绕城高速公路工程为例,用本文推导水泥土单桩承载力公式与传统承载力公式的计算结果与现场试验结果进行比较,研究结果表明:本文承载力公式考虑了桩的现场破坏模式、桩土的受力分析、桩周土对桩承载力提高作用等影响,经工程实例验证,其结果比较相符,具有一定实际意义。并通过计算分析可得:从单桩承载力角度上考虑水泥土桩存在有效桩长,水泥土桩承载力的关键在于浅层桩身强度。研究结论可为类似工程的设计施工提供借鉴。     

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。     

劲性复合桩的承载力分析

劲性复合桩基作为一种重要的基础形式,它具有承载力高、沉降小、造价低等优点。以禹洲地产南京雨花台项目为研究背景,通过承载力设计值计算、现场试验以及ANSYS有限元模拟分析,对等芯劲性复合桩承载力和荷载传递机理进行了分析比较。分析得出:劲性复合桩单桩竖向抗压承载力实验值与有限元值相符,偏差较小,且远大于单桩竖向抗压承载力设计值;劲性复合桩在桩身未发生破坏的情况下,其桩侧摩阻力和桩端阻力分别承担竖向荷载的90%和10%。     

劲性复合桩承载力计算方法探讨

劲性复合桩是一种将水泥土搅拌桩成本低廉的优点与钢筋混凝土预制桩强度、刚度较大的优点结合起来的组合型桩体。这种桩体已有十多年的发展历史,有较丰富的工程实践,也有许多相应的设计规范。本文选取了四个有代表性的规范,结合江苏海安的一个工程实例,对这些规范中承载力的计算方法进行了研究探讨。计算结果表明,只有充分考虑了劲性复合桩的四种破坏模式和复合段桩土侧摩阻力的增大系数,才能得出符合实际、安全经济的计算结果。混凝土芯桩与水泥土桩之间有很强的粘结力,一般不会成为承载力的控制条件,但需要进一步的定量研究。本文在上述规范中的承载力计算方法的基础上,提出了改进的承载力计算公式,工程实例表明改进公式在粉土粉砂地层有较高的可靠性。     

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     

劲性复合桩竖向承载力有限元模拟与分析

本文根据某实际工程劲性复合桩的试桩试验,利用ABAQUS有限元软件建立模型进行分析,印证了模型的合理性。并建立了PHC桩及水泥土搅拌桩的对比模型,在软土地区,单桩主要凭借侧摩阻力抵抗桩顶压力。PHC桩未发挥出单桩承载力高的优势;水泥土桩因材料强度低,无法有效传递荷载,呈现急进式破坏;劲性复合桩桩芯可以很好地向下传递荷载,体现出更合理的荷载分布以及更高的承载力。     

峰值后软化水泥土桩复合地基工作机制研究

基于收集到的三轴试验资料,建立了一个可考虑峰值后软化性能的水泥土力学模型。采用该模型对水泥土单桩复合地基体系进行了数值模拟分析,研究了水泥土复合地基的荷载-沉降曲线、水泥土桩的轴向力、侧摩阻力和桩土应力比,以及母土、水泥掺合比、桩径和桩长等因素的影响。基于模拟分析的结果,得到水泥土桩端破坏是水泥土桩复合地基承载力的控制条件。研究了水泥土桩端破坏时的桩端变形和桩身压缩。基于水泥土复合地基破坏机制,对确定水泥土桩复合地基承载力提出了建议。     

复合桩的施工方法

水泥搅拌桩(特别是干法)加固沿海软土地基有着明显的经济技术效益，但有着强度较低、搅拌不匀等缺陷。南通地区常用微型振动沉管桩加固软基，形成桩径为22-28cm挤密砂石桩、素砼桩和钢砼桩，但承载力提高幅度也较小。将以上两种工法相结合，且后一工法在前一种工法形成的桩体中心进行，形成几种复合桩型：水泥土砂石复合桩；素砼芯或钢筋砼劲芯水泥土桩(或水泥土砂石复合桩)，该复合桩型避免了各自工法的缺点，而集中了各自工法的优点，具有质量可靠，刚度、强度、密度均较高而有较高的单桩承载力。可作为复合地基中的竖向增强体与砂石桩，水泥土桩形成多元复合地基也可作为单桩使用。实践及研究表明：复合桩施工方便，造价低廉，对周围环境影响小，价格性能比高，因而有着广阔的应用前景。     

水泥土桩和水泥砂浆土桩的破坏与承载力研究

以劲性水泥土桩、劲性水泥砂浆土桩、加筋劲性水泥砂浆土桩三种形式的桩为研究对象,在试验室分别制作了三种形式模型桩,并依据其极限承载力试验,对比分析了三种模型桩的破坏形态与Q—S曲线以及竖向极限承载力,提出了三种模型桩的异同点以及变化规律,为工程应用提供参考。     

楔形劲芯水泥土复合桩沉芯效应模型试验研究

为探讨楔形劲芯水泥土复合桩在静力沉芯过程中的沉芯效应,在PVC管中分层填筑水泥土,然后分别静力压入1根等截面模型桩和2根不同楔角的楔形模型桩。通过试验数据整理分析,获得等截面和楔形芯桩静力沉芯过程中桩身应变、桩周水泥土表面的竖向位移、贯入阻力与沉芯深度的规律。研究结果表明:在楔形内芯的作用下,楔形劲芯水泥土复合桩不仅内芯对水泥土的挤压作用远大于等截面劲芯水泥土复合桩,而且水泥土外桩也会变成上端大、下端小的楔形形状;沉芯过程中,距楔形芯桩中心10cm监测范围内桩周土表没有出现隆起,而最小沉降量出现在距桩中心10cm处,最小沉降量为1mm;楔形芯桩的贯入阻力随贯入深度和楔角的增加而增加。     

劲性水泥砂浆土组合模型桩的极限承载力试验研究

通过在劲性水泥土组合模型桩的外芯水泥土中掺入适量的砂,形成劲性水泥砂浆土组合模型桩,实施静载试验得出,当最佳掺砂量为10%时,组合模型桩的极限承载力将明显提高。在水泥土(a_s=0%)里掺入一定砂量后,当水泥砂浆土抗压强度大于水泥土抗压强度时,混凝土芯桩周边水泥砂浆土将产生近似竖向、环向裂缝,并从混凝土芯桩底到混凝土芯桩顶2/3L区域范围缩小到1/2L区域范围内,且有沿着桩身向下移动的趋势,为工程应用提供参考依据。     

微型桩芯搅拌桩破坏模式与承载力设计研究

微型桩芯水泥搅拌桩在江苏沿海沿江地区的地基加固工程中已有应用,并逐步推广。本文阐述了该复合桩的构造特点、复合桩复合地基的工作特性,分析了复合桩在竖向荷载作用下的外圈界面、无芯段桩体水泥土、有芯段桩体水泥土、内圈界面与桩芯混凝土破坏等五种破坏模式,通过工程案例介绍了复合桩的承载力、桩芯优化长度和复合桩复合地基承载力设计方法。