山区公路桥梁基桩嵌岩深度计算方法研究

嵌岩桩在山区高速公路建设中应用广泛,具有稳定性高、承载力大等特点,嵌岩深度对嵌岩桩的承载特性起到至关重要的作用。考虑嵌岩段顶部受剪力和弯矩组合作用下,引入Hoek-Brown准则,建立静力平衡方程,得到最小嵌岩深度的计算模型。结合实际工程案例,对比其他计算方法,论证了方法的可行性,对嵌岩桩设计具有一定的参考价值;同时,验证了采用四次多项式拟合岩石破坏面上切应力和法向应力之间的关系式满足精度和误差的要求。     

嵌岩桩破坏模式的试验研究

基于室内模型试验结果,分析了嵌岩桩基础的破坏模式。认识到嵌岩桩的破坏,一种是由于桩一岩接触面剪压带的贯通及桩端岩体压缩引起的破坏;另一种是由于硬质岩中桩身强度不足而造成了桩基础的破坏。因而在设计时应注意桩身材料强度与基岩强度相匹配。     

嵌岩桩承载性状和破坏模式的试验研究

在现场试桩和室内模型试验基础上，探讨了嵌岩桩的承载特性和破坏模式。分析认为，在不同地质条件和设计方法下，嵌岩桩可表现为摩擦型桩或端承型桩的承载性状：嵌岩桩的破坏模式与桩岩相对刚度有关，破坏可发生的位置有：(1)桩岩界面；(2)桩周围岩中；(3)桩体本身。     

基于桩–岩结构面特性的嵌岩桩荷载传递分析

 嵌岩桩的荷载传递特性主要取决于混凝土–岩石界面的剪切特性。基于桩–岩结构面剪胀及破坏机制,建立适于弱质岩石嵌岩桩侧摩阻力传递模型,求得破坏及弹性条件下桩侧摩阻力及桩身轴力的解析式,并由此推导出嵌岩桩的临界长度。基于所获得的解答,深入探讨桩侧摩阻力和桩身轴力随深度变化的分布规律,从理论上分析嵌岩桩桩径、桩–岩模量比、剪胀角对嵌岩桩荷载传递的影响,并提出有关设计建议。提出可近似考虑各因素综合影响系数h,可作为嵌岩桩承载性能的宏观控制指标。同等条件下,h值越大,嵌岩桩承载性能越好,能承受的极限荷载也越大。工程算例对比分析结果表明,理论计算与实测结果吻合较好,对嵌岩桩设计有一定参考价值。     

基于桩-岩结构面特性的嵌岩桩荷载传递分析

嵌岩桩的荷载传递特性主要取决于混凝土-岩石界面的剪切特性.基于桩-岩结构面剪胀及破坏机制,建立适于弱质岩石嵌岩桩侧摩阻力传递模型,求得破坏及弹性条件下桩侧摩阻力及桩身轴力的解析式,并由此推导出嵌岩桩的临界长度.基于所获得的解答,深入探讨桩侧摩阻力和桩身轴力随深度变化的分布规律,从理论上分析嵌岩桩桩径、桩-岩模量比、剪胀角对嵌岩桩荷载传递的影响,并提出有关设计建议.提出可近似考虑各因素综合影响系数η,可作为嵌岩桩承载性能的宏观控制指标.同等条件下,η值越大,嵌岩桩承载性能越好,能承受的极限荷载也越大.工程算例对比分析结果表明,理论计算与实测结果吻合较好,对嵌岩桩设计有一定参考价值.     

对嵌岩桩设计问题的讨论

嵌岩桩以其承载能力大、沉降小、受周围环境因素影响小等特点被广泛应用,但对其进行破坏试验需要消耗很大的财力物力,因此缺乏嵌岩桩的实测资料和试验数据.对嵌岩桩的受力特性认识不足,使得设计人员在进行嵌岩桩设计时盲目套用规范公式,设计保守,造成不必要的浪费.文章根据嵌岩桩的受力特性对其进行了分类,并归纳了3种嵌岩桩的承载力计算公式,根据嵌岩桩的类型选择合理的承载力计算公式.     

关于嵌岩桩竖向承载力计算方法的探讨

文中就我国目前常用的嵌岩桩计算规范方法进行了罗列与比较，从嵌岩桩的承载性状出发，就各规范公式的计算特点进行了评述和对比计算。指出以《建筑桩基技术规范》为代表的嵌岩桩计算模式，体现了嵌岩桩规范方法的最新研究成果和设计思想。     

基于桩侧阻力强化效应的嵌岩桩承载力计算

 根据常法向刚度条件下结构面剪切力学特性研究嵌岩桩的荷载传递机制。考虑桩–岩界面胶结作用,提出完整的嵌岩桩桩–岩界面剪切机制,即包括胶结破坏、滑动剪胀及剪切滑移3部分;根据桩–岩界面不同剪切阶段的力学特性,建立完整的桩–岩界面剪切本构方程。基于结构面剪切力学特性,从理论上分析嵌岩桩桩侧阻力强化效应的产生机制。研究结果表明,桩侧阻力增强效应在整个桩侧都有发生,但在桩端附近桩侧最为明显。在机制分析的基础上,提出考虑桩侧阻力强化效应的嵌岩桩竖向承载力理论计算方法,该法计算模式明显有别于传统桩基规范算法。工程算例对比分析结果表明,该方法计算值比桩基规范传统算法计算值更接近于现场实测静载试验结果。这一算法可为嵌岩桩设计与应用提供新的思路。     

高强度基岩上桥梁嵌岩桩嵌岩深度的确定方法

深入探讨了嵌岩桩的受力机制,对目前所采用的几种确定嵌岩桩嵌岩深度的方法进行了分析。针对这些方法在高强度基岩基础上确定嵌岩桩深度的不足,提出了基于桩身能力的确定方法。计算分析了各因素对嵌岩深度的影响,得到高强度基岩基础上桥梁嵌岩桩嵌岩深度的最大值。     

考虑软岩剪胀效应的嵌岩桩荷载传递机理分析

嵌岩桩在竖向荷载作用下,桩-岩结构面剪胀效应对侧阻力的发挥过程具有重要影响。首先,根据软岩中嵌岩桩桩-岩结构面的一种非平面剪切破坏模式,利用滑移线场法求解了发生剪切破坏时的荷载值及剪切位移值,建立了桩-岩结构面剪切函数,并通过现有的室内模型试验验证了该剪切函数的合理性。其次,基于桩-岩结构面剪切函数,建立了考虑软岩剪胀效应的嵌岩段桩身荷载传递方程,导得了嵌岩桩桩身荷载传递表达式。在此基础上,进一步分析探讨了桩-岩结构面粗糙度、岩石力学性质及桩-岩结构面法向刚度等因素对塑性阶段侧阻力分布的影响。最后以某实际工程为例,计算得到了桩身荷载传递曲线,并将其与实测曲线进行对比发现计算曲线与实测曲线吻合较好,验证了计算方法的适用性。     

软质岩石桩桩端岩石变形破坏机理的研究

本文从传统理论计算方法得到的桩端岩基承载力与实际试桩得到的承载力存在的差异出发，提出符合桩端岩石实际工作情况的破坏机理理论，并通过试验加以证实。     

三维分析与评价

许多重要工程的基础不得不设置在岩体斜面上，但是至今为止此类工程基础的分析理论以及设计方法并没有完全确立。基于一种考虑岩体的低抗拉强度特点的三维弹塑性有限元数值分析，对岩体斜面上设置的刚性桩基础的水平承载力进行了分析与评价，并与现场试验结果进行了比较分析。结果表明，用相对简单的三维有限元分析，可以较好地反映现场试验中所观测到的变形与破坏现象，是一种有效的评价方法。采用同样的方法，对桩到斜面项端距离以及斜面倾斜角度的变化所带来的对刚性桩基础水平承载力的影响，作了定量的分析与评价，其结果对斜面岩体上刚性桩基础的水平承载力的理论分析以及实际设计具有一定的参考价值。     

下伏空洞岩石地基极限承载力计算方法研究

针对岩溶区下伏空洞嵌岩桩桩端岩石地基极限承载力问题,进行了下伏空洞桩端岩石地基的破坏模式分析。基于Hoek-Brown强度准则剪应力形式,理论推导出不同顶板厚度下下伏空洞岩石地基及完整岩石地基极限承载力计算方法。当顶板厚度为1~3倍桩径时,采用极限分析上限原理推导了冲切破坏模式下泛函形式的下伏空洞岩石地基极限承载力表达式。运用变分原理得到冲切破坏线方程,进一步利用偏导求得了下伏空洞岩石地基极限承载力计算公式。当顶板厚度大于5倍桩径时,采用特征线法推导出塑性破坏模式下完整岩石地基极限承载力计算公式。当顶板厚度为4倍桩径时,利用完整岩石地基极限承载力与承载比理论,采用S型生长曲线拟合出冲切剪压复合破坏模式下的极限承载力值。通过与1~5倍厚径比条件下的下伏空洞岩石地基极限承载力室内模型试验结果对比,计算值与实验所得数据吻合良好。     

广州地区嵌岩灌注桩设计问题研究

嵌岩灌注桩在我国高层建筑设计中愈来愈多地被应用。由于特定的地质地貌背景，目前广州及珠江三角洲的高层建筑的基础普遍采用钻（挖）孔嵌岩灌注桩，从理论到工程实践对广州地区嵌岩灌注桩设计中承载力计算问题进行了较为详尽的探讨。     

高层建筑基础岩石桩井爆破设计与施工

由于高层建筑基础岩石桩井施工条件的特殊性,具有普通城市控爆所没有的特殊性,本文介绍了基础桩井岩石开挖施工时的爆破参数的技术设计、爆破器材选择、施工组织和安全技术措施.     

青岛市S212公路典型岩石滑坡治理工程实例分析

 对青岛市S212公路上石老人观光园段岩石滑坡的基本特征及其成因进行分析,根据该岩石滑坡的特征及治理工程的要求,在治理工程中采用了一种新型复合抗滑桩结构。该复合抗滑结构由普通抗滑桩和微型钻孔钢管组合桩共同构成,即在滑体等易开挖的强风化岩层中采用普通抗滑桩,而在嵌固段等不易开挖的中～微风化岩层中采用微型钻孔钢管组合桩。该复合抗滑结构将普通抗滑桩和微型钻孔钢管组合桩结合为一个有机整体,施工安全方便,同时又具有较大的刚度,特别适合类似岩石滑坡的治理。实践证明该岩石滑坡的治理效果较好,这种新型复合抗滑桩结构的应用为今后类似岩石滑坡工程的治理提供了成功的范例。     

石岛某商住楼嵌岩桩桩端持力层的检测分析

通过对人工挖孔嵌岩桩桩端持力层的检测,介绍了岩基静载试验和钻芯法在测试中的应用和对人工挖孔嵌岩桩承载力的评价方法。     

磊口大桥岩面倾斜原因及稳定嵌岩深度探讨

分析了磊口大桥岩面倾斜的原因,指出倾斜基岩上的嵌岩桩除应满足桩身的强度要求外,还应充分考虑持力层坡面的稳定性;提出改进后的简化计算公式,供设计和施工参考。     

人工挖孔桩工程技术中的若干问题探讨

本文简要地分析了人工挖孔桩的承载机理,结合岩石的力学性状和规范的有关规定,对当前桩基工程的勘测设计存在的几个问题进行探讨,提出对进入中微风化的嵌岩灌注桩在设计扩大头和增加嵌岩深度上不宜过大,否则不仅无助于提高桩基承载力,而且给造价和工期造成一定的浪费。