桩基负摩阻力的设计探讨

在软弱地基上、湿陷性黄土地区或有地震液化土地区建造建筑物,采用桩基础,将可能产生负摩阻力,使桩身发生破坏或使地基屈服破坏。因而了解负摩阻力产生的机理、条件及影响因素,探讨单桩及群桩设计中负摩阻力计算的方法对于搞好桩基设计尤为重要,该文分析了桩基负摩阻力产生的原因,及相关规范条文的规定,并列举了计算实例,提出了在不同地质条件上下减少摩阻力的相关工程措施和总结。     

深厚层强湿陷性黄土区桩基负摩阻力现场试验

为获得深厚层强湿陷性黄土区桩基负摩阻力分布特征,通过天水南站2根试桩在预加荷载条件下的浸水载荷试验,对浸水前(后)桩身轴力、侧摩阻力分布特征进行了测试分析。研究结果得出:浸水前后2根试桩桩端荷载与桩顶荷载比值分别为9.1%、18.3%和6.1%、15.8%,均为摩擦型桩;浸水前最大桩顶沉降为6.1mm,浸水后桩顶附加沉降分别为3.8 mm和2.8 mm,说明当桩长超过湿陷性下限深度,自重湿陷引起的附加沉降是有限的;浸水前后,桩身轴力在中上部衰减较慢,浸水后由于负摩阻力的产生,导致桩身轴力出现峰值,均大于预加桩顶荷载;浸水前,侧阻力随桩深呈先增后减的分布状态,峰值点随桩顶荷载的增大逐渐下移,桩身中下部为主要发挥区域;浸水后,在桩身上部产生负摩阻力,其随黄土湿陷的发展而增大,并出现峰值(-32、-43 k Pa),桩侧正摩阻力与浸水前相比,则呈现先减小后增大的趋势;正负摩阻力峰值点和中性点均随浸水时间增加逐渐下移;稳定时2根试桩的中性点与湿陷性土层下限深度比值分别为0.6和0.51。     

基于模糊信息优化处的湿陷性黄土地区桩基负摩阻力分析

根据某客运专线桩基现场试验及室内试验资料,用模糊信息优化理论中的信息扩散原理建立了黄土湿陷性影响因素与单桩负摩阻力的量化关系模型.通过实例验证,其计算结果与实际情况相符.该方法是桩基负摩阻力分析中的一条新途径。     

自重湿陷性场地上强夯后桩侧摩阻力的取值及桩基方案

大厚度湿陷性黄土场地上的摩擦桩基础,宜采用地基处理方法消除或部分消除湿陷性,使上部土层的负摩阻力转换为对工程有用的正摩阻力。通过工程实例就地基处理后摩阻力随深度的变化以及处理深度内摩阻力的增长幅度等进行了讨论,并就大厚度湿陷性场地上地基处理与桩基础结合形式等提出了措施。     

大厚度湿陷性黄土区域桩身应力随桩身分布的研究

结合兰州和平镇某工程,通过大型现场桩基试验、理论研究和周边场地案例分析,研究了在大厚度自重湿陷性黄土中,桩的承载性状和负摩阻力的变化规律,通过该试验研究,不仅提高了对大厚度自重湿陷性黄土场地的地基处理的认识、同时能作为该类型场地桩基设计的参考依据,而且深化对大厚度自重湿陷性黄土湿陷变形特征的认识,具有一定的学术意义和工程实用价值。     

湿陷性黄土兼地震区建筑桩基竖向承载力计算

对湿陷性黄土兼地震区的建筑桩基 ,将自重湿陷性黄土浸水产生的负摩阻力和地震作用产生的附加轴力以外荷载对待 ,进行了湿陷与地震遇合的可能性估计 ,明确了荷载分类和荷载效应组合 ,给出了负摩阻力计算公式及考虑湿陷及地震可能组合下的桩基竖向承载力计算公式 ,并给出了计算实例     

软土地基桩侧表面负摩阻力解析模型

考虑了桩土的相互作用,利用太沙基固结理论建立了桩侧表面负摩阻力非线性解析模型,在此基础上分析了软土地区桩倒表面负摩阻力的影响因素．结果表明,桩体特性、土体特性、桩土界面强度、堆载及土体结构性等对桩基负摩阻力均有不同程度的影响．为类似地层条件下桩基础承载力的设计提供有益参考．     

急速增湿条件下湿陷性黄土中桩基的承载性状

入渗增湿条件下,湿陷性黄土地区中桩基的承载性状会因桩周土基质吸力减小和湿陷变形而显著劣化,进而诱发一系列的工程问题。为了研究浸水前后湿陷性黄土中桩基承载性状的变化规律,进行模型桩的入渗试验,同时对桩周土体的变化（包括沉降、体积含水率、基质吸力）以及桩基承载性状的变化（包括桩顶沉降、桩侧摩阻力和桩端承载力）进行监测。将入渗过程中桩周黄土基质吸力变化与桩基承载性状的变化相关联,从非饱和土力学的角度阐明入渗前后桩基承载性状的变化规律和变化机理。研究结果表明,入渗过程中的桩顶沉降和桩端承载力不断增加,桩身轴力大致呈“ D ”型分布,最大轴力出现在入渗过程中。入渗过程中桩周黄土的基质吸力减小,产生湿陷变形,使桩侧摩阻力大小和方向发生改变,进而导致桩基承载性状的变化。基于非饱和土力学原理对传统的剪切位移法进行简化和修正,提出考虑桩周黄土湿陷变形影响的单桩沉降预测模型,并结合试验结果对理论模型进行验证。本文的研究成果有助于进一步完善复杂环境荷载作用下湿陷性黄土地区的桩基设计理论和工程性状评估。     

螺纹桩负摩阻力计算方法

螺纹桩特殊结构形式,使得其更容易产生较大的负摩阻力。对螺纹桩负摩阻力的研究具有重要的理论和工程实际意义。首先讨论了螺纹桩负摩阻力的产生机理及其主要影响因素。并利用佐藤悟双折线模型,通过荷载传递法建立出螺纹桩负摩阻力的基本微分方程。利用连续和边界条件解出桩土相对位移解析式,进而推导出桩身轴力、中性点位置及负摩阻力计算公式,为螺纹桩的进一步研究应用提供一定的理论支持。     

考虑负摩阻力基桩检测承载力取值问题探讨

文章浅述了桩基础产生负摩阻力的机理与条件,负摩阻力的时间效应对单桩承载力的影响,分析表明在基桩检测过程中不可能产生负摩阻力;综述了负摩阻力的计算方法,分析指出目前常规的基桩检测方法对于具有负摩阻力基桩的承载力的确定是偏于不安全的;对基桩检测中单桩承载力取值问题进行了探讨,提出了考虑负摩阻力的基桩承载力计算关系式,这对基桩检测关于承载力的取值问题将是一个有益的探索。     

高速铁路湿陷性黄土桩筏复合地基沉降控制效应

为研究和分析高速铁路荷载作用下刚性桩桩筏复合地基控制湿陷性黄土地基沉降的效应,采用离心模型试验的方法对不同桩间距设置条件下的刚性桩桩筏复合地基进行了模拟试验.试验研究表明:湿陷性黄土地基无法满足高速铁路轨道结构对路基工后沉降的要求,需要加固处理.随着桩间距由2倍增至6倍桩径,地基总沉降量及工后沉降量显著增大且变化速率较大,桩间土对桩体的负摩阻力增大.桩间土与桩体相对位移中性点位置随着桩间距的增大而显著降低,工后阶段中性点位置变化趋势为逐步上升并趋于稳定.工后阶段筏板与桩体相对位移量呈减少并趋于稳定的趋势.差异沉降主要发生在施工阶段,桩筏复合地基工后阶段控制沉降及差异沉降的能力较好.     

螺杆桩处理湿陷性黄土挤密效果分析与评价

螺杆桩因其特殊的成桩工艺和挤土效果,可有效改善桩间土的力学特性并消除黄土的湿陷性.为了研究螺杆桩消除黄土地基湿陷性的效果,对螺杆桩在不同桩心距条件下黄土的挤密效应进行较为系统的研究分析.试验结果表明:螺杆桩处理后的黄土复合地基,其桩与土之间有较好的挤密效果,黄土湿陷性明显消除;由于成桩工艺的特殊性,随着桩侧水平距离的增...     

无砂砼小桩处理黄土路基的增湿变形计算

阐述了用无砂砼小桩处理湿陷性黄土路基时,由高填方路基预加荷载提供黄土湿陷起始应力,注浆过程中使桩孔周围的部分黄土提前发生湿陷变形,从而改善黄土结构的湿陷性,保证土体结构的水稳性．并推导出无砂砼小桩处理黄土路基的增湿变形计算公式,为黄土地区采用无砂砼小桩后处理高填方路基提供变形计算依据．     

桩顶竖向荷载作用下桩土响应的数值分析

为了研究桩土之间的相互作用机理,利用数值方法建立桩土计算模型,分析桩顶荷载作用下桩侧摩阻力分布、桩体轴力分布、中性点位置的变化规律以及桩周土体的位移.研究结果表明:桩侧负摩阻力沿桩身先增大后减小,并逐渐过渡到正摩阻力;随着桩顶荷载的增大,桩侧负摩阻力逐渐减小,中性点位置上移;桩体轴力沿桩身呈现先增大后减小的趋势;受到桩侧摩阻力的作用,位于地表的桩周土体沉降受到一定影响,其影响范围随桩顶荷载的增大而减小.     

浸水及固结过程对湿陷性黄土桩基力学特性影响的机理分析

依托兰州南绕城高速公路项目,通过模拟该地区年降雨量的实际情况在自重湿陷性黄土场地上进行现场浸水载荷试验。设置了桩基在自重无荷载情况下浸水和浸水完成后在土体固结过程中对其进行加卸载这两种工况。实验结果表明,在模拟两次非连续性降雨情况下,桩在自重湿陷时负摩阻力的变化值较小并且其影响范围在地表以下7 m左右。由于在整个实验过程中负摩阻力均出现多峰值状态,从而出现多个中性点,为便于设计者设计施工,提出等效中性点概念,等效中性点位于桩的0.257~0.40桩长范围内。而等效中性点的位置比《建筑桩基技术规范》给出的参考值范围小很多,可为以后兰州地区桩基设计提供参考。     

引水暗渠湿陷性黄土-灰土挤密桩复合地基动力特性

采用时程分析法,对湿陷性黄土地基引水暗渠灰土挤密桩单桩—土体模型的动力特性进行研究,结果表明:在水平地震荷载作用下,桩顶的位移最大,桩与土接触位置桩的位移比土的位移大,桩竖向中心节点的应力很小,桩侧土体应力大且沿径向增大,桩底土体应力随深度增大减小趋势不明显.这些变化规律为多桩与土相互作用时节点位移和应力的变化规律研究和群桩—土体模型是否产生群桩效应分析提供参照依据,同时为桩—土—上部结构共同作用分析提供基础理论.     

考虑负摩阻力的回填土地基单桩承载力计算

回填土地基的桩基设计若忽略负摩阻力的影响,将使设计有不安全因素。根据负摩阻力产生条件和作用机理,通过现场静载荷实验,研究了考虑负摩阻力的回填土地基中端承桩单桩承载力计算问题。实例分析表明,由于桩侧负摩阻力的影响,单桩承载力大为降低。产生负摩阻力的土层,不宜采用端承型桩基。该结果可为回填土地基的桩基设计提供理论依据。     

有关处理湿陷性黄土地基的方法概述

处理湿陷性黄土地基最常用的方法是土垫层法，但实际工程中由于场地有限，平面处理范围不能满足规范要求，于是采用灰土桩辅助土垫层法来弥补这一不足。这种处理方法工艺简单，处理效果较好，机械作业工期短，可广泛用于湿陷性黄土地区的工业与民用建筑。