利用高应变CASE法判定单桩竖向抗压极限承载力

风电场场区地形一般较为复杂,如只利用传统的单桩竖向抗压静载荷试验确定风机桩基础的承载力,设备运输有诸多不便,工作效率偏低。在宁夏中卫香山200 MW风电场的建设中,尝试利用了工程物探中的高应变(CASE法)对风机桩基础进行了补充检测,通过对比相同桩用单桩竖向抗压静载荷试验和高应变(CASE法)判定的单桩竖向抗压极限承载力,发现高应变(CASE法)可作为判定单桩竖向抗压极限承载力的一种高效方法。     

关于桩基设计承载力取值问题的述评

单桩竖向极限承载力的确定是桩基础设计中的重要组成部分之一。本文论述国内该值确定技术的进展概况,以及对比各主要规范对该值的相关规定。     

砂土中吸力式单桩极限抗斜拉承载力计算

为研究饱和砂土中吸力式单桩的极限抗斜拉承载力,对3种不同长径比和3种荷载作用角度下的吸力式单桩进行了室内大比尺模型试验,分析得到了不同参数下的桩基础的极限抗斜拉承载力。通过极限平衡法对吸力式单桩的极限竖向抗拔承载力和极限水平向承载力进行了分析研究,并基于破坏包络线的概念,对吸力式单桩极限抗斜拉承载力的试验结果进行回归分析和拟合,得到了竖向承载力和水平承载力之间的归一化关系及经验公式,进而推导出吸力式单桩基础的极限抗斜拉承载力。     

群桩基础的可靠性分析

用一维高斯随机场理论，研究了钻孔灌注桩极限承载力的统计参数。相关函数法和方差函数法被用来计算土层的相应范围，通过静力触探和静载荷试验确定钻孔桩的极限承载力的统计特性。考虑到群桩效应，通过桩基础的沉降量来计算其效应，而且单桩和群桩的可靠度由Monte-carlo法来确定。最后与不考虑随机场理论的结果进行比较，系统地研究了桩基础在竖向荷载作用下的可靠度。     

基于尖点突变理论的单桩竖向承载力分析

在桩基工程中,单桩竖向承载力的确定和设计关系是否安全和经济的重要问题,国内外关于单桩竖向极限承载力的确定方法很多,但较为完善、科学和经济的方法较少.本文利用桩受竖向荷载时的荷载与位移的关系曲线,引入尖点突变理论,导出单桩竖向承载力的计算公式,并将导出的单桩竖向承载力的计算公式运用于实际工程中,与实测值相比较得到了较为满意的结论.     

钻孔压浆混凝土预制管复合桩竖向承载力试验

目的研究一种新型桩基础——钻孔压浆混凝土预制管复合桩的成桩工艺、工作机理和单桩竖向承载力,为其在实际工程中应用提供合理的设计依据.方法通过桩的静载试验,并结合桩的工作机理,得到桩在黏性土和砂类土中的侧摩阻力和端阻力提高系数,建立单桩竖向极限承载力标准值计算公式.结果桩周土层为黏土、细砂、中砂时,桩极限侧摩阻力标准值提高系数分别为1.1~1.3、1.6~2.0、2.2~2.4.桩端持力层为细砂、中砂时,桩极限端阻力标准值提高系数分别为1.2~1.6、1.6~1.8.结论钻孔压浆混凝土预制管复合桩单桩竖向承载力较现行规范中经验公式算得的承载力数值有明显提高,研究成果对桩的设计和施工有一定指导作用,对这种新型桩基础的推广应用具有重要意义.     

某单桩轴向抗压静载荷试验钢结构承载能力计算分析

采用接近于竖向抗压桩的实际工作条件的试验方法,确定单桩竖向(抗压)极限承载力,作为设计依据,或对工程桩的承载力进行抽样检验和评价.当埋设有桩底反力和桩身应力、应变测量元件时,可直接测定桩周各土层的极限侧阻力和极限端阻力.除对于以桩身承载力控制极限承载力的工程桩试验加至承载力设计值的1.5～2倍外,其余试桩均应加载至破坏...     

隧道开挖对既有受荷桩竖向承载特性的影响

目的研究黏土中隧道开挖对既有受荷单桩基础竖向承载特性的影响,分析桩基础竖向承载特性变化.方法采用位移控制有限元方法模拟隧道开挖对桩基础竖向承载特性的影响.结果隧道开挖导致既有桩基础发生显著沉降,但在不同初始荷载水平作用下,对单桩极限承载力最终值影响较小.轴力增量呈S型分布,在桩基础下部产生摩阻力,上部产生负摩阻力;桩端土体中超孔隙水压力在隧道开挖过程中逐渐增大.结论隧道开挖对既有受荷桩竖向承载力最终值影响不大,但是对桩身沉降影响很大.城市地铁隧道开挖对既有建筑桩基础承载特性影响的研究成果,为盾构施工后桩基础承载力分析提供参考.     

中砂和软黏土中桩顶竖向力 对桩身水平承载力影响对比分析

为探讨中砂和软黏土地基中桩顶既有竖向力对桩身水平承载力的不同影响规律,基于ABAQUS建立了单桩基础三维有限元分析模型,并结合已有载荷试验结果验证了模型的合理性.在此基础上,采用Probe法分别获得均质稍密中砂和软黏土地基中2种不同桩身长径比(L/D)的单桩基础在保持不同桩顶既有竖向力(V)不变时,水平力(H)引起的桩身位移、桩身极限承载力及承载力包络线.结果表明:桩顶既有竖向力从桩身竖向极限承载力(Vult)0.2倍增加至0.8倍时,稍密中砂地基中的桩身水平极限承载力(Hult)提高13.6%～41.2%;反之,软黏土中Hult降低2.2%～6.5%,且L/D较小时这种影响差异更趋明显.最后,通过对比分析加载过程中桩周地基土中的竖向应力、桩侧摩阻力及桩侧土抗力的分布与变化特征,讨论了这种影响差异的内在机理.     

一种新的夯扩灌注桩单桩竖向极限承载力公式

针对设计与施工中遇到的单桩承载力问题,采用计算与统计分析方法,对近10年来所完成的数百项工程,将其打桩原始记录、地质勘察报告与单桩竖向静载试验得出的承载力相对比而得出了一种小误差的夯扩灌注桩单桩竖向极限承载力计算公式,与单桩竖向静载试验吻合很好,对夯扩灌注桩设计与施工具有重要参考意义。介绍了夯扩灌注桩单桩极限承载力的研究方法、研究成果及应用效果检验。     

水平—竖向耦合荷载下单桩承载性状数值分析

为了研究单桩基础在水平—竖向耦合荷载下的承载性状,以工程实例为基础,通过数值计算的手段建立了均质海相软黏土层中单桩受耦合荷载的计算模型,研究均质土层中竖向与水平耦合荷载作用下单桩的承载力、变形特点。结果表明：当施加的水平力未超过临界荷载,水平力的施加对单桩竖向承载力无影响;当施加的水平力超过临界荷载,水平力的施加对单桩竖向承载力有着不利的影响;水平力的施加延缓了竖向抗拔承载力破坏点的出现,且随着施加的水平力的增大,抗拔极限破坏点出现得越晚,水平力的施加提高了单桩抗拔承载力;预先施加竖向力会减小水平力产生的桩顶水平位移,提高单桩水平承载力;且存在一个最优的竖向荷载,使得桩顶水平位移最小,桩身弯矩最小。     

完整指数函数拟合单桩Q-S曲线的分析

不同于以往确定完整指数函数参数的方法,提出了确定完整指数函数参数的差分形式最小二乘法;然后结合现场试验,对完整指数函数拟合Q-S曲线的规律进行分析,探讨用指数函数最大曲率点判定桩的极限承载力及其相应沉降的合理性;最后针对未加载至破坏的单桩竖向静载荷试验,研究用完整指数函数预测竖向荷载作用下单桩的极限承载力及其相应桩顶沉降的可行性,提出了预测单桩极限承载力的条件和预测单桩破坏时桩顶沉降的合理性和局限性。     

沉桩方式及桩型对湛江组结构性黏土中单桩承载力时效性的影响

北部湾沿岸地区湛江组结构性黏土具有触变性,导致该土层中桩基时效性明显,不同沉桩方式及桩型的模型单桩对湛江组结构性黏土中桩基承载力时效性影响显著。以湛江组结构性黏土为地基,设计不同沉桩方式、桩型的模型单桩进行桩基静载实验,并对1倍桩径范围内桩周土的孔隙水压力进行监测。得到不同沉桩方式、不同桩型的模型单桩承载力及桩周土的孔隙水压力随休止时间的变化规律。结果显示：1)湛江组结构性黏土中单桩竖向极限承载力均随休止时间的增加而逐渐增大,且单桩竖向极限承载力增大的速率表现为前期增长快,后期增长慢;2)孔隙水压力消散规律与单桩竖向极限承载力增长规律基本吻合;3)湛江组结构性黏土中单桩承载力时效性可以用经验公式表述,在同一均质土层中不同沉桩方式、不同桩型的承载力时效性采用不同的时效性相关系数计算;4)不同沉桩方式对单桩承载力时效性影响差别较大,当桩型相同时,静压桩的竖向极限承载力增大的速率和幅度比振动桩大。5)单桩竖向极限承载力时效性与桩型有关,当沉入方式相同时,圆桩的竖向极限承载力增大的速率和幅度最大,管桩次之,方桩最小;     

完整指数函数拟合单桩荷载-沉降曲线的分析

不同于以往确定完整指数函数参数的方法,提出了确定完整指数函数参数的差分形式最小二乘法;然后结合现场试验,对完整指数函数拟合荷载-沉降曲线的规律进行分析,探讨用指数函数最大曲率点判定桩的极限承载力及其相应沉降的合理性;最后针对未加载至破坏的单桩竖向静载荷试验,研究用完整指数函数预测竖向荷载作用下单桩的极限承载力及其相应桩顶沉降的可行性,提出了预测单桩极限承载力的条件和预测单桩破坏时桩顶沉降的合理性和局限性.     

PHC桩土结构材料力学特性及承载可靠性研究

为探究桩土共同作用岩土类材料力学特性及PHC管桩单桩竖向极限承载力的可靠性,以湖南省某高校新建教学楼为工程背景,根据现场调研和勘察资料进而得到土体的物理力学指标以及桩基设计参数;利用规范经验公式并结合静载荷试验结果获得PHC管桩单桩竖向极限承载力计算值与实测值;建立桩土共同作用下单桩竖向承载力极限状态方程,对其进行承载力可靠性分析.结果表明：单桩竖向极限承载力的实测值与按规范经验公式所得的计算值较吻合,采用改进的一次二阶矩法获得可靠指标β为3.75,失效概率Pf为2.326×10-4,满足设计安全要求.     

桩端注浆加固技术在基础加固工程中的应用

某建筑物采用机械成孔灌注端承桩基础,施工完成后单桩竖向抗压静载荷试验发现工程桩单桩承载力特征值达不到设计要求,分析了造成桩基承载力低的可能原因和注浆加固提高桩基承载力的原理,并采用桩端注浆加固技术对工程桩桩端进行注浆加固处理,改善了桩端土层的工程力学性质,提高了工程桩单桩承载力,使单桩承载力特征值达到了设计要求。     

估算单桩承载力与静载试验成果的对比分析研究

单桩竖向极限承载力是工程设计的重要参数,它直接影响着工程的安全性和经济性,文章以某桩基工程为实例,通过对单桩极限承载力的估算值与静载试验成果对比,找出二者之间差异,分析其形成的原因,建议单桩极限承载力的确定应综合分析各种方法,以确定其最接近值,服务于工程建设。     

珊瑚礁地层桥梁基础钢管打入桩承载特性

钢管桩基础作为桥梁、港口码头、海上风机、近海钻井平台等领域广泛应用的基础型式之一,单桩竖向承载力是钢管桩基础设计的关键内容之一。但由于珊瑚礁地质条件复杂性,珊瑚礁地质钢管桩承载特性尚未明确。对中马友谊大桥28根钢管桩基础开展试验研究与数值计算,结果表明中等-强胶结的礁灰岩地层取芯岩样具较高抗压强度,能提供一定桩端承载力,可作为临时结构打入桩基础的持力层。揭示了珊瑚礁地质钢管桩承载机理,提出了改进的钢管桩竖向承载力设计方法,为珊瑚礁地质区域的工程建设提供有力支撑。     

冻土桩抗压承载力特性的有限元模拟与分析

在模型试验的基础上,利用Ansys有限元软件,对不同温度冻土和融土中单桩的竖向承载力进行了分析,得出了冻土温度对单桩承载力的影响,以及在冻融条件下单桩承载力的变化,为西部大开发中冻土地区桩基础的设计与施工提供了理论依据与方法指导.     

海上风机变径单桩基础水平承载特性数值分析

为研究海上风机变径单桩基础承载性能,通过有限元分析软件ABAQUS建立变径桩数值模型,开展变径单桩水平承载性能的数值模拟研究,分析其相对于通长单桩基础的承载性能优势,并针对变径段尺寸进行参数分析。结果表明：变径桩极限承载力较通长桩存在明显提高,相同水平荷载作用下,变径单桩基础桩身位移明显减小,其水平承载能力要优于通长桩基础;变径桩基础中底部桩径和变径段埋深高度对水平承载力影响较为明显,增大底部桩径与减小变径段埋深均能提升桩基的极限水平承载能力,但变径段长度对变径桩基础水平承载能力影响很小。可见变径单桩水平承载性能优于通长桩。研究成果可为深厚砂土地质下的海上风电单桩基础设计与结构优化提供参考依据。