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分布式后压浆超长大直径灌注桩竖向承载性能试验研究

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建筑结构学报 2024年第4期45卷 155-165页

作者：王卫国万志辉戴国亮钱晓楠胡涛周峰张鹏东南大学土木工程学院江苏南京211189 南京工业大学交通运输工程学院江苏南京211816 中建安装集团有限公司江苏南京210023

基于山东小清河复航工程开展2根超长大直径灌注桩压浆前后现场静载试验,对比分析组合式后压浆桩与分布式后压浆桩压浆前后的承载性状,研究分布式后压浆对超长大直径灌注桩承载变形、荷载传递特性以及桩侧摩阻力与桩端阻力的影响。结果表... 详细信息

基于山东小清河复航工程开展2根超长大直径灌注桩压浆前后现场静载试验,对比分析组合式后压浆桩与分布式后压浆桩压浆前后的承载性状,研究分布式后压浆对超长大直径灌注桩承载变形、荷载传递特性以及桩侧摩阻力与桩端阻力的影响。结果表明:相比压浆前,组合式后压浆桩与分布式后压浆桩的承载力提高幅度分别为39.6%、52.2%,分布式后压浆桩的承载性能较组合式后压浆桩的更优,其改善桩基荷载传递特性更为明显;在极限状态下,组合式后压浆桩与分布式后压浆桩的侧摩阻力与端阻力均得到了显著提高,有效地改善了桩侧与土体的边界条件和桩端承载条件,提高了桩侧与桩端土体的强度与刚度;在相同条件下分布式后压浆桩的侧摩阻力增强系数较组合式后压浆桩的略大,且侧摩阻力增强系数随埋深的增加整体上呈现增大趋势,侧摩阻力增强系数存在深度效应。此外,通过透明土可视化模型试验进一步证实,分布式后压浆具有小间距、多断面、高密次以及多深度压浆等特点,使其注入的水泥浆液沿桩身分布更均匀,从而形成了更为紧密且稳定的桩-水泥土-土体系,对改善桩基承载特性的效果更为显著。

关键词：钻孔灌注桩分布式后压浆组合式后压浆现场足尺试验桩侧摩阻力桩端阻力

粗糙度对单桩竖向承载变形特性影响的试验研究

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岩土力学 2024年第6期45卷 1597-1607页

作者：冷伍明丁荣锋杨奇陈琛邓煜晨徐方阮波中南大学土木工程学院湖南长沙410075 中南大学重载铁路工程结构教育部重点实验室湖南长沙410075 湖南铁院土木工程检测有限公司湖南长沙410075

为探究桩侧粗糙度对单桩承载变形特性的影响规律,自主研发了多功能桩基静动力模型试验系统,构建了光滑、随机型及带肋规则型桩侧界面的模型单桩,通过3D形态扫描计算获得了桩侧表面粗糙度Rn,基于此开展了饱和砂土中单桩静载模型试验。试... 详细信息

为探究桩侧粗糙度对单桩承载变形特性的影响规律,自主研发了多功能桩基静动力模型试验系统,构建了光滑、随机型及带肋规则型桩侧界面的模型单桩,通过3D形态扫描计算获得了桩侧表面粗糙度Rn,基于此开展了饱和砂土中单桩静载模型试验。试验结果表明:(1)粗糙度越大,单桩极限承载力和桩的割线刚度越大,桩顶沉降及其卸载回弹量越小,带肋桩能够有效提高桩基承载力并控制桩顶变形。(2)粗糙度越大,桩侧阻力越大,桩端附近侧阻力的强化效应越明显,桩侧阻力的分布模式随桩顶荷载增大由“单驼峰”到“锥顶柱”再至“斜坡”依次演变。(3)β值(β法中参数)随桩侧粗糙度的增大而增加,随深度增加而衰减。带肋桩的极限侧阻力及β值远大于砂纸和光滑桩,揭示了埋深和粗糙度对β值影响规律的机制。(4)桩侧粗糙度会影响砂土地基中桩端荷载传递函数类型,光滑桩、砂纸桩桩端荷载传递函数呈双曲线型,带肋桩呈直线型。上述研究结果对深刻认识桩侧粗糙度对单桩承载变形特性影响规律和机制具有重要参考价值。

关键词：桩侧粗糙度模型试验饱和砂土桩侧阻力桩端阻力

考虑土塞效应的开口管桩沉桩与承载全过程离散元分析

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岩土工程学报 2024年第7期 1471-1480页

作者：李立辰刘卓刘浩吴文兵罗仑博蒋国盛梅国雄中国地质大学(武汉)工程学院岩土钻掘与防护教育部工程研究中心中国长江三峡集团有限公司科学技术研究院浙江大学海洋学院

开口管桩贯入过程中会产生复杂的土塞效应，显著影响管桩的沉桩过程与承载特性。考虑到试验方法成本高、周期长、且难以直观反映土塞与管桩的相互作用特性，基于离散元方法开展砂土地基中静压开口管桩沉桩与承载全过程模拟分析。基于室... 详细信息

开口管桩贯入过程中会产生复杂的土塞效应，显著影响管桩的沉桩过程与承载特性。考虑到试验方法成本高、周期长、且难以直观反映土塞与管桩的相互作用特性，基于离散元方法开展砂土地基中静压开口管桩沉桩与承载全过程模拟分析。基于室内试验数据对离散元模型参数进行标定，并采用周期性单元复制法生成均质且应力沿深度线性分布的地基模型。基于土体变形特征，揭示管桩中土塞的主动拱与被动拱分布特征。进一步地，结合土塞参数的演化规律，得出土塞增长率（IFR）对土塞状态变化更为敏感，且土塞阻力的发挥趋势与IFR值变化趋势有较高的相似性。基于管桩静载试验模拟，得出静载下开口管桩呈完全闭塞状态，土塞的荷载-位移响应呈弹塑性，并最终建立考虑CPT锥尖阻力、土塞效应、管桩尺寸的静压开口管桩桩端阻力经验计算公式。本文研究成果揭示了土塞的形成演化过程与承载机制，对于考虑土塞效应的开口管桩沉桩阻力预测与承载力计算具有一定参考价值。

关键词：开口管桩土塞效应离散元法桩端阻力

福建省滨海典型地层搅拌植桩基础竖向承载特性研究

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公路交通科技 2024年第5期41卷 79-86页

作者：王坛华邱俊峰福建省交通规划设计院有限公司福建福州350004 近海公路建设与养护新材料技术应用交通运输行业研发中心福建福州350004

搅拌植入管桩是在水泥土搅拌桩中植入管桩,形成共同受力的一种新型桩基础,目前被广泛应用于黏土、粉砂层中,但在滨海软土下覆强风化岩地层里尚无实践经验。为进一步探究桩端入岩对搅拌植入管桩竖向承载特性的影响,依托国道G324线福清新... 详细信息

搅拌植入管桩是在水泥土搅拌桩中植入管桩,形成共同受力的一种新型桩基础,目前被广泛应用于黏土、粉砂层中,但在滨海软土下覆强风化岩地层里尚无实践经验。为进一步探究桩端入岩对搅拌植入管桩竖向承载特性的影响,依托国道G324线福清新厝双屿至大沃段公路工程,在现场进行了3根搅拌植入管桩的竖向荷载试验,采用慢速维持荷载法开展桩端持力层为强风化凝灰岩的搅拌植入管桩承载性能研究。试验结果表明:在近海典型地层中,搅拌植入管桩的荷载-沉降曲线呈缓降型变化,并表现出摩擦端承桩的工作特性;桩身上部侧摩阻力将先于下部发挥,具有明显的异步性;同一土层不同深度处,桩侧摩阻力随桩土相对位移变化规律基本一致,但极限侧摩阻力会随深度的增大而呈小幅度增加;当搅拌植入管桩桩端进入强风化凝灰岩时,粉质黏土层处桩侧摩阻力实测值与规范推荐值基本一致,而在强风化凝灰岩地层中桩侧摩阻力则较规范推荐值提高了35%~44%;在桩端阻力计算上,桩端承载力特征值建议采用相关标准规范中混凝土预制桩极限桩端阻力标准值的一半,以弥补在搅拌植入管桩桩端入岩条件下端阻力计算无据可依的不足。

关键词：桥梁工程搅拌植桩现场试验承载特性侧摩阻力桩端阻力

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大直径嵌岩灌注桩竖向承载特性试验研究

广西大学学报（自然科学版） 2024年第3期49卷 451-463页

作者：赵香梅闫楠白晓宇韩磊蒋冲包希吉程海涛米春荣张明义青岛理工大学土木工程学院山东青岛266520 中建八局第二建设有限公司山东济南250022 中南大学资源与安全工程学院湖南长沙410083 山东省建筑科学研究院有限公司山东济南250031

为了探讨泥岩地基大直径灌注桩竖向承载性能,依托青岛某机场桩基工程,对嵌入泥岩的9根大直径灌注桩进行了竖向抗压静载试验和桩身应力监测,分析大直径嵌岩灌注桩的竖向抗压性能,明确大直径灌注桩的荷载传递规律。结果表明,试桩桩身完整... 详细信息

为了探讨泥岩地基大直径灌注桩竖向承载性能,依托青岛某机场桩基工程,对嵌入泥岩的9根大直径灌注桩进行了竖向抗压静载试验和桩身应力监测,分析大直径嵌岩灌注桩的竖向抗压性能,明确大直径灌注桩的荷载传递规律。结果表明,试桩桩身完整性较好,桩身质量可靠;试桩荷载沉降(Q s)曲线均为缓变型,加载初期存在明显的压密段,桩顶沉降量为10.31 mm,最低回弹率大于50%;最大荷载作用下,各试桩的竖向抗压极限承载力特征值均不小于6480 kN,试桩竖向抗压承载能力仍有较大潜力;试桩均表现出端承摩擦桩的特性,轴力自桩顶到桩端逐渐衰减,桩侧摩阻力峰值发生在中风化泥岩段,桩端阻力占桩顶荷载的10.55%~34.48%。

关键词：泥岩地基大直径灌注桩静载试验桩身内力桩侧摩阻力桩端阻力

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武汉沿江地区超长灌注桩承载性状试验研究

武汉大学学报（工学版） 2024年第2期57卷 178-186页

作者：王金玺唐红许将武汉科技大学城市建设学院湖北武汉430081 中冶集团武汉勘察研究院有限公司湖北武汉430080

为研究武汉沿江地区大直径超长灌注桩的承载变形特性,结合武汉“长江之门”大厦现场静载荷试验,对该项目3根桩径为1200 mm、桩长为57.5 m的钻孔灌注桩试验数据进行了分析。结果表明:3根桩的荷载-沉降(Q-s)曲线均为陡降型,极限承载力为40... 详细信息

为研究武汉沿江地区大直径超长灌注桩的承载变形特性,结合武汉“长江之门”大厦现场静载荷试验,对该项目3根桩径为1200 mm、桩长为57.5 m的钻孔灌注桩试验数据进行了分析。结果表明:3根桩的荷载-沉降(Q-s)曲线均为陡降型,极限承载力为40000 kN,桩顶沉降主要由桩身压缩(占比在90%以上)产生;在砂土层中,桩侧注浆减小了极限侧摩阻力发挥所需的桩土相对位移;在岩层中,微小的相对位移量即会使桩侧摩阻力达到极限值;试桩的桩端阻力与桩端位移关系曲线表现为加工硬化的双折线模型,在极限荷载作用下试桩表现为摩擦型桩特性;桩端阻力并未充分发挥,在承载力计算时桩端阻力应乘以相应的系数。试验结果为本项目工程桩设计提供资料的同时,也可为该地区类似桩基工程提供理论和实践参考。

关键词：超长灌注桩极限承载力侧摩阻力桩土相对位移桩端阻力

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桩端采空区对嵌岩桩承载力的影响

科学技术与工程 2024年第18期24卷 7821-7832页

作者：王开源孙增奎沈宇鹏赵晓林徐金翠中交公路规划设计院有限公司北京100010 北京交通大学土木建筑工程学院北京100044

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... 详细信息

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。

关键词：嵌岩桩采空区模型试验桩顶沉降桩基础轴力桩端阻力桩侧摩阻力

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基于球孔扩张理论的静压桩桩端阻力解析解

沈阳工业大学学报 2022年第2期44卷 221-226页

作者：李雨浓曹锦楼王立伟曹海莹燕山大学河北省土木工程绿色建造与智能运维重点实验室河北秦皇岛066004 燕山大学建筑工程与力学学院河北秦皇岛066004

为了研究静压桩在饱和黏土中的沉桩端阻力,利用球孔扩张理论推导出极限桩端阻力的计算公式,并通过室内模型试验测量出不同深度桩端阻力的数值.结果表明,静压沉桩过程中桩端阻力随着压桩深度先是呈快速增长,之后渐渐变缓且趋于平稳.极限... 详细信息

为了研究静压桩在饱和黏土中的沉桩端阻力,利用球孔扩张理论推导出极限桩端阻力的计算公式,并通过室内模型试验测量出不同深度桩端阻力的数值.结果表明,静压沉桩过程中桩端阻力随着压桩深度先是呈快速增长,之后渐渐变缓且趋于平稳.极限桩端阻力的理论值是随着桩体半径呈二次曲线增长的,随着土体粘聚力的增大而增大,也随着内摩擦角的增大而变大.经对比分析可知,对于长桩采用本文理论方法所求得的极限端阻力计算值更贴近沉桩终止时的实测值.

关键词：静压桩沉桩阻力球孔扩张理论拓展莱特邓肯屈服准则极限扩孔压力桩端阻力桩端承载力模型试验

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静压管桩桩端阻力理论解研究

建筑结构 2022年第S2期52卷 2484-2489页

作者：吕清显蒋水兵肖昭然盖建镇王秉秉中铁建设集团有限公司北京100040 河南工业大学土木建筑学院郑州450001

桩端阻力是静压管桩承载力的重要组成部分,桩端阻力计算的准确性有利于提高静压管桩承载力设计值的精确度。为求解桩端阻力理论计算值,基于球孔扩张理论和能量方程,建立了静压管桩的桩端阻力两种理论计算模型。随后在现场进行7组静压管... 详细信息

桩端阻力是静压管桩承载力的重要组成部分,桩端阻力计算的准确性有利于提高静压管桩承载力设计值的精确度。为求解桩端阻力理论计算值,基于球孔扩张理论和能量方程,建立了静压管桩的桩端阻力两种理论计算模型。随后在现场进行7组静压管桩竖向抗压静载试验,并整理出静载试验数据结果。通过建立的桩端阻力两种理论计算模型结果与静载试验结果、静力触探试验结果、现行桩基规范桩端阻力标准值建议值五种结果进行对比分析发现,基于能量方程球孔扩张理论计算模型需要经过进一步修正,修正后可有效提高桩端阻力计算的准确性,从而为工程中静压管桩承载力设计提供了依据,桩基设计时采用试桩静载试验桩端阻力可有效节约桩长等,桩端阻力取值的合理性对工程造价影响较大。

关键词：球孔扩张理论桩承载力桩端阻力静载试验桩端持力层