廣東沿海主要土層樁側(cè)摩阻力和樁尖阻力的分析

本文依托西安市東北二環(huán)立交工程實(shí)際,通過現(xiàn)場黃土層浸水試驗(yàn)以及樁基靜載試驗(yàn),研究在濕陷性黃土層中樁基側(cè)摩阻力和樁端阻力的發(fā)揮情況、樁基負(fù)摩阻力取值問題及樁周土的沉降變化情況,并分析了其實(shí)驗(yàn)結(jié)果。在總結(jié)國內(nèi)工程界多次試驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上,給出了濕陷性黃土層負(fù)摩阻取值的科學(xué)合理方法及應(yīng)考慮的因素,并分析了影響負(fù)摩阻大小取值的因素和引起樁周土沉降差異的因素。研究結(jié)果表明:①本工程樁基提供負(fù)摩阻力段控制在3～9m之間,取值建議為-2.0～-5.0kpa;②樁基上的負(fù)摩阻值與特定樁長和地質(zhì)環(huán)境有關(guān),同時與濕陷下沉量及土的粘聚力大小也有關(guān)系。從而建議在西安平原地區(qū),黃土層較小時(樁長20m以上,濕陷層5m以內(nèi)),可不考慮濕陷性對樁基承栽力的影響。本次試驗(yàn)為未來工程實(shí)踐中濕陷性黃土層的沉降的研究及樁基負(fù)摩阻力的取值提供了參考依據(jù)和工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

隨著樁基技術(shù)的不斷發(fā)展,灌注樁在工程中的應(yīng)用也越來越廣泛,但是關(guān)于灌注樁承載機(jī)理,特別是樁端土層對整體承載力影響的研究還不徹底。本文結(jié)合具體的灌注樁現(xiàn)場試驗(yàn)和模型試驗(yàn)數(shù)據(jù),結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn),對試驗(yàn)中樁側(cè)摩阻力在樁端附近得到加強(qiáng)的情況進(jìn)行了詳細(xì)的數(shù)值分析,發(fā)現(xiàn)樁側(cè)摩阻力在樁端處的加強(qiáng)是普遍情況,并且樁端土力學(xué)性能越強(qiáng),這種加強(qiáng)效應(yīng)越明顯。最后結(jié)合幾種樁側(cè)摩阻力在樁端附近強(qiáng)化理論的介紹,將試驗(yàn)數(shù)據(jù)與理論依據(jù)結(jié)合起來說明了樁端土對樁側(cè)摩阻力的普遍影響。

上海市工程建設(shè)規(guī)范《地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》(dgj08—11—1999)中預(yù)制樁、灌注樁極限樁側(cè)摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值與極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值的取值完全引用上海89版規(guī)范。但自20世紀(jì)90年代以來,樁基工程在上海地區(qū)得到了迅猛的發(fā)展,工程實(shí)踐中樁基載荷試驗(yàn)值與99版規(guī)范計算值差異較大的情況時有發(fā)生,因此結(jié)合近年來的工程實(shí)測資料對99版規(guī)范樁基承載力取值進(jìn)行研究具有重要的工程意義。為此收集了17個工程共計50根樁身大部分位于淤泥質(zhì)土中且樁端支承于第⑤層相對較軟土層的預(yù)制樁和22個工程共計66根分別以⑦,⑧,和⑨3層土為持力層的鉆孔灌注樁的實(shí)測資料,對99版規(guī)范樁基承載力取值進(jìn)行了研究。首先,采用統(tǒng)計分析和有限元數(shù)值分析兩種方法對收集樣本進(jìn)行了分析,以綜合確定預(yù)制樁和灌注樁的樁端阻力和樁側(cè)摩阻力取值。其次,按照調(diào)整后的承載力取值,對各統(tǒng)計樣本進(jìn)行了回代計算,通過比較表明依據(jù)調(diào)整后的承載力取值的計算結(jié)果具有較高的保證率。

樁側(cè)摩阻力隨位移發(fā)揮的實(shí)測分析——該文主要討論側(cè)摩阻力隨位移的發(fā)揮性狀。在對雙曲線模型進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，采用這一模型，對上海地區(qū)某預(yù)制樁的側(cè)摩阻力實(shí)測資料進(jìn)行了分析。分析結(jié)果表明，采用雙曲線函數(shù)模擬樁側(cè)摩阻力隨相對位移的發(fā)展變化是合適的。依據(jù)...

粉噴樁側(cè)摩阻力強(qiáng)化效應(yīng)分析——運(yùn)用meyerhof理論和土的本構(gòu)關(guān)系，探討了粉噴樁側(cè)摩阻力強(qiáng)化效應(yīng)的形成機(jī)理。選用邯鄲市3個工程的粉噴樁載荷試驗(yàn)資料，分析了側(cè)摩阻力的強(qiáng)化效應(yīng)與樁身強(qiáng)度、樁端土的承載力、荷載水平和樁長的相互關(guān)系，從而合理選擇承載力...

單樁側(cè)摩阻力曲線的推求及相關(guān)問題探討——通過樁基靜載試驗(yàn)的實(shí)測數(shù)據(jù)。運(yùn)用約束樣條法擬合應(yīng)變曲線，根據(jù)理論公式計算樁側(cè)摩阻力。并繪出樁側(cè)摩阻力沿樁深分布曲線，最后針對一些相關(guān)問題進(jìn)行探討。

樁側(cè)摩阻力工作機(jī)理與預(yù)測的研究——采用主成分和主分量分析，研究了粘性土各常規(guī)指標(biāo)綜合反映其性質(zhì)的能力。根據(jù)實(shí)測數(shù)據(jù)，對大直徑鉆孔灌注樁端承載力的發(fā)揮機(jī)制進(jìn)行了討論。

通過對比不同長徑比條件下單樁豎向承載力和樁端阻力粒徑效應(yīng)的不同,研究側(cè)摩阻力對樁基承載力離心模型試驗(yàn)中粒徑效應(yīng)的影響。結(jié)果表明,由于側(cè)摩阻力的作用機(jī)理與樁端阻力有較大的不同,在本試驗(yàn)范圍內(nèi),不同樁徑的模型樁模擬同一原型得到的側(cè)摩阻力均有較大的不同,而樁端阻力除長徑比為5時存在粒徑效應(yīng)現(xiàn)象,其他試驗(yàn)條件下模擬同一原型得到的試驗(yàn)結(jié)果基本相同。由于側(cè)摩阻力的影響,單樁豎向承載力的粒徑效應(yīng)比樁端阻力的粒徑效應(yīng)顯著。

根據(jù)不同樁端條件下大直徑灌注樁靜載試驗(yàn)結(jié)果,研究樁端沉渣和預(yù)壓對灌注樁承載性能的影響,并對沉渣的承載機(jī)理及樁側(cè)摩阻力的弱化或強(qiáng)化效應(yīng)進(jìn)行探討。結(jié)果表明:單樁極限承載力隨樁端土層強(qiáng)度和剛度的增大而增大,樁端少量沉渣的壓縮有利于側(cè)摩阻力發(fā)揮到極限值,而無沉渣的完好樁端阻力和側(cè)摩阻力一般難以發(fā)揮到極限值。此外,沉渣較厚或持力層強(qiáng)度較低時,側(cè)摩阻力往往產(chǎn)生弱化效應(yīng),沉渣較少或持力層強(qiáng)度較高時側(cè)摩阻力又往往產(chǎn)生強(qiáng)化效應(yīng),這種弱化或強(qiáng)化效應(yīng)在樁端處最明顯。沉渣具有結(jié)構(gòu)性和壓硬性的特性,在受壓過程中因結(jié)構(gòu)破壞而產(chǎn)生剛度弱化,經(jīng)充分壓實(shí)后又產(chǎn)生剛度強(qiáng)化,承載性能接近持力層。

通過靜載荷試驗(yàn)測定樁側(cè)摩阻力及樁端阻力——根據(jù)靜載荷試驗(yàn)原理，通過在柱身中埋置測量元器件來測定應(yīng)力應(yīng)變值經(jīng)過計算確定樁側(cè)極限摩阻力和樁端極限阻力，并結(jié)合工程實(shí)例，對照工勘報告中提供的樁側(cè)極限摩阻力、樁端極限阻力，分析了兩者之間存在差異的原因，...

軟土層中靜力觸探側(cè)壁摩阻力探討

海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)長期受到巨大的水平荷載和傾覆力矩,設(shè)計的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)需要具有足夠的剛度和抗壓強(qiáng)度來抵抗風(fēng)、波浪、海流等環(huán)境荷載。依托某海上風(fēng)電場試樁工程,通過現(xiàn)場基樁軸向抗壓靜載試驗(yàn),分析土層的荷載位移曲線,并根據(jù)位移突變段確定基樁的極限荷載。借助擬合法和api規(guī)范法,分別得到τ-s曲線,從而計算出基樁的極限側(cè)摩阻力以及初始剛度。分析對比可以看出軟黏土土層和砂土土層在不同深度通過擬合法和api規(guī)范法計算得到的結(jié)果不同,二者有不同的適用范圍。因此需要進(jìn)一步研究樁基側(cè)摩阻力的各種確定方法,才能最大限度地開發(fā)利用樁基的承載能力。

灌注樁側(cè)摩阻力在不同狀態(tài)下的試驗(yàn)研究——本試驗(yàn)通過灌注樁在抗壓和抗拔靜載試驗(yàn)狀態(tài)下樁身應(yīng)力的檢測，比較了側(cè)摩阻力在不同的邊界條件下的大小，分析兩種不同狀態(tài)下側(cè)摩阻力存在差異的原因。提出了今后改進(jìn)試驗(yàn)的建議。

樁側(cè)摩阻力強(qiáng)化效應(yīng)有限元分析及其應(yīng)用——運(yùn)用非線性有限元理論對粉噴樁樁土相互作用進(jìn)行有限元分析，闡述了樁端土壓縮模量及樁長對側(cè)摩阻力沿樁身分布的影響規(guī)律，定量分析了樁側(cè)摩阻力強(qiáng)化效應(yīng)在樁端以上的作用范圍及強(qiáng)化程度，并將結(jié)論應(yīng)用于邯鄲某危房重建...

運(yùn)用非線性有限元理論對粉噴樁樁土相互作用進(jìn)行有限元分析,闡述了樁端土壓縮模量及樁長對側(cè)摩阻力沿樁身分布的影響規(guī)律,定量分析了樁側(cè)摩阻力強(qiáng)化效應(yīng)在樁端以上的作用范圍及強(qiáng)化程度,并將結(jié)論應(yīng)用于邯鄲某危房重建工程地基粉噴樁加固處理設(shè)計參數(shù)中,載荷試驗(yàn)證明設(shè)計參數(shù)選擇是合理的。

鋼板樁在沉貫到設(shè)計深度的過程中由于遇到障礙或沉樁困難等原因,經(jīng)常出現(xiàn)樁身偏斜或偏位過大等情況,此時需要將樁拔出進(jìn)行重新沉樁。因此在選擇振動錘型時,需考慮樁錘是否滿足拔樁力的要求。在深入探討振動拔樁過程中樁土相互作用的基礎(chǔ)上,結(jié)合八所港老港區(qū)1#~4#泊位改造工程,提出拔樁設(shè)備的選型,進(jìn)而研究了拔樁力與地基土質(zhì)情況與拔樁長度的關(guān)系。

近年來,隨著城市基礎(chǔ)建設(shè)的高速發(fā)展,靜壓樁以其振動小、噪音低、對環(huán)境影響小等獨(dú)特的高質(zhì)、高效的綠色施工特點(diǎn),越來越受到工程界重視。本文采用室內(nèi)模型試驗(yàn)的方法對靜壓樁進(jìn)行研究。用特制的加力杠桿施加樁頂荷載,通過貼置在模型樁身的應(yīng)變片和其他量測設(shè)備對模型樁的側(cè)摩阻力、側(cè)向壓力等樁身應(yīng)力進(jìn)行了測量。在數(shù)據(jù)處理方面,本文提出了一種新的樁身應(yīng)力計算方法,測量樁在壓入程中的樁身應(yīng)變,然后運(yùn)用彈性力學(xué)方法得出樁側(cè)摩阻力、側(cè)向壓力等樁身應(yīng)力變化情況,為分析樁基礎(chǔ)在壓入過程中的力學(xué)性能提供了有力支持。

確定樁側(cè)極限摩阻力的大小,目前工程上廣泛采用的是以經(jīng)驗(yàn)方法為主,輔以測樁數(shù)據(jù)分析,得到的結(jié)果往往存在較大的誤差。按照工程先后次序,從2棟建筑物樁基場址勘察數(shù)據(jù)入手,分析樁靜載荷試驗(yàn)資料,提出將靜載曲線分成3段,確定樁側(cè)極限摩阻力大小等新方法,并將得到的結(jié)論應(yīng)用于2棟高層建筑沉降對比分析,探討樁側(cè)摩阻力的發(fā)展與建筑物的沉降之間的關(guān)系。新方法的合理性得到了驗(yàn)證。

分析了負(fù)摩阻力的機(jī)理,總結(jié)了負(fù)摩阻力對樁基性能的影響,以一算例說明了負(fù)摩阻力計算中容易出現(xiàn)的問題。

關(guān)于樁側(cè)負(fù)摩阻力的探討——闡述了樁側(cè)角摩阻力產(chǎn)生的原因、特征以及影響其大小的因素。并運(yùn)用有效應(yīng)力法推導(dǎo)出計算樁側(cè)負(fù)摩阻力的公式，以供有關(guān)人員參考。

單樁基礎(chǔ)是目前應(yīng)用最廣泛的海上風(fēng)電基礎(chǔ)形式?，F(xiàn)有單樁豎向承載力設(shè)計時僅考慮外側(cè)摩阻力與端阻力,并未考慮樁基內(nèi)側(cè)摩阻力對豎向承載力的貢獻(xiàn)。文中基于江蘇某沿海海域兩個風(fēng)電場的現(xiàn)場試樁數(shù)據(jù),分別采用api規(guī)范、美國陸軍工程兵團(tuán)方法以及港口工程樁基規(guī)范中的公式計算樁身外側(cè)摩阻力,研究了土層類型、土深度對于鋼管樁內(nèi)外側(cè)摩阻力比值的影響規(guī)律,并與實(shí)測數(shù)據(jù)進(jìn)行了對比分析。研究結(jié)果表明:接近泥面處內(nèi)外側(cè)摩阻力比值較小,內(nèi)外側(cè)摩阻力比值隨深度增加呈增大趨勢；在海上風(fēng)電單樁基礎(chǔ)豎向承載力設(shè)計中,樁基內(nèi)側(cè)摩阻力不容忽視。

運(yùn)用abaqus有限元分析軟件,分析了在一定地面堆載作用下,褥墊層厚度和變形模量的改變與單樁復(fù)合地基樁側(cè)正、負(fù)摩阻力大小以及中性點(diǎn)位置的變化關(guān)系。結(jié)果表明,荷載和褥墊層模量一定時,褥墊層厚度增加對樁充分發(fā)揮正摩阻力有利,中性點(diǎn)位置上升;褥墊層厚度小于0.5m時,增加褥墊層變形模量,樁側(cè)正摩阻力也隨之提高,中性點(diǎn)位置提升;褥墊層厚度大于0.5m時,增加褥墊層變形模量,其提高更明顯。利用數(shù)值模擬分析褥墊層對單樁復(fù)合地基的樁側(cè)摩阻力影響,可為研究復(fù)合地基荷載分擔(dān)、荷載傳遞以及工作性狀提供借鑒。