关于单桩承载力的时间效应浅析

单桩承载力的时间效应的研究和应用,对节约工程造价具有很大的实际意义。本文对单桩承载力的时间效应的机理进行了分析,并附有实例。但由于影响时间效应的因素很多,仍有待于进一步研究。     

灌注桩后注浆单桩竖向极限承载力研究

近年来,后注浆技术得到了广泛的应用。钻孔灌注桩可大大降低建筑物的沉降,并使建筑物的沉降更加均匀,文章介绍后注浆工艺的承载力提高机理及在天津地区的几个工程实例,分析了注浆前后单桩竖向极限承载力对比情况及影响单桩竖向极限承载力的几个因素。     

静压沉桩与锤击沉桩对天津地区预制桩单桩竖向承载力的影响

通过对JGJ 94-94规范有关预制桩部分的编制说明及编制依据等资料分析,结合试验研究与工程实践对静压预制桩单桩竖向承载力的问题进行了讨论.研究表明按<建筑桩基技术规范>(JGJ 94-94)估算的静压预制桩的单桩竖向承载力值远远低于单桩竖向静载荷试验实测值.     

基于ANFIS的单桩竖向极限承载力预测模型

人工神经网络已应用在岩土工程的各个方面。针对常用的BP网络的不足之处,建立了基于自适应神经模糊推理系统（ANFIS）的单桩竖向极限承载力预测模型。利用文献中桩的载荷试验数据来训练ANFIS网络,确定了网络参数。研究结果表明,同常用的BP网络相比,ANFIS预测模型具有学习速度快,拟合能力较好,训练结果唯一等优点,该方法是一种有效地预测单桩极限承载力的方法。     

局部倾斜桩竖向承载力的有限元研究

桩基会由于隧道或基坑开挖、打桩顺序不当等原因而倾斜。实际工程中经常遇到桩局部倾斜的情况,例如上段桩发生弯曲与倾斜,下段桩则仍然保持竖直。在已经完成的整体倾斜桩现场试验及有限元分析基础上,建立了桩身局部倾斜的有限元模型,对局部倾斜桩的承载力进行有限元分析。分析结果表明：算例条件下相同竖向荷载作用时,垂直度在5 %以内的局部倾斜桩的桩顶沉降均小于竖直桩的桩顶沉降;垂直度超过5 %时局部倾斜桩的桩顶沉降大于竖直桩的桩顶沉降。相同竖向荷载作用下垂直度为7 %以内局部倾斜桩的桩顶沉降均小于相同垂直度整体倾斜桩的桩顶沉降,超过7 %后局部倾斜桩的桩顶沉降大于整体倾斜桩的桩顶沉降。对于局部倾斜桩,由上段倾斜桩传递到垂直度转折点处的轴力将对下段竖直桩产生水平向推力。当垂直度转折点深度在反弯点以下时,水平向推力将导致下段竖直桩产生更大的反向挠曲变形和弯矩,使竖向荷载作用下桩顶水平位移增加,使桩更易于因为水平弯曲变形过大而破坏。     

东南亚某工程旋挖灌注桩单桩竖向承载力分析

桩基静载试验在确定单桩极限承载力方面是常用的方法,目前针对国内工程的相关研究较为丰富,但在海外工程方面的实例则相对较少,而且一般的试验研究未达到桩基受力的极限状态,试验资料不够完整,因而进行桩基的破坏性试验是很有必要的。为此,该研究结合东南亚某项目实例,对该工程子厂房的6根试桩,进行了单桩竖向抗压极限承载力的现场破坏性静载试验,采用试桩的Q～t和S～t曲线分析了单桩竖向承载力的试验过程,对单桩竖向极限承载力按相关规范进行了综合确定,为该地区同类工程积累了经验,也为该类型桩的进一步研究提供了宝贵的试验资料。     

洛阳地区旋扩珠盘桩竖向承载力计算公式探讨

旋扩珠盘桩是在DX桩、挤扩支盘桩等基础上开发的一种新桩型,两者在外形和承载机制上存在一定的相似性。由于前者的珠盘由旋扩形成,对土体的挤压作用明显小于后者,因此,两者的承载性状存在差别。如果简单套用后者的公式计算前者的承载力,误差偏大,安全度难以保证,实践表明不可行。通过对洛阳一批工程50根旋扩珠盘桩试桩资料的分析,提出了洛阳地区旋扩珠盘桩承载力计算公式,可供工程应用时参考。     

黏土中打入桩竖向承载力计算方法效果评价

准确预测打入桩的承载特性是一个重要的工程课题,特别是在近海工程中,如大型跨江海桥梁、风力涡轮机、港口和近海工程结构物平台等,这些重要结构物都将打入桩作为主要的基础形式,然而通过现场静载试验确定这类桩的承载力却十分有限。目前,国内外存在众多关于黏土中打入桩的竖向承载力计算方法,其中较为常用的有Furgo-96、NGI-99、ICP-05和UWA-13这4种设计方法。但将这些设计方法直接应用于工程设计和实践却仍然较少,其主要原因在于缺乏高质量的静载试验数据来评价这些设计方法的可靠性。因此,有必要搜集一个具有广泛代表性的桩基承载力静载试验数据库来客观评价上述设计方法的可靠性,用以帮助工程设计人员选择最适合的设计方法。基于这个目的,本研究在国际上一些常用数据库的基础上进行扩充整理,最终得到一个包含89根高质量打入桩静载荷试验数据的新数据库,称之为ZJU-ICL Clay数据库。采用上述4种设计方法预测ZJU-ICL Clay数据库的桩基承载力,并将预测结果与实测数据进行对比,应用统计方法,客观评价这4种方法的优缺点及可靠性。     

海上风电桩基础竖向承载力循环弱化简化分析

提出了一个考虑循环衰减作用的软黏土弹塑性损伤弱化模型,在此模型基础上建立了一个基于剪切位移法的单桩竖向承载力简化计算方法,并利用大型有限元软件进行了不同循环荷载水平下单桩竖向承载力的计算。为了证明简化方法的准确性与有效性,将计算结果与有限元计算结果进行对比,二者的吻合度较高。先期循环荷载能引起单桩竖向承载力弱化,并且弱化程度随先期循环荷载水平的增加而增加。最后将简化方法应用于某海上风电场桩基础承载力的计算中,结果表明,提出的简化方法可应用于实际工程问题的分析。     

泥浆护壁灌注桩桩底后压浆技术及其单桩竖向承载力的估算方法

通过国内近年来桩底后压浆的工程实例,介绍了泥浆护壁灌注桩后压浆技术的发展,分析了桩底后压浆技术适应的地质条件和有关技术参数,归纳出单村竖向承载力的估算方法,供初步设计时作为布桩依据。     

Bearing capacity of pile groups under vertical eccentric load

The paper deals with the problem of the bearing capacity of pile groups under vertical eccentric load. Widespread practice is to consider the achievement of the axial capacity on the outermost pile as the ultimate limit state of the pile group. However, this approach neglects the ductility of the foundation system and may be thereby overconservative. With the aim of proposing an alternative and more rational approach, a novel formulation for interaction diagrams based on theorems of limit analysis is presented and discussed. The methodology is applicable to the general case of groups of unevenly distributed, dissimilar piles. Piles’ connections to the pile cap are modeled as either hinges or rigid-plastic internal fixities. An application example to a slender structure is also provided, showing that the proposed approach can lead to significant advantages over the traditional design.

     

砂土自由场地基水平垂直振动离心模拟试验

利用最新研制的R500B振动台在450 g-t离心机上对砂土自由场地基在水平和垂直地震下的动态反应做了离心模拟试验研究。模拟离心重力场为30 g,振动台在水平和垂直方向的控制最大加速度分别为20 g和10 g。模型内布置相应的微型加速度计以测量地震反应。结果表明,在水平和竖向同时激振与单向分别激振砂土两种情况下,砂土地基有不同的动力反应,应在设计中予以考虑水平和竖向同时激振的耦合作用对砂土地基的影响     

含扩径桩的群桩基础竖向承载性状数值分析

为探讨扩径缺陷桩对竖向荷载作用下群桩基础工作性状的影响,建立了一个群桩基础数值分析模型。采用三维非线性有限元/无限元方法对正常桩基础及含有浅部或深部扩径缺陷桩的群桩基础进行了一系列对比分析。分析结果初步揭示了竖向荷载作用下含扩径缺陷桩的桩基础基本工作特性,得出了扩径缺陷对群桩各桩间轴力分布及承台弯矩分布影响的基本规律性。研究成果不仅有助于认识和合理判断扩径桩的工作机制,而且对评价有扩径缺陷的桩基承载性状、选择缺陷处理技术及桩与承台的结构设计都具有重要的实际意义     

桩侧截面形式对扩底桩竖向抗压特性影响分析

针对常规楔形桩桩底进行注浆或夯扩施工形成的扩底楔形桩,具有单位材料利用率高、竖向桩侧摩阻力和桩端阻力较常规等截面桩高的技术优点。然而针对该新型桩竖向承载力提高幅度的定量试验研究相对较少。基于室内模型试验方法,开展两种桩周土(砂性土和黏性土)情况下扩底楔形桩竖向抗压承载力特性试验,测得桩顶荷载-沉降关系曲线,不同荷载等级下桩侧摩阻力、桩端阻力的分布规律及分担比;同时,开展等体积混凝土用量情况下的常规扩底桩的竖向抗压承载力特性试验作为对比分析。研究结果表明,试验条件下,砂性土中,等混凝土用量扩底楔形桩的极限承载力约为常规扩底桩的1.25倍;黏性土中扩底楔形桩和常规扩底桩的极限承载力比砂土中分别提高了11.1%和66.7%。     

开口管桩竖向承载力时间效应研究

时间效应是指管桩沉桩后承载力随休止时间的提高。统计分析发现单桩承载力每时间对数的增长范围为15%～29%。桩基承载力的增长源于桩侧土的固结、触变恢复、老化以及蠕变和土壳效应,基于此提出管桩承载力时间效应3阶段理论模型,并建立基于固结理论的开口管桩承载力时效解析计算模型。计算表明,摩擦型开口管桩承载力随时间的相对增长速度随土塞率近似呈线性增长;完全非闭塞的摩擦型开口管桩承载力的相对增长速度高出闭口桩约10%。     

多年冻土区灌注桩竖向抗拔承载力试验研究

为研究多年冻土区桥梁及建筑物桩基抗冻拔的能力和变形性质,结合青藏铁路试验段工程,对青藏高原高温细颗粒多年冻土区钻孔灌注扩底桩和直孔桩现场抗拔力试验进行了研究,得到了两种桩型在同一地质和地温条件下的抗拔承载力及变形的试验结果。依据地温测试资料的分析,给出了桩-土体系回冻时间及地温变化特征。研究成果可为类似条件下抗冻拔桩基础设计与施工提供参考。     

大直径深长钻孔灌注桩竖向承载力特性试验研究

在唐山LNG罐区对9根大直径钢筋混凝土灌注桩进行了竖向荷载现场试验,其中桩端后注浆工艺试桩3根,三岔双向挤扩工艺试桩3根,挤扩支盘工艺试桩3根。基于现场静荷载和桩身应力测试结果,分析了3种不同施工工艺钻孔灌注桩竖向荷载传递规律。试验结果表明：3种不同施工工艺的大直径深长钻孔灌注桩试桩荷载-沉降曲线没有明显拐点,后注浆工艺试桩荷载传递过程表现为摩擦桩的特性,桩侧阻力几乎承担全部荷载,而三岔双向挤扩支盘工艺和挤扩支盘工艺试桩荷载传递过程表现为端承摩擦桩的特性,桩端阻力占总荷载的20%～30%;3种不同施工工艺试桩的轴力及桩-土相对位移变化规律基本相似,桩侧桩端阻力非同步发挥且相互影响,桩侧摩阻力均表现出强化现象。对整个罐区要求单桩承载力特征值不小于8 100 kN。3种施工工艺的钻孔灌注桩承载力均能满足要求。     

多年冻土区桩基竖向承载力的预报模型

通过多年冻土区大气温度与地温关系,得出季节冻结期和季节融化期地面温度,进一步确定季节冻结及季节融化深度。综合地面温度得出多年冻土厚度随时间变化的关系,将大气温度、地面温度、融冻层厚度及多年冻土厚度变化建立起与时间相关的联系方程。考虑大气温度变化分析桩土相互作用并建立桩土相互作用模型。综合联系方程、桩土分析模型及冻土地区建筑地基基础设计规范中的单桩竖向承载力公式,建立了联系大气温度、地面温度、季节融冻深度、多年冻土层厚度变化与桩基承载力的关系预报模型,为预测在设计使用年限内随着大气温度变化桩基的工作状况提供较为科学的依据。