不同深度天津原状软土的物理力学特性试验研究

受沉积年代和环境等因素的影响,不同深度下软土物理力学性能有所差异。为研究不同深度下其物理力学性能的变化规律及微观内部结构的差异,以天津滨海新区原状软土为研究对象,选取同层不同深度下原状软土(S1,S2和S3的取样深度分别为4.3~5.3m、8.3~9.3m和12.3~13.3m)进行物理力学试验和扫描电镜试验(SEM),分析其物理指标的概率特征,软土抗剪强度随深度的变化规律和微观结构的差异。结果表明:(1)随着原状软土深度的增加,含水率、孔隙比和液塑限呈缓慢下降趋势,S1、S2和S3的物理性质指标基本符合正态分布且变异系数较小;(2)S1、S2和S3在较低垂直压力作用下,其剪切位移—剪应变曲线均呈现弱硬化性。S3的抗剪切性能优于S1和S2,且含水率和天然密度对原状软土抗剪强度指标影响较大;(3)随着深度增加,软土内部结构更紧密,土颗粒形态清晰且以大颗粒为主,颗粒间的接触面增大。

装配式地连墙接缝变形特性研究

为了研究接缝对装配式地连墙变形特性的影响并采取合理的改进措施,采用现场试验的方法将局部现浇地连墙替换为装配式地连墙,并对其实测的变形数据进行了对比分析;在实测数据分析的基础上,通过PLAXIS2D有限元软件模拟分析了不同深度横向接缝对装配式地连墙变形特性的影响规律;通过PLAXIS3D有限元软件对比了现浇墙与装配式地连墙水平方向及竖直方向变形形态,分析了竖向接缝对装配式地连墙变形特性的影响规律;最后,针对实测数据显示出的变形偏大问题,提出了改变冠梁刚度、围檩刚度、墙幅宽度、支撑位置4种改进措施,并通过PLAXIS3D有限元软件进行了验证。结果表明:装配式地连墙的接缝对墙体的刚度存在弱化作用,增大了其变形程度;位于坑底以上的横向接头失效时,墙体水平位移会显著增大,位于坑底以下的横向接头失效时,不会引起墙体水平位移的显著增大;竖向接头会显著减小装配式墙体的整体刚度,使其协同变形能力变差,变形更加难以控制;适当调节支撑位置可有效缓解墙幅间的错动和减小墙体变形。

基于基坑支护工程的区段复式配筋预应力管桩抗弯试验及数值模拟

复式配筋预应力混凝土管桩(PRC管桩)作为基坑支护桩使用时,为提高非预应力钢筋的利用效率,提出将区段配置非预应力钢筋的管桩作为基坑支护桩。通过对天津地区80个基坑工程中的支护桩弯矩分布情况统计分析,并对区段复式配筋预应力混凝土管桩(PR-PHC管桩)进行足尺抗弯试验及有限元分析,研究区段配筋的可行性和PR-PHC管桩的抗弯性能。研究表明,单支撑排桩、倾斜桩及悬臂桩的桩身弯矩区间分布具有规律性。PR-PHC管桩区段配置的非预应力筋,可以提高其抗弯极限承载力及其抗弯刚度,并有效改善桩身裂缝的展开情况,构建的数值模型可以较好地反映试验的实际情况。并对PR-PHC管桩在实际应用中可能遇到的不利工况做了影响分析。研究结果表明可以在基坑工程中使用PR-PHC管桩替代PRC管桩,减少钢筋使用量,促进碳减排。

深厚软土地区倾斜桩组合支护基坑稳定性研究

倾斜桩组合支护是一种新型基坑支护形式,适用于大面积无内支撑的基坑。本文依托天津市某倾斜桩支护基坑项目,设计6种预制桩支护对比结构,其中4种为倾斜桩组合支护,进行基坑开挖大型现场试验,量测分析周边不同环境下各组合结构支护基坑的变形情况,并运用Plaxis 3D有限元软件进行基坑安全性分析。结果表明:不同形式的倾斜桩组合支护中,内斜直组合桩身位移最小,支护效果最优;基坑周边存在超挖等不利因素时,倾斜桩组合支护的刚架效应、斜撑效应与重力效应决定其依旧能较好地发挥自身稳定作用;软土蠕变对斜桩基坑支护影响亦不容忽视,开挖至坑底时,应及时施工垫层和底板;数值模拟分析发现倾斜桩组合支护基坑安全系数及临界破坏形态受超挖影响小于常规排桩支护,小幅超挖对基坑的稳定性影响较低。

软土地区超深基坑设计优化分析

天津一中心医院新址基坑工程位于天津西青软土区,具有超大、超深的特点.开挖后由于工期因素,需要对原支护方案进行优化调整,采用启明星软件和Plaxis 2D有限元模拟对优化前后的典型剖面进行对比,并将开挖实测数据与模拟值进行综合对比分析.结果表明:在支护桩已经完成的条件下,优化后方案技术可行,安全可靠,支护桩的弯矩和截面变化处于合理范围内.同时,在北侧和西南角设立两座出土栈桥,有利于提高开挖效率,缩短工期,降低成本,部分区域支护桩最大侧向水平位移地表沉降值比原方案有所增加,变形依旧控制在合理范围内,可对类似的超大深基坑工程方案优化提供借鉴.

软土地区交叠盾构隧道施工对地层的影响

为研究软土地区交叠盾构隧道在不同施工顺序下对地层的影响,本研究模拟了六组盾构法上下交叠盾构隧道施工模型,对比了粉土、粉砂、粉质黏土三种典型天津软土的土质情况,并分别分析了在三种土质条件下,“先上后下”和“先下后上”两种施工方法引起的地层变形情况,结合工程中先建隧道的现场监测数据,得出如下规律:相同土层中“先下后上”顺序施工在隧道上部的地层位移均小于“先上后下”顺序施工,但隧道下部深层土体的位移均大于“先上后下”顺序施工;当需要控制夹层土体的竖向位移时,可以在深厚粉土层或粉砂层中选择“先上后下”顺序施工,在深厚粉质黏土层中选择“先下后上”顺序施工。

天津地区基坑外既有隧道竖向变形机理及影响区研究

天津地区基坑开挖普遍引起坑外既有隧道隆起,但其机理缺乏明确研究,且数值计算较难模拟预测出隆起变形。针对此问题,在分析多个基坑开挖引起隧道隆起案例的基础上,运用有限元模拟和HSS本构模型,对隧道隆沉机理进行了研究。结果表明,隧道竖向变形由基坑围护结构水平变形引发的沉降与基坑卸荷回弹导致的隆起叠加而来,隧道隆沉取决于两方面影响因素的相对大小。不排水短期条件模拟时,基坑开挖卸荷在坑底以下及坑外引发了较大的负孔压,限制了土体的回弹变形及隧道隆起。数值模拟中应根据实际工程施工周期长短、黏性土层渗透性与排水路径长短综合选择土体的排水类型及模拟方法。天津地区粉土黏土互层的地层中孔隙水压力消散较快,施工时间长达数月以上的大型基坑采用排水模拟或能够考虑孔隙水压力消散时间效应的固结模拟,能够更为准确的反映基坑卸荷回弹的影响,预测出隧道的隆起变形。对于基坑外隧道变形的影响区,长期排水条件下隧道隆起区和变形过渡区的位置相比短期不排水条件均向上大幅提高,隆起区范围大幅增加。对于深18 m的基坑,沉降区与过渡区分界线可上升9~17 m,过渡区与隆起区分界线可上升14~16 m。

论“营改增”对建筑企业的影响及对策

2016年，建筑业开始实行“营改增”政策，通过政策的开展，有效地降低建筑业存在的重复征税与遗漏征税的问题，缓解建筑企业的税收压力。虽然从本质上来讲，在建筑业实行“营改增”为建筑企业带来巨大的发展机遇，但是，也在一定程度上对建筑企业的管理与风险防控能力有着更为严格的要求。基于此，本文首先分析“营改增”实行的作用与现实意义，其次阐述建筑业现阶段进行“营改增”存在的不足，最后说明建筑企业想要在“营改增”政策的背景下，提升自身竞争力应采取的措施，以期维持建筑企业长远、稳定发展。

泥浆消纳桩承载性能的现场试验研究

泥浆消纳桩是一种由预制芯桩与桩周膏状浆液构成的一种新型桩型,该桩型通过将钻孔后产生的泥浆取出后在钻孔外与其他骨料搅拌形成膏状浆液,回注孔内后将预制芯桩插入,使得该桩型具有较好的承载性能,同时能够降低施工过程中的泥浆排放。为研究其荷载传递规律,研究不同配比下膏状浆液的各项指标与性能,并通过正交分析研究不同变量对膏状浆液各项指标的影响大小。同时采用现场植桩及荷载试验、桩身应力测试,分析各级荷载下芯桩及膏状浆液桩身轴力、桩侧摩阻力及桩端阻力分布特征。研究表明:相较与传统钻孔灌注桩,泥浆消纳植桩法能够显著减少植桩过程中泥浆排放量,且拥有更好的抗压强度;对不同规格的泥浆消纳桩进行对比试验,在一定范围内,泥浆消纳桩成孔直径的增大能够增强竖向承载能力,且泥浆消纳桩受力呈现明显的摩擦桩形态;成桩完成三个月后,在现场对泥浆消纳桩进行开挖与截断,各试桩均呈现整体的下沉破坏,芯桩与桩周膏状浆液并未发生脱落,说明泥浆消纳桩预制芯桩固化膏状浆液界面剪切能力大于固化膏状浆液外侧壁与土间的剪切作用。

深厚软土区域管桩沉入对既有基桩影响的现场试验和数值模拟

为了深入研究PHC管桩沉桩过程中挤土效应对既有基桩的影响,依托天津市深厚软土区域的桩基工程开展现场试验,在3根试桩桩身中埋设测斜管,监测周边45根工程桩施工过程中试桩的桩顶位移和深层位移。试验表明:试桩水平位移与地基土性质有密切关系,淤泥质土层中桩体变形最大;试桩位移随距离工程桩间距的增加而减小,且当间距大于4.5D时,试桩变形满足规范要求;群桩挤土效应会产生叠加,调正施工顺序可以减小对试桩影响。进一步采用有限元软件对现场试验进行模拟验证,进而研究单桩沉桩产生挤土效应对既有基桩位移场的影响。计算结果表明:在满足承载力等要求的前提下,选择合适工程桩桩径能有效的削弱挤土效应对既有基桩的影响,并通过挤土效应正向利用可以对桩体进行纠偏扶正。

大面积无序堆土引起基桩沉降的研究

某大型建筑工程因出土条件发生变化,施工工序有所调整,需在已施工的基桩上大面积堆土。大面积堆土会引起群体基桩的沉降,基槽开挖后基桩沉降离散性较大,最大基桩沉降高达670 mm,单体建筑物中基桩间沉降差最大极值高达510 mm,远超过规范计算值,沉降原因存在争议。采用有限元软件PLAXIS3D建立三维数值模型并对基桩沉降综合分析,结果表明,在已施工完成桩基上方大面积堆土可引起基桩较大沉降,地表及桩顶最大沉降均位于堆土中心,沉降最大与最小的两基桩上部负摩阻力相差一倍;按区域分析,大面积无序堆土引起基桩整体沉降趋势符合软土地区的沉降规律;各基桩产生较大离散性主要因素包括堆土厚度、堆土面积、堆土时间、排水条件、桩穿越土层情况、桩端下卧层的土层情况等。本研究为类似工程积累了经验。

客运专线路基工程中管桩应用机理研究

研究目的:管桩已广泛应用于客运专线和高速铁路建设工程中,为深入探讨管桩的承载性能和路基实测沉降特性,并研究管桩的抗剪性能及在路基整体稳定中的作用,结合京津城际客运专线的设计、施工和沉降监测,系统地研究管桩在路基工程中的应用机理。研究结论:管桩具有高强、工期快、质量易于控制等优点,可满足客运专线建设标准高的要求,总沉降量和不同阶段的沉降速率明显优于其它加固方式;在水平力作用下土质地基中管桩是受弯破坏形态,按抗剪强度验算路基整体稳定性导致安全系数估值偏高;管桩承载有桩筏结构、桩板结构和桩网结构等方式,建议加强施工质量控制、提高桩间土强度、改善桩顶的连接方式并开展桩梁结构的研究。

抗拔管桩及其填芯混凝土受拉结构性能试验

管桩用于抗拔作用的工程逐年增多,为提高抗拔管桩的应用水平,对抗拔管桩的桩身进行了抗拉结构性能试验和分析.结果表明:桩身抗拉为脆性破坏形态,混凝土不开裂时抗拉承载力最大,混凝土不受拉力时其值最小,混凝土有效预压应力和端板节点强度起决定作用.对抗拔管桩和填芯混凝土进行了现场原型试验和工程验证,15根抗拔桩的试验结果显示,填芯混凝土与管桩的黏结强度为填芯混凝土抗拉强度的17.1%,表明根据提出的抗拔管桩设计原则和强度控制节点,只要控制得当,管桩用作抗拔是可靠的受力结构体系.

软土地区扩孔灌浆预制管桩承载力研究

对软土地区的管桩竖向承载力试验成果进行了统计分析,研究表明:逾70%的管桩实际采用的竖向承载力不足管桩桩身强度的50%,未能充分发挥管桩桩身材料具有较高强度的优势。开发了适用于软土地区的扩孔灌浆管桩专利技术,通过在桩端设置尺寸大于桩身外径的端板,实现沉桩的同时在桩周形成大于桩身外径的空间,并利用管桩余浆等胶凝材料在此空间进行注浆形成扩孔灌浆管桩。对13根试验桩进行竖向抗压、抗拔和抗水平力足尺试验,表明该工艺可显著提高管桩桩端和桩侧土的阻力,以提高管桩的竖向承载力和抗侧移刚度,并在某重点工程中进行了应用,取得较好的社会经济效益。

装配式地连墙原型试验及受力变形特性研究

研究目的:地下工程的预制化是住宅产业化的一部分,装配式地下连续墙技术是对传统地连墙设计和施工技术的技术革新。本文在天津地铁6号线景荔道站进行装配式地连墙的现场原型试验,经开挖验证、工程实测及有限元数值模拟分析,验证装配式地连墙在地铁基坑工程实践中的适用性。研究结论:(1)装配式地下连续墙分段分幅自由,运输、吊装等方便,避免了现场浇筑地连墙混凝土,施工效率更高,同时降低对周边环境的影响,有效降低工程造价;(2)沿深度方向,基坑围护结构的侧向位移呈"两头小、中间大"的形状,地连墙的最大水平位移出现在约基坑深度的2/3附近;(3)装配式地连墙在开挖阶段的变形稳定、变形量可控,后期将基于文中的原型工程试验进一步扩大推广应用;(4)本文研究可为装配式地连墙相关的基坑支护设计和施工提供参考或借鉴。

预制空心方桩抗弯承载力研究

通常的混凝土受弯承载力计算均采用混凝土屈服模型.本文对预制空心方桩抗弯承载力计算采用钢筋屈服模型.在该模型基础上,推导出预制空心方桩抗弯承载力计算公式.通过对比两种计算结果表明:在构件配筋率高的情况下,按混凝土屈服模型更符合实际又偏于安全;在构件配筋率低的情况下,按钢筋屈服模型更符合实际且偏于安全.

预应力矩形支护桩在滨海软土深基坑工程中的应用研究

预应力矩形支护桩是一种用于深基坑工程的新型预制桩,与传统的管桩和灌注桩相比,具有桩身质量好、抗弯刚度大、施工方便、绿色环保等优点,现已在实际工程中得到应用。结合工程实例:预应力矩形支护桩在南开大学新校区工程中的应用,结合设计比选、施工过程中的挤土效应监测和分析、开挖验证,总结该工法的设计、施工、监测的技术要点。

型钢旋喷桩深基坑支护技术在室内复杂环境下的设计和应用

型钢旋喷桩是SMW工法的一种形式,可用于建筑物室内净空、净间距较小的复杂环境,本文结合工程实例,采用旋喷桩内插型钢、基坑被动区加固的支护设计,依据基坑开挖过程中围护结构变形监测数据,总结该工法的作用机理、设计方法和施工控制要点。

离心成型预应力高强混凝土方桩与管桩的结构性能分析

分析研究了先张法离心成型预应力高强混凝土方桩与管桩的结构性能,结果表明,二者具有同样的受力特性,在竖向承载力、抗弯、抗剪、抗拉及水平承载力、耐久性指标等方面存在一定的差异,设计单位应根据各工程的具体情况和地基基础条件选择适用的桩型。另外,为了确保预应力高强混凝土桩的安全使用和建筑物的耐久性能,业界有必要对这两种桩型开展进一步深入的研究工作。

有效应力对预应力空心桩力学性能的影响分析

分析研究了混凝土有效预压应力对预应力空心桩力学性能及相关参数的影响。结果表明,随着混凝土有效预压应力的提高,预应力空心桩的力学性能及相关参数也在相应提高,以抗裂弯矩提高得最多。可将混凝土有效预压应力作为桩型分级的标准,该值是制定预应力空心桩行业技术规程及相关图集的重要指标。