开口与闭口管桩连续贯入机理的可视化模型试验研究

静压管桩连续贯入的动力响应不仅会引起土体的局部大变形,还会改变桩周土体的有效应力状态,从而影响自身的贯入阻力以及桩基承载力时效。现有研究更多关注的是沉桩后的承载变化,对于沉桩过程贯入机理的认识仍相对不足。为此,克服传统全模型试验不可视的局限,通过透明土可视化物理模型试验开展了开口与闭口管桩静压沉桩连续贯入全过程的对比试验,获得了开口与闭口管桩相同沉桩条件下的桩周土体的位移场。系统研究了两种形式下全时空域的桩周土体扰动变化规律及承载特性的发挥,并讨论了开口与闭口管桩贯入机理的差异性。试验结果表明：由于土塞效应渐进调动的原因导致开口与闭口管桩的挤土效应发挥机理存在较大差异,闭口管桩连续贯入引起的位移矢量场的模式主要以桩端放射状挤压土体运动为主,而开口管桩的位移矢量场则表现为管桩内部竖向位移最大、桩身两侧的扰动变形较小;贯入初期,开口管桩所调动的贯入阻力远小于闭口管桩,随着土塞程度的增大,土塞效应引起的开口管桩的土塞端阻对于总贯入阻力的贡献占比逐渐增大。     

预应力管桩施工中的几个问题

介绍了锤击沉桩的桩锤选择方法,静压桩施工时静压力与单桩承载力的区别和联系、挤土效应及防治措施、时间效应及承载力检验的休止时间以及基坑开挖等预应力管桩施工时应注意的问题.     

沉桩挤土效应对输水管道的影响与对策

近来在供水管道附近进行PHC桩沉桩施工时有进行,并因沉桩挤土效应造成管道破坏,出现了一些供水安全事故,造成巨大经济损失.该文通过工程实例,分析了PHC桩沉桩中的挤土效应对输水管道的影响,并提出对策,建议在沉桩前对供水管道进行防护,以确保供水安全.     

基于太沙基极限承载力理论的管桩土塞高度计算方法

为分析开口管桩沉桩过程中产生的土塞效应,首先从土塞的形成过程和作用机理出发,建立了土塞单元体的受力平衡方程,得出了垂直向总荷载的表达式;其次,将土塞视为"桩中桩",基于太沙基桩端极限承载力理论,得出"桩中桩"桩端极限承载力的表达式,从而导得管桩在沉桩过程中土塞高度的表达式;最后,将本文理论计算结果与工程实例进行对比分析,并进一步分析了径厚比、土的黏聚力以及桩土表面粗糙度对管桩沉桩过程中形成的土塞高度的影响,得出结论:同一入土深度,土塞高度随着径厚比增大而增大,随着桩土表面粗糙度的增加而减小,而土的黏聚力对土塞高度的影响不大.结果表明本文计算方法是基本可行的,对开口管桩沉桩过程中土塞高度的预测计算具有一定的参考价值.     

软土地基静压管桩挤土效应及其防治措施

静压管桩在沉桩过程中产生的挤土效应十分明显。本文从设计和施工两方面提出了防治或减轻压桩挤土效应的一些有效实用的措施。     

成层地基中静压单桩挤土效应试验

采用室内模型试验研究了成层地基中静压桩沉桩过程,对模型桩整个沉桩过程中的挤土效应进行了分析研究。通过模型试验对在均质不同软硬地基中静力压入单桩过程产生的位移场进行了比较分析,获得了浅层土体、桩身周围、桩端处土体不同的位移变化模式,并揭示了桩周不同位置特别是软硬土层交界处土体位移随水平和深度方向的变化规律。试验结果表明,均质地基挤土位移的最大值与压桩深度存在滞后效应;对于成层地基,最大径向、竖向位移均出现在软硬土层交界面处,由于软硬土层力学性质的差异,土体位移主要表现为,软层处位移变大,硬层处位移变小。试验获得的结果便于进一步明确静压桩沉桩过程中挤土效应的内在机理,对预估沉桩的施工影响和指导沉桩设计都具有现实意义。     

考虑土塞效应的开口管桩承载力CPTU计算方法

为了完善考虑土塞效应的开口管桩承载力计算方法,采用孔压静力触探(CPTU)技术与静载试验对崇启大桥北岸接线工程中的预应力高强度混凝土开口管桩(PHC)场地进行了现场测试.基于CPTU测试数据,结合锥尖阻力与桩端阻力的相关性关系,提出了一种开口管桩承载力的CPTU计算新方法.结果表明:当沉桩深度小于15 m时,土塞增长率随桩深增加呈线性下降的趋势.下卧层为硬土层,当沉桩深度由20 m增加到25 m时,土塞增长率从0逐渐增长到10%.管壁环面端阻计算值与CPTU测试结果的比值稳定为0.68.基于所提方法计算的管桩承载力与静载试验结果平均误差仅为4.5%,远低于国内其他规范法的计算结果,计算精度较高,值得在桩基工程中推广使用.     

开口管桩挤土效应的源-汇理论分析及透明土试验对比研究

传统的圆孔扩张理论均基于无限土体推导,未考虑地表无约束的边界条件;且不适用于沉桩挤土效应这一半无限土体问题.采用考虑中间主应力的统一强度理论,对无限土体中的球孔扩张问题进行弹塑性分析;并结合源-汇理论,将管桩贯入视为竖向分布的数个球孔扩张的叠加,给出了半无限土体中开口管桩沉桩挤土效应的模拟计算方法;最后与透明土模型试验进行对比.结果表明:不考虑中间主应力会高估土体弹塑区交界处应力和塑性区半径,最大可相差26%和36%;土体剪胀特性对塑性区扩孔应力以及环向应变影响较大;不考虑管桩内腔土塞的存在会低估沉桩挤土效应.     

挤土桩对周围环境的影响及防治对策

在软土地基中进行挤土桩施工所产生的挤土效应对周围环境会产生相当严重的影响,由于问题的复杂性,至今仍然没有获得满意的结果.文章在对挤土桩的贯入挤土机理分析的基础上,阐述了挤土桩施工可能产生的危害,探讨了减小挤土效应危害的对策.     

红粘土地质管桩复压前后现场试验及上浮机理

为研究管桩的承载特性及上浮问题,以红粘土地质的静压PHC管桩上浮工程为案例,对复压前后的PHC管桩分别进行现场静载试验,分析管桩在复压前后的承载力及沉降随时间变化规律,提出红粘土地质管桩的上浮机理。结果表明:上浮管桩的静载试验的荷载—位移曲线呈现明显的"陡降型"特征,卸荷回弹率仅为5.9%。复压后管桩的荷载—位移曲线符合"缓变型"特征,卸载回弹率达23%以上,远大于复压前数值。管桩上浮是主要由于大量密集的管桩沉桩施工引起显著的挤土效应,发生向上的桩土位移,而红粘土层的超孔隙水压使管桩承受了较大水头压力亦引发了管桩的上浮趋势。     

预制自排水桩的抗挤土机理分析

基于抗挤土效应,提出了预制自排水桩的设计思想,采用土体固结理论,研究了预制沉桩过程中桩周土体超孔隙水压力的消散速度,分析了预制自排水桩的沉桩排水效果,并通过工程实例和现场测试进行比较分析和验证。结果表明,预制自排水桩具有较好的排水效果,可以起到消散桩周土超孔隙水压力的效果,从而抑制沉桩挤土效应。     

深松软地基条件下工程桩事故分析及对策

分析了上海地区深松软地基条件下,某工程预应力高强度混凝土（PHC）管桩和预制方桩施工的事故情况,对场地的地质条件、预制桩工程特性、沉桩工艺及基坑开挖等影响因素进行了系统分析,剖析了其事故产生的原因,并提出了针对性的加固处理技术措施.     

银川绕城高速非典型软弱土路基处治方法与效果监测

结合银川绕城高速西北段非典型软弱土路基处治工程,利用现场监测的方法对非典型软弱土路基的处治措施及沉降规律进行了研究.结果表明:该软弱土压缩性较高、承载力低、渗透性差,路堤施工前必须对其进行预处理;换填砂砾垫层、袋装砂井等载预压、挤密碎石桩是处治该种软弱土路基的有效措施;该软弱路基处理设计合理、施工得当,其经验可供同类工程参考和借鉴.     

考虑土体初始应力下的散体桩承载力研究

基于Vesic柱孔扩张理论,推导出考虑土体在初始应力状态下的散体桩单桩极限承载力的计算公式,并分析了散体桩挤土塑性区半径的主要影响因素．同时结合工程实例,比较分析了现场试验与理论计算的桩承载力结果,结果表明,考虑土体初始应力状态下的散体桩极限承载力的计算结果与实际相比误差较小,可在实际工程中参考应用．     

考虑挤土效应的桩基承载力分析

考虑了沉桩挤土效就引起的桩周土体的应力和孔隙比的变化及其对土体非线性性质的影响，修正了现有的荷载传递函数，编制了计算程序，并对一试桩资料进行计算分析，计算结果与试验结果吻合较好。     

灰土挤密桩有效消除地基湿陷性设计实例

结合具体工程实例,根据对地质条件的分析,介绍了灰土挤密桩的设计方法,实验证明,该工程灰土挤密桩在提高地基承载力的同时有效消除了地基土的湿陷性,达到了国家规范要求,值得推广。     

挤密砂桩在公路软基处理中的应用——以韩江平原地区为例

以韩江平原地区为例，介绍了大头型活瓣桩尖振动挤密砂桩施工方法，该方法具有桩体密度大、充盈系数高、加固效果显著以及工期短的特点。通过振冲加固，土层地震液化现象得以消除，对地基土起置换作用、竖向排水作用和挤密作用，使地基强度得到提高，改善地基的整体稳定性，并且均匀化，变形较小，能满足公路通车荷载的要求，节约投资。     

FBG传感器在PHC管桩水平载荷试验中的应用

介绍了FBG传感器的优点,并说明了FBG传感器在PHC管桩中的安装工艺.结合实际工程,依据PHC管桩水平静载荷试验的监测结果,分析了PHC管桩桩身内力与变形的分布规律:在地面处,桩身弯矩接近于零,随着深度的增加,桩身弯矩呈现先增加后减小的趋势,其最大值在地面以下(1/12~1/6)桩长范围内发生,其弯曲变形主要发生在桩体上部1/3桩长范围,而距地面1/3桩长以下桩体几乎不发生弯曲变形;桩身挠度随深度的增加逐渐减小,最终减至零;水平荷载对桩身弯矩及挠度均有显著的影响.通过实验数据与理论计算结果的对比,可知FBG传感器测试数据精确、可靠,可较好的应用于PHC管桩的水平静载荷试验.     

沉桩挤土作用的有限元分析

进行了沉桩挤土效应的有限元计算，考虑到桩周土体由于桩桩贯入引起的挤土效应，选和了修正剑桥模型作为土体本构模型，通过相应的试验，拟合出挤土作用对土作用土体初始弹性模量影响的计算公式，确定了土体本构模型和其他相关的计算分析参数，对2个试验进行了分析计算，结果表明，考虑土体的塑性性质和桩体贯入过程的挤土效应对分析桩周土体的应力和变形是必要的。