管桩竖向裂缝发生机理及防治措施综述

管桩因承载力高、稳定性强等优点得到了广泛应用,而在各领域服役过程中出现了竖向裂缝问题。为充分阐明管桩竖向裂缝产生的原因,并基于裂缝产生机理提供有效防治措施,提高管桩在不同环境下的使用寿命,解决由管桩开裂产生的各种工程问题。通过总结分析现有研究成果,对不同使用领域的管桩竖向裂缝的产生机理、裂缝危害、裂缝防治措施及裂缝检测技术进行综述,为管桩工程裂缝处理提供参考。

建筑旧桩的桩身材料耐久性能试验研究

对旧桩进行桩身材料耐久性能检测是评估旧桩承载性能的重要方面,也是旧桩再利用的前提。依托上海曹家渡花鸟市场改造工程,对桩身混凝土开展了碳化深度、抗压强度和氯离子含量试验,并检测了混凝土中钢筋的锈蚀程度和抗拉性能。结果表明:随着距桩顶距离的增加,桩身混凝土的碳化深度和氯离子含量均逐渐减小,抗压强度逐渐增大;随着距桩顶距离的增加,混凝土中钢筋的直径、屈服强度和极限抗拉强度均略有减小,但仍满足HRB335级钢筋的强度要求;该工程旧桩满足原位再利用要求。

黏性土-混凝土界面抗剪及残余强度试验研究

文中采用自制的大型试验系统,通过直剪试验对粉质黏土-混凝土界面在不同粗糙度条件下的剪切特性展开研究,探明预制桩桩-土界面的力学参数与粗糙度之间的关系。结果表明粗糙度是预制桩桩-土界面的剪切强度和剪切刚度等力学性质的重要影响因素。界面抗剪强度、界面摩擦角、界面附着力、界面剪切刚度和界面剪切破坏位移等力学参数均随着混凝土表面粗糙度的增大而增大,其中剪切破坏位移增幅较为显著,最大增幅达55%;界面附着力随粗糙度增大呈先减小后增大的趋势,最大增幅23.7%。试验结果对静压桩的工程实践具有重要意义。

一种新型复合桩(预灌混凝土)方案的技术经济研究——基于某桩基工程技术演变过程

桩基的施工特别是在有砂层的地基中成桩往往存在困难,首先是预制桩在穿透砂层时碰到困难,需要引孔才能解决此问题;但引孔却产生另一个次生问题即塌孔,尤其是在砂层比较厚的情况下,引孔所期望的目标很难实现。本文研究从打桩失败、引孔、护壁、塌孔及最后采用一种新型复合桩(预灌混凝土)的演变过程,有效解决了桩基承载力与达到有效桩长的问题。新型复合桩作为一项新技术,其抗压承载机理与常规采用的预应力管桩不同,为此开展相应的研究。通过现场试验和数值模拟试验,探索得出新型复合管桩的荷载传递规律与结果:新型复合桩有效防范塌孔现象的产生、承载力的提升值可达57.56%(超载推算值提高约100%)、节约成本约23.33%、沉降值只有PHC管桩的56.63%;新型复合桩是端承式摩擦桩,其受力机理中桩端阻力约占12%。案例的经验与理论可推广或借鉴用于其他类似工程问题的解决。

预制桩监控系统的研发现状与发展趋势

在智慧土木的背景下,预制桩监控系统作为一种信息化、智能化技术正应用于地基处理领域。本文对国内外智能化岩土监测系统的研发现状进行阐述,总结其特点和不足,提出未来的智能化改进方向及发展趋势。在目前的高层建筑建设中,其地基处理大多采用了预制混凝土静压桩。由于这种方法具有无噪音、无振动、无冲击力等优点[1],适应今后对绿色岩土工程的要求。同时,压桩桩型一般选用预应力管桩,该桩作为基础具有工艺简明、质量可靠、造价低、检测方便的特性。经过多项实践证明,预制桩是一种经济、有效的地基处理技术,然而近年来,由于桩基工程的招标竞争越来越激烈,存在很多低价中标的现象,在施工过程中,由于设备信息化程度不高,特别是缺乏对施工过程的智能化监控,加之施工人员技术水平有限和人为因素,导致预制桩施工质量变差。

复杂场地条件预制管桩高质量焊接接桩工艺研究

预制管桩因具有高强度、质量稳定和成本低等优势被广泛应用于各类建筑,其中高质量和高效率的焊接接桩对于充分发挥预制管桩的承载力具有重要影响。由于目前人工焊接接桩存在质量不稳定、劳动强度大以及效率不足等问题,因此研发了预应力管桩焊接机器人。本文在已有的研究基础上,为解决现有焊接机器人移动困难、复杂场地适用性不足等问题,研发了履带式管桩焊接机器人,并在具有复杂场地条件的软土地层管桩工程项目中进行了应用。为验证焊接接桩质量,开展了焊缝检测和桩基承载力测试。结果表明:履带版焊接机器人在复杂场地条件中移动灵活,有效节省了移动时间和施工成本,显著提升了焊接效率。焊缝检测、施工管桩静载和接头传力测试结果表明,采用机器人焊接接头传力稳定,焊接质量高,可以满足高质量管桩焊接施工要求。

基于微分演化算法的抗滑桩优化模型

抗滑桩是滑坡灾害治理的有效手段,但目前工程领域的抗滑桩设计仍采用以试算为基础的方案型设计理念,设计效率与精度仍有提升空间。本文将群集智能算法引入到抗滑桩设计中,对抗滑桩设计中的设计变量、约束函数、目标函数进行合理选取,建立了抗滑桩优化设计的数学模型,并在此基础上通过微分演化算法来实现设计方案的全局寻优,最终建立了基于微分演化算法的抗滑桩优化模型。最后以延安市某滑坡治理工程为例,通过编制的优化计算软件,以交互式界面操作的形式,实现了最优化方案设计。通过工程实例比较验证了本文所提出方法的计算精度,说明本文所提出的方法在工程应用上的有效性及其巨大潜力。本文所提出的方法在抗滑桩设计领域具有很好的理论研究及工程应用价值,也能为其他地质灾害防治治理方法实践应用和理论创新方面提供合理参考。

预制桩处理黄河冲积地层中液化效应的试验研究

桩基在地震工况下,其桩身在可液化土层中的侧摩阻力会失效或有所折减。在桩基选型或设计时,应充分考虑液化效应对桩基承载力的影响。预制桩的挤密作用会减少桩间土颗粒的孔隙比,提高地基土的抗震性能,从而增加地震工况下的单桩承载力。黄河冲洪积平原含有大量的粉土、粉砂地层,均存在不同程度的液化效应。本文以聊城某项目开展的实验区进行研究,探讨预制桩的挤密效应对黄河冲洪积地层中液化效应的处理效果。通过预制桩施工前后的标贯对比、黏粒含量的分析以及与规范推荐计算公式的比较,分析评价了预制桩对处理黄河冲洪积地层中液化效应的可行性。

深基坑围护结构力学性能及变形研究

本文依托某城市综合体基坑支护工程进行了现场监测,对采用桩锚支护体系的深基坑开挖过程中支护力学特性和基坑变形规律做了研究。此外,分析了基坑开挖对临近既有建筑物变形的影响情况。结果表明:随着时间的增加,锚索轴力时程曲线大致分为三个阶段,锚索轴力与时间呈现负相关关系,50 d后锚索轴力基本保持稳定。基坑开挖到13.5 m深度后监测点Z1-3初始锚索轴力约为228 kN,75 d后轴力下降到约为194 kN,轴力损失比例为14.9%。基坑开挖过程中,各监测点的水平位移和竖向沉降均不超过20 mm,满足现行规范的要求。受土体蠕变和锚索预应力损失的影响,部分基坑水平位移往基坑内部移动和基坑向上位移量相对较小。临近建筑物的沉降发展较为稳定,最大沉降为1.2 mm,满足《建筑地基基础设计规范》,证实了桩锚支护在深基坑开挖应用中的优越性。

h型抗滑桩对边坡加固效应的研究

为研究h型抗滑桩参数对边坡加固效果的影响,本文采用ABAQUS数值模拟研究了倾角、桩间距以及排间距对桩的加固效应的影响。研究结果表明:(1)倾角变化对边坡的稳定性影响不显著。根据本文的分析,当倾角为15°时,为最优角度;(2)随着桩间距增大,边坡的稳定性系数逐渐降低。当桩间距从3倍桩宽增大至5倍桩宽时。边坡的稳定性系数由1.95降低至1.90,实际工程中,桩间距取5倍桩宽时为最优桩间距;(3)抗滑桩排间距对于桩的整体刚度有很大的影响抗滑桩位移随排间距与桩宽比值的增大而减小。当排间距与桩宽的比值为3时,后排桩和前排桩的最大位移分别为11.3 cm和10.9 cm;当排间距与桩宽的比值为7时,后排桩和前排桩的最大位移分别为6.0 cm和5.8 cm。综合来看,抗滑桩的最优排间距应为5倍桩宽。

抗滑桩直径对边坡加固效应影响分析

为研究双排抗滑桩桩径对桩身内力和桩的变形影响,本文基于ABAQUS数值模拟系统的研究了,桩径分别为0.8m、1.0 m、1.2 m、1.4 m和1.6 m时,双排桩的内力和变形规律。结果表明:(1)桩径对桩身最大位移的影响随桩径增大而逐渐减弱。综合来看,桩径不宜小于1.0 m,但不宜大于1.4 m;(2)桩径对双排桩桩身的弯矩和剪力的影响规律基本相同。不同桩径下,桩身直径对桩身和剪力弯矩的影响不明显;(3)在桩径小于1.0 m时,随桩径的增大,其中前排桩分担滑坡推力的比例逐渐增大,而后排桩逐渐减小。当桩径小于1.2 m时,随桩径的增大,其中前排桩分担滑坡推力的比例逐渐减小,而后排桩逐渐增大。

硬石膏-矿渣粉复合掺合料蒸养活性表征分析研究

基于活性定量分析理论,提出了表征复合掺合料强度评价的重要技术参数—蒸养比强度系数。文章通过试验研究了硬石膏-矿渣粉复合掺合料替代30%对比水泥,制作胶砂试件,蒸汽养护后测定的胶砂强度。在此基础上,计算了硬石膏-矿渣粉复合掺合料的蒸养比强度系数,分析了不同龄期、不同企业的硬石膏-矿渣粉复合掺合料的蒸养活性变化规律,为不同企业蒸养复合掺合料的选择提供技术依据。结果表明:硬石膏-矿渣粉复合掺合料的蒸养活性与受检胶砂试件和掺合料的掺加比例大小有关;硬石膏-矿渣粉复合掺合料蒸养比强度系数的测定,既可以定性判定掺合料是否合格,还可以定量分析其不同龄期蒸养活性的大小。

一种实心再生混凝土预制桩装置

说明书摘要本实用新型公开了一种实心再生混凝土预制桩装置,包括固定架、振实组件和方形预制桩模具,方形预制桩模具内安装有模具外壳,模具外壳的两端安装有拼接盘,模具外壳的内部安装有防粘膜,模具外壳的正面安装有轴块,拼接盘的底部两侧安装有两组旋转固定件,拼接盘的底部通过旋转固定件安装有固定架,固定架的底部等距安装有四组振实组件。

中国工程建设标准化协会标准《预应力混凝土预制桩技术规程》审查会召开

近日,中国工程建设标准化协会标准《预应力混凝土预制桩技术规程》(以下简称《规程》)审查会在江苏省镇江市顺利召开。会议由中国工程建设标准化协会地基基础专业委员会主任委员高文生主持。会议成立了以中国工程院院士龚晓南为组长,全国工程勘察设计大师顾国荣、中国国家铁路集团有限公司正高级工程师江忠贵为副组长.

软土地区预制桩施工及基坑开挖对周边环境影响的数据分析

预制桩,是提前在工厂制作完成,用沉桩设备把预制桩静压或锤击入土内。预制桩具有生产成本低、单方混凝土的承载力大、施工速度快、成本低等优点,在满足承载力要求的情况下具有较好的市场。但是预制桩的缺点也比较明显:预制桩施工期间会导致周边环境发生形变,具有一定的不安全因素。本文以软土地区预制桩施工及基坑开挖工程为案例,分析施工全过程的监测数据,对周边环境的变形情况进行研究,研究结果表明:(1)预制桩在施工过程中会产生挤土效应,使周边建筑物和管线隆起^([3]);(2)基坑开挖过程中,周边建筑物及管线发生沉降;(3)施工区域外围中点所对应的周边建筑物变形最为显著。本文数据分析方法对于研究预制桩在施工过程及基坑开挖过程中对周边建筑物及管线的变形趋势分析有效。

UHPC和预制榫卯混合连接装配式RC桥墩拟静力试验

为研究现浇超高性能混凝土(UHPC)和预制榫卯混合连接构造对装配式钢筋混凝土(RC)桥墩抗震性能的影响,以某实桥为背景,按缩尺比1∶5、轴压比0.1设计、制作了4个桥墩试件(ZT-1试件为整体现浇;CFST-1试件为钢管混凝土榫卯和灌浆套筒混合连接;UT-1试件和UT-2试件为现浇UHPC和预制榫卯混合连接,UHPC湿接缝分别位于墩底及距离墩底200 mm处)。通过桥墩试件的拟静力试验,分析各试件的破坏模式,并对比各试件的滞回曲线、骨架曲线、延性性能、耗能能力及刚度退化等参数。结果表明:4个试件均为压弯破坏,ZT-1试件和UT-2试件的塑性铰位于墩底,CFST-1试件和UT-1试件发生了塑性铰上移的现象;与ZT-1试件相比,UT-1试件和UT-2试件的峰值荷载分别提高了3.52%和7.09%,位移延性系数分别提高了2.22%和4.60%;与CFST-1试件相比,UT-1试件和UT-2试件的峰值荷载均小于CFST-1试件,但UT-1试件和UT-2试件的位移延性系数分别提高了18.38%和21.14%;UT-2试件的整体耗能能力优于UT-1试件;UT-1试件和UT-2试件的承载能力下降较为缓慢,且变形能力较强,说明现浇UHPC和预制榫卯混合连接的装配式RC桥墩具有较好的抗震性能。

南昌地区典型厚密砂层PHC管桩施工技术研究

依托南昌地区某桩基工程,采用静力触探原位试验分析该地区典型厚密砂层地质特征,结合理论计算及现场试验分析PHC管桩的锤击沉桩阻力及设计单桩极限承载力,对工程桩的设计及施工提出合理建议,同时总结该地层条件下锤击PHC管桩成桩的施工工艺。后续工程桩承载力检测结果表明,优化调整后的施工技术满足了工程设计要求,取得了良好的社会与经济效益,可在该区域推广应用。

预应力混凝土空心方桩堆放层数判定条件的探讨

预应力混凝土空心方桩产品的合理堆放关系到产品的质量,堆放层数不当,会造成底层桩变形开裂和场地浪费等问题。通过对底层空心方桩在不同堆放层数下的受力情况进行分析与计算,探讨了分别以抗裂弯矩值和以混凝土轴心抗拉强度标准值为判定条件计算确定的空心方桩可堆放的最大层数。研究表明:两种判定条件计算得到的最大可堆放层数差别不大,可作为空心方桩堆放层数的理论依据。研究结果为空心方桩的合理堆放提供了理论依据。

预应力混凝土管桩焊接机器人研发应用

预应力管桩人工焊接接桩存在焊接质量不稳定、劳动强度大和施工效率低等问题。课题组针对当前管桩人工焊接工艺存在的不足,发明了适用于预应力混凝土管桩接桩的焊接机器人。本文介绍了管桩焊接机器人的基本构造和操作方法,通过室内焊接测试试验和大直径管桩现场焊接试验,检验了该设备的可靠性。试验测试和工程应用结果表明:焊接机器人采用拉马式快速锁紧机构,可实现设备行走轨道快速锁紧;采用三道层焊的焊接模式,能够有效保证焊缝施工质量;该焊接机器人能有效提升大直径管桩焊接施工效率,降低工人劳动强度。管桩焊接机器人的工程应用显著提升了我国预应力混凝土管桩智能焊接技术水平,该技术也可推广到钢管桩等其他钢结构焊接领域,应用前景广阔。

锚杆抗滑桩加固边坡的数值模拟研究

锚杆抗滑桩组合结构加固边坡能够达到理想的支护效果,支护后的边坡的安全性系数、塑性区、位移等是否满足工程要求。针对此问题,本文利用FLAC3D对锚杆抗滑桩组合结构加固的边坡进行了研究,研究结果表明:(1)边坡的位移均不超过20 mm,从位移的角度分析,此组合结构加固方式是合理的。(2)加固后边坡的塑性区没有发生贯通,塑性破坏最少的坡体区域位于弱风化泥质粉砂岩层,此岩层主要布置了锚杆,说明锚杆有效的阻止了岩土体的塑性破坏。(3)锚杆的位移和受力变化关系较为对应,说明了锚杆发挥了应有的作用。综合以上可知,锚杆抗滑桩组合结构达到了治理边坡失稳的目的。以上的研究方法可供类似的边坡治理工程提供参考。