嵌岩桩的理论分析与应用

嵌岩桩具有单桩承载力高、沉降小且收敛快、抗震性能好等特点,是桥梁、高层建筑、重型厂房等结构荷载较大、沉降要求较高的建筑物的重要基础形式。本文重点介绍了嵌岩桩的承载和变形性状的基本特征和嵌岩桩承载能力的确定     

嵌岩桩桩端阻力特性的研究

阐述了在不同条件下嵌岩桩桩端阻力的几种计算方法，将现行的技术规范同其它方法进行比较，得出按现规范计算的值偏小的结论，总结了嵌岩桩载荷试验时典型Q～S曲线特征，指出了Qb与L/d和hr／d之间的关系，并提出了几点提高嵌岩桩桩端阻力的建议。     

嵌岩长桩突然破坏机制的探讨

论述了嵌岩长桩突然破坏的主要特征,分析了造成桩突然破坏的原因,认为嵌岩长桩的突然玻坏不是由于桩身材料的破坏所引起的,而是嵌岩段桩岩侧阻的脆性破坏造成的,并分析了桩的突然破坏对极承载力所造成的不利影响。     

嵌岩桩单桩沉降计算的一种简化模型

鉴于嵌岩桩所处土层、岩层的性质差异,桩侧土层、岩层及桩端岩层采用不同的双折线荷载传递函数（弹性－全塑性模型、弹性－硬化模型）,导出了嵌岩桩单桩沉降计算的一种解析算法。并利用所得公式对深长嵌岩桩沉降曲线特点,影响嵌岩桩单桩承载力、单桩沉降的因素等进行了讨论。讨论表明：桩身弹性模量Ｅ、桩端岩石刚度Ｃｂ是影响桩端阻力发挥的重要因素,也是影响单桩承载力、单桩沉降的重要因素。     

嵌岩桩的承载特性与承载力计算模式分析

嵌岩桩是在端承桩的基础上发展起来的,在计算嵌岩桩承载力时,过去常忽略覆盖层的侧阻力,将嵌岩桩作为直接传递荷载给基岩的受压柱看待,荷载全部由桩端承担。本文通过对嵌岩桩的长径比大小、上覆土层特性、嵌岩段的岩性、及成桩工艺（有无沉渣）等分析,得到嵌岩桩不一定是端承桩的概念,从而改变了人们对嵌岩桩承载特性的认识：即嵌岩桩的长度越长,长径比越大,上覆土层越硬、嵌岩深径比越大、嵌入岩体越深,嵌岩桩的承载性状越表现为摩擦型桩,而离端承桩也越来越远。并对现行的几种嵌岩桩承载力的计算模式进行分析。     

山坡地上大体量建筑嵌岩桩基设计与施工

针对在山坡上特别是在高差较大的斜山坡这种复杂场地上建造大体量建筑时,结构设计难度大、基础处理困难的问题,分析了在斜山坡上建造大体量建筑时所应选择的基础形式,研究了该基础的设计及施工方法,分析了设计嵌岩桩长度时必需考虑桩端应力扩散在允许范围内,嵌岩桩的分类、埋置深度、嵌岩桩承载力计算方法;此外,研究了人工挖孔嵌岩桩的桩径、扩大头尺寸、护壁、桩帽和地拉梁的设计,对施工及不良地质的处理提出了具体建议.研究结果表明:采用嵌岩桩基础是一种经济合理、切实可行的基础形式;场地、地基、基础与上部结构协调设计、计算、共同工作,形成多层次的空间稳定结构体系.     

嵌岩桩单桩竖向承载力计算方法研究

嵌岩桩因其单桩承载力高、群桩效应小等优点,已被广泛运用至工程实践中。而其单桩承载力作为重要参数,常规的静载荷试验方法耗时费力,故而多种计算便捷的估算方法在很多情况下也得到了推广应用。但考虑到工程实践中如何选择相适应的嵌岩桩单桩竖向承载力计算方法缺乏系统研究,本文归纳总结分析了不同的规范法、理论法及经验公式法的优缺点,并结合工程实例对多组实测数据进行不同方法下嵌岩桩承载力的计算应用分析比较。结果表明,三种嵌岩桩承载力估算方法的准确程度和其所表达的嵌岩桩受荷性状和实际受荷性状的接近程度存在较强的关联性,而和需要参数的多少关联性较小。理论分析法由于物理意义更为明确,其计算结果也更为接近实际值。而经验公式方法由于缺乏明确物理意义,计算结果和实际值相差较大。规范中,《建筑桩基技术规范》及《公路桥涵地基与基础设计规范》规范计算公式体现的桩体受荷性状中最为接近实际且考虑影响因素较为全面,估算准确性较高。根据该研究成果,可对工程实践中嵌岩桩竖向承载力计算方法选择提供可靠的优选建议及误差来源分析。     

贵州软质较破碎白云岩嵌岩桩竖向承载力分析

针对嵌岩桩只适用于完整和较完整岩体,且往往被视为端承桩的情况,以贵州两个工程项目的软质较破白云岩嵌岩桩为研究对象,其持力层岩体均较破碎,通过锚桩横梁反力装置桩基静载荷试验,分析软质较破碎岩嵌岩桩竖向承载力,探讨此类地质条件下嵌岩桩承载特性。研究结果表明,该区软质较破碎白云岩嵌岩桩桩顶荷载-位移曲线主要呈缓变型,沉降由桩身压缩控制,嵌岩段桩侧摩阻力发挥较好,荷载分担比例在30%~50%之间。根据经验参数计算及实测对比研究,得出实测嵌岩桩竖向承载力比计算值高出数倍。     

大直径嵌岩桩的问题研究

介绍了某主城港区寸潍作业区二期工程的概况,运用规范对原型桩的承载力和嵌岩深度进行了计算分析,得出了各规范之间对桩基承载力的计算存在较大的差异,建议采用《港口工程嵌岩桩设计与施工规程》。     

桩-岩界面胶结作用影响下软岩嵌岩桩承载特征

为研究竖向荷载作用下嵌岩桩桩-岩界面水泥浆的胶结作用对其剪切特性及嵌岩桩的荷载传递性质的影响规律,针对桩-岩界面剪切过程中的胶结弹性变形、滑动剪胀和剪切滑移三个阶段特点,建立了考虑胶结作用影响下的各阶段桩-岩界面剪切本构模型.根据软岩嵌岩桩桩-岩界面粗糙体磨损特性,利用滑移线场法原理分析并得到了嵌岩桩极限剪胀位移.基于荷载传递理论,推导并建立了软岩嵌岩桩荷载传递解析模型.依据所建立的模型并结合实例验证方法,进一步分析了胶结作用影响下桩侧岩石力学特性等因素对嵌岩桩桩侧摩阻力的影响规律.研究结果表明:桩-岩界面胶结作用使剪胀区域桩侧摩阻力明显增大;随着桩侧岩石弹性模量的增大,胶结作用对剪胀区桩侧摩阻力的增强效应越明显,对剪切区域桩侧摩阻力弱化效应越大.当计算软岩嵌岩桩极限承载力时,桩-岩界面胶结作用的影响不可忽略.     

嵌岩桩及较破碎岩石地基灌注桩承载性状探讨

完整、较完整岩石地基上的嵌岩桩的理论研究已相对比较完善,然而通过实际工程对嵌岩桩影响因素的研究相对较少。同时,对于嵌入较破碎岩石地基中的桩,规范没有明确的计算方法,相关研究也较少。通过收集的101根嵌岩桩的静载试验资料,根据统计的试验数据对嵌岩桩的侧阻力、端阻力影响因素进行研究,提出一种嵌岩桩的分析模型;结合嵌岩桩传力机理和较破碎岩石的特性探讨较破碎岩石桩基传力机理,并通过对较破碎岩石地基上9组(26根)灌注桩基静载试验结果进行分析,考虑较破碎岩石中的侧阻力影响系数及端阻力影响系数,得到一种适宜较破碎岩石地基桩承载力建议计算公式,可为相似工程提供参考。     

人工挖孔嵌岩桩在软质岩石中的应用

通过几个工程的实测结果，对以软质岩石为持力层的人工挖孔嵌岩桩的承载力的计算，嵌岩深度的确定等几个问题进行了论述，提出了几点认识，供同行参考。     

嵌岩桩水平承载力地基反力Matlock法分析

嵌岩桩在海上风电、跨海大桥等结构中的应用十分广泛,但在嵌岩桩水平承载特性方面的研究仍有较多不足。弹性地基反力法中的m法在我国是用于计算水平承载桩承载力时应用最多的方法,但地基反力m法针对嵌岩桩缺少合理的取值方法。本文基于现场试验数据建立并验证有限差分数值模型,通过数值模拟与参数分析,研究了岩体力学参数和桩基参数等因素对桩岩相互作用的影响,提出了m法中地基反力系数比例系数的拟合计算公式。通过现场试验数据对文中提出的方法进行了验证,计算结果与实际情况较为相符,通过与其它方法比较,本文提出的修正m法相对非线性的p-y曲线法具有取值计算较为简便的优势。     

桥梁嵌岩桩设计探讨

分析了桥梁嵌岩桩的作用机理,讨论了现行规范中桥梁嵌岩桩承载力计算公式,结合桥梁设计的实际情况,对规范计算公式进行了修订,并用工程实例论述其经济适用性。     

嵌岩桩竖向承载性能试验研究进展

随着城市规模的不断扩大,高层、超高层建筑物及大型桥梁的建设需求,桩基础逐渐向大直径、深埋深的方向发展。嵌岩桩是目前城市建设中经常遇到的桩型,有效确定嵌岩桩的竖向承载力并厘清其竖向荷载传递机制,是实现嵌岩桩安全、可靠使用的前提和保障。充分掌握嵌岩桩承载性能的前提是明确基桩的竖向承载力特征值,从宏观上得到基桩的荷载传递性状、桩-土-岩相互作用规律及桩受荷后的破坏模式。掌握嵌岩桩的破坏模式和荷载传递规律对深入认识嵌岩桩承载性能具有重要的意义。为此,从嵌岩桩的荷载传递规律、破坏模式、承载特性和影响承载特性的主要因素等4个方面对嵌岩桩承载性能的研究现状进行梳理,归纳和评述了嵌岩桩荷载传递特性及破坏特征的最新研究进展,总结了嵌岩桩承载性能现场试验和室内试验的研究进程,详细分析了影响嵌岩桩竖向承载性能的主要因素,讨论了现阶段嵌岩桩承载性能研究工作的不足之处,并针对研究的不完备提出相应的建议和研究方向。     

反射波法解决嵌岩桩入岩深度和桩底沉渣问题应用探讨

从理论到实践,对嵌岩桩的反射波形特征进行了分析,对嵌岩桩的桩底沉渣和桩底岩性定性判断作出合理解释,尤其对嵌岩桩的入岩深度定量化提出有益的探讨。     

大直径扩底嵌岩桩抗拔承载性状试验与分析

为了了解大直径扩底嵌岩桩在高层建筑中的抗拔承载力及影响因素,以深圳某高度为660 m的超高层工程为背景,采用自平衡法对3根大直径扩底嵌岩抗拔桩进行加载试验。在试桩试验的基础上,建立了扩底抗拔嵌岩桩数值模型,并进行了三维有限差分数值计算及参数化分析,数值计算结果与试桩试验结果吻合较好,表明建立的模型可以较好的模拟大直径扩底嵌岩桩的抗拔工作特性。同时讨论并分析了大直径扩底嵌岩抗拔桩的桩身轴力、桩身等直径段和扩底处侧摩阻力的分布特征,研究了扩大头周围岩体弹性模量、扩径比和扩底高度对抗拔承载力的影响。结果表明,扩径比的增大对大直径嵌岩桩的抗拔承载力影响较大,扩大头周围岩体弹性模量和扩底高度的影响相对较小。     

传递函数法计算嵌岩桩承能力

从研究嵌岩桩的荷载传递性能开发，由实测资料分析得出桩的荷载传递函数，再用位移协调法对８根试桩进行计算，结果与试桩资料吻合，并研究了嵌岩深度、桩的长径比以及沉渣查对单桩承载力的影响。     

山地微型桩单桩抗压承载机理及数值模拟

在山地“上土下岩”的特殊地质条件下,确定微型桩的极限承载能力是较为困难的。然而,关于此类问题的研究是比较少的,且普遍对计算理论缺乏系统性的总结。文章对此类地质条件下微型桩单独承受下压荷载的极限承载能力进行了理论推导;使用ANSYS有限元软件,对一个具体的微型桩模型进行了数值模拟,并引用相关的微型桩试验数据,与理论计算结果进行了对比;对极限承载能力的影响因素做了系统性分析。通过研究,提出了“上土下岩”地质条件下的微型桩极限承载力和极限变形的计算方法,并验证了这种方法的可行性,发现微型桩自身参数、土层和岩石层的参数都会对微型桩的承载能力造成影响。     

基于可靠度理论的嵌岩桩自平衡转化系数研究

嵌岩桩作为桩基础的重要分支，在基础工程领域已得到广泛使用，其竖向承载力通常认为由桩侧摩阻力和桩端阻力两部分组成。统计了5个实际工程中合计62组分别采用传统静载法和自平衡法的嵌岩桩竖向极限承载力对比测试数据。对测试数据进行了归一化处理之后，采用贝叶斯优化计算了服从对数正态分布的模型因子统计参数。挑选了合适的可靠度指标求解方法计算了不同自平衡转换系数对应的嵌岩桩竖向承载力的可靠度指标，分别探讨了活载效应与恒载效应比值、安全系数以及荷载效应统计参数等因素对可靠度指标的影响。结合各行业规范并考虑最不利原理确定了嵌岩桩竖向承载力合适的目标可靠度，给出了该目标可靠度对应的自平衡转换系数推荐值。