基于福州盆地3根PHC管桩和2根冲孔灌注桩水平静载试验结果,对单桩水平荷载位移曲线进行数学拟合研究。研究发现,①冲孔灌注桩单桩水平荷载位移曲线呈双曲线和幂级数形态,PHC管桩呈直线形态;②对PHC管桩单桩水平荷载位移曲线直线模型拟合效果最优,基于该数学模型的桩顶水平荷载计算值与实测值的误差一般为-7.53%~20.74%,说明用直线模型针对PHC管桩水平荷载位移曲线的拟合是较为精确和可靠的;③双曲线模型和幂函数模型均能对冲孔灌注桩单桩水平荷载位移曲线进行合理拟合,基于双曲线模型的桩顶水平荷载计算值与实测值的误差一般为-10.99%~18.91%,基于幂函数模型的桩顶水平荷载计算值与实测值的误差一般为-16.03%~9.96%。

液压锤利用锤体自重和液压力的共同作用来实现锤和桩的撞击并将桩贯入土层.据此分析锤和桩撞击过程以及结束后,桩和土壤之间的接触情况.利用软件ANSYS建立桩和土壤接触过程的数学模型,进行仿真计算,得出桩和土壤接触时的位移、应力、剪切力和应变的分布图.分析结果和现场应用情况的对比表明,所提出的理论和方法很好地解释了桩的贯入过程以及土壤参数的变化趋势.根据研究结果还可对打桩施工中出现的桩压溃和断桩现象进行预测、预防和评估,为桩基础工程施工提供技术支撑.

双作用气动液压锤利用锤芯重力和活塞顶部的氮气压力共同作用,实现锤的快速打击并使桩贯入土层。基于冲击动力学原理和波动理论,分析沉桩施工过程中从锤与桩的撞击,直至桩贯入土层的全过程,建立了沉桩系统各部件间的相互作用关系模型,并通过拉氏变换推导出了打桩过程中锤击力的解析解。从理论方面对实际施工过程中“重锤轻击”的合理性进行了验证,最后针对两种土体介质模型分别建立了锤-桩-土系统动力学方程。