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静钻根植竹节桩抗拔承载性能试验研究

岩土工程学报 2015年第3期37卷 570-576页

作者：周佳锦龚晓南王奎华张日红浙江大学滨海和城市岩土工程研究中心浙江杭州310058 浙江大学软弱土与环境土工教育部重点实验室浙江杭州310058 浙东建材集团浙江宁波315000

为了研究静钻根植竹节桩的抗拔承载性能,进行了静钻根植竹节桩抗拔静载试验。通过一组破坏性抗拔试验得到了完整的静钻根植竹节桩抗拔荷载位移曲线,并采用幂函数、双曲线和指数函数分别对试桩荷载位移曲线进行了拟合;通过桩身埋有应力... 详细信息

为了研究静钻根植竹节桩的抗拔承载性能,进行了静钻根植竹节桩抗拔静载试验。通过一组破坏性抗拔试验得到了完整的静钻根植竹节桩抗拔荷载位移曲线,并采用幂函数、双曲线和指数函数分别对试桩荷载位移曲线进行了拟合;通过桩身埋有应力计的静钻根植竹节桩的抗拔试验分别对其桩侧摩阻力与桩端阻力进行了研究。试验结果表明:静钻根植竹节桩抗拔荷载位移曲线比较平缓,采用指数函数对其进行拟合的效果较好;静钻根植抗拔桩中水泥土与桩周土接触面摩擦性质比灌注桩中桩土接触面摩擦性质要好,静钻根植抗拔桩的桩侧摩阻力是钻孔灌注桩的1.47~2.11倍;静钻根植抗拔桩中桩端水泥土扩大头能够提高桩基桩端阻力,而且能够提高靠近桩端处桩身与土体接触面的摩擦性质。

关键词：静钻根植工法竹节桩水泥土桩端水泥土扩大头抗拔承载力

带承台静钻根植竹节桩抗压承载性能试验研究（英文）

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Journal of Zhejiang University-Science A(Applied Physics & Engineering) 2015年第12期16卷 951-963页

作者： Jia-jin ZHOU Xiao-nan GONG Kui-hua WANG Ri-hong ZHANG Research Center of Coastal and Urban Geotechnical Engineering Zhejiang University Research and Development Department ZCONE High-tech Pile Industry Holdings Co.Ltd.

目的:研究带承台静钻根植竹节桩的抗压承载性能,承台在荷载传递过程中所起作用,带承台静钻根植竹节桩的桩侧摩擦性能和桩端承载性能。创新点:通过带承台静钻根植竹节桩的现场静载试验对其抗压承载性能进行分析。方法:在预制桩制作过程... 详细信息

目的:研究带承台静钻根植竹节桩的抗压承载性能,承台在荷载传递过程中所起作用,带承台静钻根植竹节桩的桩侧摩擦性能和桩端承载性能。创新点:通过带承台静钻根植竹节桩的现场静载试验对其抗压承载性能进行分析。方法:在预制桩制作过程中在桩身安置钢筋应力计(图1),通过含有钢筋应力计的试桩的静载试验对其抗压承载性能(图7和8)、各级荷载作用下的桩身轴力(图9和10)、承台承载性能(图11和12)、桩侧摩擦性能(图18)以及桩端承载性能(图19和20)进行分析与研究。结论:1.静钻根植工法通过搅拌注浆能够改善承台下部土体性质,在静钻根植桩中设置承台能充分发挥静钻根植工法的优势,在该种桩基中设置承台比较合适;2.承台的存在使桩周土体产生沉降,使得试桩上部桩土相对位移较小,从而使试桩上部桩侧摩阻力减小,试桩下部土体所提供的侧摩阻力相比灌注桩都有所提高;在粘性土中试桩桩侧摩阻力值为灌注桩的1.25倍,在砂性土中达到2倍,说明试桩中水泥土-土体接触面摩擦性能优于灌注桩混凝土-桩周土体接触面的摩擦性能,且在砂性土中提高程度更大;试桩桩端荷载位移曲线基本呈线性,与双折线模型相似;由于有水泥土的渗入,桩端土的强度得到提高,使桩端承载性能也得到提高。

关键词：静钻根植工法竹节桩承台桩侧摩阻力桩端阻力

静钻根植竹节桩在软土地基中的应用及其承载力计算

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岩石力学与工程学报 2014年第A02期33卷 4359-4366页

作者：周佳锦龚晓南王奎华张日红严天龙浙江大学滨海和城市岩土工程研究中心浙江杭州310058 浙东建材集团浙江宁波315000

静钻根植竹节桩具有承载性能好,技术含量高和环保等优点,在中国东南沿海软土地区的初步应用中,其相比灌注桩工程造价能减小10%左右,并且静钻根植工法的使用使得泥浆排放量大量减少。通过对竹节桩试桩数据分析发现,在相同土层中,竹节桩... 详细信息

静钻根植竹节桩具有承载性能好,技术含量高和环保等优点,在中国东南沿海软土地区的初步应用中,其相比灌注桩工程造价能减小10%左右,并且静钻根植工法的使用使得泥浆排放量大量减少。通过对竹节桩试桩数据分析发现,在相同土层中,竹节桩的桩侧摩阻力是灌注桩桩侧摩阻力的1.05-1.10倍,而竹节桩桩端阻力的计算可以采用预制管桩桩端土极限承载力值乘以折减系数的方式。在对现场竹节桩试桩数据分析的基础上,结合日本关于竹节桩的相关文献与规范,推导出一个竹节桩极限承载力的简化计算公式。最后将提出的竹节桩极限承载力计算公式对2个工程中竹节桩试桩的极限承载力进行计算,并与实测结果相比较发现,计算所得承载力极限值与现场实测值相接近,该竹节桩承载力计算公式对实际工程有一定的帮助。

关键词：桩基础静钻根植工法竹节桩复合桩基极限承载力

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静钻根植竹节桩荷载传递机理模型试验

浙江大学学报（工学版） 2015年第3期49卷 531-537,546页

作者：周佳锦龚晓南王奎华张日红严天龙浙江大学滨海与城市岩土工程研究中心浙江杭州310058 浙江大学软弱土与环境土工教育部重点实验室浙江杭州310058 浙东建材集团浙江宁波315000

针对静钻根植竹节桩这种新型组合桩基的荷载传递机理的问题,在模型槽中进行竹节桩的模型试验.通过埋设在竹节桩表面与水泥土中的应变片及桩底的土压力传感器对加载过程中桩身、桩端以及水泥土中的应力进行测量.模型试验结果表明:桩侧水... 详细信息

针对静钻根植竹节桩这种新型组合桩基的荷载传递机理的问题,在模型槽中进行竹节桩的模型试验.通过埋设在竹节桩表面与水泥土中的应变片及桩底的土压力传感器对加载过程中桩身、桩端以及水泥土中的应力进行测量.模型试验结果表明:桩侧水泥土与桩端水泥土在荷载传递过程中所起作用不同,靠近桩端水泥土处桩侧水泥土中应力较大,在实际工程中需要提高该区域水泥土强度;模型试验测得的水泥土与桩周土极限侧摩阻力比现场试桩水泥土与桩周土的极限侧摩阻力大,在实际工程中搅拌水泥土时应提高搅拌均匀性以增加桩侧摩阻力;可以用传统桩基沉降计算公式计算静钻根植竹节桩的桩端沉降.

关键词：静钻根植工法竹节桩模型试验水泥土荷载传递桩端沉降计算

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静钻根植竹节桩桩端承载性能试验研究

岩土力学 2016年第9期37卷 2603-2609页

作者：周佳锦王奎华龚晓南张日红严天龙浙江大学滨海与城市岩土工程研究中心浙江杭州310058 浙江大学软弱土与环境土工教育部重点实验室浙江杭州310058 中淳高科桩业股份有限公司浙江宁波315000

静钻根植竹节桩是由预制竹节桩和桩周水泥土所构成的一种新型组合桩基,它主要通过桩周水泥土改善桩-土接触面摩擦性质以及桩端水泥土扩大头改善桩端承载性能。通过现场静载试验对静钻根植竹节桩桩端承载性能进行研究,并采用传统桩端沉... 详细信息

静钻根植竹节桩是由预制竹节桩和桩周水泥土所构成的一种新型组合桩基,它主要通过桩周水泥土改善桩-土接触面摩擦性质以及桩端水泥土扩大头改善桩端承载性能。通过现场静载试验对静钻根植竹节桩桩端承载性能进行研究,并采用传统桩端沉降计算公式对其桩端沉降进行计算;通过模型试验对竹节桩桩端与水泥土扩大头相对位置不同的试桩桩端承载性能进行研究。结合现场和模型试验可以得到:桩端水泥土扩大头可以改善静钻根植竹节桩桩端承载性能;当竹节桩桩端位于水泥土扩大头中间位置时,静钻根植竹节桩桩端承载性能最好;可以用传统桩端沉降计算公式对静钻根植竹节桩桩端沉降进行计算,且当竹节桩桩端位于水泥土扩大头中间位置时,理论计算与实测曲线几乎完全吻合。

关键词：静钻根植工法竹节桩自平衡法桩端水泥土扩大头桩端承载性能

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静钻根植竹节桩抗压承载性能

浙江大学学报（工学版） 2014年第5期48卷 835-842页

作者：周佳锦龚晓南王奎华张日红浙江大学滨海与城市岩土工程研究中心浙江杭州310058 浙东建材集团浙江宁波315000

为了对静钻根植竹节桩荷载传递机理及承载性能进行研究,进行现场静载试验和ABAQUS有限元建模计算.通过有限元模拟结果与现场试验结果的对比,验证所建立数值模型的可靠性.模拟结果表明:在静钻根植工法中运用竹节桩构成的组合桩基比运用PH... 详细信息

为了对静钻根植竹节桩荷载传递机理及承载性能进行研究,进行现场静载试验和ABAQUS有限元建模计算.通过有限元模拟结果与现场试验结果的对比,验证所建立数值模型的可靠性.模拟结果表明:在静钻根植工法中运用竹节桩构成的组合桩基比运用PHC管桩构成的组合桩基的承载力高,且随着自身节间距的增加,竹节桩的承载力有所减小,但减小幅度不大;静钻根植竹节桩承载力受桩周水泥土强度的影响不大;水泥土—桩周土界面摩擦系数是影响组合桩承载力的一个重要因素;在实际工程中,存在一个合理的水泥土半径取值范围.

关键词：静钻根植工法竹节桩荷载传递机理承载力 ABAQUS三维建模

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静钻根植竹节桩桩端承载性能数值模拟研究

岩土力学 2015年第S1期36卷 651-656页

作者：周佳锦龚晓南王奎华张日红许远荣浙江大学滨海与城市岩土工程研究中心浙江杭州310058 浙江大学软弱土与环境土工教育部重点实验室浙江杭州310058 中淳高科桩业股份有限公司浙江宁波315000

静钻根植竹节桩是一种新型组合桩基,桩端处存在的水泥土扩大头使其桩端承载性能优于传统桩基。通过模型试验以及ABAQUS三维建模计算对静钻根植竹节桩的桩端承载性能进行研究时发现,当桩端土体为砂土或黏性土时,预制竹节桩桩端处于水泥... 详细信息

静钻根植竹节桩是一种新型组合桩基,桩端处存在的水泥土扩大头使其桩端承载性能优于传统桩基。通过模型试验以及ABAQUS三维建模计算对静钻根植竹节桩的桩端承载性能进行研究时发现,当桩端土体为砂土或黏性土时,预制竹节桩桩端处于水泥土扩大头中间位置附近时桩端极限承载力最大;当桩端持力层为岩石层时,竹节桩桩端与岩石层之间水泥土层厚度越小,桩端承载性能越好。由于现阶段静钻根植竹节桩主要用于东南沿海软土地区,实际工程中竹节桩桩端处于水泥土扩大头中间位置附近时桩端承载性能最好;桩端水泥土的内摩擦角、黏聚力以及弹性模量对静钻根植竹节桩桩端承载性能影响不大;增加水泥土扩大头的直径能够提高静钻根植竹节桩的桩端承载力。

关键词：静钻根植工法竹节桩桩端水泥土扩大头桩端承载性能三维建模

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静钻根植抗拔桩承载性能数值模拟

浙江大学学报（工学版） 2015年第11期49卷 2135-2141页

为了对静钻根植抗拔桩的承载性能进行研究,进行一组现场静载试验和有限元软件ABAQUS模拟计算.通过将模拟计算与现场实测荷载位移曲线进行对比验证所建立模型的可靠性.模拟结果表明:由于桩端水泥土扩大头的存在,静钻根植抗拔桩的荷载位... 详细信息

为了对静钻根植抗拔桩的承载性能进行研究,进行一组现场静载试验和有限元软件ABAQUS模拟计算.通过将模拟计算与现场实测荷载位移曲线进行对比验证所建立模型的可靠性.模拟结果表明:由于桩端水泥土扩大头的存在,静钻根植抗拔桩的荷载位移曲线比较平缓,桩端扩大头直径越大,桩基荷载位移曲线越平缓;桩周水泥土与桩端水泥土弹性模量的改变对静钻根植抗拔桩承载力的影响不大;在软土地区中桩侧摩阻力较小,静钻根植抗拔桩的抗拔承载力主要由桩端水泥土扩大头提供,增加桩身钻孔直径不利于静钻根植抗拔桩承载性能的发挥;桩端扩大头高度对静钻根植抗拔桩承载力影响不大,而静钻根植抗拔桩承载力随着扩大头直径的增加而增大.在实际工程中在保证桩端水泥土强度的前提下可以将桩端水泥土扩大头直径增加到2倍桩身钻孔直径.

关键词：静钻根植工法水泥土桩端扩大头抗拔承载力 ABAQUS 数值分析

建筑荷载与温度耦合作用下地热能源桩荷载传递特性研究

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建筑荷载与温度耦合作用下地热能源桩荷载传递特性研究

作者：高翔浙江大学

学位级别：硕士

静钻根植工法地热能源桩是一种将静钻根植工法与地源热泵技术相结合的新型地热能源桩,它将换热管路埋于静钻根植工法地热能源桩侧的水泥土中,不仅施工方便,而且提高了换热效率,具有广阔的工程应用前景。地热能源桩作为新型的建筑节能技... 详细信息

静钻根植工法地热能源桩是一种将静钻根植工法与地源热泵技术相结合的新型地热能源桩,它将换热管路埋于静钻根植工法地热能源桩侧的水泥土中,不仅施工方便,而且提高了换热效率,具有广阔的工程应用前景。地热能源桩作为新型的建筑节能技术,在国内外很多建筑中得到应用,但地热能源桩技术还未形成一套完整的设计规章。目前,地热能源桩在深厚软土地基的研究应用较少,由于受到测试成本和场地等因素的限制,其现场实测工作开展的不多,尤其缺乏长期承载下的热-力学特性研究,因此对地热能源桩结构的安全性和耐久性评价较为困难。本文采用现场试验结合数值模拟的方法,对不同工况长期温度荷载作用下的静钻根植工法地热能源桩的热传导及承载特性进行了系统研究,为地热能源桩的工程设计和施工提供合理建议,为地热能源桩的进一步推广应用提供依据。1.在地热能源桩传热性能方面,本文通过热响应试验测定场地岩土体的热传导性能,根据地热能源桩在运行过程中桩身及桩周土体的温度变化来分析桩体与土体之间的热传递规律,最后通过建立数值模型对地热能源桩不同换热间距,不同导热材料下的换热效率进行了分析。通过地热能源桩夏季模式现场试验过程中桩身与土体温度变化可以得到桩体与土体在不同试验时段温度的变化规律。研究结果表明,土体初始平均温度受到大气环境温度的影响,桩顶与桩底处略有差异,试验进行过程中桩身温度分布受桩两端散热条件及桩周土导热性能影响较大。2倍桩径处土体相对于桩体突然的升温并不是瞬时响应的,而是存在较大的延迟。本试验桩的温度影响半径在2倍桩径与6倍桩径之间,桩身加热结束自然恢复19d后,2倍桩径范围处土体平均温度升高了1℃,可见恢复期热量消散相当缓慢。通过热响应试验计算得到现场土体的平均初始温度与综合导热系数,建立三维传热数值模型分析地热能源桩不同换热间距,不同导热材料下的换热效率。结果表明提高换热管间距、换热管导热系数、桩周水泥土导热系数均能提高地热能源桩的换热效率。2.在地热能源桩热-力学结构响应方面,开展了在上覆建筑荷载和不同工况温度荷载的共同作用下地热能源桩的桩身内力变化及与桩周土体之间的荷载传递关系。通过地热能源桩夏季模式(桩身加热)和冬季模式(桩身制冷)的现场测试试验,分析了地热能源桩在受到上部建筑荷载和温度荷载共同作用时的桩身轴力和桩侧摩阻力变化规律,同时,通过对比国内外其他荷载和温度共同作用下地热能源桩现场试验,分析了桩顶约束条件、桩周土层性质对地热能源桩热-力学特性的影响。研究结果表明,地热能源桩在实际运行过程中,温度荷载引起的桩身附加应力、桩侧摩阻力的变化与桩顶约束情况密切相关,桩周土层分布及土层性质也会对桩身应力及桩侧摩阻力的分布产生影响。因此,地热能源桩承载性能分析时应综合考虑桩周土层的基本物理力学参数与热物性参数、循环温度荷载及桩顶约束条件等多方面因素,以便更好地指导地热能源桩的设计和施工。本文围绕传热和结构两个方向探讨了地热能源桩的传热性能和结构热-力学响应,采用现场试验和数值模拟等手段对其进行了系统的分析和比较,研究了地热能源桩作为地源热泵系统埋管载体的受力特点和可能存在的问题,为地热能源桩的进一步推广提供依据。

关键词：地热能源桩静钻根植工法建筑荷载现场试验换热性能热力响应