挤扩支盘抗拔桩在软土地区的试验研究
《挤扩支盘桩力学特性的试验研究及理论分析》
《挤扩支盘桩力学特性的试验研究及理论分析》篇一一、引言随着建筑技术的不断进步,桩基工程作为建筑结构中的重要组成部分,其力学特性的研究显得尤为重要。
挤扩支盘桩作为一种新型的桩型,其施工工艺与传统的桩型有所区别,且具有更优的承载性能。
本文通过试验研究和理论分析,深入探讨了挤扩支盘桩的力学特性,旨在为工程实践提供理论支持。
二、试验研究2.1 试验设计与实施试验选取了不同尺寸、不同材料、不同施工工艺的挤扩支盘桩进行测试。
设计上主要关注了桩身材料、支盘间距、支盘大小等因素对桩体承载能力的影响。
试验中采用了静载试验和动载试验两种方法,分别模拟了桩基在静力荷载和动力荷载下的工作状态。
2.2 试验结果与分析(1)静载试验结果显示,挤扩支盘桩的承载能力与桩身材料强度、支盘间距、支盘大小等均具有密切关系。
其中,材料强度越高,承载能力越强;合理布置支盘间距和大小,能显著提高桩基的承载力。
(2)动载试验结果表明,挤扩支盘桩在动力荷载作用下表现出良好的抗震性能和稳定性。
其振动频率与幅值相比传统桩型,表现出更好的减震效果。
三、理论分析3.1 力学模型构建基于试验结果,建立了挤扩支盘桩的力学模型。
该模型考虑了桩土相互作用、支盘受力分布等因素,通过理论分析和数值模拟,探讨了挤扩支盘桩的力学特性和承载机制。
3.2 理论计算与验证通过理论计算,得到了挤扩支盘桩在不同荷载条件下的应力分布和变形情况。
同时,将理论计算结果与试验数据进行对比分析,验证了力学模型的准确性和可靠性。
四、讨论与展望通过试验研究和理论分析,我们得到了以下结论:(1)挤扩支盘桩具有良好的承载能力和抗震性能,其在各种荷载条件下的工作性能均优于传统桩型。
(2)合理布置支盘间距和大小,能显著提高挤扩支盘桩的承载能力。
因此,在工程实践中应充分考虑这些因素。
(3)本文建立的力学模型为挤扩支盘桩的设计和施工提供了理论支持,为进一步优化其性能提供了方向。
然而,挤扩支盘桩的力学特性研究仍存在一些不足和待解决的问题。
挤扩支盘桩与普通桩抗拔承载力对比试验研究
单桩 抗拔 静 载荷 试验 结 果 ,以两种 桩 型的 Q— 曲线和 Q—A s曲线 为基 础 ,分 析 了在 特 定 土
层 中挤 扩 支 盘 桩 的 局 限 性 , 并 根 据 两种 桩 抗 拔 承 载 力 经 验 公 式 计 算 结 果 与 实 测 结 果 的 差 距 , 提 出了其承 载 力计算 公 式的修 正 建议. 关 键 词 :挤 扩 支 盘 桩 ;抗 拔 试 验 ; 抗 拔 承 载 力 中 图 分 类 号 :T U4 文 献 标 识 码 :A 文 章 编 号 :17 9 8 ( 0 0 0 6 3— 7 7 2 1 ) 3—0 9 0 3 1— 5
A b t a t Pie fun ai n i n ft e mo tp p lrm e s r su e o r ss h i o d i ii d f n e e i sr c : l o d to so e o h s o u a a u e s d t e itte lf l a n cv l ee s ng— t n e i g Th qu e e r n h a d p a e p l sv r x eln r p risi n i— p li g,a d i d l. s d e rn . e s e z d b a c n l t i ha e y e c le tp o e te n a t e u In n swie y u e i n e g o n n i e rn n r c n e r . Th ttc la nt p li g tss o q e z d b a h a d p ae n u d r r u g e g n e i g i e e ty a s e sai o d a i— u ln e t fs u e e r nc n lt
软土地区抗拔桩受力性状的现场试验研究
pae n ewen pl a d s li s l t es i i inice s s i nic e s e e t e i — s lds lcme t pt e lcme tB t e i n ol s mal h k f c o ra e t a ra ei t l i I ol i a e n t e , nr t n w h n n h r av p e p u Oh
叽 c s s n a e o d r g t ewh l a i g c ce a e i e rz r u i h o el d n y l.Th s s g e t h t h p i i e a e sa p r rc in p l .I a s a eC n n o i u g s st a eu l tp l b h v sa u e fi t i t f e o e t lo c n b O -
2 1 年 第 O 期 01 7 总第 17 5 期
N0 07 ・20 11
Vo ・1 7 1 5
软 土 地 区 抗 拔 桩 受 力 性 状 的 现 场 试 验 研 究
雷 秀 丽 刘 骏 龙
( 州 市 建筑 设 计 院 福 建 福 州 福
300) 50 1
摘 要: 通过温州软土地 区 3 根抗拔桩 的静载试验研究 了抗拔桩的受力性状。试验结果表 明, 抗拔桩桩身轴力随着深度的增加而 减小, 在桩端处桩身轴力始终 为零 , 即抗拔桩始终表 现为纯摩擦桩性状 。对 于持 力层是卵 石层 的抗拔桩, 身拉伸量是桩 顶上拔 桩 量的主要组成部分 。桩侧摩 阻力 的发挥程度和桩土相对位移有着很好 的对 应关系。 当桩土相对位 移较小 时, 桩长 范围内土 层的 侧摩 阻力 均未达到极 限状态 , 随着桩土相对位移 的增大而增大。 当桩土相对位移增加到一定值后 , 且 桩侧摩 阻力完全发挥且随着
挤扩支盘灌注桩的研究与工程应用
挤扩支盘灌注桩的研究与工程应用1. 应用背景挤扩支盘灌注桩是一种新型的地基处理技术,广泛应用于土木工程领域。
在传统的地基处理方法中,常常需要进行挖土、填土或者加固地基等操作,这些操作不仅费时费力,而且还会对周边环境造成一定的影响。
而挤扩支盘灌注桩的出现,为地基处理带来了全新的解决方案。
2. 应用过程挤扩支盘灌注桩的施工过程主要包括以下几个步骤:2.1. 前期准备在施工前,需要进行详细的工程勘察和设计,确定施工的位置和方式。
同时,还需要准备好所需的材料和设备。
2.2. 站立支盘在施工现场,首先需要在地面上进行站立支盘的设置。
站立支盘通常由钢板制成,用于限制土体的水平位移。
支盘的设置需要根据具体情况进行调整,以保证施工的安全性和效果。
2.3. 挤扩灌注在站立支盘设置完成后,开始进行挤扩灌注的工作。
挤扩灌注主要通过挤压机将混凝土灌注到地下,同时利用挤压力将土体进行扩张,形成支撑体。
2.4. 桩身形成在挤扩灌注过程中,混凝土会在地下逐渐凝固,形成坚固的桩身。
桩身的形成需要一定的时间,通常需要等待数天至数周。
2.5. 后期处理桩身形成后,需要进行后期处理工作。
这包括清理施工现场、进行必要的检测和监测工作,以及进行补强和修复等操作。
3. 应用效果挤扩支盘灌注桩在工程应用中具有以下显著的效果:3.1. 地基加固挤扩支盘灌注桩通过挤压土体和灌注混凝土的方式,能够有效地加固地基。
桩身形成后,可以提供良好的承载能力,提高地基的稳定性和抗震性能。
3.2. 土壤改良挤扩支盘灌注桩在灌注混凝土的同时,通过挤压土体的方式改良土壤。
这种改良方式能够改善土壤的物理性质,提高土壤的密实度和抗剪强度。
3.3. 施工效率高相比传统的地基处理方法,挤扩支盘灌注桩的施工效率更高。
挤扩灌注的方式可以快速完成施工,减少了施工时间和人力成本。
3.4. 对环境的影响小挤扩支盘灌注桩的施工过程中,不需要进行土方开挖和填筑等操作,对周边环境的影响较小。
《挤扩支盘桩力学特性的试验研究及理论分析》范文
《挤扩支盘桩力学特性的试验研究及理论分析》篇一一、引言随着现代建筑技术的不断进步,桩基工程作为土木工程中重要的基础工程之一,其力学特性的研究显得尤为重要。
挤扩支盘桩作为一种新型的桩型,具有承载力高、稳定性好等优点,在工程实践中得到了广泛应用。
本文旨在通过试验研究和理论分析,探讨挤扩支盘桩的力学特性及其作用机理。
二、试验材料与方法1. 试验材料本试验采用的材料主要包括挤扩支盘桩、土壤以及必要的测量设备。
其中,挤扩支盘桩采用符合国家标准的钢材制作,土壤类型及性质根据实际工程地点进行选择。
2. 试验方法试验采用室内模型试验和现场试验相结合的方法。
首先在室内进行模型试验,通过改变支盘数量、尺寸等因素,观察桩的承载力及变形情况。
随后在现场进行实际工程应用,通过监测数据对理论分析进行验证。
三、试验结果与分析1. 室内模型试验结果通过改变支盘的数量和尺寸,我们发现挤扩支盘桩的承载力随着支盘数量的增加而提高,同时支盘的尺寸对桩的承载力也有显著影响。
此外,我们还观察到不同支盘布局对桩的变形特性也有影响。
2. 现场试验结果在现场试验中,我们监测了挤扩支盘桩在各种工况下的承载力和变形情况。
结果表明,挤扩支盘桩在实际工程中表现出良好的承载力和稳定性,且与理论分析结果相符。
3. 力学特性分析挤扩支盘桩的力学特性主要表现在其独特的支盘结构。
支盘的存在使得桩在受力时能够更好地分散荷载,提高桩的承载力。
同时,支盘的结构还能有效减小桩的变形,提高桩的稳定性。
此外,挤扩支盘桩还具有较好的抗震性能和抗拔性能。
四、理论分析针对挤扩支盘桩的力学特性,我们进行了理论分析。
首先建立了桩土相互作用的理论模型,通过分析桩土之间的相互作用力及荷载传递机理,揭示了挤扩支盘桩的承载力及变形特性。
其次,我们还对支盘结构进行了力学分析,探讨了支盘数量、尺寸及布局对桩的力学特性的影响。
最后,结合试验结果,对挤扩支盘桩的力学特性进行了综合评价。
五、结论通过试验研究和理论分析,我们得出以下结论:1. 挤扩支盘桩具有较高的承载力和稳定性,适用于各种工程地质条件。
挤扩支盘桩的设计与施工研究
中 2.8一 值; q, 为 端 的ຫໍສະໝຸດ 限 表5, 1取 兮 桩 处土 极
端阻力标准值。如无当地经验时, 可按 《 建 筑桩基技术规范》 J G J 9 4 一9 4 ) 中取值; ( q甲 为桩穿 材 越第1层 土的厚度, 计算时应减去 承力盘的高度. 为扣除主桩桩身截面积的支盘
的水平投影面积 . 为主桩桩端截面积 ,为支 盘处的极限端阻力标准值的修正系数。
材料 。
宁 = q : +叮: +q, 。 , 甲 : : =“ ;动十 艺 艺今。 十拈 匆 ; 人 编
式中u 为主桩桩身周长. q 点 为桩侧第 1 层土的极限侧阻力标准值。如无当地经验
时 ,可按国家现行标准 《 建筑桩基技术规
范》(J GJ 94 一 ) 中取值: q, 94 乍桩身上
第j 个支或盘外土的极限端阻力标准值。如 无当地经验时,可按 《 建筑桩基技术规范》
1 前言 挤扩支盘桩是在钻 <冲) 孔后,向孔
下放入专用的挤扩装置,通过地面液压站控 制该装置的弓压臂的扩张和收缩,对各支和 承力盘土体施以三维静压,挤压成支盘空腔, 经挤密的周围土体与腔内灌注的混凝土桩身, 支盘与桩身紧密地结合为一体,形成挤扩支 盘桩, 发挥了桩土共同承力作用。 挤扩支盘桩 承力盘的盘径较大, 当桩身直径为4 0 0 一 10 冷 ( mm时, 桥扩盘径可达1 0 一 ( 刃 , 5 20 mm 其 支盘面积为桩身截面的 1 . 6 一2 . 4 倍 , 若加上 多支盘各分支面积的总和可达5倍以上。 对普 通灌注桩而言, 使桩身结构发生了根本改变, 大大提高了桩的承载力, 减小了桩的沉降, 因
单桩承载力极限值就大幅度地高于直孔桩。
注桩、 预制桩等多 种缺点, 使桩基技术有了 新
扩底抗拔桩承载力试验与研究
工 程 实体 试 验 和 室 内试 验 , 扩 底 桩 与 等 截 面 桩 的 单 桩 抗 拔 承 载力 进行 比较 、 析 了扩 底 桩 抗 拔 承 载 力 特 性 、 对 分 提
图 1 试 桩 区土 层 分 布 及 试桩 尺寸
2 扩 底桩 与 等 截 面桩 的 单 桩 抗拔 承 载 力 比
较
层 分布 见 图 1 试 验采 用慢 速维持 荷载 法 , 。 分
21 试 验 实 例 . ()实例 1 1 本 试 验 共 设 6根 混 凝 土 钻 孔 灌 注 桩 .
同步上 升 ,表 明扩底 端对 阻止桩 的上拔位 移 起 到 了很重 要 的作用 。
( )实例 2 2
上 海某 工 程 中进 行 了直 径  ̄ 0 mm 、 70 桩 长 5 m 的等截 面直桩 与上部 直径  ̄ 0 mm、 2 60 扩底 直径  ̄l5 mm、桩 长 3 m 的扩底 钻孔 l0 7
级加载 , 只有 当桩 顶 在 6 mi 0 n内的上 拔 位移
量 不 超 过 01 .mm 并 连 续 出 现 两 次 时 方 可 加 下 一级荷 载 。 6根 试 验 桩 中 , 1号 、 2号 、 3号 、 4
均 采 用 泥 浆 护 壁 工 艺 。按 不 同 桩 径 和 桩 长 将 试 验 分 为两 组 , 同一 组 3根 桩 的长 度 和 桩
钻孔 灌 注 桩 , 验 区地 质 情况 相 同 , 中等 试 其
截 面 桩 2根 , 端 处 在 粉 砂 土 层 : 底 桩 6 桩 扩 根 , 端处 在砂 质粉土 层 , 图 4 由于这批 桩 见 。
软土地层变径挤扩支盘桩施工工法(2)
软土地层变径挤扩支盘桩施工工法软土地层变径挤扩支盘桩施工工法一、前言软土地层在工程建设中具有较为复杂的工程地质特征,其承载能力低,容易产生沉降和变形,对于基础工程的设计和施工提出了较高要求。
软土地层变径挤扩支盘桩施工工法是一种适用于软土地层的桩基施工工艺,具有独特的工法特点和广泛的适应范围。
二、工法特点1. 结构简单可靠:变径挤扩支盘桩由桩身和扩底部分组成,桩身采用预制混凝土,具有良好的承载能力和抗变形性能。
2. 构造灵活多样:支盘直径可根据设计要求和地质条件进行调整,适应不同的工程需求。
3. 施工周期短:采用挤土法施工,可快速形成桩基,加快施工进度。
4. 施工速度快:支盘挤扩过程可一次性完成,提高了施工效率。
5.施工成本低:相较于传统的灌注桩施工工艺,变径挤扩支盘桩施工工法所需的材料和劳动力成本较低。
6. 环境友好:施工过程中产生的污染物较少,对周边环境影响小。
三、适应范围软土地层变径挤扩支盘桩施工工法适用于软土地层的高速公路、铁路、港口、码头、工矿企业等各类基础工程。
特别适用于软土地层的沉降控制要求较高的工程。
四、工艺原理变径挤扩支盘桩的施工工法是根据软土地层的工程地质特征和桩基设计要求,采取相应的技术措施来保证施工过程的稳定和成功。
其工艺原理主要包括:1. 桩基处理前的准备工作:包括桩位布置、土体开挖等。
2. 软土地层的处理:采用挖孔法或者挤土法进行软土挖除和加固处理。
3.挤扩支盘桩的施工:在挖除软土后,先挤注混凝土形成支盘部分,然后挤注混凝土形成变径挤扩桩身部分。
4. 底部扩底处理:通过挤土法使变径挤扩桩底部形成较大的直径以提高桩基承载力。
五、施工工艺1. 桩位布置:根据设计要求,在地面上或挖掘土体内布置桩位,取样检测软土地层的物理力学性质。
2. 土体开挖:根据挖掘计划进行土体开挖,保证挤扩支桩挤土施工的顺利进行。
3. 挤注混凝土形成支盘:通过挤注混凝土形成变径挤扩桩的支盘部分。
4. 挤注混凝土形成变径挤扩桩身:在支盘部分形成后,将变径挤扩桩身的等截面混凝土挤注至一定长度。
软土地区抗拔桩受力性状的试验研究_张忠苗
第43卷第11期2009年11月浙 江 大 学 学 报(工学版)Jour nal of Zhejiang U niver sity (Eng ineering Scie nce )Vol .43No .11Nov .2009收稿日期:20080514.浙江大学学报(工学版)网址:w w w .journals .z ju .edu .cn /eng作者简介:张忠苗(1961-),男,浙江宁海人,教授,博导,主要从事基础工程与桩基础研究.E -mail :z juzzm @通信联系人:张乾青,男,博士生.E -mail :z qq5820948@DOI :10.3785/j .issn .1008-973X .2009.11.031软土地区抗拔桩受力性状的试验研究张忠苗,张乾青,张广兴(浙江大学软弱土与环境土工教育部重点实验室,岩土工程研究所,浙江杭州310058)摘 要:通过温州鹿城广场4根抗拔桩静载试验,分析了抗拔桩在不同荷载水平下的受力性状.试验结果表明,抗拔桩在荷载作用下,桩身轴力随着深度的增加而减小,在桩端处桩身轴力始终为零,即抗拔桩表现为纯摩擦桩.对于持力层是卵石层的抗拔桩,桩身拉伸量是桩顶上拔量的主要组成部分.桩侧摩阻力的发挥程度和桩土相对位移有着很好的对应关系.在靠近桩端的桩侧土体中,当桩土发生相对位移时,即使其值很小,桩侧摩阻力也会急剧增加.当荷载(桩土相对位移)增加到一定值后,桩侧摩阻力随着荷载的增加而减小,即出现侧阻软化现象.关键词:抗拔桩;静载试验;桩身轴力;桩土相对位移;侧摩阻力;上拔量;侧阻软化中图分类号:T U 413;T U 473 文献标志码:A 文章编号:1008973X (2009)11211406Mechanical properties of uplift pile in soft soilsZHANG Zhong -miao ,ZHA NG Qian -qing ,ZH ANG Guang -xing(MOE K ey Laboratory o f So f t Soi ls and Geoenvironmental Engineering ,I nstitute o f Geotechnica l Engineering ,Zhej iang University ,Hangzhou 310058,China )A bstract :The mechanical pro pertie s of uplift pile under different loads w ere investigated based on the stat -ic load tests o f four uplift piles of Lucheng square in Wenzhou .The test results indicate that the axial fo rceof uplift pile decrease s with the increasing depth ,and the axial force near the pile end does no t exist thro ug ho ut the w hole test ,in othe r w o rds ,the uplift pile is a pure frictio n pile .Tensile defo rm ation of pile stem is the majo r par t of the uplift displacement of single pile fo r scree stratum .The degree of developing side resistance is well co rresponding to the relative displacem ent betw een pile and soil .Though very little relative displacement betw een pile and soil occurrs ,the side resistance o f soils w hich are clo se to the pile to e w ill increase sharply .When the lo ad (relative displacem ent betw een pile and soil )increases to a certain value ,the side resistance will decrease .This phenomenon is side resistance so ftening .Key words :uplift pile ;static load test ;ax ial fo rce of pile ;relative displacement betw een pile and soil ;side resistance ;uplift displacem ent ;side resistance so ftening 抗拔桩广泛应用于大型地下室抗浮、高耸建(构)筑物抗拔、海上码头平台抗拔、悬索桥和斜拉桥的锚桩基础、大型船坞底板的桩基础和静荷载试桩的锚桩基础等.很多学者采用以砂土为介质的抗拔桩模型试验对抗拔桩进行了深入研究[1-5],研究了不同类型的抗拔桩[6-9].但是,目前抗拔桩完整的静载试验资料很少.笔者选取温州鹿城广场4根抗拔桩作为范例,通过多根抗拔桩静载试验,得出软土地区抗拔桩的受力规律,以供其他类似工程参考.1 场地地质和试桩概况鹿城广场工程场地位于温州市鹿城区核心区块———江滨路与车站大道交汇处,总用地面积为132528m2,总建筑面积约为4.1×105m2(不包含地下建筑面积),包括一幢350m多功能超高层建筑、5幢135~155m超高层住宅、3幢80m高层以及1幢4、5层大型商场.场地各土层的物理力学参数指标见表1.其中,h为各土层底标高,ω为天然的水质量分数,γ为重度,I p为塑性指数,I L为液性指数,c为黏聚力,φ为内摩擦角,E s为压缩模量,f k为地基承载力特征值,q sa为桩侧阻力特征值,q pa为桩端阻力特征值.2幢135~155m超高层住宅的基础抗拔桩设计采用钻孔灌注桩,桩直径d=800mm,桩长L≈46m,桩身采用C30混凝土,持力层为灰-浅灰色卵石层,设计要求单桩竖向抗拔承载力极限值为2500kN.为评价实际抗拔承载力,选取本工程中的4根抗拔桩作为静载试验桩,分别编号为S1#~S4#,这4根试桩的施工记录见表2,其中c f 为灌注混凝土的充盈系数.表1 场地各土层的物理力学参数T ab.1 Phy sical and mechanical pa rameters of eve ry soil层次土层名称h/mω/%γ/(kN·m-3)I p I L c/kPaφ/()E s/M Paf k/kP aq sa/kPaq pa/kP a2灰黄色黏土3.17~1.9535.818.518.20.61209.13.30659—3-1灰色淤泥质黏土4.42~0.3546.517.417.81.31158.02.63455—3-2灰色淤泥夹粉砂-0.57~-4.3939.517.614.61.33168.02.96556—3-2′灰色粉砂夹淤泥-0.64~-7.3928.918.917.06.001028.97.6410011—3-3灰色粉砂夹淤泥-7.87~-12.2925.219.217.07.00629.27.9612013—4-1青灰-灰色淤泥-9.77~-15.5752.816.721.41.28158.02.77556—4-2灰色淤泥质黏土-20.30~-23.9945.417.317.31.34177.83.037010—5-1灰色含黏性土粉砂-28.80~-33.2724.618.516.06.00628.67.8613020400 5-2灰色淤泥质黏土夹粉砂-30.80~-35.2741.817.316.01.27188.03.298013—6灰-浅灰色卵石-38.20~-39.7773.011.06.0————500451400 7灰绿色粉质黏土-73.00~-74.0331.419.016.20.593114.65.0015027400 8灰黄色卵石-73.80~-79.4975.010.06.0————500451400 8′灰绿色粉质黏土-80.0125.118.016.40.153318.65.7515027400 9-1灰绿色粉质黏土-80.00~-84.5923.719.514.70.313616.86.6816029480 10-1灰黄色全风化闪长岩-94.00~-95.5733.418.518.10.543315.45.3023030600表2 试桩基本资料T ab.2 I nfo rmatio n o f test piles桩号L/m d/mm打桩日期试验日期混凝土标号c f配筋尺寸/mm S1#46.668002007-12-132008-2-27C301.1118Υ22 S2#46.318002007-12-122008-2-24C301.1218Υ22 S3#47.078002007-12-132008-2-22C301.2518Υ22 S4#46.668002007-12-92008-2-2C301.3618Υ222 抗拔桩静载试验分析温州鹿城广场工程试桩抗拔试验采用支墩-反力架装置,加载方法采用千斤顶反力分级加载,并用静载自动记录仪自动记录每级压力.卸载方式按照相关规范进行.桩顶上拔量是在桩顶用千分表或位移传感器测量得到.桩端沉降的测量是预先在打桩时沿钢筋笼内侧埋设2寸水管,然后在2寸水管内下放4分水管,再在桩顶4分水管上设测点.为获得不同深度处的应力-应变关系,在下放钢筋笼时,在桩身8个断面埋设钢筋应力计,每个断面上3个,安装的位置根据场地土层的分布情况和桩长确定.将钢筋应力计所采集的数据经过转换得到抗拔桩的桩身轴力分布规律、桩侧摩阻力的特性以及桩土相对位移的变化规律.2.1 在各级荷载下的桩顶和桩端上拔量荷载和上拔量的结果见表3.其中,Q max为最大荷载,S t为桩顶位移,S b为桩端位移,S tr、S br分别为桩顶、桩端残余变形,S s为桩身拉伸量,(S t-S tr)/ S t表示桩顶回弹率,(S b-S br)/S b表示桩端回弹率.由表3可知,4根试桩的桩端回弹率大于桩顶回弹率,其中试桩S1#、S3#和S4#的桩端回弹率与桩顶回弹率差值较大.桩顶、桩端的荷载-上拔量(Q-S)关系曲线见图1.2115第11期张忠苗,等:软土地区抗拔桩受力性状的试验研究表3 试桩的荷载与上拔量的主要结果T ab .3 M ain re sults o f lo ad and uplif t displacement of test pile s桩号Q max /kNS t /mm S b /mmS tr /mmS br /mmS s /mm (S t -S tr )/S t /%(S b -S br )/S b /%S s /S t /%S1#250015.171.807.160.6113.3752.866.188.1S2#250029.656.7919.284.3922.8635.035.377.1S3#250011.981.186.550.3510.8045.370.390.2S4#250011.141.126.050.2510.0245.777.790.图1 试桩荷载-上拔量曲线Fig .1 Load -uplift displaceme nt curve s o f test piles 由图1可知,当荷载较小时,桩顶即产生上拔量.当试桩S1#~S4#按规定荷载级别加载到第1级荷载(500kN )时,桩顶上拔量S t 分别为1.29、1.13、0.94和0.79mm ,而此时的桩端上拔量S b 为零.随着荷载的增大,桩端才开始出现上拔量.当试桩S1#~S4#按规定荷载级别加载到第5级荷载(1500kN )时,桩端刚开始有上拔量出现,其值分别为0.09、0.09、0.08和0.06mm .随着荷载增大,荷载-上拔量曲线斜率逐渐增大.试桩S2#在桩顶荷载从1500kN 增加到1750kN 时,桩顶上拔量发生突变,从5.89m m 增大到13.67m m ,此时桩端上拔量虽有所增加但其值仍然不大,且卸载后桩顶残余变形S tr 和桩端残余变形S br 较大.此种现象可能是由于桩身质量问题引起的.在桩身的浅部位置由于拉力过大造成混凝土受拉开裂,从而造成上部桩身的混凝土提前退出工作,上拔荷载由钢筋独立承担,从而产生桩顶上拔量S t 突然增加的异常现象,后来的低应变测试结果说明本文的推断是正确的.对于海洋环境中的抗拔桩,若基桩桩身产生过大的裂缝,腐蚀介质(如Cl -)会沿着裂缝渗入到桩的内部,破坏混凝土中钢筋表面起保护层作用的钝化膜,使得钢筋锈蚀,从而进一步导致混凝土开裂、露筋,严重影响抗拔桩的耐久性.因此,当施加某级荷载时,若出现桩顶上拔量突然增大而桩端上拔量仍然较小的现象,应该考虑桩身上部混凝土拉裂带来的影响.在恶劣的环境下(如海洋中、有腐蚀性的地下水),如果桩顶上拔量变化符合上述情况,建议以上拔量突然增大的前一级荷载作为该桩的极限荷载值.在实际工程中,当钻孔灌注桩作为抗拔桩应用时,桩身需要进行截面设计,特别是裂缝宽度应该满足规范要求.对于试桩S1#、S3#和S4#,当加载到第9级荷载(2500kN )时,桩顶上拔量不大,可以断定试桩S1#、S3#和S4#的单桩抗拔承载力的极限值大于2500kN ,满足设计要求.2.2 桩身拉伸量利用实测数据可以确定桩身拉伸量:S s =S t -S b .(1)式中:S t 、S b 分别为桩顶、桩端上拔量实测值.利用式(1)得到试桩S1#~S4#的桩身拉伸量,如表3所示.可知,对于持力层是卵石层的抗拔桩,当荷载低于抗拔桩承载力的极限值时,桩身拉伸量是上拔量的主要组成部分.在本研究中,试桩中桩身拉伸量约占上拔量的90%左右(试桩S2#桩身有问题,上文已详述).采用理论计算方法可以近似得出桩身拉伸量.假定桩身为线弹性的,桩身截面积为A 、弹性模量为E p ,考虑桩身自重对拉伸量的贡献,桩身拉伸量可以表示为S s =λQL E p A -γd L 22E p.(2)式中:γd 为桩身钢筋混凝土的重度,单位为kN /m 3;Q 为单桩桩顶荷载;λ为桩身拉伸系数.为简化计算,λ可按长径比确定:当L /d ≤30时,λ=2;当L /d ≥80时,λ=4/3;当30<L /d <80时,λ线性2116浙 江 大 学 学 报(工学版) 第43卷 内插取值.表4是采用本文方法得到的计算结果和试桩桩身拉伸实测结果的比较.计算时,统一取γd =25kN /m 3.可以看出,除桩身有质量问题的试桩S #2外,采用本文计算方法得出的桩身拉伸量和实测值比较接近.表4 桩身拉伸实测值与计算值比较T ab .4 Co mpar ison be tw een test results and calculated val -ues of tensile deforma tion of pile stem桩号L /d Q max /kN S s /mm 实测值计算值S1#58.33250013.3712.33S2#57.89250022.8612.21S3#58.84250010.8012.49S4#58.33250010.0212.332.3 在各级荷载下的桩身轴力4根试桩在各级荷载下的桩身轴力分布可以通过在桩身8个断面埋设的钢筋应力计所采集的数据换算成轴力得到.试桩桩身不同深度H 处的轴力P 如图2所示.可以看出,抗拔桩在荷载作用下,桩身轴力随着深度的增加而减小,相邻两级荷载所对应的轴力增量随着深度的增加逐渐减小.当荷载较小时,桩身下部轴力较小;随着荷载的增大,桩身下部轴力逐渐增大.在桩端位置处,桩身轴力始终为零,即抗拔桩表现为纯摩擦桩.2.4 在各级荷载下的桩土相对位移当桩顶荷载较小时,桩身上部混凝土受力拉伸,从而引起桩身上部桩土产生相对位移.随着桩顶上部荷载增大,桩身拉伸量逐渐增加,桩身上部桩土相对位移D 增大,当桩土相对位移大于桩土极限位移时,桩身上部土的侧阻已经发挥到极限,桩土之间出现滑移,此时下部土的侧阻才得以进一步发挥,如图3所示.桩土相对位移最大值出现在桩顶位置,且桩土相对位移随着深度的增加近似成线性减小,同时随着荷载的增加其值逐渐增大.当荷载较小时,桩下部位置处的桩土相对位移值为零.只有当桩顶荷载增大到一定值时,桩端才开始出现桩土相对位移.随着荷载的增加,试桩S1#、S3#和S4#的桩土相对位移值增加得比较均匀,且当荷载为2500kN 时,桩端的桩土相对位移值仍然较小,小于2mm .当荷载为1750kN 时,试桩S2#的桩顶部3.5m 处的桩土相对位移值发生突变,从5.11mm 增大到12.12mm .桩端部位的桩土相对位移值虽有所增加,但其值仍然不大,约为1.20mm .随着荷载增加,桩土相对位移增大并趋于均匀,但在同样荷载水平下,增大的幅度较试桩S1#、S3#和S4#增加的幅度大,且当荷载为2500kN 时,桩端相对位移值较大,达到6.79mm .此种现象是由于桩身质量问题引起的.图2 试桩在各级荷载下的桩身轴力Fig .2 A xial fo rce of te st piles under diffe rent loads2.5 在各级荷载下的侧摩阻力将埋设的钢筋应力计所采集的数据换算成轴力,然后利用牛顿力学平衡原理,计算得到沿桩身不同位置H 处桩侧平均摩阻力f k 的分布情况,如图4所示.可知,上部土层和下部土层摩阻力的发挥是一个异步的过程,上部土层的摩阻力先于下部土层发挥作用.随着荷载增大,上部土层的摩阻力逐渐趋于稳定,而下部土层的摩阻力还远未发挥完全.在不同的土层中,桩侧平均摩阻力有所差别.在同一土层中,随着荷载的增加,桩侧平均摩阻力相应增大,但增加的幅度有所差别.当桩顶上拔荷载较小时,桩端处的平均侧摩阻力为零,桩侧的平均侧摩阻力随着荷载(桩土相对位移)的增大而增加.2.6 在各级荷载下侧摩阻力与桩土相对位移的关系将埋设的钢筋应力计采集到的数据换算成桩侧2117第11期张忠苗,等:软土地区抗拔桩受力性状的试验研究图3 试桩在各级荷载下各断面间中心桩土相对位移Fig .3 Relative displacement between pile and soil ateach sectio n o f test piles under different loads平均摩阻力和桩土相对位移以后,得到试桩在同一断面处各级荷载下的桩侧摩阻力和桩土相对位移曲线,如图5所示.图5可以直观地反映侧摩阻力的发挥机理.桩侧摩阻力在达到极限值后,随着加荷产生的上拔量的增大,其值出现下降的现象,即桩侧土层的侧阻发挥存在临界值.从图5可以看出,桩侧平均摩阻力的发挥程度和桩土相对位移有着很好的对应关系.当桩土相对位移较小时,桩长范围内土层的桩侧平均摩阻力均随着桩土相对位移的增大而增大,随着桩土相对位移的逐渐增大,上部土层的平均侧摩阻力值达到峰值,此后随着荷载的增加(桩土相对位移的增大)桩侧平均摩阻力逐渐降低,最后达到并维持一个残余图4 试桩在各级荷载下各断面的平均桩侧摩阻力值Fig .4 A ve rage side resistance a t each sectio n of testpiles unde r different lo ads强度.将这种桩侧摩阻力超过峰值进入残余值的现象定义为桩侧摩阻力的软化.侧阻软化机理实质上是当桩上部的桩土相对位移大于土层强度发挥的极限位移时,上部桩土界面发生滑移(静摩擦变成动摩擦),桩土界面的滑移导致了自上而下每一层土的桩侧极限摩阻力由峰值强度跌落为残余强度.所以,由图5和表1可以判断,该工程中的灰黄色黏土和灰色淤泥质黏土中钻孔灌注桩发挥极限侧阻所需要的位移在3.0mm 左右,灰色淤泥质黏土和灰色淤泥夹粉砂中钻孔灌注桩发挥极限侧阻所需要的位移在1.0~2.0mm 左右;而下部土层侧阻仍在增大,且并未出现侧阻软化的现象,也就是说桩下部土层的侧阻2118浙 江 大 学 学 报(工学版) 第43卷 图5 试桩在各级荷载下桩侧平均摩阻力与桩土相对位移曲线Fig.5 Side resistance-relative displacement between pile and soil curves of test piles under different loads并没有发挥完全.在桩端位置处当桩土发生相对位移时,即使其值很小,桩侧平均摩阻力也会急剧增加.3 结 论(1)对于持力层是卵石层的抗拔桩,当桩顶荷载低于抗拔桩承载力极限值时,桩身拉伸量是桩顶上拔量的主要组成部分.当荷载较小时,桩顶即产生上拔量,只有当荷载增大到一定值时,桩端才开始出现上拔量.(2)抗拔桩在荷载作用下,桩身轴力随着深度的增加而减小.当荷载较小时,桩身下部轴力较小,随着荷载的增大,桩身下部轴力逐渐增大.在桩端处桩身轴力始终为零,即抗拔桩表现为纯摩擦桩.(3)桩土相对位移最大值出现在桩顶位置,且桩土相对位移值随着深度的增加近似成线性减小.随着荷载的增加桩土相对位移值逐渐增加.当荷载较小时,桩端处的桩土相对位移值为零.只有当桩顶荷载增大到一定值时,桩端才开始出现桩土相对位移.(4)上部土层和下部土层摩阻力的发挥是一个异步的过程,上部土层的摩阻力先于下部土层发挥作用.在不同的土层中,桩侧平均摩阻力有所差别.在同一土层中,随着荷载的增加,桩侧平均摩阻力相应增大,但增加的幅度有所差别.(5)桩侧平均摩阻力的发挥程度和桩土相对位移有着很好的对应关系.当桩土相对位移(荷载)增加到一定值时,会出现侧阻软化的现象.参考文献(References):[1]DAS B M,JO N ES A D.U plift capacity of rectang ularfoundatio ns in sand[J].Transpo rtation Research Re-cord,1982,884:5458.[2]T AG A YA K,SCO T T R F,ABOSH I H P.Re sistanceof buried ancho r in sand[J].Soils and Foundations,1988,28(3):114130.[3]S T EW A RT W.U plift capacity of circular plate ancho rsin lay ered so il[J].C anadian Geotechnical Journal,1985,22(4):589592.[4]DICK IN E A,L EUN G C F.P erfo rmance of piles withenlarg ed bases subject to uplift for ces[J].C anadianGeotechnical Journal,1990,27(5):546556.[5]DICK IN E A,L EUN G C F.T he influence of foundationgeomet ry o n the uplif t behavio ur o f piles with enlar gedbases in sand[J].C anadian Geotechnical Journal,1992,29(3):498505.[6]谢涛,袁文忠,蒋泽中,等.嵌岩抗拔桩抗拔承载力试验研究[J].建筑科学研究,2002,28(4):4446.XI E Tao,Y UA N Wen-zhong,JIA NG Ze-zhong,et al.Pilepulling model test study of rock-socketed piles[J].BuildingScience R esearch of Shichuan,2002,28(4):4446. [7]刘文白,周健,孟克特木尔.扩底桩的抗拔承载力试验及计算[J].工业建筑,2003,33(4):4245.LIU We n-bai,Z HO U Jian,M EN GK E T emue r.U plifttests and calculations o f under-r eamed piles[J].Indus-trial Construction,2003,33(4):4245.[8]万东立,罗玉屏,王保良.嵌岩抗拔桩的试验受力分析[J].石家庄铁道学院学报,2007,20(2):6568.WA N Do ng-li,LU O Yu-ping,WA NG Bao-liang.Ex-perime ntal analy sis o f fo rce o n uplift piles in r ock mass [J].Journal of Shijiazhuang Railway Institute,2007,20(2):6568.[9]张忠苗.桩基工程[M].北京:中国建筑工业出版社,2007.2119第11期张忠苗,等:软土地区抗拔桩受力性状的试验研究。
软土地区扩底抗拔桩应用的探讨分析
刚度差异很大 , 将导致 有 限元 计算 的接触应 力不 准确 , 同时造成 计算 的不收敛 , 故本次扩底桩 的研究主要集 中在扩底部分及其周 1 扩底抗 拔桩 的破坏 形态分 析 围土体上 , 本文将建立类 似深层 载荷试 验方式 的模 型, 以研 究扩 等截面桩 的破坏形 态大致 可分为四大基本类型 : ) 1 沿桩土侧 底桩底部桩段的承载性状 , 具体模型如图 3 所示 。 壁界面剪切破坏 ; ) 2 与桩长等 高的倒 圆锥 台土体剪切 破坏 ; ) 3 复
市整体 规划 , 在诸如地下 车库 、 地下商业街 、 地下 广场 、 地下道路 2 扩 底抗拔 桩作 用机理 的有 限元模 拟分 析 交通等2 1 有 限元模 型的建 立 . 题更加突出 , 通过扩底实现变 截面桩 型的改进来达到 显著提高单 建立三维轴对称有 限元 桩土接触模型 , 但鉴 于桩 与桩周 软土
确定提供 一定 的理论及计算支撑。 关键词 : 扩底 抗拔桩, 限元, olmb 有 C uo 摩擦模型
中图分类号 : U4 3 1 T 7 . 文献标识码 : A
0 引言
状剪切面大致等于扩 大头直 径 , 称为 圆柱形 冲剪式剪 切面 , 可 最
其 地下空间的开发与利用 已成为 2 l世纪城市立体 空间开发 的 后 可能在地 面附近 出现倒锥形剪切面 , 后的变形发展过程 与等 截面桩相似 。 主旋律之一 。许多大城市 已将地下 空间 的开发与利 用纳 入 了城
o cu i h t b te rame trs l s o ytk n hs o o n aet elwi t ego c n ls nt a etrtet n euti g tb a igt i c mp u db s od a t h r u d r ttemo tio srgo o a h n wok a h u an u e in. n Ke ywo ̄ :c mp u db s ,d n mi o at n i b ls at f ,fu d t n i r o o n ae y a ccmp ci n o e ,e rh i o n ai nmo nan u e "n o n o u tio srgo
挤扩支盘灌注桩在软土地基中的应用
1李 模 型进行分析 , 又可采用考虑土壤之 间相互作用 的广义文克 也可 按
挤 扩 支 盘灌 注 桩 在 软 土地 基 中的应 用
张 存 章
摘 要: 结合工程实例 , 绍 了挤扩支盘桩 的特点 , 介 通过研 究挤扩支盘灌注桩 的作用机理 , 阐述 了挤扩支 盘灌注桩在软土
地基 中的施工控制重点和关键 问题 , 以提高其承 载力 要求 。 关键词 : 挤扩支盘灌注桩 , 承载力 , 软土地基
1可 以利用沿桩身不同部位 的硬 土层来设置承力 盘及分支 , ) 因为挤 扩支盘灌 注桩具有 以上显著特点 , 高层 建筑中应用 在
由于淤泥质粘 土承载力很低 , 采用 将摩擦桩改为变截面的多支点摩擦端 承桩 , 而改 变 了桩 的受力 越来越广 泛。对 于软土地 区 , 从 普通灌 注桩 时 , 长须设计很 长 , 桩 才能满足 承载力要求 。而采用 机理。这样 的桩基 础会使建筑 物更稳定 , 抗震性好 , 降变形更 沉 挤 扩支盘桩 , 可大幅度减少桩 长和桩数 , 节约投资约 2 %以上。 5 小。2 有显著的经济效 益。其单方 混凝 土承 载力 为相应 普通灌 ) 注桩 的 2倍 以上。也就是在 同样 承载力要求下 , 扩支盘桩可 比 2 挤扩支 盘灌 注桩 的作用机 理 挤
工期短、 造价低 、 量优。6 对环境保护有 利。与打 质 ) 支或 承力盘而成 。由主桩 、 分支 ( 承力盘 ) 或 和在它周围被挤扩 密 且施 工方便 、 入式预制桩 相比 , 施工 噪声低 、 无振动 ; 与普通 泥浆 护壁 直孔桩完 实的固结料组成 , 是一种介于摩擦桩和端承桩 之间的变截面桩 。 成等值 承载 相比 , 泥浆排放量显著减少 。 挤扩 支盘桩具有以下特点 :
挤扩支盘灌注桩在软土层较厚地区的应用
1 工程概 况 及 工程地 质条 件
星 疆 磐 霉 骂
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某 工 程 为 带 龙 门 吊 的 护筒 , 钻 孔 成 型亦 较 顺利 ; 在 制作 挤 孔 口流砂得到一定控制 , 加建单层 厂房 ,建设场地 扩支盘时, 挤 扩 支盘 成 腔成 功 ; 但 在钢 @ 位 于 长江 下 游 沿 岸 ,距 离 经检 测 , 孔底沉渣很厚 , 岸边 约 2 o o :  ̄。厂 房采 用超 护简以下仍有流砂 , 图3 挤 扩桩 配 筋 图 高大 跨 钢 结 构 ,两 端 无 山 设 计 的下 承 力 盘被 淹埋 ,经 清渣 后 墙, 开问1 2 m, 长度1 6 8 m, 可浇筑混凝土2 0 米深 , 成功制作了上 、 中两个下承力盘, 试桩不理想。 第3 根桩 根桩相同。 跨度5 0 m, 檐 口高度3 3 . 5 m, 试成孔情况与第2 从试成孔过程可 以看到 : 由于①②层土约1 0 m厚 , 制作挤 扩支盘会 引起 屋脊高度3 6 m。 厂房剖面图
成 孔 和 挤 扩 支 盘有 一 定不 利 影 响 。 为验 证 挤 扩桩试成孔 , 采用泥浆护壁 , 钻孔成型较顺利 ; 在 制作挤扩支盘时 ,孔 口水面晃动较 大, 孑 L 口流砂严重 , 以致桩孔坍塌 , 试成 孔失 败 , 用 土 回填 。第 2 根桩 试 成孔 , 采用泥浆护壁 , 增设 1 m高 钢
J 1 9
5 . 9 2
支盘桩抗拔性能的试验分析与研究
普通等截面桩 基础抗 拔力是 由桩侧 摩擦阻 力及桩 身 自
重提供的 ,造价较 高 ,其 抗拔力 较小 。与此相 比,支 盘桩
Ⅳ
十
不仅有桩侧表 面摩擦提供 抗拔 力 ,而且 变截面处 的承力 支
盘 ,也 扩 大 了桩 一土 间 的 接 触 面 积 ,最 重 要 的 是 可 以在 桩
体设置多个支、盘 ,与扩底桩相 比又大大增 加了端承面积 , 提供了较 大的端 承抗拔 阻力 ,并能 充分利 用盘顶 以上土 体 的 自重 ,因而支 盘桩具有 很好 的抗拔性 能 ,而且其 抗拔 承 载力十分稳定 ,施 工方法 也 比较成熟 。虽然 目前 已有文 献 报道利用 支盘桩抗 拔可 以节约 投资 ,但 由于 目前 对支盘 桩
( hn ogUn esyo eh o g ,Zb 5 09,C ia S adn i ri f cnl y i 2 t n c mb n t n w t esai o d t s ,a x a oc a u e n n s a o d ce n te a t —p l n sr c :I o ia i i t t t la e t n a il r e me s r me t d t t s c n u t d o n i ul g o hh c f a e W h i r n h p l n h e eo me ta d d sr u in lw o h oa i e fit n rssa c n u b e d r ssa c n te a c i a d t e d v lp n n it b t a f te tt s r i e i n e a d b l n e i n e i e i o l d co t t h w r i g sau a n y e n d ti a d s mma ie . T e p p r p o o e h tt e p l imee , t e f u d t n s i o k n tt s W a a z d i ea l n u s l r d z h a e r p s d t a h i d a tr h o n ai o l e o po et rp r y,t e b a c i u e n e t a p n w u d b h i a t r f ce h o dn a a i ft eb a c h rn h p l n mb ra d v r c s a o et e man f co saf t d t t el a i gc p ct o r n h e il l e o y h p l. T e c n l s n o ti e o d p o i e t e rf r n e v u o t e f r e t d n t e la ig ta s s in l w o e i e h o cu i ba n d c u r vd h e ee c a e t h u t rsu y o h d n rn mi o a f h o l l h o s t ba c i . r n h pl e Ke wo d y r s:b a c i ; a t —p lig;sd r t n r ss n e;p l n e it c rn h p l e n i ul n ie f c i e it c i o a i e d r ss e n a e;l a i g c p c t odn a ai y
浅谈我国公路软土地区承载性状试验分析与理论研究
浅谈我国公路软土地区承载性状试验分析与理论研究摘要:解决桩基承载力问题,人们在生产实践中设计出了许多异型桩,如结节桩、扩径桩、扩底桩及变截面桩等,这些改良的桩型在工程建设中发挥了很大的作用。
挤扩支盘桩是一种异型桩,是在原有等截面钻孔灌注桩的基础上,在桩身适当部位通过专用挤扩设备形成“分支”或“承力盘”,因而称之为“挤扩支盘灌注桩”。
支盘桩是以伸出桩身的承力盘和分支把一部分桩身摩阻力转化为端阻力,从而提高单桩承载力。
由于它具有承载力高、沉降变形小、对周围环境污染少等优点,近些年来,在工程中得到了比较广泛的应用。
作为一种相对较新的桩型,支盘桩的理论研究远远落后于工程实践。
关键词:挤扩支盘桩,桥梁,静载试验,桩周土1 前言目前挤扩支盘桩在公路桥梁工程中的应用少,缺乏大吨位、复杂地质条件下挤扩支盘桩的荷载试验研究,支盘桩的设计理论仍有待于进一步的发现。
本文以潮汕环线高速公路项目为依托,开展挤扩支盘桩的静载荷载试验,为其在公路软土地区的运用做初步的探索。
2 挤扩支盘桩的静荷载试验2.1 试验场地与试验情况本次试验位于潮汕环线高速公路(含潮汕联络线),项目区域地质情况复杂,不良地质现象和特殊性岩土主要为饱和砂土液化及软土,液化等级为中等~严重,软基覆盖层深厚,普遍在10~30m左右,覆盖层下主要为粉质黏土和砂卵石层等。
试验选取3处典型地质条件进行,分别为桑田高架桥、关埠2#高架特大桥和兴潮大道跨线桥,布设6根支盘桩。
试桩前,在试桩位置进行钻孔勘探。
3座桥梁分别布设2根支盘桩,其中桑田高架桥桩长46m,主桩直径在20m处采用变径处理,上部20米直径1.6m、下部26米变径为直径1.2m,设3盘3六星支,盘径2.3m;兴潮大道跨线桥桩长46m,主桩直径在20m处采用变径处理,上部20米直径1.8m、下部26米变径为直径1.4m,设3盘3六星支,盘径2.5m;关埠2#高架特大桥桩长37m和34m,主桩直径在20m处采用变径处理,上部20米直径1.8m、下部26米变径为直径1.4m,设2盘13六星支,盘径2.5m。
软土地区多种桩型抗拔桩侧摩阻力特性研究
第32卷 增刊2 岩 土 工 程 学 报 Vol.32 Supp.2 2010年8月 Chinese Journal of Geotechnical Engineering Aug. 2010 软土地区多种桩型抗拔桩侧摩阻力特性研究吴江斌,王卫东,王向军(华东建筑设计研究院有限公司地基基础与地下工程设计研究所,上海 200002)摘 要:近年来,对扩底抗拔桩和桩侧注浆抗拔桩这两种新型抗拔桩承载特性的研究受到广泛关注。
依托上海虹桥综合交通枢纽工程,开展了等截面、扩底和桩侧注浆3种桩型抗拔桩的现场足尺对比试验。
比较了各桩型桩侧摩阻力发挥特性的差异;并对典型土层在不同桩型中摩阻力的发挥特性进行了分析;将3种桩型抗拔桩的桩侧摩阻力实测值与规范推荐值进行了比较。
进一步认识了软土地区扩底抗拔桩和桩侧注浆抗拔桩各自的荷载传递特性。
关键词:扩底抗拔桩;桩侧注浆抗拔桩;足尺对比试验;桩侧摩阻力中图分类号:TU473 文献标识码:A 文章编号:1000–4548(2010)S2–0093–06作者简介:吴江斌(1974–),男,博士,高级工程师,主要从事地基基础与地下空间工程的设计和岩土工程数值分析方法与地下空间三维信息系统方面的研究工作。
E-mail: jiangbin_wu@Side resistance properties of multiple uplift piles in soft soil areaWU Jiang-bin, WANG Wei-dong, WANG Xiang-jun(Department of Underground Structure & Geotechnical Engineering, East China Architectural Design & Research Institute Co., Ltd.,Shanghai 200002, China)Abstract: Recently, the study on the bearing capacity characteristics of base-enlarged and side-grouted uplift piles has been highlighted. Take the Shanghai Hongqiao comprehensive communication hub project as the background, the full-scale site tests of straight-shaft, base-enlarged and side-grouted uplift piles are carried out. The features of side resistance of three kinds of uplift piles are compared, and then, the friction properties of the same layer in different uplift piles are analyzed. The measured results of pile-soil friction of three kinds of uplift piles are compared with the corresponding values recommended by the code.Due to the above three points, some deeper knowledge of the load transfer rules of base-enlarged and side-grouted piles is obtained, and meaningful conclusions are deawn.Key words: base-enlarged uplift pile; side-grouted uplift pile; full-scale test; side resistance0 引 言上海、杭州、天津等软土地区地下水位较高,在诸如高层建筑地下室,单建式地下车库、地下商业街、地下广场等地下工程的建设中,由于结构自重较轻,致使抗浮问题更加突出。
挤扩灌注桩加固软土地基在工程上应用
挤扩灌注桩在水工工程的应用摘要挤扩灌注桩是近些年发展起来的一种地基加固技术,但在施工工艺和质量控制等方面仍有些不成熟和注意不到的地方,下面结合东营地区的地质情况,和近来的工程实践经验,对该工艺的经济效益、工艺及质量控制等做一些探讨,以利于该工艺的推广和应用。
主题词挤扩灌注桩软土地基扩孔承载力挤扩灌注桩是我国近几年才发展起来的一项新技术,由于该工艺的特点近几年在东营地区得到认可和推广。
挤扩灌注桩是在长螺旋钻成孔后,向孔内下入专用的液压挤扩支盘成型机,通过地面液压站控制该机的弓压臂的扩张和收缩,按承载能力要求和地层土质条件,在桩身不同部位挤压出对称分布的扩大支腔或近似的圆锥盘状的扩大头腔后,放入钢筋笼,灌注混凝土,形成由桩身、分支、分承力盘和桩根共同承载的桩型。
它可在粘性土、粉土、砂性土、强风化岩、残积土中挤扩成支盘,也可在卵砾石层的上层面挤扩成盘。
对于粘性土、粉土或砂土交互分层的地基中选用支盘桩是较合适的。
下面结合参建的沙营污水处理厂改建工程以及其它一些工程挤扩灌注桩,分析一下该工艺的优缺点和应注意的问题。
1东营地区的地质特点:东营地区位于黄河入海口,地质地貌是黄河千百年来携带泥沙于入海处流速减缓逐年沉积而成,属第四代最新沉积层。
土料大部分为轻粉质砂壤土及中、重粉质壤土,塑性指数在8~11之间。
由于地层是多年沉积而成,且地势较低(海拔5~10m),地下水位较高(地下水位在原地面以下1.0~1.5m),地层中含有软弱粘土夹层,且垂直上成层性较强,地基承载力变化较大。
(自然承载力0.08~0.15Mpa)因此,挤扩灌注桩应用于黄河三角洲地区工程中,较好的利用了这种地质特点,发挥了各地层的承载能力,提高了地基综合承载力。
2工程应用挤扩灌注桩具有单桩承载力高、成孔成桩工艺适用范围较广、低噪声、低振动、泥浆排放量减少、节约成本、缩短工期、挤扩效率高等优点,因此,近几年来被广泛应用于民用建筑、市政、道路、港口、水利、桥梁等软土地基处理。
挤扩支盘桩支盘对桩-土体系承载性能影响研究的开题报告
挤扩支盘桩支盘对桩-土体系承载性能影响研究的开题报告一、研究背景与意义支撑结构在建筑、交通、航道等领域内普遍应用,其中桩基是其中一种常用的基础方式。
桩基通过桩身的承载能力调节地基承载力,提供可靠的支撑和稳定性,是大型建筑和基础设施不可或缺的组成部分。
然而,在实际工程应用中,桩身的固结性和地基土的变形性往往成为影响桩基承载性能的关键因素。
在桩基施工过程中,常常会出现土体中的液态或塑性土进行排砂、扩孔等施工操作,这些施工过程都会导致桩身与土体发生接触或挤压,从而引起桩身变形和支撑能力的改变。
与此同时,随着对工程安全可靠性指标的提高,对于桩身与土体接触过程中的共同作用也有了更高的要求。
因此,深入研究桩身与土体作用力学特性及相互影响,对于提高桩基的承载性和稳定性有着重要的意义。
二、研究内容和方法本研究将以挤扩支盘桩为研究对象,探究桩身与土体相互作用对桩基承载性能的影响。
具体内容包括:1. 建立桩身与土体的接触模型,分析桩身与土体接触过程中的应力状态和位移场特性。
2. 在不同的土体类型、桩径和桩身固结条件下设置试验模型,通过挤压试验和静载试验,测试挤扩支盘桩的承载力和变形性能。
3. 分析试验结果,通过回归分析等统计方法,探究桩身与土体相互作用对桩基承载性能的影响规律,为桩基设计提供依据和参考。
本研究主要采用数值模拟和试验研究相结合的方式,通过数值模拟分析提供理论基础,通过实验研究验证数值模拟结果的有效性。
三、研究预期成果本研究将对桩身与土体相互作用对桩基承载性能的影响进行深入研究,预期成果包括:1. 建立桩体与土体接触过程中的力学模型,深入探究不同土体类型、桩径和桩身固结条件下,桩身与土体相互作用的特点,为桩基设计提供理论基础;2. 通过试验验证模型和模拟结果的有效性,提供针对挤扩支盘桩的桩基设计和建议,为工程实践提供参考和指导;3. 贡献于研究用于大型基础工程中的支撑结构的新材料和新型结构设计和应用,提高工程的安全性和稳定性。
夯扩桩技术在软弱土地基中的应用研究的开题报告
夯扩桩技术在软弱土地基中的应用研究的开题报告一、选题背景和意义软弱土地基是指土壤的承载能力不足,在建筑工程中,如果采用传统的地基处理技术,可能会造成地基沉降、扭曲变形等问题,甚至会影响整个建筑结构的安全性。
针对这种情况,夯扩桩技术被广泛应用于软弱土地基中,以提高土壤的承载能力、增加地基的稳定性和抗震性能。
由此可见,夯扩桩技术在软弱土地基中的应用,具有重要的现实意义与研究价值。
二、研究内容和方法研究内容:1. 夯扩桩技术的基本原理和特点2. 夯扩桩在软弱土地基中的应用研究3. 不同夯击方式、桩径、桩长等因素对夯扩桩效果的影响4. 采用数值模拟方法,对夯扩桩技术的效果进行验证和优化研究方法:1. 文献资料法:通过查阅资料,了解夯扩桩技术的基本原理和应用情况。
2. 数值模拟法:使用有限元软件,建立夯扩桩-软弱土地基数值模型,模拟不同夯击条件下的夯扩桩效果。
3. 实验室试验法:通过室内试验,控制试验条件,研究夯扩桩各因素对地基加固效果的影响。
三、研究目标和预期成果研究目标:1. 分析夯扩桩技术的基本原理和特点,深入探究该技术在软弱土地基中的应用情况,总结经验并提出建议。
2. 考虑夯扩桩各影响因素,确定几组关键的夯击条件,进行数值模拟和实验室试验,分析夯扩桩技术的加固效果及其影响因素。
预期成果:1. 建立夯扩桩-软弱土地基模型,验证夯扩桩技术的有效性。
2. 研究夯扩桩影响因素的组合条件,讨论夯扩桩在不同软弱土地基条件下的优化设计方案。
3. 提出夯扩桩技术在实际工程应用中的经验及注意事项。
四、研究难点和攻关计划研究难点:1. 夯扩桩-软弱土地基模型的建立和夯扩桩的数值模拟技术。
2. 实验室试验条件的控制和试验数据的准确性。
攻关计划:1. 阅读相关文献和理论学习。
2. 编写夯扩桩-软弱土地基的数值模型,并进行数值模拟分析。
3. 采用室内试验方法,研究夯扩桩各因素的影响,得出量化数据。
4. 将数值模拟及实验室试验结果进行对比分析,总结经验,提出建议。
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1 工 程概 况
拟 建 南 京 市 区滨 江 大 道 ( 0+4 O I K 4— ( 2+9 0 7
段道路 、 人行 天桥 、 景 平 台 ) 北 起 滨 江 大 道 淮 河 观 , 路下沉 式路 段 西 口 , 至 拟 建 新 河 路 , 括 地 面道 南 包 路 、 景 台和 2座人 行 天桥 。本 次 试 桩针 对 滨 江 大 观 道下沉 式道路 抗拔 桩 工 程 , 拟建 道 路 场地 属 长 江 漫 滩地貌 单元 , 场地 中有 大 量 的软土 和 有 液化 现 象 的 砂土存 在 。
挤 扩支盘抗拔桩在软土地区的试验研究
贾子 楠 杨 道 鹏 ,
(. 1西安建筑科技大学 , 西安 705 ; . 105 2 中冶京诚 , 北京 105 ) 00 3
摘 要 : 降低工 程 造价 、 短工 期 , 采用 挤 扩 支 为 缩 拟 盘 灌注桩作 为抗 拔桩建 造 南京 市 区滨 江大道 下 沉式 道路 , 为保 证工 程 的安 全 性 , 进行 了本 次试 桩 试验 。 试验 结果证 明, 拔桩 完全 满足工程 需要 , 即将在 抗 并 本 工程 中得 到 实际应 用。 关 键词 : 挤扩支盘灌注桩 ; 抗拔桩 ; 静载试验 ; 软土地基
主要研究丛础设计 及桩基础应用。
贾子楠 , : 等 挤扩支盘抗拔桩在软土地区的试验研究
5
工 程地质 剖 面见 图 1 。
42 .6
3 2 支 盘位 置的确 定 .
量
根 据 中冶 集 团武 汉 勘 察 研 究 院提 供 的 勘察 报
34 .4
告, 参考《 挤扩支盘灌注桩规范》 C C 12 20 ) ( E S 9 :05 ,
收稿 日j :0 8— 8— 7 9 20 0 2 J
2 工 程 地 质 条件 及 施 工 条 件 分 析
本次 工程试 桩场地 的地层 概况 见表 I 。
表 1 地 层 概 况
地 层 编 号 岩 土 名 称 岩 土 层 描 述 及 相 关指 标 支 盘 设 置
作者简介 : 贾子楠 (9 4 , 汉 ) 内蒙古包头 , 18 一) 男( , 研究生
2
4. 7
长春工程学院学报 (自然科学版)20 年 第 9卷 第 4期 08
JC aghnIs T c. N tSiE i)2 0 , o. N . . h ncu nt eh ( a e. d. , 8 V 1 . . 0 9, o4
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高和改进灌注桩的承载性状有着重大的影响, 是一 项 重要 的技术 成 果 。 目前 , 扩支 盘 灌 注桩 已编制 挤 了详细 的设计 规程 、 工规 程 以及 施 工 质量 检 测 和 施 验收评定 标准 , 《 如 挤扩 支盘灌 注桩 技术 规程》 、 《 X挤 扩灌注 桩技术 规程 》 《 节挤 扩灌 注桩 技术 D 、多 规程》 等。 但 是 , 范 中都 说 明 , 规 挤扩 支 盘桩 在 深 厚 软 土、 淤泥地 基 、 相 对 理想 持 力 层 时慎 用 。软 土是 淤 泥 无 和淤泥 质土 的 总称 , 性是天 然含水 量高 、 特 天然孔 隙 比大 、 抗剪 强度低 、 缩系数 高 、 透系数小 、 压 渗 在外 荷 载作用下地基承载力低 、 变形大 , 不均匀变形也大。 南京河西地区, 由于地层 中存在较厚的软土层 , 在之 前 的工 程实 例 中 , 用 挤扩 支 盘灌 注桩 有失 败 的 例 使
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三
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中 图分 类号 : U 7 . T 43 1 文献标 识码 : A 文 章 编 号 :0 98 8 ( 0 8 0 40 4 4 10 —9 4 2 0 )4 )0 4 )
0 引 言
挤扩支 盘灌 注桩 是在原 有等截 面钻孔 灌注桩 的 基 础 上而来 的 , 专 用 液压 挤 扩 设备 与 现有 桩 基 机 其 械配 套使用 , 据地 质 情 况在 适 宜 土层 中挤 扩成 承 根 力盘及分支。挤扩支盘桩集预制桩 、 灌注桩 的优点 于一 身 , 根据 需要 可对不 同 的部位进行 加 固挤 密 。 并 挤扩 支盘 灌注 桩 是 1 9 9 2年 开始 在 建筑 工 程 中 使 用 的 ,O年 来 已在 上 百项 工 程 中采 用 , 提 高 桩 l 在 基 承载 力 、 少沉 降 、 加桩 基 安 全性 、 低 工程 造 减 增 降 价 和缩短 工期 等方 面都取得 了显 著效果 。挤扩 支盘 灌 注桩 的出 现 , 于解决灌 注桩 的许多 技术缺欠 , 对 提
支盘位 置宜 选在 2— 4层 粉砂 夹粘 土层 及 3—1 粉 层 细砂层 , 根据 土 的物 理 力学 指 标 与 承 载力 参 数 之 间
的经验 关 系使 用公 式 ( ) 定 单 桩竖 向抗 拔极 限承 1确
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子, 而使用挤扩支盘灌注桩作为抗拔桩更是几乎没 有先 例 , 其是 在特殊 土地基 中 , 为工程 桩有一 定 尤 作 的难 度并且 伴有 风险 。 由于 南京 河西地 区是 目前 南京最 大 的一块待 开 发 地区 , 而滨江 大道 下沉 式 道 路工 程 作 为 整体 项 目 中的一个重 要组 成 部分 , 投入 是 相 当可 观 的 , 此 , 因 选 择技术 可靠 、 经济 性好 的桩 型 就成 为一 件牵 一 发 而 动全身 的事情 。在此 情况下 , 主果断决 定 , 南 业 在 京 河西 地 区投 资开展 挤扩支 盘灌 注抗拔桩 的桩 型试 验工作 , 研究确 定其 可行性 和适用 性 , 以达到将该 桩 型在河 西地 区进行推广 的 目的 。