海上淤泥区斜拉桥超长桩基自平衡法承载力试验研究

针对大型铁路、公路建设过程中对基础结构承载力的严格要求,为了探讨采用自平衡试桩法对承载大吨位、超长的灌注桩进行单桩竖向承载力检测的可行性,以G228国道浙江三门园里至宁海一市段跨海大桥工程为依托,计算了海上淤泥区超长桩竖向极限承载力。以旗门港特大桥、海游港特大桥的四个测试桩为典型案例,运用自平衡检测结果且结合相关规范,根据实测值绘制出上下桩段的Q-s曲线、s-lgt曲线和s-lgQ曲线,分析其上下桩段的极限承载力变化,并且根据等效转换原理作出桩顶加载Q-s曲线图,确定桩顶在极限荷载下的位移。结果表明:采用自平衡法进行检测并建立加载曲线分析,成功解决了海上淤泥区斜拉桥超长桩极限承载力研究问题。进行研究的四个主墩测试桩在等效桩顶加载下,极限承载力均未超过设计容许承载力,最大位移分别为16.45 mm、16.14 mm、10.08 mm和8.18 mm,满足施工要求。自平衡法技术在G228国道三门园里至宁海一市段跨海大桥施工中的成功运用可供同类工程施工参考。     

基于自平衡试桩法的灌注桩承载力检测应用研究

探讨采用自平衡试桩法对承载大吨位、大直径、超长的灌注桩进行单桩竖向承载力检测的可行性.以南水北调中线工程磁县段二标滏阳河渡槽3号墩台8号灌注桩的单桩承载力检测为例,结合相关规范规程与自平衡测桩法检测原理,根据读数绘出向上向下的Q-s曲线及相应的s-lgt、s-logQ曲线,分别求得荷载箱上段桩及下段桩的极限承载力,将上...     

基于自平衡试桩法的灌注桩承载力检测应用研究

探讨采用自平衡试桩法对承载大吨位、大直径、超长的灌注桩进行单桩竖向承载力检测的可行性。以南水北调中线工程磁县段二标滏阳河渡槽3号墩台8号灌注桩的单桩承载力检测为例,结合相关规范规程与自平衡测桩法检测原理,根据读数绘出向上向下的Q-s曲线及相应的s-lgt、s-logQ曲线,分别求得荷载箱上段桩及下段桩的极限承载力,将上段桩极限承载力经一定处理后与下段桩极限承载力相加即为桩极限承载力。结果表明：采用自平衡法测试技术不仅可短时间内测出桩身的桩基侧阻力,而且此装置较简单,不占用场地,可多根同时检测,试桩准备工作省时、省力、安全,试验费用省,特别是在狭窄场地试桩、基坑底试桩等方面优势突出,是传统试桩法难以实现的。     

广佛肇高速公路大直径嵌岩桩承载力试验研究

采用自平衡试桩法获得了广佛肇高速公路3根大直径嵌岩桩的荷载-位移曲线,并等效转换为传统静载荷试验的荷载-位移曲线,分析了3根试桩的荷载传递规律以及单桩极限承载力的构成,并将极限端阻力和极限侧阻力与经验计算方法进行了对比分析。结果表明:三根试桩的等效Q-s曲线均为缓变型,无明显拐点,试桩处在弹性压缩阶段,承载力设计值较为保守,安全储备大;桩顶在极限加载条件下,端阻力和侧阻力近似相等且均得到较好的发挥;中风化岩层对嵌岩桩的侧摩阻力提升效应明显,而当桩端进入微风化岩层时侧摩阻力变化不大,且桩端阻力没有显著的提升,故当中风化岩层能提供足够的极限承载力,则嵌岩桩桩端可不进入微风化岩带,从而有效节省工程造价。     

自平衡试桩法在中风化白云岩桩基承载性能中的应用

采用自平衡试验法对工程中的3根试桩进行试验,以研究中风化白云岩岩基桩单桩承载力特征值、桩身轴力、极限侧阻力和基桩极限端阻力等承载特性,并根据等效Q-s曲线确定了桩基的极限抗压承载力特征值。得出结论:①实测Q-s曲线为缓变型曲线;②桩身上部的轴力呈线性分布,下部的轴力随荷载增加变化明显;③对于试验点以外各基础(桩基)底部的基岩,若其岩质、岩性、破碎程度及风化程度与本试桩处基岩相同,且桩基成孔施工工艺(机械旋挖成孔工艺)一致,才可采用相应的岩石极限端阻力和极限侧阻力,为类似工程提供参考依据。     

基于Mindlin解的自锚试桩Q-s曲线研究

文章在Mindlin应力解基础上结合分层总和法,于变形计算中引入地基修正变形模量,考虑地基土体的非线性变形,推导了计算自锚试桩上、下段桩加载在地基中引起变形的公式。采用该方法对自锚试桩室内试验分析,结果表明：采用未修正变形模量计算得到,变形量仅能反映荷载低于承载力特征值阶段的Q-s曲线变化规律,修正变形模量后的变形量能较好地反映试桩加载至塑性破坏阶段的Q-s曲线变化规律,可为自锚试桩Q-s曲线向传统抗压桩Q-s曲线的转换提供新途径。     

单桩竖向抗拔承载力离心模型试验研究

结合某海上风电场桩基工程中的大直径超长钢管桩抗拔承载力研究,利用离心模拟技术,初步推求得出荷载-位移的关系曲线（即Q-S曲线）,并与现场抗拔试验成果得出的Q-S曲线进行了比较,分析两者加载方式和加载速率的不同对Q-S曲线的影响。结果发现,上拔力的加载速率较快,求得的单桩抗拔极限承载力偏高。     

荆州长江大桥试桩极限承载力分析

针对荆州长江大桥试桩单桩竖向抗压静载承载力试验未达到破坏荷载时，如何判定无特征点的缓变型Q-s曲线的单桩极限承载力的问题，提出采用“逆变斜率法“、“s-βlg（Q/Qmax）作图法“、“测力元件数理统计法“和“高应变实测曲线拟合法“等4种方法进行解释，并将其推算的结果进行综合对比分析以确定该桩的单桩竖向极限承载力。     

贵阳强风化泥质白云岩嵌岩桩承载特性分析研究

在贵阳地区,嵌岩桩的桩端常置于完整、较完整的岩基上,且嵌岩桩的承载力时常按照端承桩的情况来计算,以贵阳某工程项目的强风化泥质白云岩嵌岩桩为研究对象,通过基桩自平衡静载荷试验,分析强风化泥质白云岩嵌岩桩竖向承载力、桩身侧阻力及桩端阻力,探讨此类地质条件下嵌岩桩的承载特性。研究结果表明:实测试桩的Q-s曲线符合试验规程;桩身轴力呈线性分布;嵌岩段的轴力随着荷载的增大变化明显;强风化泥质白云岩嵌岩桩竖向承载力由桩端阻力和桩身侧阻力共同承担,研究结果可为类似工程提供参考。     

湛江组结构性黏土中桩基竖向承载性状模型试验

利用原位模型试验研究湛江组结构性黏土中桩基在竖向荷载作用下的承载性状。选取材质和桩径相同、入土深度不同的6组模型桩,采用慢速维持荷载法,在湛江组结构性黏土中进行单桩原位竖向承载模型试验,得到了单桩荷载-沉降曲线、单桩轴力沿桩身分布曲线、单桩侧摩阻力沿入土深度分布曲线。结果表明:在竖向荷载作用下,湛江组结构性黏土中模型单桩荷载-沉降曲线均存在显著陡降,极限状态拐点明显,竖向极限承载力随着长径比的增加而增大;在相同荷载作用下,随着长径比的增加,桩顶沉降逐渐减小且减小趋势逐渐变缓,在较大荷载作用下超长桩荷载-沉降曲线中桩顶沉降的减小速率几乎为零,存在有效桩长;在同级桩顶荷载作用下,单桩桩端阻力占总桩顶荷载的比例随着长径比的增加而逐渐变小,由最大29.8%减小为0.8%;不同入土深度的单桩在极限荷载作用下的桩侧极限摩阻力变化不大,均稳定在40 k Pa左右。     

土中中风化嵌岩抗拔桩承载机理研究

根据某工程中风化嵌岩抗拔桩自平衡静载原位试验,对试验数据进行简要分析,结合该工程地质条件,选择合理的岩土力学参数和试验数据,建立了合理嵌岩抗拔桩FLAC^3D数值分析模型。运用所建立的数值模型对3根抗拔桩进行自平衡试验直至破坏,确定了各桩的极限承载力,并且研究了同一条件下不同嵌岩深度对抗拔桩的极限承载力的影响及抗拔桩桩侧阻力、桩身轴力随外荷载的变化情况。研究结果表明:①风化岩石地区建立模型时,岩石剪切模量及体积模量需要按试验换算值折减到1/10左右,才可建立合理的数值模型;②嵌岩抗拔桩的极限承载力主要受嵌岩深度的影响,同一条件下,嵌岩抗拔桩极限承载能力随嵌岩深度、桩长增加而增大,且桩设计时其嵌岩深度不宜太小;③随着埋置深度的增加,桩侧阻力先增大后减小,桩中间侧阻力对极限抗拔承载力贡献最大;④抗拔桩的桩径对极限承载力具有尺寸效应。     

咸阳机场高速公路桥梁桩端后压浆承载特性研究

针对西安咸阳国际机场专用高速公路段的K3+966.50渭河特大桥,采用钻孔灌注桩桩端后压浆技术和常规灌注桩两种不同方法对其桩基进行了现场静载试验,并根据实测数据分析探讨了各桩在不同等级荷载作用下的桩-土相互作用、桩端后压浆技术的增强机理,以及桩端压力注浆和常规钻孔灌注桩两种不同的桩基承载特性,结果发现,与未压桩的桩基相比,桩端后压浆桩基的竖向极限承载力至少提高了40%,沉降量减少25mm,说明桩端后压浆技术能够显著提高桩基的承载能力和稳定性。最后,根据现场实测数据和端后压浆的注浆机理,提出了后压浆单桩极限承载力的计算公式,为类似地区的桩基设计提供借鉴     

大型炼厂软弱地基PHC管桩现场试验与分析

针对大型炼厂工程软弱地基处理的复杂性,开展了PHC管桩的现场试验,完成了PHC管桩施工后的低应变、高应变动力测试及单桩水平、抗压静载荷试验。基于低、高应变测试结果分析了桩身质量及完整性;以高应变测试和静载荷试验结果验证了单桩承载能力;对不同桩径的PHC管桩经济性做了比较分析。静载荷试验结果表明,PHC管桩单桩承载力能达到设计要求;PHC管桩桩径为400 mm时,桩长对单桩极限承载力影响较大,桩径为500 mm或600 mm时,桩长影响较小;同一桩长的单桩极限承载力随桩径增大而增大,不同桩长的增大形式存在差异;灌芯桩比不灌芯桩单桩水平承载力提高50%以上;从经济角度考虑,抗压PHC管桩首选500,桩端持力层选择强风化-中风化泥岩或全风化-中风化砂岩为宜。      

跨海大桥悬臂浇筑施工菱形挂篮施工力学特性与施工技术

针对悬臂梁浇筑菱形挂篮施工过程安全问题,为了保证悬臂梁成功浇筑,以浙江G228国道三门县至宁海公路段海游港特大桥工程为依托,研究了跨海大桥悬臂梁浇筑施工菱形挂篮施工力学特性与施工技术。运用有限元软件Midas-Civil,建立悬臂端浇筑时菱形挂篮最不利荷载下有限元模型,分析其关键部位的变形、内力以及整体抗倾覆计算,并与实测变形值对比验证有限元模拟的可行性与正确性。结果表明:菱形挂篮施工过程中结构最大位移发生在支架前顶部,其值为14.6 mm,结构最大应力发生在后上斜杆顶部,其值为134.9 MPa,允许应力为215 MPa,控制变形在20 mm内,结果满足要求。挂篮施工中最大弯曲应力与切应力以及最大变形值均出现在前上横梁,其值分别为125.2 MPa、39.5 MPa和3.3 mm,允许弯曲应力与切应力分别为205 MPa与120 MPa,控制变形为L/400,分析结果满足规范要求。抗倾覆安全系数远远大于2,满足要求。现场检测悬臂梁最大变形值出现在中跨跨中,其值为18 mm,在控制范围内且与数值模拟值在同一数量级。研究成果可供类似工程施工参考。     

考虑热交换作用的桩基承载力特性研究

针对现行热交换桩承载力设计和计算中无法考虑温度的影响,通过开展不同温度下土的三轴剪切试验,获得其c,φ值,再建立热交换桩-土有限元模型,并利用静载试验结果验证模型的正确性,进而讨论了桩的运行温度及土的c,φ值对单桩极限承载力的影响,从而对热交换桩加热运行后的承载力特性进行研究。结果表明:随温度的升高,黏性土的c,φ值均有所降低,土的强度下降;桩体在加热运行过程中,其极限承载力有较大幅度的提高,且温度越高,单桩极限承载力也越大;温升引起的地基土强度降低对单桩极限承载力影响较小。可为热交换桩承载力设计和计算提供理论依据。     

桩长对桩与桩相互作用影响的试验研究

为明确桩长对静压沉桩全过程中桩与桩之间相互作用产生影响的机理,通过室内模型试验,在中密实砂土中以2倍桩径为间距沉入双桩,研究了桩长对端阻力、卸除顶压后的桩周土压力以及双桩承载力特性的影响。结果表明:沉入过程中先沉桩和后沉桩的压入端阻力均随沉桩深度的增加而近似线性增大,当桩长(沉桩完成后沉入的总长度)为600 mm时,后沉桩仅比先沉桩的端阻力高0.2%左右,即此深度处2根桩的压桩端阻力基本达到极值;后压桩沉入前先沉桩的桩周土压力为后沉桩的90%左右,而后沉桩卸除顶压后先沉桩的桩周土压力总体为后沉桩的2~3倍,且随土压力盒埋深的增加而增大;相同深度桩周土压力均随桩长增大而降低;单桩试验时桩体极限承载力略高于先沉桩极限承载力2%~5%,提高的幅度随桩长增加而降低;不考虑桩间土作用双桩系统极限承载力约为单桩试验时极限承载力的2倍。研究成果对于进一步明确桩与桩相互作用机理和改善双桩承载力特性等均具有重要的工程意义。     

浸水条件下膨胀性红层砂岩地基扩底桩抗拔承载特性

红层砂岩在我国中西部地区分布广泛,浸水条件下其力学特性变化大,因而合理确定红层砂岩地基中抗拔桩承载力是工程设计关注的问题。通过引入温度场比拟湿度场的三维弹塑性有限元数值分析方法,开展了浸水条件下扩底抗拔桩基础承载特性模拟,研究了不同桩长扩底桩浸水前后承载力变化以及塑性区分布特征。模拟结果表明: 浸水将导致红层砂岩扩底桩的抗拔极限承载力降低,浸水前后桩基抗拔极限承载力均随桩长增加而增加,但浸水后承载力随桩长的增加值有一定减小。抗拔极限状态下,桩周土体塑性区分布在空间上呈楔形体加四棱柱体的组合形式,浸水将导致塑性区缩小,但随着桩长增加,塑性区面积有一定扩大。