黄土地区两种成孔工艺钻孔灌注长桩承载力性状对比研究

旋挖钻孔灌注桩和泥浆护壁钻孔灌注桩是近年来黄土地基中广泛使用的桩基形式。本文通过黄土地基中旋挖钻孔灌注长桩和泥浆护壁钻孔灌注长桩静栽荷试验和桩身应力的测试，分析了黄土地基中两种成孔工艺钻孔灌注长桩桩身轴力的传递规律、桩侧阻力及桩端阻力的发挥性状，探讨了两种成孔工艺对钻孔灌注长桩承载力的影响。     

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。     

泥岩地基钻孔灌注桩承载力试验评价

依据某高速公路桥梁工程3根钻孔灌注桩的单桩竖向抗压静载试验,以及桩身轴力传递和桩侧阻力的测试,对其静载试验Q-S曲线的特性、桩身轴力传递机理、桩侧阻力和桩端承力发挥性状的分析,探讨了钻孔方法、泥浆循环等施工因素对钻孔灌注桩的工程性状的影响,揭示了泥岩地基中钻孔灌注桩的承载力特性和破坏机理模式。     

泥岩地基中钻孔灌注桩承载力特性试验研究

依据某工程3根钻孔灌注桩的单桩竖向抗压静载试验,通过对其静载试验Q～s曲线的特性、桩身轴力传递机理、桩侧阻力发挥性状和桩端阻力发挥性状的分析,探讨了钻成孔方法、泥浆循环等施工因素对钻孔灌注桩工程性状的影响,揭示了泥岩地基中钻孔灌注桩的承载力特性和破坏机理模式.     

基于光纤光栅传感技术的敞口混凝土管桩应力测试现场试验

基于4根足尺敞口混凝土管桩现场试验,在桩身刻槽预埋串联式的光纤光栅(FBG)传感器,成功地将准分布式FBG传感技术应用在贯入过程中桩身轴力的测试,研究了敞口混凝土管桩稳态贯入过程中桩端阻力和桩侧摩阻力的变化规律。试验表明:FBG传感技术能够准确分离桩端阻力和桩侧摩阻力,测试效果较为理想。桩端阻力和桩侧总摩阻力沿深度变化曲线反映土层的工程性质,桩端阻力受土层变化影响明显,硬质土层界面处桩端阻力平均增幅78. 5%;桩侧摩阻力进入圆砾层时出现峰值,平均增长幅度为20. 2%。桩端位于非硬质土层,桩端阻力、桩侧摩阻力变化不明显。贯入过程中桩身轴力变化曲线表明桩身下部侧摩阻力明显大于上部侧摩阻力。     

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。     

基于光纤光栅传感技术敞口混凝土管桩应力测试现场试验

基于4根足尺敞口混凝土管桩现场试验,在桩身刻槽预埋串联式的FBG传感器,成功地将准分布式FBG传感技术应用在贯入过程中桩身轴力的测试,研究了敞口混凝土管桩稳态贯入过程中桩端阻力和桩侧摩阻力的变化规律。试验表明：FBG传感技术能够准确分离桩端阻力和桩侧摩阻力,测试效果较为理想。桩端阻力和桩侧总摩阻力沿深度变化曲线反映土层的工程性质,桩端阻力受土层变化影响明显,硬质土层界面处桩端阻力平均增幅78.5%;桩侧摩阻力进入圆砾层时出现峰值,平均增长幅度为20.2%。桩端位于非硬质土层,桩端阻力、桩侧摩阻力变化不明显。贯入过程中桩身轴力变化曲线表明桩身下部侧摩阻力明显大于上部侧摩阻力。     

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。     

钻孔灌注桩荷载传递机理试验研究

通过桩基静载试验实测数据,分析了桩身轴力的荷载传递机理.结果表明:桩顶荷载主要通过桩侧摩阻力逐渐向下传递,具有明显的摩擦桩特点,桩侧摩阻力所占比重较大,而桩端阻力所占比重较小;桩底沉渣厚度显著影响桩顶沉降量与极限承载力.     

现浇X形混凝土桩模型试验

为了对X形混凝土桩荷载传递机理有更深入的认识,以自行研发的大型土工试验模型槽为依托,进行了X形混凝土桩、同外包直径圆形桩的静载荷对比试验.利用埋设在X形混凝土桩中的监测仪器对桩身轴力、桩端阻力以及桩体沉降等进行了直接量测,分析比较了在桩顶竖向荷载作用下X形混凝土桩与同外包直径圆形桩的荷载-沉降曲线、侧阻力及端阻力的发挥、桩身侧阻力的分布等.试验结果表明:X形混凝土桩中出现了类似于H形桩的"半封闭土塞"及X形混凝土桩的桩端阻力承载力系数小于圆形桩的情况,体现了X形混凝土桩截面形状的影响.     

不同桩侧粗糙度下桩侧阻力分析

为了探讨桩侧的粗糙程度对桩侧阻力的影响,以嵌岩桩为例,通过室内模型试验和数值模拟分析对该问题进行了研究.结果表明桩侧孔壁粗糙程度直接影响着桩侧阻力的大小和分布,也影响着桩侧阻力的发展进程.认识到:当桩侧从光滑到具有一定粗糙度时,桩侧阻力有很大幅度的增长,但随着粗糙度的进一步提高,桩侧阻力提高的幅度将减小.施工时可通过一定的技术方法增加孔壁的粗糙度,从而提高钻孔灌注桩的承载力.     

软硬互层地层条件下灌注桩承载力特性研究

正确认识灌注桩的承载力特性是建筑桩基设计中需要解决的关键问题。文章以贵州省贵阳市南明区某项目为例，通过现场桩竖向抗压静载试验对软硬互层地层条件下灌注桩承载力特性进行研究。结果表明：软硬互层地层条件下灌注桩入岩深度在0～4.5 m范围内时，在承载力极限状态下，灌注桩桩顶竖向荷载主要由桩端阻力承受，侧阻力次之，单桩承载力极限值随着灌注桩入岩深度的增加而增加。通过研究得出的相关结论，可为相关工程实践提供有益的参考。     

高层办公楼的桩端桩侧复式后注浆灌注桩比较分析

以位于福建省厦门市湖滨南路328号地块的高层超限办公楼基础工程为研究对象,结合工程现场的地质条件等复杂情况,从可行性方面选择机械成孔混凝土灌注桩的嵌岩桩基础、后注浆非嵌岩桩基础、复合桩筏基础和可控刚度桩筏基础4种形式,从基础造价估算、施工技术、施工周期等方面进行全面分析、对比、论证基础选型后,采用后注浆灌注桩方案.通过5根试验桩,在桩径和桩长相同的情况下,对比不注浆和桩端桩侧复式后注浆的单桩抗压静载荷试验结果.结果表明:桩端桩侧后注浆旋挖灌注桩方案的施工技术安全可行、节省造价、缩短工期,并得到试验桩的后注浆侧阻力增强系数β_si的实测值.     

大直径超长混凝土灌注桩受力特性试验研究

选取郑州市某32层高218.5 m建筑物的3根大直径超长灌注桩进行静载荷试验,并对桩的荷载与沉降的关系及桩身应力测试结果进行了分析.结果表明,大直径超长灌注桩为纯摩擦桩,桩侧摩阻力大小取决于桩土相对位移大小和桩周土的种类、密实程度等因素,桩顶沉降主要来自于桩身压缩和压屈变形,无刚体位移,采取无限制增加桩长的方法很难达到提高桩基承载力的目的.     

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.     

劲扩复合桩竖向抗压承载特性对比试验

劲扩复合桩是在水泥土搅拌桩同心沉入刚性桩,通过水泥土或芯桩实现扩体,进而组合形成具有扩体形态和力学特性的一种新型复合桩型。本文针对劲扩复合桩,通过同直径多桩型进行现场单桩载荷试验对比,研究多种桩型Q-S曲线、桩身轴力分布以及桩身侧阻力特点,进而分析劲扩复合桩竖向承载能力和桩身侧阻力发挥特性。研究结果表明：劲扩复合桩的极限承载力是同直径钻孔灌注桩的1.39~1.69倍;劲扩复合桩Q-S曲线呈“缓降型”,表现出大直径桩的承载特性;劲扩复合桩侧阻力计算值与预制桩及灌注桩桩侧阻力经验值的比值平均值为1.54~2.50。     

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。     

刚度对超长桩承载性能影响的模型试验研究

对不同刚度超长桩模型静荷载试验结果进行分析,发现桩身承载力不仅与土体性质有关,而且桩身刚度对桩身承载性能具有明显的影响.增大桩身刚度对桩端阻力弹性和塑性极限影响较小,但对桩侧摩阻力影响较大.刚度较大的桩,其下部摩阻力明显增大,能够将荷载传递到较深的土层,增大了有效桩长,从而提高了桩身承载力,减小了桩顶沉降.因此,在超长桩基础设计时,选用刚度较大的桩身可提高桩的有效利用率.     

嵌岩灌注桩竖向荷载传递特性现场试验

为探讨不同桩径、不同桩长的旋挖成孔嵌岩灌注桩在不同荷载水平下的荷载传递规律,基于印尼某燃煤电站桩基工程,在6根嵌岩桩桩身安装钢筋应力计进行单桩竖向抗压静载试验。试验结果表明:6根试桩的荷载—位移(Q-s)曲线均为缓变型,没有明显的陡降段,桩顶沉降与桩顶荷载呈非线性关系,回弹率介于37.6%～70.9%之间,残余沉降较小,承载力较高,均满足设计要求;桩身轴力随深度逐渐衰减;随桩顶荷载增加,桩侧摩阻力发挥表现出异步性,最大荷载作用下嵌岩段侧摩阻力达到峰值,6根试桩在嵌岩段的最大侧摩阻力介于136.2～166.4 kPa之间;桩端阻力随荷载水平的增加逐渐增大,在最大荷载作用下,桩径为800 mm的试桩长径比介于19.38～20.13,其桩端阻力分担荷载介于54.8%～55.2%,表现出摩擦端承桩的特性;桩径为600 mm的试桩长径比介于42.17～44.67,其桩端阻力分担的荷载介于30.9%～32.6%,侧摩阻力发挥主要作用,表现出端承摩擦桩特性。试验结果对印尼地区嵌岩灌注桩的应用具有重要意义。     

桩端后注浆灌注桩桩基在软土Ⅳ类场地中优化设计

本工程通过12根后注浆桩端灌注桩静载试验,对同一根桩桩端注浆前后,单桩极限承载力估算值与实测值进行对比,试验结果表明：桩端后注浆可有效提高钻孔灌注桩的桩端承载力,以及桩底截面以上一定范围内的桩侧摩阻力,从而提高整桩承载力。设计在相同地区同一后注浆桩端持力层比选合理的桩长,能缩短施工周期、减少工程量、节约造价,取得了良好的经济效果。