根键布置方式对根式基础竖向承载性能的影响

文章通过现场试验和数值分析探讨根键布置方式对根式基础承载性能的影响；建立池州长江公路大桥根式基础的数值计算模型，与现场堆载试验得到的荷载-位移曲线进行对比，验证数值模型的正确性；通过分析桩顶荷载-位移曲线、桩身轴力和桩侧摩阻力，探讨根键水平布置方式、根键布置位置和相邻根键层间距对根式基础竖向承载性能的影响。结果表明：相比于传统桩基础，根键梅花形布置和等角度布置时，桩的承载力分别提高65.28%、46.71%,根键能够增大桩侧摩阻力和减小桩端阻力；根键梅花形布置能够减弱应力重叠，充分发挥根键承载潜力；根键布置在下部时，相对于布置在上部和中部，桩的承载力分别提高34.51%、14.69%,同时根键布置在下部能够减小桩端阻力；根键层间距较小时，根键端部形成环形剪切面，此时根键无法发挥作用，随着层间距增大，根键间相互影响逐渐减弱，根键趋近于独立承载。     

海上风机复合单桩基础水平承载力数值分析

近年来海上风电发展迅速,装机容量不断增大,传统单桩基础受荷负担加重,故以单桩基础和安装在桩体外围的桶型基础(摩擦轮)组合而成的复合桩基础被逐渐采用,以保证风机服役期间的安全稳定。为研究复合桩基础承载性能,通过ABAQUS有限元软件开展复合桩基础水平承载性能的研究,分析其相较于传统单桩基础的承载力优势,并进一步进行优化设计。结果表明:相同受荷情况下,复合桩基础由于摩擦轮的存在,桩身泥面处位移和桩身弯矩均大幅减小,水平承载能力明显优于单桩基础;复合桩基础中摩擦轮直径和高度对其水平承载能力影响较明显,但其厚度对复合桩基础水平承载能力影响有限。可见复合桩基础承载能力明显优于单桩。     

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。     

根式基础极限承载力预测的修正双曲线法

为了研究根式基础的承载性能和预测其极限承载力,在传统桩基础的双曲线模型基础上,文章提出适用于根式基础承载力预测的修正双曲线模型,对实际工程中根式基础的实测荷载-沉降曲线进行拟合以及极限承载力预测,并与传统的双曲线模型、完整指数模型及实测结果进行比较分析.结果表明:修正后的双曲线模型对根桩荷载-沉降曲线拟合精度更高,平均...     

疏桩基础承载性状研究

选用能描述土体塑性特点的弹塑性本构模型,利用研制的三维有限元程序对疏桩基础的承载性状进行了分析·分析结果表明:疏桩基础既能较充分地发挥桩身侧摩阻力和桩端阻力的作用,使得桩的承载接近于其极限承载力,又能较充分地调动承台底土体参与承载,因而疏桩基础对承载力的发挥明显地优于传统桩基;同时疏桩基础对调匀中、边、角桩的桩端阻力和承台底土反力有明显的作用·分析结果与试验结果具有较好的一致性·     

桩端采空区对嵌岩桩承载力的影响

针对桩端采空区对嵌岩桩的设计(如承载性能和长期服役性能)提出的挑战,以杜家山特大桥采空区嵌岩桩为原型,进行缩尺模型试验,研究采空区到桩端不同距离以及采空区是否注浆的单桩承载力。计算比例参数,并选择合适的试验材料进行模型构建;通过多级荷载试验,获得采空区到桩端不同距离以及注浆后桩顶沉降、桩基础轴力、桩端阻力和桩侧摩阻力的变化特征;并对比分析了无采空区嵌岩桩的承载特征。结果表明,随着采空区到桩端距离的减小,桩端持力层的承载能力减小,不利于模型桩的承载力;注浆后,桩端持力层的承载能力明显增加,导致模型桩的桩顶沉降显著减少,承载能力显著提高。     

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.     

根式基础竖向承载力模型试验研究

在桥梁设计和施工中大跨度跨河桥梁基础一直是设计施工的难题,因此针对厚覆盖层地质条件提出了新型变截面基础形式——根式基础的概念。文章进行了根式基础的模型试验,即无根键、布置1层根键和均布5层根键的模型试验。竖向承载力试验采用杠杆方式加载。试验结果表明:布置1层根键时极限承载力比无根键提高13.54%,布置5层根键时提高73.14%;有根键时桩身轴力曲线与桩侧摩阻力曲线趋势与无根键基本一致,但有根键时桩侧摩阻力发挥更加充分,跨越根键处轴力下降较快;布置根键在减少工程量、降低造价的同时大大提高了基础承载力。     

超长桩基础有限元强度折减极限荷载判定方法

超长桩基础是土木工程领域重要的基础形式,具有高承载、超长桩长的特点,其极限荷载判定的费用高、耗时长、困难大.采用了静载荷试验的堆载法、自平衡法、有限元荷载增量法和有限元强度折减法对某超长桩基础的极限荷载判定进行研究,分析了极限荷载下桩顶位移和桩端端阻力的变化情况.研究表明:有限元强度折减极限分析方法较适用于超长桩基础极限荷载判定,所采用的屈服准则、判定条件适用于超长桩基础的极限分析,计算结果反映了超长桩基础极限承载特征,可以为桩基础的初步设计阶段和载荷试验设计提供必要参数.     

浅析桩基软弱下卧层承载力并分析其公式

桩基础设计的重要内容之一就是桩基软弱下卧层承载力验算,对《建筑桩基技术规范》的桩基软弱下卧层验算公式各项的概念和取值进行了对比分析。忽略群桩实体基础佣摩阻力取值及承台上土白重对验算结果的影响,认为规范中关于软弱下卧层顶面附加应力的计算均有不当之处。认为公式附加应力的概念不清晰。提出了以下建议：JGJ94—2008较适用于有地下室的桩一箱（筏）基础,JGJ94—94较适合于没有地下室的柱下群桩基础;计算附加应力时所扣除的群桩实体基础的饲摩阻力应取特征值。     

桩身刚度对承载性能的影响分析

建立了超长单桩有限元分析模型,采用有限元方法分析了超长桩在不同刚度条件下桩顶位移与桩顶反力之间的关系,并分析桩侧摩阻力随深度的变化规律及单桩承载力情况.分析结果表明:增大桩身刚度能够使桩身下部侧摩阻力得到有效发挥,从而提高单桩承载能力.但在桩身刚度增大到一定程度时,继续增大桩身刚度对单桩承载能力的提高将趋于稳定.并提出了在条件允许时可通过提高桩身刚度改善桩的承载性能的工程建议.     

后压浆灌注桩承载力作用机理研究

后压浆灌注桩是在普通灌注桩基础上发展起来的一种新型桩.它是在钻孔、挖孔或冲孔等各种形式的灌注桩成桩之后,通过埋设在桩身中的注浆管,将能够固化的浆液(如纯水泥浆、水泥砂浆、掺加外加剂的水泥浆、化学浆液等)均匀地注入桩身侧面或桩端底层,改变了桩端、桩侧附近土体的物理力学性质,使桩端阻力和桩侧摩阻力得到不同程度的提高,桩的沉降得以减小,桩的承载能力明显提高.     

海上风电机组单桩基础模态及参数敏感性分析

采用里兹向量直接叠加法,在考虑桩-土相互作用的条件下对海上风机单桩基础进行模态分析,得到了单桩基础9阶模态特性,基于精确的基础设计,有效地避开了风机叶片工作时的振动频率以及海浪的波动频率.发现前2阶水平向弯曲振型频率为判断单桩基础共振的主要频率.通过探讨套筒、土体、桩基础等方面的一系列参数对单桩风电机组基础模态的影响规律发现单桩基础自振频率随着套筒壁厚、土层水平向参数、桩体壁厚、桩径的增大而增大,随桩悬臂长度的增大而减小,其中受桩径影响最为显著.单桩基础自振频率随桩体埋深呈现非线性变化,并存在临界深度,超过该深度后频率基本保持不变.桩侧土体的摩阻力大小对水平向弯曲振型没有影响.     

沉箱-钢管桩逆作法复合基础试验

为研究逆作法复合基础的荷载与沉降关系、桩土荷载分担特性以及钢管桩受力性能,进行了单桩、沉箱及沉箱-钢管桩逆作法复合基础系列模型试验.结果表明:采用沉箱-钢管桩逆作法复合基础,先施工沉箱及部分上部结构,而后续进行钢管桩的压、封桩能充分利用土体的承载能力,压桩前土体与沉箱底板保持严密接触,上部结构荷载全部由地基土承担;压桩后,土体得到了加固,沉降减小,承载力提高;封桩后,继续增加的荷载主要由桩体承担,直至桩达到极限承载能力;由于沉箱的影响,使桩身上部轴力衰减平缓,桩侧摩阻力被削弱,同时使桩身中下部轴力衰减加剧,侧摩阻力发挥得到增强;6倍桩距时,可不考虑群桩效应对逆作法复合基础的影响.     

承台厚度不同对超长群桩的影响分析

承台-桩-土的相互作用使群桩基础的受力变形特性复杂,而超长桩由于桩身很长,加深了这种相互作用的复杂性。本文通过有限差分数值计算软件FLAC3D,对承台厚度不同的超长群桩基础进行了分析,结果表明,超长桩为低承台基础时,在承台顶荷载相同情况下,各桩轴力、桩侧摩阻力及桩顶沉降比高承台超长群桩基础的要小,表明采用低承台更有利于超长群桩基础受力。     

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.     

砂土中桩筏基础承载力的模型试验研究

本文设计一个试验模型来研究桩筏基础的承载力,对桩身轴力和桩顶反力、桩侧摩阻力、桩筏基础的沉降和承载力进行了细致的研究。试验结果表明：桩顶反力中心桩最小、边桩稍大、角桩最大;桩侧摩阻力的强化效应和退化效应同时存在;群桩基础的承载力一般由沉降控制。     

承压螺旋桩斜向荷载试验与极限荷载判定分析

桩基础所受外载荷并不是单一方向的载荷,如输电塔结构,在承受竖向压力的同时承受着水平载荷作用,导致基桩受到斜向压荷载作用,该种条件的桩基础极限载荷的确定对结构设计的安全性极为重要.为此,开展承压螺旋桩基础斜向荷载的试验研究工作.模型试验采用1#(叶片距宽比为3.14)和2#(叶片距宽比为5)2种桩型,1#桩型试验5次,2#桩型试验4次,2组共计9次试验.承压螺旋桩斜向荷载试验表明:①本次试验桩顶水平位移较竖向位移大了1个数量级,螺旋桩基础的竖向承载能力并未得到充分发挥,竖向分量限制了背载侧叶片对地基向上的压缩作用,从而提高了基础抗水平载荷的能力.②叶片间距增大时(1#<2#),荷载-位移曲线表现出更为明显的非线性特征,1#和2#桩受载侧地基表面均出现放射性裂纹;1#桩背载侧地基表面沿桩体外径开裂,2#桩的背载侧出现似"拔出体".③可采用F-ΔX0/ΔF方法、S-LogP方法,并根据荷载量变化、桩土相互作用和桩周材料的变形阶段确定螺旋桩基础的斜向极限载荷;本次试验1#桩的判定极限荷载为327.93 N,2#桩为348.06 N.     

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.     

大型竖向静压试桩工程实例简介

近年来,各类桩基础在本区建设工程领域应用越来越多,的确解决不少工程问题,例如:钻孔灌注桩、CFG桩、振冲碎石柱、旋喷搅拌桩、人工成孔灌注桩(扩底墩)等.在具体工程中,优化桩基方案与合理选用设计参数,尤其是各类岩土层极限摩阻力及端阻力的确定,就很有必要根据场地地层条件结合工程特点进行试桩,以期达到采用桩基础的形式的最佳效果.乌鲁木齐地区采用人工成孔扩底墩基础形式的工程较多,因其桩的长径比小,承载力以端阻力为主,常常不考虑侧摩阻力.本文针对乌鲁木齐市政府某住宅补偿楼工程,为充分发挥相应岩土极限端阻力的作用,进行了现场大型单桩竖向静压试验,本文就工程过程作简要介绍. 决不少工程问题,例如:钻孔灌注桩、CFG桩、振冲碎石柱、旋喷搅拌桩、人工成孔灌注桩(扩底墩)等.在具体工程中,优化桩基方案与合理选用设计参数,尤其是各类岩土层极限摩阻力及端阻力的确定,就很有必要根据场地地层条件结合工程特点进行试桩,以期达到采用桩基础的形式的最佳效果.乌鲁木齐地区采用人工成孔扩底墩基础形式的工程较多,因其桩的长径比小,承载力以端阻力为主,常常不考虑侧摩阻力.本文针对鸟鲁木齐市政府某住宅补偿楼工程,为充分发挥相应岩土极限端阻力的作用,进行 现场大型单桩竖向静压试验,本文就工程过程作简要介绍. 决不少