挤扩支盘桩抗拔承载性能试验研究与数值分析

为进一步探讨挤扩支盘桩的承载性能及桩土相互作用机理,依托输电线路实际工程,开展了挤扩支盘桩上拔现场静载试验及有限元数值模拟,得到了支盘桩单桩抗拔承载性能,分析了支盘桩荷载传递规律、桩周土体变形规律、桩土相对位移变化情况等,探讨了支盘数量、支盘间距及水平荷载对支盘桩抗拔承载力的影响规律。结果表明:同等条件下单盘支盘桩抗拔承载力比等径灌注桩提高15.3%;轴力分布曲线及桩土相对位移在支盘位置发生突变;塑性应变主要发生在支盘上部的土体中;水平荷载的存在能提高支盘桩的抗拔承载力;一定范围内支盘桩的抗拔承载力随支盘数量及支盘间距的增加而增大,支盘间距不宜小于2.5倍支盘直径,在实际工程应用时,应予以考虑,合理确定支盘的数量或支盘间距。     

挤扩支盘桩的承载特性

结合具体工程对挤扩支盘桩在外荷载作用下的承载特性及桩身荷载传递规律进行了测试分析,现场测试结果表明:相对于传统等截面灌注桩,挤扩支盘桩具有承载力高、沉降变形小等优点;支盘的存在可以大幅提高桩体的承载力,支盘在单桩承载力中的贡献可达50%以上;支盘的存在,使得桩侧、桩端等部位承载力的发挥也明显不同于等截面灌注桩,具有明显的时序性;现行挤扩支盘桩单桩承载力计算方法偏于保守.     

砂土中旋挖挤扩灌注桩的抗拔模型实验

旋挖挤扩灌注桩即在桩身上通过旋挖挤扩技术形成多个承力盘,承力盘的存在扩大了承载面积,能有效提高桩的抗拔承载力.由于承力盘位于桩身,在桩身位移较小的条件下,承力盘就能发挥较高的承载力.在室内模型箱的中密砂土中进行了2×2的两盘DX群桩抗拔模型实验,对比了2D、2.5D和3D(D为盘径)3种不同桩间距的模型群桩的抗拔承载力与位移的关系,探讨了不同桩间距对承力盘抗拔承载力的影响,分析了群桩抗拔机理.根据实验结果,可以发现承载力发展很快,初始阶段承载力上升速度很快,在小位移时承载力就能达到较大值.总体上桩间距越大,各基桩在承受拉拔荷载作用时的相互影响越小,群桩承载力越大.但2.5D桩间距的群桩承载力与3D桩间距群桩承载力接近,在兼顾抗拔效果和承台面积时,2.5D的桩间距比较合理.     

郑州单桩静载曲线不同模型下拟合的对比分析

基于郑州地区单桩静荷载测试曲线Q-s的特点,引入双曲线模型(普通双曲线模型、修正双曲线模型)、完整指数曲线模型与生长曲线模型(MMF模型、Gompertz模型),采用粒子群算法分别获得各模型的拟合方程式,并对拟合情况进行对比分析.结果表明,对于郑州地区不同类型的单桩静载荷试验数据,MMF模型的拟合效果明显优于普通双曲线模型、修正双曲线模型、完整指数曲线模型和Gompertz模型,且可用于预测该地区的单桩极限承载力.     

对挤扩支盘桩破坏性状的探讨

大量的静载试验和已建工程的经验证明 :挤扩支盘桩具有高承载力 ,明显不同于普通的钻孔灌注桩 ,特别是在承载力可调性方面 ,挤扩支盘桩具有很大的优越性。文章基于静载试验结果 ,研究和探讨了支盘桩的受力特性和破坏性状。研究结果表明 ,挤扩支盘桩在承力方面 ,支盘受力最大 ,约占总荷载的 6 0 %以上 ,沉降量明显低于同等条件下的钻孔灌注桩 ,且端阻力和侧阻力同时发挥。在破坏性状上 ,无论是荷载—沉降曲线还是动测检测结果 ,均说明了支盘下土体的局部剪切破坏是其破坏原因之一。     

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.     

抗拔桩单桩承载特性试验及数值模拟

目的研究抗拔桩单桩承载特性,分析桩基础在上拔荷载作用下摩阻力的发挥和桩身轴力的特点,从而验证数值模型的合理性.方法通过数值模拟软件对理想加载条件下的静载荷试验进行数值模拟,并对数值计算与现场实测的荷载-位移关系进行对比,同时对抗拔桩的桩身内力测试结果进行分析.结果数值模拟与现场静载荷试验所得到的抗拔桩的荷载-位移关系符合较好,但是具有一定的误差,六组试桩桩顶位移的实测结果与模拟计算结果的误差最大值为2.43 mm,最小值为0 mm;桩身轴力自上而下逐渐减小,桩底处轴力大小接近0 kN,支盘效应导致轴力发生突变,突变位置在桩顶以下5.5 m左右;桩侧摩阻力分布遵循"两头小,中间大"的分布规律,且上拔荷载越大,桩侧摩阻力发挥的越充分.结论该模型的建立与参数的选取是合理的,对抗拔桩的工程设计与计算具有一定的参考价值;对桩身轴力与桩侧摩阻力发挥特点的分析可以为工程设计计算提供理论依据.     

削扩支盘桩承载力的抗拔测试研究

抗拔桩是工程中应用得最广泛的一种基础抗浮技术手段，但抗拔桩的设计依据在理论上还很不完善.本文结合工程案例，在初步设计的旋挖等截面灌注桩抗拔承载力测试结果不能满足设计要求的情况下，修改等截面桩为增加两个支盘的削扩支盘桩；针对等截面桩的测试结果，在理论上分析确定了桩的侧摩阻力系数调整值为0.61,进而据此对削扩支盘桩的承载力进行了理论预估，并进一步对削扩支盘桩进行抗拔承载力与变形测试，获得了典型的U-δ曲线和δ-lg t曲线.对削扩支盘桩的抗拔承载力的理论预估和测试结果均表明，该桩完全可以满足工程设计指标要求，也验证了该修正方案的可行性.     

挤扩支盘桩桩土相互作用的三维有限元分析

简要分析了挤扩支盘桩挤扩成盘过程中及受压状态下的桩土相互作用,并结合一工程实例,利用ADINA有限元程序建立了桩土作用三维模型,对挤扩支盘桩受压状态下桩体、土体的应力状态进行了分析计算.结果表明,上支盘内的有效应力要明显大于下支盘,两支盘间土体存在应力叠加,并通过分析指出了最佳的盘间距应大于3.5倍支盘直径.     

抗拔支盘桩桩周土体位移场模型试验

利用数字图像技术,结合支盘桩室内模型试验,对支盘桩在上拔荷载作用下的工作机制进行研究,得到等直径桩和单支盘桩在上拔荷载作用下的荷载变形特性、桩周土体位移场的分布规律.研究表明:单支盘桩抗拔承载能力高于等直径桩;等直径桩桩周土体位移沿深度减小,桩周土体影响区域呈V形,极限状态时桩顶处土体的影响范围约为4倍桩径;单支盘桩桩周土体位移受支盘影响,桩周土体的影响范围较大,影响区域近似呈U形,极限状态时桩顶处土体的影响范围达到6倍桩径左右.