深厚软土超长预应力高强混凝土管桩轴向受力性状的试验研究

通过在管桩的钢筋笼里面添加带应变计的附加钢筋,对珠海保税区深厚软土地基中超长预应力高强混凝土(PHC)管桩进行了轴向静载试验和桩身轴力的测试,探讨了深厚软土地基中超长PHC管桩的竖向承载特性和荷载传递机理。结果表明在深厚软土地基中,超长PHC管桩表现出端承摩擦桩的承载性状,因此应当选择压缩性较小的土层作为持力层;超长PHC管桩的桩端土刚度对桩侧摩阻力的发挥有极大的影响,提高桩端土刚度对桩侧摩阻力有明显的增强作用;适当地增加桩长可以提高桩基的极限承载力;在长细比较大的超长PHC管桩设计中,除了从极限承载力和桩顶沉降来考虑外,还应该注意桩身强度的影响;同时,在沉降计算中,要充分考虑桩身压缩引起的沉降。该试验方法和试验结果对今后PHC管桩的研究和设计应用具有重要的指导意义。     

PHC预应力管桩在桥梁施工中的应用

PHC预应力管桩是在近代高性能混凝土(HPC)和预应力技术的基础上发展起来的混凝土预制构件．它的卓越性能广泛应用于工业与民用建筑、桥梁、港口码头、水利工程等。本文结合广州新白云国际机场高架桥工程论述预应力管桩在桥梁中的应用，从桩身性能、桩型选择、桩基检测等方面探讨预应力管桩的优点。并对PHC预应力管桩和预制方桩以及钻孔灌注桩在性能和应用上进行了分析比较。     

预应力高强混凝土管桩抗震性能试验研究

通过对4根预应力高强混凝土(PHC)管桩进行低周往复荷载作用下的抗震性能试验研究,分析在桩身填芯、配置非预应力钢筋等措施对管桩的破坏形态、滞回性能、骨架曲线、延性性能以及刚度退化的影响。研究表明:桩身填芯可以改善管桩的变形能力;在管桩中配置一定数量的非预应力钢筋能够显著提高管桩的极限承载能力,对改善管桩的滞回性能、延性性能以及耗能能力效果更为显著。     

复合配筋混凝土预制方桩抗剪性能试验研究

创新研发了复合配筋混凝土预制方桩,通过施加预应力提高桩身的抗裂性能,配置非预应力钢筋增强桩身的抗弯承载力和延性,采用实心而非空心截面且合理配置箍筋提高桩身的抗剪性能。对3种常用规格共9根方桩试件进行足尺度抗剪性能试验,对比研究预应力和非预应力混凝土预制方桩在抗裂性能、抗剪承载力、变形性能及破坏特征等方面的差异。结果表明:施加预应力可显著提高混凝土预制方桩试件斜截面的开裂剪力,限制并延缓桩身裂缝的发展,提高方桩的极限抗剪承载力,降低斜截面抗剪破坏的变形能力;方桩试件的极限抗剪承载力试验值较GB 13476—2009《先张法预应力混凝土管桩》推荐算式的计算值大50%以上;试件破坏形式有两种:斜截面抗剪破坏和正截面抗弯破坏。因此,此新型预制方桩能够有效解决预应力混凝土管桩水平承载力低、普通混凝土预制方桩抗裂性能差的问题。     

竖向荷载作用下PHC管桩水平承载力数值模拟

竖向荷载对桩基水平承载力的影响较为复杂,目前确定桩基水平承载力通常不考虑竖向荷载的影响。采用数值模拟的方法研究竖向荷载对PHC管桩水平承载力的影响,混凝土采用弥散开裂模型,桩周土采用Mohr-Coulomb模型,并考虑了纵筋预应力的作用。模拟结果显示竖向荷载显著增大了单桩的水平临界荷载Hcr和开裂弯矩Mcr,同时增大了桩身位移。认为竖向荷载较大时应考虑其对单桩水平承载力影响。结论对桩基水平承载力的设计有一定指导意义。     

PHC管桩单桩竖向承载力试验研究

通过3根试验桩，实测预应力高强混凝土管桩受荷过程的桩侧摩阻力和桩端阻力，分析了PHC管桩的荷载传递过程及承载力的发挥过程。     

侧向变位PHC管桩竖向承载力的分析与计算

近年来,对PHC管桩的各项性能的研究已日趋完善,但对于侧向变位PHC管桩的承载力研究的较少。实际工程中的基桩大都处于非理想受荷状态,各种的侧向变位对承载力有不同程度的影响。当入土的管桩在施加竖向荷载前存在一定的倾斜时,所施加的荷载就会在桩身中造成附加弯曲变形。本文分别以PHC管桩桩身截面抗拉、抗压强度为强度控制因素,应用横向受荷桩的通解法计算不同倾斜情况下管桩的内力矩,再结合竖向荷载推导承载力公式。     

高强度预应力管桩锤击法施工技术

成都城南名著工程1~#、2~#、3~#、4~#楼基础回填土方深且有孤石,因此设计采用超高强预应力混凝土管桩(PHC桩),该工程中PHC桩所具有的单桩承载力高、桩身耐锤击性好、穿透力强、造价低等特点均得到很好的体现。     

承压状态下混合配筋PHC管桩受力性能有限元分析

为研究承压状态下混合配筋PHC管桩的受力性能,本文采用非线性有限元软件ABAQUS,基于6根混合配筋PHC管桩拟静力试验研究进行了有限元分析。有限元分析得到的荷载-位移曲线以及试件损伤模式和试验结果吻合较好,验证了模型和参数取值的准确性。在此基础上,研究了轴压比、配筋强度比、预应力度和混凝土强度等参数对混合配筋PHC管桩受力性能的影响。分析结果表明,轴压比和混凝土强度对PHC管桩的受力性能有较大影响,提高轴压比和混凝土强度均能明显提高管桩的极限承载力,桩身混凝土强度等级不宜低于C70。增大预应力钢棒的张拉预应力能使混合配筋PHC管桩的承载力有小幅度提高,配筋应力比保持在0.45左右可使混合配筋PHC管桩的综合性能最优。     

谈在光伏发电项目中PHC管桩的桩身质量检测

以某太阳能光伏发电项目中PHC高强度混凝土预应力管桩的桩身质量检测为例,分析了低应变检测PHC桩在工程中遇到的问题,指出该工程适宜选用PHC管桩孔内摄像法进行检测,能够准确判断桩身质量。     

不同高强预应力管桩抗震性能的试验对比

工程中常采用填芯,掺加钢纤维以及配置非预应力筋等方式来增强预应力混凝土管桩的抗弯承载力,但是这些改进后的管桩在地震荷载作用下的受力性能还不明确。通过三组试件的低周往复加载试验,分别从滞回耗能延性和承载力等几个方面研究预应力混凝土管桩(PHC管桩)、预应力钢纤维高强混凝土管桩(SFPHC管桩)、添加普通钢筋的预应力高强混凝土管桩(PRC管桩)的抗震性能以及填芯对管桩抗震性能的影响。试验结果表明:添加普通钢筋能够很好地改善PHC管桩的抗震性能。填芯能够提高PHC和SFPHC管桩在往复荷载作用下的承载力并能增强PRC管桩的耗能能力。各类填芯管桩的延性相对于未填芯管桩均有明显的改善。     

软土地基中组合桩水平受荷作用下的试验研究

组合桩为预应力混凝土桩插入水泥搅拌桩中而形成的新桩，为探讨该桩在水平荷载在用下的承载力和破坏模式，通过3根14.0 m长组合桩的水平载荷试验，实测得到该桩在水平荷载作用下桩与土共同作用下的工作性状和破坏特征，分析了组合桩受水平力作用时的临界和极限荷载、破坏模式、地基土的水平抗力比例系数以及桩帽对组合桩抗水平力的有利作用。为合理地评价组合桩的水平承载力，探讨组合桩在水平荷载作用下的计算方法：临界荷载法和转折点法，并给出计算公式。试验和分析结果表明：组合桩具有较好地抵抗水平荷载的能力，有桩帽的组合桩水平受荷性状优于无桩帽的组合桩，桩帽使组合桩由水泥桩和外侧的水泥壳之间相互分开的破坏模式变为外侧的水泥土和土之间分开的模式，保证组合桩在水平荷载下的完整性，用转折点法计算组合桩的水平承载力更为合理。     

上海软土地基超长打入PHC桩工程性状研究

通过对上海软土地基中64～77m的超长打入PHC桩打桩过程中锤击数、土塞高度随深度变化的跟踪监测及土塞的标准贯入试验和竖向荷载下的静载试验,探讨了超长PHC桩在上海软土地基中的贯入度与土层的关系,分析了打入承压水层中对土塞闭塞效应的影响以及桩的竖向承载力性状。这对软土地基中的超长PHC桩的设计、施工和深入研究具有重要指导作用。     

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.     

软土地区大直径中掘扩底法管桩承载性能现场试验分析

基于软土地区大直径中掘扩底法管桩静载荷试验,分析软土地区大直径中掘扩底法（简称中掘法）管桩承载特性,研究成果表明：在等桩径等桩长条件下,中掘扩底法管桩的单桩极限承载力较常规锤击法管桩低10%左右,但较钻孔灌注桩可提高30%以上;中掘法管桩桩顶荷载沉降曲线均呈现缓降型,单桩竖向桩基极限承载力应根据桩顶沉降量确定;在桩顶达到极限承载力时,中掘法管桩桩端阻力有明显提高,桩端阻力可占桩顶荷载40%~50%,呈现为端承摩擦桩,竖向承载能力得到明显提高。文中研究成果可为软土地区大直径中掘扩底法管桩的理论研究和工程应用提供参考价值。     

复合配筋空心方桩抗震性能试验研究

预应力空心方桩具有承载力高、施工方便等优点,在建筑桩基中应用较为广泛。但是由于预应力空心方桩破坏时呈脆性特征,其抗震性能有待进一步研究,为此,通过现场试验对预应力空心方桩和配置非预应力筋后的复合配筋空心方桩的抗震性能进行了研究,结果表明：预应力空心方桩在破坏时表现出脆性破坏的特征,配置非预应力筋后,其脆性破坏特征逐步改善,逐渐过渡到延性破坏;配置非预应力筋可使预应力空心方桩的水平承载力有小幅度的提高,且可以大幅度提高其桩身变形能力;预应力空心方桩存在一个最优的非预应力筋配筋率,该配筋率时其延性和耗能能力最好;可在桩身受力较大处一定范围内配置非预应力筋以提高其在水平地震作用下的抗震性能。     

软土地区钻孔灌注桩抗震性能试验研究

选取天津市典型软土场地,针对4根纵筋配筋率不同的钢筋混凝土钻孔灌注桩展开现场足尺桩拟静力试验。探究了不同配筋率的钻孔灌注桩在低周往复水平荷载作用下的滞回特性、耗能性能、刚度退化、位移延性及承载能力的差异。试验结果表明:4根灌注桩的等效黏滞阻尼系数集中在0.10~0.23,且位移延性系数均在4.5以上,具有较好的耗能及延性性能;增大配筋率并不能明显改善钢筋混凝土钻孔灌注桩的刚度退化过程,减缓刚度退化的速率;配筋率的增加可有效提高灌注桩的塑性变形能力,增大灌注桩的极限位移,同时显著增大灌注桩的屈服荷载与极限荷载;灌注桩的耗能能力及位移延性随配筋率的增加均呈先增大后减小的变化规律,从抗震性能的角度分析,灌注桩最优配筋率的建议值为0.63%。     

无粘结部分预应力混凝土框架柱抗震性能

地震过程中,框架柱往往会有较大的水平位移,震后同样会存在较大的残余变形,所以如何控制结构的残余变形,提高其抗震性能是一个值得深入研究的课题。本文对5根无粘结部分预应力混凝土框架柱进行拟静力试验研究,通过试验,对滞回曲线、延性、耗能能力、刚度退化以及其复位能力等进行研究,以全面了解无粘结部分预应力混凝土框架柱的抗震性能。研究结果表明：在钢筋混凝土框架柱中配置无粘结预应力钢绞线并不利于其耗能能力的提高;随着预应力度的提高,试验柱的刚度和极限承载力逐渐降低,而延性和复位能力均有一定程度的增强;随着预加轴压比的提高,试验柱的刚度、复位能力和极限承载力降低,但是延性增强。