竖向及水平荷载加载水平、顺序对单桩承载力的影响

在桩基础设计中通常分别确定单桩的竖向和水平承载力,而不考虑竖向荷载与水平荷载之间的相互作用对桩承载力的影响,这显然不能反映桩的真实受力状况。软土地基上建造超高层建筑有时需要采用长度达80 m甚至更长的超长桩,目前考虑超长桩的竖向荷载和水平荷载二者之间相互作用的研究还很少。利用有限元软件ABAQUS模拟天津市某工程的79 m长桩载荷试验结果,通过参数调整使有限元计算结果与载荷试验的结果一致,在此基础上进行仿真模拟,研究竖向及水平荷载作用下超长桩的荷载传递与变形特点。分析结果表明超长桩表现出与已有文献中的刚性短桩不同的变形特性:对于承受水平荷载与竖向荷载的桩,竖向荷载对水平荷载作用下桩的性状的影响与竖向荷载相对于水平荷载的施加顺序、竖向荷载的大小以及土质条件等均有关。就本文算例,先施加竖向荷载再施加水平荷载时,存在一个最优的竖向荷载,在最优竖向荷载作用下,竖向荷载减小桩顶侧移的有利作用最明显,且竖向荷载减小桩顶侧移的作用主要表现在水平荷载加载后期,即水平荷载较大时。在土质条件较好的情况下竖向荷载对桩顶侧移的有利影响不如土质条件较差时那样明显。先施加水平荷载再施加竖向荷载时,竖向荷载不再起到减小水平荷载作用下桩顶侧移的作用。加载顺序变化对桩水平承载力的影响要大于对桩竖向承载力的影响。     

砂土中竖向和弯矩荷载下单桩水平承载特性试验研究

 为研究单桩在桩顶预先施加竖向和弯矩荷载下的水平承载特性,通过自行加工的组合荷载加载装置,进行一系列室内单桩模型试验,分析砂土中预先施加的不同竖向和弯矩荷载对单桩水平荷载下的水平位移、桩顶转角、桩身弯矩以及地基比例系数m值的影响。试验结果表明：当预先施加的竖向荷载小于单桩竖向极限承载力的一半(Vu/2)时,相同水平荷载下单桩的水平位移有所减小,单桩的水平极限承载力得到提高,桩身最大弯矩有所减小,并且竖向荷载越大,越有利于单桩的水平承载性能;弯矩荷载的存在不利于单桩的水平承载能力,显著降低单桩的水平极限承载力;另外,水平荷载的施加对单桩的竖向位移影响较小;当砂面处水平位移较小时,m值随着水平位移的增加迅速降低,当水平位移增加到一定程度,m值减小的幅度越来越小,最后趋于一个稳定值。     

不同加载顺序对微型桩承载特性的影响

目前对于微型桩在竖向及水平荷载的耦合作用下的承载力方面研究较少.由于荷载、桩、土三者共同作用十分复杂,难以给出微型桩在不同荷载组合下承载力的解析解.运用ABAQUS有限元软件,分析组合荷载作用下微型桩的变形性状和破坏机理,探索了不同加载方式对于微型桩承载特性的影响.结果表明:与先施加水平荷载再施加竖向荷载相比,先施加竖...     

砂土中竖向和水平荷载共同作用下的单桩承载特性研究

水平荷载引起桩体水平位移,导致桩侧摩阻力发生变化,从而影响单桩的竖向承载特性;竖向荷载影响桩周土体抗力,并随着桩身挠曲变形而产生附加弯矩,从而影响单桩的水平承载特性。利用室内模型试验研究了砂土中单桩在竖向和水平荷载共同作用下的受力和变形特性。试验结果表明:预先施加竖向荷载有利于单桩水平承载力的提高和水平位移的减小;预先施加水平荷载对桩身上部桩侧阻力的发挥有减小作用,但水平荷载的增大对桩端阻力的发挥有促进作用,总体上表现为预先施加水平荷载削弱了单桩的竖向承载力;单桩水平荷载引起的最大弯矩位置在地面以下约5d~7d处,水平荷载对桩身弯矩和桩侧摩阻力的影响主要集中在地面以下0~10d的深度范围内。结合已有研究成果和理论分析,验证了试验成果的合理性并从理论上分析了砂土中竖向和水平荷载共同作用下的单桩承载机理。     

组合荷载作用下斜坡上桩基础水平承载特性研究

斜坡上桩基础不仅要承担上部建筑物传递下来的竖向荷载,还要承担斜坡传递下来的土压力等水平荷载,构成了复杂的桩-土相互作用体系。为研究斜坡上桩基础在竖向和弯矩荷载作用下的水平承载特性,通过自行设计的组合荷载加载装置,开展了四种工况下斜坡上单桩室内模型试验。分析在组合荷载作用下桩顶沉降、水平位移、桩身弯矩、桩侧土压力以及地基比例系数m值变化规律。试验结果表明:在桩顶施加竖向荷载有利于提高单桩的水平承载力,减小桩身的水平位移、弯矩和桩前侧土压力;在桩顶施加弯矩荷载-不利于单桩的水平承载力,随着弯矩作用的增加,相同水平荷载作用下,桩身水平位移和桩前侧土压力明显增加,而水平荷载对桩顶的竖向沉降影响较小;地基比例系数不仅与桩周土体有关,还与施加的荷载类型和桩土交界处的水平位移有关,地基比例系数随桩土交界处水平位移的增加迅速减小,最后趋近于稳定。     

承台约束和竖向荷载对双桩水平承载力影响的研究

实际工程中桩基不仅承受竖向荷载,而且桩顶受到承台的约束,因此采用桩顶自由条件下的单桩水平承载力作为设计依据难以充分反映桩基在水平荷载下的实际工作状态。目前关于承台和竖向荷载对双桩及群桩水平承载性能影响的研究还比较少。为探讨承台约束和竖向荷载等因素对双桩水平承载力的影响,进行了10组现场水平静载荷试验。试验结果表明:桩顶约束对双桩承台短边方向水平承载力的影响不明显,而对长边方向的水平承载力有明显影响;水平受荷方向对双桩水平承载力有明显影响,其中承台长边方向的水平承载力明显大于短边方向的水平承载力;承台长边和短边方向的双桩水平承载力对桩顶竖向荷载的响应不同,当竖向荷载在3倍单桩竖向极限荷载范围内时,两个方向的双桩水平承载力均明显提高。     

组合荷载作用下桩基承载力试验及数值模拟研究

基于某桥梁桩基竖向承载力现场试验,在现场实测数据的基础上,借助ABAQUS数值计算平台拟合反演了土体参数。运用反演得到的土体参数对试桩水平承载特性进行精细化模拟和分析,得到水平设计荷载作用时的桩顶最大水平位移为75.36mm,泥面处桩身水平位移为14.70mm。在此基础上,对不同竖向荷载及不同荷载施加顺序对桩基水平承载力的影响进行了研究。     

复杂荷载共同作用下斜坡上单桩承载特性研究

利用ABAQUS软件对竖向及水平荷载共同作用下斜坡上单桩进行数值模拟,研究桩的荷载传递与变形特点。分析结果表明,在先施加竖向荷载再施加水平荷载情况下,竖向荷载的增大能有效减小桩顶侧移、降低桩身弯矩,且在竖向荷载一定的情况下,桩顶沉降及侧移随水平荷载的增大而增大;土质较好情况下竖向荷载对桩顶侧移的有利影响比土质较差情况下竖向荷载对桩顶侧移的有利影响大。     

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。     

桩顶竖向荷载对混凝土扩盘桩水平承载性状的影响

为了更全面地研究桩的破坏性状,本模拟对加载方式进行考究。研究竖向力与水平力间的相互作用对混凝土扩盘桩的性状影响。本文通过有限元分析对模型桩施加不同大小的竖向力,然后保持竖向荷载不变,逐级施加水平荷载直至桩顶产生较大位移,并通过对数据的比较分析,进一步研究竖向荷载的施加对混凝土扩盘桩水平承载性状的影响。     

黄土地基中超长钻孔灌注桩承载性状试验研究

为了研究黄土地基中超长钻孔灌注桩的承载性能、桩身轴力传递规律、桩侧阻力和端阻力的发挥性状,对西安地区6根超长钻孔灌注桩进行单桩静载荷试验,采用滑动测微计测试每米范围内桩身轴力的变化。可以发现,黄土地基中超长钻孔灌注桩的Q-S曲线呈缓变型,在最大荷载时都未达到破坏状态;桩身轴力传递规律和桩侧阻力的发挥与成孔工艺、桩长、桩周土层性质密切相关。由于黄土地基中的粉质黏土和粉土具有强结构性,测试得到的极限侧阻力远比规范值要大,使得黄土地基中超长钻孔灌注桩具有较大的承载能力,但桩端阻力和桩侧阻力并非同时发挥,建议在设计时考虑端阻力的发挥度,桩侧摩阻力和桩端阻力采用不同的分项系数。     

超长嵌岩桩的试验研究和承载力确定

本文通过对超长嵌岩桩的静载荷试验、大应变动测以及侧阻力、端阻力测试的结果分析，说明覆盖土层为软弱土的超长嵌岩桩的极限承载力，取决于桩发生弯曲失稳破坏时的临界荷载，而不是桩尖土塑性破坏时的极限荷载。另外，从桩侧阻力和端阻力的发挥情况、分布曲线和分配比例，阐述超长嵌岩桩端阻力不能充分发挥的原因是因为失稳破坏，并提出该桩型承载力的确定方法。     

自平衡试桩法在深层混凝土灌注桩单桩承载力测试中的应用

本文采用自平衡试桩法对北京地铁十号线光华路站深层混凝土灌注桩单桩竖向抗压承载力进行了静载试验,试桩数量为4根,其中有3根试桩桩侧、桩底采用了后压浆技术,并对有无后压浆试桩的承载力性状进行了对比分析,这也是北京地区首次对这类深层混凝土灌注桩单桩竖向抗压承载力进行自平衡试桩法静载试验,本次试验的成功为本地区积累了宝贵的经验,并为今后砂卵石层桩的极限承载力设计提供了参考依据。     

横向荷载作用下扩底桩弯曲破坏性状分析

扩底桩因其承载能力强而越来越多地应用于工程实践中,对扩底桩的研究多集中在竖向荷载作用下的工作性状研究,承受横向荷载作用的扩底桩受力性能研究较少。对大尺寸、承载力强的扩底桩开展原型破坏试验非常困难,而模型试验可以在有限试验条件下模拟原型试验的真实试验过程。本文通过对扩底桩进行横向逐级加载模型试验,得到扩底桩在横向加载作用下桩顶位移、桩身应力、桩侧土抗力、桩底土压力的变化规律以及弯曲破坏时桩体的破坏形态,并对其承载性能进行分析和总结。模型试验得到的扩底桩在横向受荷作用下呈现的承载性能规律和破坏形式可以为今后扩底桩的横向受力机理研究和应用提供依据和参考。     

竖向荷载作用下倾斜桩的荷载传递性状及承载力研究

桩基可能会因各种原因导致桩体发生倾斜,桩身的垂直度往往超过《建筑桩基技术规范》的允许值,如何确定这些倾斜程度并不很大的倾斜桩的承载力一直是工程实践中的难题。对天津某高层建筑工程不同垂直度的倾斜桩进行了现场载荷试验,试验结果表明小倾斜度下桩的承载力并不一定下降。在试验成果基础上利用有限元分析软件ABAQUS进行模拟,分析了不同垂直度、不同土质条件下桩的荷载传递及承载力受垂直度变化的规律。有限元分析结果表明,当桩的垂直度不大于4%时,当桩身具有足够的抗弯强度和刚度时,相同荷载下其沉降反而小于竖直桩,但会在桩身产生一定的弯矩,桩顶自由的单桩也会产生一定水平位移。承台有助于减小倾斜桩的水平位移与挠曲。     

密实砂土中竖向受压PCC桩端阻力计算方法研究

采用基于可视化摄影测量技术的室内试验和理论分析方法,对密实砂土中竖向受压现浇混凝土大直径管桩(PCC桩)桩端土体变形破坏规律及其端阻力估算方法进行研究。结果表明:PCC桩桩端周围土体在极限荷载阶段形成楔形竖向压缩区和侧向剪切变形区,桩端土体竖向位移在相同深度处始终高于等直径实心桩,呈现冲压破坏特征。在此基础上,利用普朗德尔地基理论,构建了考虑地基滑动面角度变化的PCC桩桩端土体破坏模型,给出了桩端阻力的理论计算方法,并通过承载力系数分析以及理论与试验结果的对比,初步验证了计算方法的合理性,为进一步完善与发展PCC桩设计计算理论提供了科学依据。     

后压浆钻孔灌注桩单桩竖向承载力特性研究

基于72个工地186要有静载试桩的统计资料,分析了术地端、桩侧压浆对钻孔灌注桩的增强加固机理,深入研究了后压浆钻孔灌注桩单桩竖向承载力特性。利用静载试桩结果,统计出后压浆桩极限承载力增幅值及极限端阻力增强系数的频数分布规律,提出了后压浆桩单桩极限承载力的实用计算公式。