基于Bi-LSTM的浅层地下双孔洞探测技术

文章探究一种基于深度学习的浅层地下孔洞探测技术,以应对地下孔洞给桩基施工安全所造成的严重威胁。基于浅层地震反射波法的原理,采用基础施工过程中的桩锤激震作为激励源,通过在探测区域地表上布置少量加速度传感器采集孔洞反射信号,并将反射信号作为深度学习的输入,以输出孔洞信息,建立一种新型的智能孔洞探测方法。结果表明,双向长短期记忆神经网络(bidirectional long short-term memory neural network,Bi-LSTM)的预测模型对于地下双孔洞的工况具有较高的识别准确率,在容许误差为2 m的情况下,孔洞位置和直径的预测准确率可达95.3%。该研究验证了基于深度学习的多孔洞探测技术的可行性,有望为施工前期土层地质状况的评估提供技术保障。

深厚软土中大直径超长桩承载机理数值模拟研究

大直径超长桩的承载力问题在工程中逐渐涌现,尤其在深厚软土地区,具有很强的现实工程意义,依托福州地铁园项目现场试验结果,基于PLAXIS 3D进行数值模拟研究,并通过数值模拟结果分析深厚软土中大直径超长桩承载机理,结果表明,超长混凝土桩轴力呈非线性分布,自上至下逐渐减小,同一埋深处,桩身轴力随着荷载等级增加而逐渐增大;摩阻力的发挥程度与荷载大小、土层性质有关;桩长、桩径对承载机理也有较大影响。

基于应变测量的桩基础轴力和横向变形同步监测方法

深厚软土层地区超长桩基础的轴向受力、水平变形对工程结构正常使用与安全性起着重要影响,而实现二者同步监测尚无可用方法。本文提出基于应变测量的桩基础轴向压力和水平位移同步监测方法,以应变片感知应变变化来反映桩基础轴向压力和水平位移情况,通过振弦式钢筋计进行验证。依托某立交桥工程,建立深厚软土层超长桩基础无线智能监测系统,采用无线智能采集仪采集传感器数据,借助于Lora模块形成局域网并汇总各传感器的监测数据,再通过4G模块将汇总数据上传至云平台。通过无线监测数据与传统采集器数据进行对比,发现二者数据误差在微小(0.3 Hz)以内,表明无线智能监测系统可靠性好、精度高;传统振弦式钢筋计所测应变与智能测斜管的误差在-11.32%~6.03%之间,表明智能测斜管具有较高的准确度和稳定性,采用智能测斜管进行桩基础受力性能监测是可行的。研究可为桩基础轴向压力和水平位移监测提供新的思路。

长短桩复合地基在深厚软土地基处理中的应用

滨海商务区机场东路东侧排洪泵闸工程副排洪渠水闸淤泥、淤泥质土厚度超过50 m,软土厚度大,地基处理难度大。笔者通过对真空联合堆载预压法、水泥土搅拌桩、钻孔灌注桩、预应力高强度混凝土管桩(PHC管桩)等4种常用的软土地基处理方法进行分析比较,推荐闸室、挡土墙等建筑物采用大直径水泥土搅拌桩与PHC管桩组成的长短桩复合地基。结果表明,地基处理后,显著地提高了地基承载力,建筑物沉降较小,方案安全可靠且投资较省。该研究成果可为类似软土地基处理提供参考。

软土地区超高层建筑岩土工程关键问题及沉降控制研究

以上海中心大厦为例,对软土地区超高层建筑桩型选择、桩基承载力计算、沉降计算参数取值及沉降计算等岩土工程关键技术问题进行了总结和研究。超高层荷载大,对桩基承载力要求高,桩型选择需结合周边环境、桩基承载力要求、施工可行性等因素综合考虑后确定,软土地区超高层建筑采用后注浆大直径超长灌注桩是适宜的。超高层建筑基础沉降要求高,需结合地层条件、结构特点、荷载分布情况、周边环境等因素综合考虑,确定沉降计算参数及计算方法。经采用多种计算方法进行沉降预测,塔楼沉降量估算值为75~120 mm,最终实测总沉降量约100 mm,有限元法的预测结果与实测值更为吻合,其中结构封顶时沉降量占最终沉降量的90%左右,沉降变形主要发生在工程建设期间。

粉砂地层大直径深长水中桩基施工技术

黄河地质以粉砂粉土为主,有地质松软、易液化、抗冲能力弱的特点,且黄河河道流速大、冲刷深,这些对水中桩基成桩质量极易造成影响。依托东津黄河大桥19#主塔2m大直径、孔深130m深长水中桩基的施工,系统地对钻孔过程中护筒长度及垂直度、泥浆含砂率、成孔垂直度、钢筋笼加工质量、砼灌注质量控制等进行研究,提高了桩基成桩质量,效果显著,为以后类似工作积累了宝贵经验。

基于沉降控制的深厚粘土层超长桩基的优化设计

基于某正在建设的工程,提出了合适的打桩控制标准,在保证结构安全使用的前提下,利用桩、土共同作用的原理,从控制沉降的方向去设计桩基,优化桩长,通过规范公式的计算、高应变检测和施工后沉降监测,表明满足竖向设计承载力要求,同时满足上部结构及设备对沉降的要求,达到了优化设计的目的并节省了造价。对于这种桩端持力层为深厚粘土层的超长桩基,基于沉降控制的桩基设计方法,是科学且经济有效的。

强透水性砂层大直径深长桩塌孔处理技术

基于渭河公轨合建特大桥桩基施工在钻进、钢筋笼下放过程中或完毕时塌孔等问题的应对处理技术,对所处强透水性砂层地质条件下大直径深长桩塌孔进行了原因分析、处理方案优选与实施。对于塌孔内无钢筋笼的桩位采用回填质量比为1∶10的水泥黏土混合物静置半月以上,重新进行钻孔施工;塌孔内仍有钢筋笼的桩位采用小口径钻头钻进并进行洗孔,拔笼后再成桩;钢筋笼确难拔出的采用冲击钻重新成孔。

HUC组合钢板桩在狭长场地深基坑支护中的应用

传统的基坑支护形式经常受到开挖场地大小、深度和工程地质、水文地质条件等因素所限制,无法适用于一些特殊情况的基坑施工场地。为了突破局限,HUC组合钢板桩应运而生。本文以HUC组合钢板桩的工程结构形式、施工特点、变形形态进行介绍,结合福州市某新建配餐生产车间水泵房基坑工程实例,对该支护体系应用在狭长场地深基坑支护中的情况进行探究和分析,验证了HUC钢板桩应用于地下水位高、坑边荷载大的复杂施工条件狭长场地深基坑支护的合理性与适用性,为同类地区相关支护工程提供工程借鉴。

深厚软土地层含超长灌注桩的地下车站施工技术

深厚软土地层由于具有承载力低、含水量高、压缩系数大等特点,容易产生较大的工后沉降。对建于深厚软土地层的市域铁路地下车站,采用了超长钻孔灌注桩将车站结构荷载传递到基岩持力层,减小了车站的沉降,解决了深厚软土地层强度不够的技术问题。利用超声波法进行检测,现场检测结果表明:采用跳挖法施工上部含空桩的超长钻孔灌注桩,保证了上部空桩孔壁稳定性;采用三轴搅拌桩加固超深软土地层地下连续墙,保证了超深地下连续墙槽壁稳定性。

深厚软土地层超长超大直径扩底桩承载力性状及机理研究

深厚软土地区超长超大直径扩底桩荷载传递机理复杂,且国内相关工程数量少,可供施工人员参考资料有限,传统桩基理论已无法合理的分析其工作机理和受力特性。文章依托深圳大运枢纽超长超大直径扩底桩工程,通过现场静载试验与数值仿真分析,研究了在深厚软土地层中超长超大直径扩底桩在静载作用下的荷载传递机理及沉降规律。基于荷载传递法,针对深厚软土地基的特殊性质,考虑了桩侧土初始剪应力、软化特性以及桩端土加工硬化特性,进行了沉降公式的推导。并基于MATLAB,开发了高性能的迭代算法以研究单桩的承载力性状。结果表明:现场试验、数值模拟与理论算法得到的荷载-沉降曲线线型吻合较好。当传递深度达到约0.4倍桩长时,下部桩身基本不产生压缩变形;桩基极限承载力大于设计值,存在较大的承载潜力,桩基设计较合理,满足承载力要求,可以为同类地区桩基工程设计与施工提供参考。

长周期涌浪及深厚淤泥层地质条件下的海上升压站导管架基础方案对比分析

作为整个风场的“心脏”,海上升压站导管架基础的稳定意义重大。升压站导管架基础按其结构型式可分为先桩法和后桩法两种。本文基于浙南海域某风电场,研究在长周期涌浪及深厚淤泥层地质条件下,海上升压站两种导管架基础型式的优劣及其可行性。通过其技术可行性及施工便利性等方面对两种导管架型式进行对比,先桩法工程量较后桩法更省,但其施工措施费用更高,需综合考虑结构工程量及施工工艺流程,开展方案比选及设计优化,真正达到降低工程造价的目的。本文对后续海上升压站的基础设计具有一定借鉴意义,对风电场降低成本、增加效益起到一定指导作用。

大直径深长钻孔灌注桩分层荷载传递特性试验研究

基于常州高架一期工程现场静荷载和桩身应力测试结果,分析竖向荷载下大直径深长钻孔灌注桩在分层土中的荷载传递规律。由于试桩加载至破坏,故对此分析能为深入研究大直径深长钻孔灌注桩的承载性状提供有价值的工程参考。试验结果表明:大直径深长钻孔灌注桩端承力所占比例较低,荷载-沉降关系呈陡降型,存有明显拐点;侧、端阻力非同步发挥且相互影响,同时上下层侧阻力亦先后发挥至极限;通过对试桩的实测数据进行分析可得,埋深对桩周具有相似物理力学特征土层的侧阻力影响较大,一些土层实测侧阻力与勘察报告推荐值有很大差异;土层(1)和(3)荷载传递曲线属加工软化型,而桩端土荷载传递曲线属明显的双折线硬化模型,这说明上部土层有剪切破坏趋势,使侧阻产生一定程度削弱,而在承载时端承力有较大发挥空间。

深厚软土区超长桩基压缩变形测试及分析

提出了一种联合运用沉降计和应变计观测超长桩基桩身压缩变形及桩底土压缩变形的新方法,详细介绍了所涉及元器件的安装方法和施工工艺;实践表明该方法的监测深度可达地表以下100 m,有效完善了深厚软土区超长桩基沉降变形测试技术.基于实测数据和数值仿真,系统研究了上海地区超长桩基的压缩变形规律及特性.主要结论如下:1)桥梁施工过程中,桩基竖向压缩变形随其受载历史呈“阶梯”式增长变化;群桩基础工后沉降约为5.0 mm,小于相关规范规定的20 mm限值;桩基承台的微小变形易导致不同位置基桩的桩顶沉降和桩身轴力存在一定差异.2)桩底以下20~30 m范围内土体的总压缩变形量和单位厚度土层压缩量已很小,可初步判定上海地区高速铁路桥梁超长桩基的桩底土层压缩影响范围约为20 m.3)沉降计法测试所得桩身压缩变形的精度通常高于应变计法;对于超长桩基,桩身压缩变形占桩基总沉降的比例可达30%~40%,在计算桩基沉降时应予以考虑.4)桩身浅层范围内存在负摩阻力,距桩顶向下11 m处出现中性点,且中性点位置随桩基荷载增加有逐步上移的趋势.

天津高银117大厦塔楼基础沉降实测与分析

天津高银117大厦塔楼建筑高度597m,塔楼结构体系复杂且竖向荷载大,基础底板埋深约25 m,场地以黏性土、粉土为主,中间夹有多层厚度变化较大的砂层,采用超长钻孔灌注桩,桩端埋深约102 m,以⑩_(5)粉砂层为桩端持力层。基于塔楼基础底板施工完成至结构封顶后4.5年的基础沉降实测数据,分析了塔楼基础沉降发展特性、沉降分布特征、底板沉降弯曲变形及弯矩值的发展与分布,探讨了塔楼基础沉降与施工进度、上部结构层数的关系,以及上部结构刚度、荷载及群桩刚度对基础沉降的影响机制。实测基础最大沉降、基础倾斜、相邻柱(墙)基的差异沉降皆小于规范控制值,底板弯矩也小于设计取值,表明深基础处于安全状态。天津高银117大厦塔楼基础沉降实测成果为天津地区类似工程安全施工积累了宝贵经验,也为国内软土地区600 m级超高层建筑基础工程设计提供了参考。

长短桩复合地基在加固桥头深厚软基中的应用

管桩复合地基法在处理高速公路高填方桥头深厚软基时造价较高。在管桩间设置水泥搅拌桩,加大管桩间距,同时使桩间土的承载力适当提高,形成长短桩复合地基。详细介绍了长短桩复合地基在加固桥头深厚软基的具体方法,并对加固效果进行了分析。结果表明,经过长短桩复合地基处理后,通过减少总沉降量来控制工后沉降,减少幅度超过90%;填土荷载向管桩桩帽与搅拌桩桩顶集中,桩帽平台上的平均土压力是桩间土压力均值的4.5倍,搅拌桩桩顶平均压力是桩间土压力均值的1.7倍,路堤产生了土拱效应,使桩的高承载能力特性得以发挥。提高桩体承载比例的主要途径是提高桩的置换率,增大桩帽面积。

长短桩在深厚软土中的应用研究

在深厚软土地区的小高层建筑,采用长短桩进行地基处理具有显著的经济效益,但如何设计的文献却甚少。以一工程为例,研究了如何进行基础方案选择和长、短桩及垫层等设计与应用。综合考虑荷载水平、地质情况和利用基底土承载力、造价及挤土等因素,决定选用长短桩复合地基。在分析短桩加固区承载力内涵的基础上,提出了短桩长度由桩端处软土强度决定的设计标准。长桩长度在选择了合适持力层后由总沉降量控制。垫层材料和厚度在进行对比试验后,推荐采用密实性好的碎石、毛片石、砂混合垫层。实测结果表明,该工程长短桩复合地基承载力和沉降均符合设计要求。

长短桩复合地基中的土拱效应及分析

路堤填土在桩与桩间土间发生了不等的沉降变形,导致路堤土拱效应的产生。土压力的测试结果表明,填土荷载在向管桩桩帽与搅拌桩桩顶集中,桩帽平台上的平均土压力是桩间土土压力均值的4.5倍,搅拌桩顶的是桩间土土压力均值的1.7倍。桩帽平台上承担的土重为总承担荷载的25%,而桩间土承担的占69%,搅拌桩承担的仅占6%。桩与桩间土的承载能力都未充分发挥,管桩承担的荷载仅是其能力的40%,桩间土的承载能力也只发挥25%,尚有潜力可挖。置换率是桩体承担荷载比例大小的主要因素,提高桩体承载比例的主要途径是提高桩的置换率,增大桩帽面积。

鄂东长江公路大桥北主塔墩超长嵌岩桩施工

鄂东长江公路大桥北主塔墩采用群桩基础，共设33根在覆盖层内直径2．8m、基岩内直径2．5m的钻孔灌注桩，桩长71m，入岩深度38～44m，地质条件复杂。采用KP3500及金泰GW-35钻机进行钻孔灌注桩施工，钻孔泥浆采用优质PHP膨润土泥浆。钻进成孔主要分护筒内钻进、护筒以下覆盖层钻进和基岩内钻进3个阶段。采用2次清孔工艺，确保沉渣厚度达到设计要求。钢筋笼按照12m标准节段分6节利用长线法同槽加工成型，采用动臂吊机起吊和就位。钻孔桩水下混凝土由拌和站集中拌制，混凝土搅拌运输车运送到墩位混凝土卧泵旁采用刚性导管法泵送浇注。

深厚软土地区大桥群桩沉降现场监测分析

为准确预测高速铁路沉降量,严格控制高速铁路沉降,达到高速铁路的平顺性标准,以某一软土地基高速铁路桥梁墩台为监测对象,采用液位-单点联合自动监测法对天津某特大桥沉降进行了长期观测。实测数据分析显示,单点沉降计布置合理的情况下能准确确定压缩层厚度。与现有规范的压缩层及沉降进行对比分析,结果表明,《公路桥涵地基与基础设计规范》误差最大,压缩层厚度比实测值大141.1%,沉降量比实测值大182.9%;按上海市《地基基础设计规范》得到的沉降量计算值比实测值大4.0%;按《建筑桩基技术规范》得到的应力比为10%,沉降量计算值比实测值大8.9%。与液位沉降计测得的总沉降相比,《铁路桥涵地基和基础设计规范》、《公路桥涵地基与基础设计规范》计算的沉降值偏大,其余规范计算的沉降值均偏小。从可靠性和安全角度考虑,建议采用以10%应力比为条件的"应力控制法"计算压缩层厚度,采用铁路规范方法计算高速铁路深厚松软土层的桥梁桩基总沉降。