基于BOTDA光纤传感技术的螺旋挤土灌注桩承载特性现场试验

为了研究螺旋挤土灌注桩(SDS桩)的荷载传递规律及承载特性,将基于布里渊光时域分析(BOTDA)原理的光纤传感技术用于螺旋挤土灌注桩桩基检测,在某工地进行现场试验,测得试桩加载过程中的桩身应变,进而得出桩身轴力、桩侧摩阻力及桩端阻力,并与同一场地内长螺旋灌注桩(CFA桩)的测试结果进行对比分析。研究结果表明:分布式光纤测量可以方便地获取桩体的荷载传递规律;同一桩顶荷载等级下,SDS桩桩端阻力比CFA桩的小,达到极限荷载时,桩端阻力约占总荷载的8%,设计时SDS桩可按摩擦桩或端承摩擦桩考虑;相同桩体参数和地层条件下,与CFA桩相比,SDS桩的极限承载力提高了约67%,相同桩顶荷载作用下,桩体沉降也比CFA桩的小;SDS桩成桩过程中通过桩周土体的物理挤密和应力状态的改变促进了侧摩阻力的大幅提高,从而承载力得到显著提升。     

螺旋挤土桩钻头优化分析

短螺旋挤土灌注桩以其承载力高、施工速度快、对施工场地无污染等特征,在欧美日等多国得到了广泛应用。首先基于通用非线性有限元软件ADINA,对螺旋挤土桩钻头进行钻进成孔过程的三维有限元建模,研究钻头型式、螺距、土体等参数在同等条件下对钻机动力头输出扭矩的影响。然后通过模型钻头的钻进成孔模拟试验对螺旋挤土桩钻头进一步分析,以期得到所需成孔扭矩最小的优化钻头。最后经过短螺旋挤土灌注桩的现场成孔试验验证了数值仿真和模型试验结果的正确性。所得结论为螺旋挤土桩钻头的优化设计提供依据。     

应用圆柱孔扩张理论对PHC管桩承载特性的研究

应用圆柱孔扩张理论对合肥滨湖新区某工程PHC管桩的承载特性进行数值分析,计算结果与静载试验吻合较好,桩侧摩阻力分布呈"三峰态"曲线,挤土后的桩侧摩阻力极限值比勘察报告推荐值大25%,挤压后的硬塑粘土层的极限桩端阻力比规范值高46.0%~59.3%,从而得出了合肥地区挤土PHC管桩桩身侧摩阻力与桩端阻力勘察设计取值偏低的结论。     

钻孔灌注桩单桩竖向极限承载力的确定

一、钻孔灌注桩的特点钻孔灌注桩是非挤土桩。在非基岩持力层中的钻孔灌注桩有两个特点:第一,在成孔过程中由于孔壁侧向应力解除,出现侧向松弛变形,其孔壁土的松弛效应导致土体强度削弱,桩侧阻力随之降低;第二,在成桩过程中,由于桩端土不产生挤密,且孔底留有少量沉渣及回落土,其虚土虽经混凝土浇灌时的冲击挤压,仍有一定的压缩性,而这种压缩性必然较打入桩为大。由于这两个特点,导致其垂直承载力受到地基变形的控制,其标志为沉降量。因此,如果压桩试验和确定单桩极限承载力不考虑钻孔灌注桩的特点,仍然沿用预制打入桩的那套方法,就不能客观…     

桩端后注浆灌注桩竖向承载性能的数值分析

采用数值方法建立了桩端后注浆灌注桩桩土体系分析模型,并对某工程注浆前后的钻孔灌注桩的承载性能进行了数值模拟,结果计算值与实测值较吻合,验证了该方法的有效性.按照该模型模拟单桩静载试验,对均质土层中的后注浆钻孔灌注桩的承载性能进行了模拟分析,结果表明:注浆量以及注浆体强度对承载力的影响存在一定范围;桩长的变化也影响注浆量对承载力的贡献;桩侧翻浆高度以及桩侧摩阻力提高对承载力影响显著;承载力随着桩侧翻浆高度和侧摩阻力的提高而线性增加.     

旋喷加固灌注桩竖向抗压承载性能试验研究

城市建筑改造和修复工程发展迅速,钻孔灌注桩和地基处理的联合应用能有效地解决施工条件限制和承载力的要求,提高经济效益和工程效率.目前二者联合应用的实例和研究相对较少.通过现场试验,对高压旋喷地基处理前后相同规格的钻孔灌注桩进行荷载试验,对比分析旋喷处理前后灌注桩的荷载-沉降曲线、极限承载力及桩侧摩阻力分布等规律.结果表明,旋喷加固前后灌注桩竖向荷载传递规律相似;旋喷加固后灌注桩的竖向极限承载力提高,相同荷载下沉降降低;高压旋喷提高了土体侧摩阻力,旋喷对浅层土的加固效果高于深层土,对粉土侧摩阻力的提高效果要高于黏性土.     

新型扩挤支盘桩竖向承载特征FLAC~(3D)数值分析

针对新型扩挤支盘混凝土灌注桩的竖向承载力、沉降、桩侧摩阻力等竖向承载特性及桩身荷载传递规律的问题进行了数值模拟研究。研究表明:相对于等截面桩,扩挤多支盘混凝土灌注桩具有承载力高、沉降量小的特性,支盘桩的极限承载力相较等截面桩竖向承载力提高了100%,沉降量大幅减小,两者最大沉降差可达19.781mm。桩身轴力在支盘处变化突出,支盘分担竖向力效果显著;适当增加支盘的个数可以大幅减小桩底荷载,减缓桩侧摩阻力的增加速度。     

钻孔灌注桩后压浆技术效果的机理分析

钻孔灌注桩后压浆技术，使水泥浆液在高压下渗透、充填和挤密，与沉渣、泥皮、桩周和桩端土体发生物理化学固结，增大了土体和桩端的强度，改变了桩的受力类型，提高了桩侧摩阻力和端阻力，从而提高了单桩的承载力。     

基于光纤技术和有限元计算的灌注桩承载特性

为了掌握灌注桩的承载力及桩身受力分布和传递规律,本文开展了灌注桩现场静载试验,并使用光纤传感器对灌注桩桩身变形进行了测试,获得了桩身应变信息。采用有限元软件ABAQUS,开展了灌注桩承载特性数值模拟研究。结果表明,静载试验得到的桩基Q-S曲线和数值模拟测得的桩基Q-S曲线基本一致;光纤传感器所得结果显示桩身轴力在桩头处是最大的,随着桩长增加而逐渐递减,整体变化规律与数值模拟结果规律一致;灌注桩实测桩身侧摩阻力沿桩长变化规律与数值模拟得到的受力分布和传递基本一致,验证了有限元计算模型中选取的参数是合理的。考虑了桩长、桩径和桩土界面摩擦系数对桩基Q-S曲线、桩身轴力分布和侧摩阻力分布的影响,桩径和桩土界面摩擦系数对桩基的Q-S曲线、桩身轴力分布和侧摩阻力分布的影响很大,而桩长的影响较小。     

广东地区超长旋挖灌注桩桩端注浆试验

目的分析常规桩和注浆桩的荷载传递特性,对比常规桩和注浆桩在不同桩顶位移下承载力的提高幅度,提出了设计大直径超长单桩极限承载力的建议方法,并验证其适用性.方法通过广东某大桥大直径超长旋挖灌注桩桩端注浆现场试验得出荷载-沉降曲线,根据预埋的应力计测出桩身侧摩阻力值,通过计算得到桩身轴力、桩土相对位移以及桩端位移.结果注浆桩S2的桩端阻力比常规桩S1发挥较早,浆液技术更有利于侧阻和端阻的同步发挥;注浆桩总承载力、侧摩阻力和端阻力提高系数随桩顶位移呈先增大后减小趋势,总承载力和侧摩阻力的提高系数变化平稳,增加速率远远小于端阻力.结论桩端注浆不仅有利于端阻的发挥,还有效减小了桩顶沉降,从而提高单桩极限承载力;常规桩下部土层侧摩阻力和端阻力未达到极限,建议计算时乘以折减系数;桩端注浆桩桩端附近土层的侧摩阻力和桩端阻力均乘一定的增大系数.     

人工挖孔扩底桩轴向静载荷试验研究

依据河南济源人工挖孔扩底桩现场载荷试验,分析了人工挖孔扩底桩桩侧摩阻力、桩端阻力的发挥特征及其荷载-沉降规律,研究了桩侧阻力和桩端阻力随荷载增加的变化规律以及扩大端临空面对桩侧摩阻力的影响。试验结果表明:在坚实土层中选用扩底桩可有效提高单桩承载能力;桩侧摩阻力的作用不容忽视;承载力计算时应考虑护壁的厚度。     

层状地基中单桩荷载传递规律

对桩侧土和桩端土分别采用三折线荷载传递软化和三折线全塑性荷载传递模型,基于传递矩阵法,利用土力学及弹性理论导出了一套完整的确定层状土中桩顶荷载 沉降关系的解析算式.研究结果表明:对于置于淤泥、粘土、粉土、砂质粘土、残积土的人工挖孔桩,当桩土相对位移达3～7mm时,桩侧摩阻力达到极限状态,此时,桩侧摩阻力约占桩顶荷载的40%～50%;随着荷载的进一步增大,桩侧摩阻力减小,当桩土相对位移约为20mm时,桩侧摩阻力几乎全部丧失.同时,利用在某地区得到的桩侧摩阻力及深井试验测得的土工计算参数,运用该算法对某工程试桩进行了计算对比,其计算值与实测值吻合.     

不同成桩工艺对后压浆灌注桩承载特性影响的试验研究

为研究不同成桩工艺对后压浆灌注桩承载特性的影响,基于石首长江公路大桥工程开展了1根回旋钻孔灌注桩和1根旋挖钻孔灌注桩的压浆前、后静载试验,对比分析了未压浆灌注桩与后压浆灌注桩的承载变形性能,探讨了后压浆对不同成桩工艺的灌注桩侧摩阻力和端阻力增强作用效果的影响,进而揭示了不同荷载水平下不同成桩工艺的后压浆灌注桩受力性状的差异.结果表明,组合后压浆能显著提升不同成桩工艺的灌注桩承载变形性能,且后压浆回旋钻孔灌注桩表现出的承载特性要优于后压浆旋挖钻孔灌注桩;不同成桩工艺不仅会影响后压浆灌注桩侧摩阻力与端阻力发挥特性,还会对灌注桩压浆过程中的浆液压力和压浆水泥用量造成影响,致使后压浆的加固作用效果不同,不同成桩工艺的后压浆灌注桩表现出不同的承载特性.     

风化岩地基大直径长螺旋钻孔灌注桩承载性状试验研究

基于风化岩基中3根大直径长螺旋钻孔灌注桩的单桩竖向抗压静载荷试验以及桩身应力测试结果,探讨大直径嵌岩灌注桩承载机制与变形特性。研究结果表明:3根试桩的荷载(Q)-位移(s)曲线呈缓变-陡降型,桩顶沉降较大,均超过80 mm,单桩竖向极限承载力均未达到设计要求;桩顶残余沉降量达92.0%～95.1%,桩顶回弹率达4.9%～8.0%,桩的弹性工作性状不明显,表现出端承摩擦桩的特性;在本试验条件下,桩侧极限摩阻力与JGJ94—2008"建筑桩基技术规范"推荐值相比,桩侧极限摩阻力在松散的粉细砂、稍密的中粗砂、可塑—硬塑的黏性土、全风化硬岩以及强风化硬岩中有所降低,仅在稍密—中密、中密状态的中粗砂有所提高,且提高幅度较大,因此,在类似岩土层中要慎用长螺旋钻孔灌注桩;3根桩的桩侧尺寸效应系数与JGJ 94—2008"建筑桩基技术规范"推荐值相比,在嵌岩段降低17.0%～74.0%,在非嵌岩段中,砂土、碎石类土中提高20.0%～126.0%,而在黏性土中降低7.0%～43.0%。     

涂层对钢管桩身侧摩阻力影响的数值分析

工程中常采用涂层法来消除桩侧负摩阻力问题.为充分认识堆载作用下涂层桩的工作性状,分别建立地表堆载下钢管涂层单桩-土及钢管非涂层单桩-土模型;用有限元单元法对比分析了堆载时钢管涂层桩及钢管非涂层桩工作性状的异同,研究了涂层种类、涂层分布范围对钢管单桩桩身侧摩阻力的影响.发现桩侧加涂层可显著降低桩身侧摩阻力,涂层摩擦系数越小减摩效果越明显,不同种类的涂层其减摩效果相差近10%;仅负摩阻力区布满涂层时减摩效果最佳,用涂层法削弱桩侧负摩阻力时,必须严控涂层施加区域.研究成果对实际工程中涂层法的施工乃至桩基负摩阻力问题的消除、整个桩基工程的安全有重要意义.     

大直径超长钻孔灌注桩桩端后压浆机理探讨

在分析大直径超长灌注桩实时应力监测资料的基础上,从力学机理入手分析桩端后压浆对基桩承载特性的影响.分析结果表明:桩端后压浆主要通过渗透固结、挤密充填等作用,改善桩端及桩周地层土的物理力学性质,消除桩端虚土对承载力的影响效果明显;由于扩底和劈裂泥皮作用,基桩桩端承载面积及桩体的有效长度与侧摩阻力均得到明显的提高.     

后压浆技术对桩基承载力的影响

根据桩基现场原位试验，分析研究了后压浆技术对钻孔灌注桩承载力性状的影响。试验结果表明；浆液的作用消除了桩端沉渣和桩侧泥皮的影响，使土体固结，强度增大，改善了柱的传递性能，使桩侧摩阻力增加，轴力衰减速度加快；桩侧极限摩阻力提高50％以上，达到桩侧极限摩阻力时的沉降增大6倍以上，为桩端阻力的发挥提供了更大沉降距离；相同沉降量下后压浆桩桩端阻力提高幅度较大；浆液对桩侧阻力及桩端阻力综合影响提高了桩的极限承载力。     

浅谈静压预应力混凝土管桩在高层住宅工程中的应用

在桩基础施工中,锤击沉管灌注桩及锤击预制桩应用非常广泛,但随着社会的进步和人们对居住环境质量要求的提高,这种施工技术所暴露出来的问题也越来越不能为人们接受。液压静压桩就是通过液压静压桩机,利用其本身的重量（包括配重）作为反作用力,克服压桩过程中,桩周土侧壁摩阻力和桩端土的阻力,将桩徐徐压入土中。液压静压桩属于挤土桩。桩在压入过程中对周围土体进行排挤,使地基的侧向应力增加,从而导致土的密度的增加。它的挤土效应取决于桩截面的几何形状和压桩力。对同样截面的桩截面来说,静压桩的挤土效应小于打入桩。     

后压浆灌注桩承载力作用机理研究

后压浆灌注桩是在普通灌注桩基础上发展起来的一种新型桩.它是在钻孔、挖孔或冲孔等各种形式的灌注桩成桩之后,通过埋设在桩身中的注浆管,将能够固化的浆液(如纯水泥浆、水泥砂浆、掺加外加剂的水泥浆、化学浆液等)均匀地注入桩身侧面或桩端底层,改变了桩端、桩侧附近土体的物理力学性质,使桩端阻力和桩侧摩阻力得到不同程度的提高,桩的沉降得以减小,桩的承载能力明显提高.     

灌注桩桩端后压浆效果的室内模型试验

通过室内模型试验,对桩端后压浆灌注桩进行静载试验以及开挖观察,探讨了加固体的性状以及压浆参数对单桩承载力特性的影响,分析了灌注桩荷载传递特点和桩端阻、侧阻随荷载增加的变化趋势。经试验发现：压浆量、压浆压力以及岩土的可灌性是影响加固体性状的主要因素;浆液上返与桩周土作用形成的复合桩身形式对桩侧摩阻力影响较大,桩侧扩径效果明显处其侧摩阻力提高幅度大;桩端后压浆改变灌注桩承载力特性,常规桩表现出摩擦型端承桩性质,桩端压浆后表现出端承桩特性。