大直径等截面桩与扩底桩的承载特性研究

基于荷载传递法和广义双曲线函数, 建立了大直径扩底桩的单桩解析模型.利用ABAQUS软件建立等截面桩与扩底桩的有限元分析模型,土体用Mohr-Coulomb本构模型,桩体采用弹性模型,在桩土接触面间设立接触对.分析了桩底沉渣、扩底高度和扩底直径对大直径等截面桩与扩底桩承载特性的影响,得出桩身轴力、桩侧阻力和桩顶沉降等变化规律.结果表明,扩底桩可明显提高承载力并减小桩顶沉降;工程应用中应尽量减少桩底沉渣厚度.     

钢纤维混凝土桩承载特性模型试验

为研究钢纤维混凝土桩在竖向荷载作用下的承载力、桩身应变特点以及桩体的破坏现象,就不同直径的钢纤维混凝土桩和素混凝土桩进行了静载试验.沿桩体纵向布置应变片,监测其应变.试验完成后,开挖出桩体,对比分析钢纤维混凝土桩和素混凝土桩的破坏特点.结果表明:掺入钢纤维能有效增大桩体抵抗压缩变形的能力;钢纤维混凝土桩桩径由4.5cm增至7.0cm时,桩体抵抗压缩变形的能力增大,单桩极限承载力增大,但当桩径由7.0cm增至8.0cm时,桩体的压缩变形和极限承载力变化较小;2种桩体发生破坏时均为桩体两端出现裂缝甚至破损,钢纤维有效地提高了素混凝土桩的抗裂性能.根据试验结果,给出了设计钢纤维混凝土桩的几点建议.     

静压楔形桩沉桩效应模型试验研究

为探讨楔形桩与等截面桩在静力沉桩过程中的沉桩效应,在软土地基中分别对l根等截面模型桩和3根不同楔角的楔形模型桩进行静力沉桩试验.通过试验数据整理分析,获得等截面桩与楔形桩在静力沉桩中桩周土的竖向位移、径向位移、沉桩压力与沉桩深度的规律及最大竖向位移和径向位移.研究结果表明:在相同地质条件下,楔形桩周土的竖向位移和径向位移分别随沉桩深度、楔角的增大而不断下沉并靠近桩中心;最大竖向位移和径向位移均出现在1倍平均桩径处,最大竖向位移为平均桩径的5.78％～9.45％,最大径向位移量为平均桩径的0.92％～2.04％;楔形桩沉桩所需的沉桩压力随桩深度、楔角的增大而不断增加,且增加的速率越大.     

大直径混凝土桩的承载特性试验研究

为研究软岩地区大直径混凝土桩的承载特性和荷载传递机理,本文对3根大直径混凝土桩进行单桩竖向抗压静力载荷试验,探讨桩荷载沉降曲线、桩身轴力和摩阻力的变化。结果表明:大直径混凝土桩的荷载沉降曲线Q-s曲线呈缓变型,并且具有相对较高的承载力及桩身强度;大直径混凝土桩桩身上部一定范围内先承受负侧摩阻力,中性面以下开始承受正侧摩阻力,承载形状呈摩擦桩。本文研究结果可为软岩地区大直径混凝土桩的理论研究及应用提供参考,对其他地区类似工程实践具有一定的借鉴价值。     

CFG桩加固黄土地基承载特性的模型试验研究

本文首先介绍了相似理论在室内模型实验中的运用,确定出了本次模型试验的相关参数。然后通过荷载作用下CFG桩复合地基模型试验,分析对比了天然地基、不带桩帽复合地基、带桩帽复合地基的沉降以及桩土应力关系。最后得出结论,即CFG桩可有效加固黄土地基。     

透水混凝土桩复合地基的承载特性模型试验

为研究透水混凝土桩复合地基的承载特性,采用模型试验获得了分级加载过程中的沉降、桩土应力比、桩身侧摩阻力和孔压消散规律.结果表明,骨料粒径为3～5 mm、孔隙率为30%的透水混凝土模型桩可以兼顾强度和透水性.处理饱和粉土地基时,相比不透水混凝土桩复合地基,透水混凝土桩复合地基使固结时间缩短30.3%,侧摩阻力平均提升0.12 kPa,并降低了荷载引起的超孔压峰值.水平方向越靠近桩体,透水混凝土桩的排水减压作用越明显.对比不同深度的超孔压峰值,靠近桩体时,透水混凝土桩对上部地基的排水减压效果较好,而远离桩体时,透水混凝土桩对下部地基的排水减压效果较好.透水混凝土桩可以快速提高桩周土体的承载能力.     

钢管混凝土复合桩竖向承载特性离心模型试验

为研究水域环境中的钢管混凝土复合桩的竖向承载特性,选取钢管埋深和钢管挤土区土体模量为变量,通过离心模型试验方法,研究钢管埋深为8、12、16、20cm时和挤土区模量为1.1E、1.2E、1.3E、1.4E、1.5E(E为非挤土区土体模量)时钢管混凝土复合桩的竖向承载特性,得到了钢管混凝土复合桩的荷载(P)-位移(S)曲线、桩身轴力曲线及桩侧摩阻力曲线。研究结果表明:钢管埋深在12cm范围内增大时,能明显提高钢管混凝土复合桩竖向极限承载力,超过12cm后继续增大钢管埋深,仍能提高钢管混凝土复合桩竖向极限承载力,但增幅已不明显,钢管埋深从8cm增大到20cm时,钢管混凝土复合桩竖向极限承载力影响度从3.1%增大到6.7%;随着钢管挤土区土体模量的增加,钢管混凝土复合桩钢管段侧摩阻力逐渐变大,钢管挤土区土体模量从1.1E增大到1.5E时,钢管混凝土复合桩竖向极限承载力影响度从3.1%增大到5.1%。提出的适用于钢管混凝土复合桩的竖向承载力计算公式及工程建议,可为水域环境中钢管混凝土复合桩的设计与施工提供可靠的理论依据与技术支持。     

黏土中桩端后注浆单桩抗压承载特性室内模型试验研究

参照现场桩端后注浆工艺的基础上,采用室内模型试验和自主研发的模型桩钻机以及注浆装置研究黏土中不同桩端注浆量下5根模型钻孔灌注桩竖向抗压承载特性,并通过后续土体开挖,分析桩端后注浆浆液上返高度和浆液在土体中的扩散模式.试验结果表明:与未注浆试桩相比,黏土中不同桩端注浆量下试桩极限承载力提高率为37.5%～112.5%,承载力提高幅度与注浆量呈正相关;注浆试桩桩端以上浆液上返段深度范围内轴力明显小于未注浆试桩,且轴力随着注浆量的增大而减小;桩顶荷载较小时,在浆液上返段深度范围内,4根不同注浆量试桩平均侧摩阻力略大于未注浆试桩且增长幅度受注浆量影响很小;随着桩顶荷载增大,该深度范围内注浆试桩桩侧平均摩阻力远大于未注浆试桩且其值随着注浆量的增大而增大;在相同注浆压力条件下,不同桩端注浆量主要影响桩端浆液上返深度范围内桩身侧摩阻力值大小,对上返高度影响较小,桩端后注浆浆液上返高度约为桩端以上14倍桩径;未注浆试桩表现出摩擦端承桩的特性,注浆试桩表现出端承摩擦桩的特性;在同一桩顶荷载下不同注浆量试桩桩端阻力发挥比例随着注浆量的增大而减小.通过开挖分析得出黏土中桩端后注浆主要通过浆液压密和劈裂作用于桩端和桩侧土体进而改善基桩承载特性.     

海洋高桩水平承载特性模型试验及有限元分析

开展了水平荷载作用下高桩基础的1 g条件下大比例模型试验研究。根据桩身变形和地基土抗力的测试结果,分析了桩基水平承载特性,研究了水平荷载作用下大直径桩基的桩土共同工作性状。采用PLAXIS 3D岩土有限元软件对高桩水平承载特性进行数值模拟。计算结果与试验结果符合较好,并进一步研究了高桩的水平承载特性的主要影响因素。结果表明:土体弹性模量、内摩擦角和黏聚力对土体水平承载力有较大影响。增大桩基的埋深和桩径可以提高桩基的水平承载力,但有极限性。     

大直径扩底桩墩基础的承载特性

通过模型试验，研究大直径扩底桩墩基础在不同扩底位置时的承载特性及破坏规律。为大直径扩底桩墩基础承载力的理论研究提供了试验依据。     

层状地基中大直径超长群桩的承载特性研究

本文利用数值分析方法,对层状地基中大直径超长群桩的荷载位移曲线、桩侧摩阻力及桩端阻力、桩顶反力、桩身轴力的分布规律等进行了较为系统地研究,同时对比分析了层状地基中土体本构模型的选择对数值分析结果的影响,所得结果对深入研究该类桩基的承载及变形特性具有一定的参考价值.     

扩底桩承载特性离散元对比分析

文章利用室内半模试验和颗粒流理论对比分析多层土地基扩底单桩与群桩的抗压、抗拔承载特性及变形特征,并对比分析了扩底桩的荷载-位移曲线.结果 表明,群桩的抗压、抗拔承载能力均大于单桩.抗压群桩桩间距从1.125D(D为扩大头直径)增加到2.250D时,荷载增长率为4.39％;超过2.250D后荷载增长率趋缓,在1/2极限荷...     

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.     

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。     

工字型桩与方桩竖向承载性能对比分析

结合河南大学学术交流中心原方桩基础工程,提出了一种新型工字型桩,采用有限元法建立了三维有限元模型,对比分析了方桩、等截面面积的工字型桩、等截面周长的工字型桩的极限承载力、桩侧摩阻力、桩端阻力强度等情况.结果表明:工字型桩相对于方桩其极限承载力主要由桩侧阻力提升而显著提高,其桩端阻力强度略微降低.在相同混凝土用量情况下,工字型桩相对于方桩可提高极限承载力20%左右;在相同承载要求情况下,采用工字型桩相对于方桩可减少混凝土用量15%左右.在软土地区,工字型桩可以提供较高的竖向承载力,节省混凝土用量,具有一定的推广应用价值.     

不同成桩工艺对支盘桩承载性能影响的模型试验研究

介绍了新型变直径灌注桩——挤扩支盘桩和旋扩珠盘桩的工作原理、主要优缺点.设计了模拟挤扩和旋扩成盘的模型试验方案并进行了一系列的模型试验,根据试验结果分析了新型变直径灌注桩在承载和抵抗变形方面与普通等直径桩相比的优越性,同时还比较了挤扩和旋扩这两种不同施工方法对变直径桩承载力和变形的影响,讨论了它们在荷载传递上的区别.研究表明,挤扩成盘时由于施工期间挤密盘周土体使盘的承载力高于旋扩成盘的承载力,从而使挤扩支盘桩盘的承载作用大于旋扩珠盘桩的承载力,同时前者盘的作用也要明显大于后者,因此在设计和施工时应充分注意各自的特点.     

不同桩端形状对短桩垂直承载性状影响的模型试验研究

预制短桩因桩端截面形状的不同可分为敞口桩与闭口桩。对于不同的地质条件，闭口桩桩端几何形状多种多样。工程中也常对预制桩加桩尖，从而有效减小沉柱阻力，加快施工进度。本文对三种桩端形状（平底、锥角为90°的锥形、半球形）的短桩模型进行了室内静栽试验，揭示了不同桩端形状对短桩垂直承载性状的影响。     

粘土中不同桩端条件下桩承载性状的模型试验

对桩身位于淤泥质粘土中而桩端支撑于强持力层(砂土)和弱持力层(粉质粘土)两种情况下桩的承载性状差异进行了室内模型试验研究,结果表明:淤泥质粘土存在应变软化特征;桩端持力层强度越大,桩侧摩阻力增加越大.实验结果解释了上海市<地基基础设计规范>关于桩身大部分位于淤泥质粘土中且桩端支撑于第⑤层土(弱持力层)的预制桩,桩侧摩阻力作"适当折减"的原因.     

碳纤维增强复合桩水平承载特性研究

碳纤维增强复合材料(Carbon Fiber Reinforced Polymer,CFRP)具有轻质高强、耐腐蚀和造价经济的优点,因而被广泛应用于抗震加固、结构补强、海洋防腐等实际工程中.CFRP复合桩是采用CFRP筋作为桩的受力筋并在桩身包裹CFRP布的一种新型桩基形式.为了对比分析CFRP复合桩和钢筋混凝土桩的水...