Experiments of Multi-element Composite Foundation with Steel Pipe Pile and Gravel Pile

A set of serf-developed apparatus for foundation physical model were utilized to conduct model tests of the multi-element composite foundation with a steel pipe pile and several gravel piles. Some load-bearing characteristics of the multi-element Composite foundation, including the curves of foundation settlement, stresses of piles, pile-soil stress ratio, and load-sharing ratio of piles and soil, were obtained to study its working performances in silty sand soil. The experimental results revealed that the multi-element composite foundation with steel pipe pile and gravel pile contributed more than the gravel pile composite foundation in improving the bearing capacity of the silty fine sand.

特殊工况下大型通用门式起重机基础设计可靠性验算

某长江大桥建设工程设置了水上施工平台,用于布置一台180 t通用门式起重机,主要用来吊运钢箱。该起重机的基础较特殊,是全钢管柱架构的施工平台,且位于长江之上。为了确保起重机使用安全,对其基础设计进行了计算,并通过有限元建模,计算整体结构的强度,再对应力最大处的钢管进行稳定性验算,来验证起重机基础的安全性。

斜撑钢管板桩直立式海堤结构受力分析

某填海工程的实施可能影响邻近桥梁的安全性,拟采用斜撑钢管板桩直立式海堤结构,通过Plaxis 3D岩土有限元分析软件模拟该海堤结构的受力特性及变位,以及其对邻近桥梁桩基变位的影响。结果表明,该直立式海堤结构受力特性较好、变位较小,且对邻近桥梁桩基变位的影响较小。

深基坑斜直交替钢管桩复合土钉墙数值模拟分析

依托福建某医院的基坑工程实例,采用数值模拟方法,研究斜直交替钢管桩复合土钉墙支护结构的变形特征及其稳定性。结果表明:坡面水平位移最大变形出现在基坑“腰部”,设计时应适当加强此位置的变形控制;斜直交替钢管桩复合土钉墙支护体系安全可行,其较双排直立钢管桩复合土钉墙及单一土钉墙有更好的变形控制能力和更高的稳定性。

杂填土地层深基坑微型桩-锚-撑组合支护体系受力特性原位试验

为深入研究杂填土地层深基坑桩-锚-撑组合支护体系受力特性,依托青岛市某深基坑工程开展微型桩-锚-撑原位试验,分析不同开挖工况下双排微型钢管桩桩身弯矩与预应力锚索轴力的演化规律,揭示该支护体系下前、后排桩的受力性状、预应力锚索应力分布特征,探讨邻近建筑物、基坑暴露时间及钢支撑拆除对该支护体系内力的影响。研究结果表明:1)在基坑开挖过程中,前排桩在受力中起主导作用;当开挖至基底时,桩身最大正、负弯矩极值呈现增大趋势,且极值点不断下移,开挖面以上桩身弯矩均呈正“S”型分布。2)开挖深度增加引起开挖面上、下1.0 m范围内桩身弯矩显著增大,前排桩桩身的反弯点分别位于钢支撑下方0.5 m、开挖面位置。3)在开挖过程中,锚索轴力沿埋深方向呈现减小趋势,锚固段前端1.5 m之后的轴力基本不变或呈微小波动。4)锚索锚固段应力高度集中在锚固段前端4.0 m以内的区域,约为锚固段长度的44%,锚固段末端基本未产生轴力,可对该段长度进行优化处理。5)邻近建筑物对微型钢管桩桩身受力影响较小;随着基坑暴露时间增加,桩身弯矩呈微小增长趋势;钢支撑拆除后,前排桩的弯矩变化集中在0.38H~0.96H(H为基坑开挖深度)。6)桩-锚-撑组合支护体系能够较好地限制基坑变形,选择合理的支撑预应力是该类基坑设计的关键。

新型深海风机钢管桩基础安装用导向架结构优化

为解决水深45.000 m深海风机钢管桩基础安装作业可靠性差和精度低等问题,对一种新型深海风机钢管桩基础安装用导向架进行结构优化。采用有限元法(Finite Element Method, FEM)与试验相结合的方法,从环境参数与作用载荷、结构形式、作业工况和结构强度与结构稳定性等方面对导向架进行综合研究。经海试验证,优化的导向架的打桩精度与打桩高效性均满足技术指标要求,可大幅提高深海风机钢管桩基础安装作业速度和质量。

湖中基坑-双排钢管桩围堰受力变形分析

为便于施工,位于水域中的基坑工程通常需要施作围堰来保证施工场地干燥,但目前对围堰变形的研究尚不完善。以南昌艾溪湖隧道工程为研究背景,利用Midas GTS NX有限元软件,研究围堰宽度、拉杆位置对双排钢管桩围堰变形规律的影响,并通过将模拟计算结果与实测数据进行对比,验证了模型的合理性。研究结果表明:围堰宽度有一个合适的范围,过小过大均会造成围堰变形过大。在本工程中,围堰合理宽度范围为3.5~4.5 m,围堰宽度的改变对围堰内基坑开挖变形影响较小;综合两侧钢管桩变形来看,拉杆设置在围堰顶部0.8 m处时两侧钢管桩变形较小。

微型钢管桩-锚杆新型组合基础承载特性研究

为解决输电线路传统锚杆基础材料耗量大、施工安全问题突出、环水保效益差、施工工期长以及运输不便的问题,提出了一种装配式输电线路型钢群锚基础,包括型钢结构、微型钢管桩-锚杆新型组合基础。采用有限元方法建立了单根微型钢管桩-锚杆组合基础的三维精细化数值模型,研究了多种荷载工况下组合基础锚筋、灌浆体、钢管及周围岩体的应力场与位移场变化规律,并与普通锚杆基础计算结果进行了对比分析;分析了钢管尺寸、岩体强度等因素对新型组合基础承载性能的影响规律。讨论了新型组合基础水平位移与岩体强度的定量关系;将钢管、钢管内侧混凝土与锚筋简化为整体力学模型,基于Winkler弹性地基梁法建立了单根微型钢管桩-锚杆组合基础的水平位移计算方法,并将计算结果与数值模拟结果进行对比。结果表明:相同工况下新型组合基础锚筋、灌浆体与周围岩体的应力及位移更小,新型组合基础适用于岩体等级为极软岩的情况;多种荷载工况下新型组合基础产生的位移随着岩体强度降低而逐渐增大,当岩体质量较差时,可采用增大钢管的横截面面积及长度等措施限制组合基础的水平位移。

高应变动测技术在如东海域大直径钢管桩基工程中的应用研究

基于江苏如东海域三根大直径敞口钢管桩的初打和复打高应变动测试验数据,提出了适用于该海域的桩端折减系数η的推荐值和承载力恢复计算公式,为该海域大直径钢管桩基础的承载力评估提供了技术依据。敞口钢管桩高应变试验数据显示,试验桩侧阻力的恢复系数都远大于端阻力的,且桩侧阻力随时间增长显著,但端阻力的增长却很小。基于此,推荐如东海域大直径敞开钢管桩的桩端阻力折减系数η取0.05进行估算。此外,通过桩基土体恢复和增长机理探讨,提出桩基承载力恢复计算公式,且验证误差在10%以内。

海上风电高桩承台基础结构的受力特性

为研究海上风电高桩承台基础结构在风电机组大弯矩荷载及复杂海洋环境荷载作用下的受力及传力机理,采用在数值模型中逐级加载的方式,模拟不同荷载量级情况下基础受力特性,获得了高桩承台组合结构的关键承载部位,分析了混凝土承台及斜向钢管桩受力特性.研究结果表明,随着风电机组荷载和环境荷载的增大,混凝土承台承载模式将由轴压承载向偏压转变;钢管桩顶部与混凝土承台接触部位是承载及荷载传递的关键部位,混凝土受拉损伤首先从此处开始;随着荷载的增大,斜向钢管桩群桩应力最大部位将从波流荷载作用点向泥面处转变.研究明晰了海上风电高桩承台基础的荷载传递规律及关键部位,为基础结构的安全设计提供了指导.

塔吊基础与深基坑支护结构相结合的设计与施工技术研究

以罗湖食品大厦项目为例,提出了将塔吊基础与深基坑支护体系相结合的设计与施工技术。该技术阐述了一种不在既有内支撑结构范围外单独设置高桩承台塔吊基础的情况下,充分利用深基坑支护结构体系,使塔吊基础与深基坑支护结构体系相结合,并最终完成了塔吊基础与深基坑支护体系相结合的设计与施工。该技术与传统在内支撑结构范围外单独设置塔吊基础的技术相比,不仅减少了单独设置高桩承台塔吊基础的成本,同时有效解决了基坑支护结构施工期间垂直运输难的问题,取得了较好的经济效益,具有较大的推广价值。

输电线路钢管杆桩基础断桩处理实例

输电线路上的钢管杆因基础占地面积较小、外形美观、能和城市景观完美融合,同时相对于角钢塔施工速度更快,能大大缩短工期,而在电力工程中得到了广泛的应用。但钢管杆的典型受力特点会导致其基础承受较大的剪力和弯矩,因此一般都会采用大直径和大深度的桩基础,而桩基础的设计和施工质量会直接影响钢管杆的结构安全和正常运行。在日常的桩基础施工过程中,由于地址条件、设备故障、混凝土供应不连续等原因,断桩的情况时有发生。通过对某输电线路钢管杆桩基础断桩过程的描述,提出加固处理方案并实施,经低应变检测其完整性满足II类桩身条件,可供类似工程参考。

螺纹扩大体钢桩在深基坑支护工程中的应用研究

螺纹扩大体钢桩是近年来江浙沪地区逐渐兴起的一种新型斜向支护结构,与传统钢筋混凝土内支撑相比具有施工便捷、工期缩短、成本节约等优势。文章结合苏州工业园区某大面积深基坑工程,对螺纹扩大体钢桩的应用进行介绍,重点对支护型式的选择及施工工艺进行阐述;静载试验结果表明,螺纹扩大体钢桩承载力满足设计要求;启明星软件计算结果和现场监测数据均显示,钢桩的变形控制效果好,该项目的成功经验可供类似工程借鉴与参考。

桩撑支护系统在某泵站基坑支护中的设计与应用

拉森钢板桩加内支撑支护体系是一种广泛应用的基坑支护方法,本文以鄂州市三江港新区临江大道下穿鄂钢工业码头专用线雨水提升泵站为实例,结合项目地勘资料、周边环境等实际情况,确定基坑开挖深度,对基坑支护选型、设计计算、施工工艺流程、施工监测等进行了陈述和探讨,为同类工程的设计施工提供参考。

城市地下综合管廊深基坑支护受力与变形特性研究

拉森钢板桩由于其良好的支护特性,被广泛应用于基坑支护工程中。文章依托城市地下综合管廊深基坑开挖案例,开展了现场监测,研究了拉森钢板桩的受力与变形特征,以及基坑开挖对邻近地表沉降的影响。结果表明,基坑开挖过程中,钢板桩桩顶水平位移最大值为14.6 mm,桩体水平位移最大值为22.4 mm,满足规范对基坑围护结构水平位移的要求;钢板桩桩周土压力随深度分布曲线呈非线性分布,大致形状为R形,相较于经典朗肯土压力分布曲线略有差异,桩底土压力峰值达到了163.8 kPa;随着距坑壁距离的增加,地表沉降出现先增大后减小、最后区域稳定的变化规律,最大地表沉降出现在距基坑6 m附近;邻近地表沉降峰值达到了18.6 mm,满足基坑周边地表沉降不超过30 mm的要求,表明采用拉森钢板桩作为该深基坑支护的设计是合理的。

不平衡受力环境下钢管桩围堰结构研究与分析

以京台高速公路齐河至济南段改扩建工程主桥P3号墩为研究背景,该工程深基坑处于黄河岸边,具有下游回水冲刷较大、距离已有桥墩基础非常近、承受不平衡水土压力作用的特点,围堰施工难度大,极易导致临近桥梁、围堰变形过大等安全问题的发生。针对工程实例,结合不平衡受力的特点,探索了钢管桩围堰支护的作用机理。通过对工程实例进行有限元建模分析,对钢管桩围堰、支撑结构的变形、强度进行分析,并对临近既有桥梁的沉降影响做了进一步分析。将有限元计算结果与实际监测数据进行对比,验证了有限元模型的合理性。结果表明:钢管桩围堰随施工的进行变形逐渐增大,变形主要集中在水土分界处,且背水面变形大于迎水面,最大变形呈现在第5分析步(施工承台结构阶段),变形值为30.40mm,位于短边水中面;支撑结构在长边左右两侧受力不均较明显,尤其在第2分析步(安装上层支撑结构阶段),最大受力发生在第4分析步(土体开挖至基坑底部阶段),最不利截面强度验算为121.47MPa<215MPa,满足要求。临近的既有桥梁最大沉降值和最大倾斜度均满足规范要求。

基于既有桩基承台的塔式起重机复合基础建造方法研究

在超高层基础施工时,需要同步施工塔式起重机基础。桩承台作为超高层常用基础形式,一般需要将塔式起重机基础预埋件布置在桩承台中心位置,以获得最优承载力。限于结构平面布置或塔式起重机作业安全距离的限制,无法将塔式起重机基础布置于承台中心,进而无法保证塔式起重机基础的受力安全性。针对上述问题,提出了基于既有桩基承台的塔式起重机建造方法,该方法可结合超高层原有桩基承台和筏板兼作塔式起重机基础,避免了塔式起重机基础的补桩等施工措施,显著节约了钢筋、混凝土等材料成本、人工成本和工期成本。

大型钢结构空冷塔桩基设计研究

近年来,钢结构空冷塔在国内快速发展。与传统混凝土冷却塔相比,钢结构空冷塔整体重量轻,因此基础的受力与设计也有一定的区别和特点。有必要针对钢结构空冷塔的特点,对基础进行专门的设计研究,剖析其受力特点、简化基础构造、提高基础设计的经济性。以某高度为189.5 m的大型直筒锥段型钢结构空冷塔为例,采用上部结构与基础协同的分析模型,对其桩基设计进行介绍,较为详细地阐述了上部结构传力特点、基础设计的详细构造及关键点,对各控制荷载工况下的基桩、环基受力特点进行了分析总结,可为今后同类型项目的设计提供参考。

复合桩基在既有基础加固中的应用

对既有基础结构进行加固时,通常会选择采用注浆方案或桩基方案。注浆方案对地层有着适用性,注浆质量不易控制;桩基方案安全可靠,但造价高,工期长。依托天津某实际案例,对比多种备选方案,并通过造价、工期和施工等方面进行对比分析,最终采用前压浆微型钢管桩复合桩基对既有基础进行加固,并采用盈建科对承载力和沉降进行有限元分析。

内爬式塔式起重机基础施工技术

近年来,随着我国城市化进场加快,超高层建筑的应用也逐渐增多,塔式起重机已成为建造超高层结构垂直运输的常规手段。塔式起重机基础设置、塔式起重机选择均成为超高层建筑一项必修的课题。通过对南昌市朝阳新城1号塔式起重机基础专项施工经验进行总结,在考虑整体工期以及穿插施工作业的影响时采用内爬式施工技术,有效缩短了工期。结合预埋固定钢托座的方式进行塔式起重机基础的施工,并对桩基施工和土方开挖进行了详细的讨论。