Uplift behavior and load transfer mechanism of prestressed high-strength concrete piles

Prestressed high-strength-concrete (PHC) tube-shaped pile is one of the recently used foundations for soft soil. The research on uplift resistance of PHC pile is helpful to the design of pile foundations. A field-scale test program was conducted to study the uplift behavior and load transfer mechanism of PHC piles in soft soil. The pullout load tests were divided into two groups with different diameters, and there were three piles in each group. A detailed discussion of the axial load transfer and pile skin resistance distribution was also included. It is found from the tests that the uplift capacity increases with increasing the diameter of pile. When the diameter of piles increases from 500 to 600 mm, the uplift load is increased by 51.2%. According to the load-displacement (Q-S) curves, all the piles do not reach the ultimate state at the maximum load. The experimental results show that the piles still have uplift bearing capacity.

轴力对预应力高强混凝土管桩抗震性能的影响

目的研究轴力和往复荷载作用下预应力高强混凝土管桩的抗震性能,为预应力高强混凝土管桩的设计和实际工程应用提供参考依据。方法应用ABAQUS有限元软件对预应力高强混凝土管桩进行有限元模拟,并与已有试验结果对比,两者吻合良好,验证了模型的准确性。在此基础上,研究轴压比和有无普通钢筋及普通钢筋直径对预应力高强混凝土管桩滞回曲线、骨架曲线、刚度退化、延性及耗能能力的影响。结果配置普通钢筋可以提高预应力高强混凝土管桩的承载能力和延性,对刚度影响不大;随着轴压比的增加,预应力高强混凝土管桩的承载能力逐渐提高,但延性变差,轴压比为0.45时,预应力高强混凝土管桩发生脆性破坏。结论配置普通钢筋可以有效改善预应力高强混凝土管桩的抗震性能,预应力高强混凝土管桩的轴压比不宜超过0.3。

预应力空心方桩与预应力管桩力学性能比较和经济性分析

对预应力高强混凝土空心方桩(PHS)与预应力高强混凝土管桩(PHC)两种桩型的桩身物理性能和力学性能进行比较分析,并结合工程案例,进一步对两种桩型的单桩竖向承载力、桩基础工程量及造价进行了力学性能及经济性比较,最后对两种桩型的堆放方式进行了简单介绍。

下穿地下构筑物群桩富水砂层盾构通道MJS预加固施工技术研究及应用

下穿地下构筑物群桩富水砂层盾构通道MJS预加固施工技术包括技术原理、实施思路和具体施工步骤,其由密布群桩富水砂层水平引孔、富水砂层水平引孔砂土流失控制、常规水平MJS注浆加固3个环节组成。技术采用引孔机钻杆+外套管进行水平引孔,实现立柱桩和高强度管桩的穿越,以及富水砂层中的长距离成孔,引孔过程中通过双液注浆对注浆线路进行一次加固,同时利用洞口安装的法兰盘+止回阀来进行砂土流失控制,减少引孔对地下构筑物和周边环境的影响,引孔完成后,进行常规MJS注浆加固,达到预加固目标,并形成具体的下穿地下构筑物群桩富水砂层盾构通道MJS预加固施工步骤指导施工,大幅减少对地下构筑物和周边环境的影响,减少泥浆浪费,提高施工效率,经济社会效益较好,具有较好的推广应用价值。

高强灌浆材料结合卡箍在导管架受损构件加固中的应用

以南海某海域一施工船与四桩导管架基础发生碰撞为背景,结合当前研究对导管架受损区域的承载力进行分析,计算得到受损截面凹陷处的轴向承载力和极限弯矩。简述海洋工程领域中受损构件的加固修复方法,探讨卡箍技术的理论研究现状及其在实际工程中的应用现状。基于典型灌浆卡箍修复技术提出一种采用80 MPa高强度灌浆材料结合卡箍技术进行加固修复的新方案,并采用有限元软件对加固后的组合结构进行数值模拟。仿真结果表明,该组合结构可有效改善导管架受损区域受力状况,提高结构的承载力。简述该方案的施工流程,以期为实际工程提供参考。

高强灌浆料加固灌注桩桩头研究

加固的桩头承载能力对静载试验成功与否至关重要,常规做法是采用混凝土进行桩头加固,但周期较长,且有时效果不好。统计表明,用混凝土加固的试验桩桩头,压爆数量占试桩总破坏数量的20%左右,基于此采用了高强灌浆料代替混凝土进行桩头加固。设计了水泥基高强灌浆料的配合比,制作了三组试块,轴心抗压强度试验结果表明,该材料短期强度发挥较快,1、3、7 d的平均抗压强度可以达到35.3、51.5、68.5 MPa。大量现场试验证明该材料加固混凝土试验桩在技术上是可行的,且具有很大的时间优势。针对不同承载力灌注桩,给出了桩头加固形式和龄期的建议。

非挤土嵌岩预应力高强度混凝土管桩的桩端承载性能研究

施工装备和工艺的不断创新使得非挤土嵌岩预应力高强度混凝土(prestressed high-strength concrete,简称PHC)管桩逐渐得到推广和应用。为揭示嵌入中微风化岩PHC管桩的桩端承载机制,以随钻跟管工法桩为背景,基于泥质粉砂岩地区5组桩径为500 mm的PHC管桩桩端现场静载破坏性试验,分析了不同条件下嵌岩PHC管桩的桩端承载性能及宏观破坏模式,并提出桩端承载力计算方法。试验表明:对于采用敞口桩靴的PHC管桩,未封底时,敞口桩靴削弱了PHC管桩桩端承载性能,呈现刺入岩基的破坏,极限荷载下桩端沉降为11~15 mm;混凝土封底后,显著提高了桩端承载性能,极限承载力较非封底时提升340%,封底混凝土和桩靴的桩端阻力分担比分别为78%和22%,桩端呈整体剪切破坏。基于Hoek-Brown强度准则,提出了嵌岩PHC管桩桩端承力简化计算方法,计算精度得到了试验验证,可供非挤土嵌岩PHC管桩的设计与施工参考。

火电厂主厂房及冷却塔软土地基处理方案比较

软土地基具有强度低、压缩量高、变形大和土层不稳定等特点。国内关于火电厂软土地基处理的标准较缺乏,且修建于软土地基上的火电厂工程实例也较少。以我国某大型火电厂软土地基处理作为工程实例,采用PLAXIS 3D岩土工程有限元分析软件,结合传统计算方法,对主厂房开展天然基础、桩基础方案开展计算和比较研究,对冷却塔环基开展水泥粉煤灰碎石桩复合地基、高强预应力混凝土管桩基础、机械成孔灌注桩基础和级配碎石换填地基等方案开展比较分析。分析表明,在保证电厂投产后安全运行的前提下,推荐选择和实施经济性最优的地基处理方案,以节省施工工期,降低地基处理工程投资。

混合配筋高强预应力管桩抗震性能分析

文章以混合配筋高强预应力管桩作为研究对象,选取普通钢筋配筋率及轴压比作为研究参数,基于OpenSees软件平台分析了该类管桩在低周循环荷载作用下的承载能力及滞回性能。结果表明,配置普通钢筋的高强预应力管桩的承载能力及滞回性能得到较大改善,适当增大轴压比有利于提高管桩的承载能力,而当轴压比过大时,管桩的残余位移增大,不利于管桩的抗震性能。

高强预应力管桩在悬臂式挡土墙工程中的计算分析

以某悬臂式挡土墙工程为例,结合现场工程地质条件,采用了高强预应力管桩作为悬臂式挡土墙基础,形成了桩基托梁挡土墙这一种新型支挡结构,通过验算挡墙承载力、桩基水平承载力、桩基竖向承载力及挡土墙稳定性,得出桩基托梁挡土墙的承载力主要由其水平承载力控制,设计要验算其竖向承载力及水平承载力是否同时满足要求,应当将挡土墙和桩基托梁作为一个整体进行稳定性验算。本文通过对桩基托梁挡土墙的分析计算,为类似挡土墙工程项目提供了借鉴和参考。

地下底板桩头防水密封材料的应用试验研究

研究了不同压边砂浆和密封材料的地下底板桩头防水密封材料的凝结时间、应用效果及与底板大面预铺高分子防水卷材的相容性。结果表明,快干型抗渗高强防水砂浆作为桩头防水卷材压边砂浆,硅烷改性聚醚防水涂料作为密封材料,可有效解决桩头防水密封问题。研究结果可为地下底板采用预铺高分子防水卷材施工的项目提供桩头防水密封的材料组合方案,解决桩头易渗漏的问题。

基于强度折减法的微型桩处治公路高边坡稳定性分析

当前国内大量采用“微型桩+锚索”加固方案治理临滑边坡,但加固原滑动带后坡体还会随着土体蠕变产生新的潜在滑动带,传统穷举迭代方法受边界条件限制很难准确搜寻新的滑动带。为了探究该类边坡的工后稳定性,基于强度折减法搜寻最危险滑动带的优势,通过FLAC3D软件强度折减法对岩土体抗剪强度参数进行折减,推测加固前后边坡滑动带的变化以及当前工况条件安全系数。以某运营高速公路“微型桩+锚索”处治四级路堑高边坡为工程依托,采用以上方法计算的结果表明,施加工程措施前的边坡安全系数仅为1.06,滑坡范围涵盖第一至第四级边坡,施加工程措施后可使边坡安全系数提升至1.68,潜在变形范围大幅减小,缩小至仅为桩前土体;边坡治理后监测结果显示:表面水平位移全部测点累计增量仅为10mm左右,第二和第三级边坡平台深层水平位移累计值均小于5mm。

高强螺栓快速连接技术在静载试验中的应用

在确定单桩极限承载力方面,单桩竖向抗压静载试验是目前最为准确、可靠的检验方法。工程预制桩的单桩竖向抗压静载试验采用锚桩反力装置时,提出了竹节桩因桩顶无法兰盘,无法通过焊接的方式进行连接的问题。通过对竹节桩的成桩工艺进行研究,采用高强螺栓快速连接技术安全高效地组装完锚桩反力装置,顺利完成了项目的桩基检测任务,达到了很好的技术及经济效果,得到了业主及施工各方的一致好评,对类似的桩基检测项目具有一定的参考价值。

软土地区路基失稳机理及治理对策案例研究

软土地基路基失稳治理是公路工程中的难点问题,针对某高速公路软土区路堤滑移现象,根据现场工程资料,分析了路基滑移产生的原因,采用有限元强度折减法反演复杂条件下路基模型计算参数,估算临界滑裂面,提出了有效的治理措施,并对不同工况下治理后的路基稳定性进行分析。结果表明:软土地区应注意考虑气候及地下水因素,下雨及地下水丰富的地区更易发生路基失稳现象;公路工程范围内旧河道地形及后期淤积土体性质对路基的稳定性有较大的影响;抗滑桩加固可以减小土的侧向力传递,有效降低路基对抗滑桩外侧土体的影响,提高地基稳定性;用高压旋喷桩、抗滑桩及反压护道等措施相结合治理软土路段路基是可行的,可为类似软土地基治理提供参考。

适应“平疫转换”的医疗建筑改造加固结构设计关键技术研究

应急医疗建筑改造中,会遇到80、90年代设计的承重砖墙结构。砖墙承重体系,楼板一般是预制预应力空心板,预制板就搁在砖墙上,有些有圈梁、但构造柱很少。根据抗震鉴定要求,需要增设构造柱,如采用现浇钢筋混凝土构造柱,需要在砖墙侧面现浇混凝土。结构改造设计时应综合考虑材料可得、施工便捷等原则,在兼顾结构安全的同时也需以建设周期为主要因素抉择,从而提出创新加固方案。

预应力混凝土管桩与承台新型连接节点受力性能分析

目的 为了改善预应力高强混凝土管桩与承台连接节点的受力性能,开发一种新型连接节点。方法 笔者在原有PHC管桩和PRC管桩与承台连接节点基础上,通过增设钢套模,在桩端和承台交接处预留出锥形空隙,避免桩端转动挤压承台造成承台破坏;基于两个预应力高强混凝土管桩与承台连接节点试验,采用ABAQUS对节点的受力性能进行分析。结果 在桩端和承台交接处预留锥形空隙,节点的承载能力没有明显的降低;桩端的压应力有所减小,桩端周边承台混凝土压应力大幅减小;桩端锚固钢筋、桩身预应力钢筋、普通钢筋应力状态与未加钢套模相比无明显变化;节点的传力机理无明显变化。结论 在桩端和承台交接处预留锥形空隙,可有效减小桩端转动对承台的挤压作用,避免承台在桩端转动时出现破坏。

光纤光栅应变检测技术在预制桩中的应用研究

光纤光栅表面式GFRP桩基应变计具有分布式和长距离检测等特点,并且此种桩基应变计易埋入到成型的预制工程构件中,在桩身内力测试中具有独特的优势。介绍了在软土地区预制桩检测中采用布里渊光时域反射技术(BOTDR)的传感原理及GFRP桩基应变计的植入工艺,根据测试结果对比分析桩身内力、桩周摩阻力及桩端阻力,更加全面地了解地层特性及预制桩承载特性,为设计参数的优化提供可靠依据。

PHC管桩机械性连接接头抗拔性能有限元分析

为研究抱箍式连接接头、啮合式连接接头以及内扣式连接接头在受拉状态下的力学性能,基于ABAQUS平台建立三种接头的有限元模型,对3种接头的抗拔性能进行分析。结果表明:抱箍式连接接头试件受拉时,拉力主要由连接卡承担。抱箍式连接接头试件最终由于连接卡与端板外侧变形过大而破坏。啮合式连接接头试件受拉时,拉力全部由连接块与连接销承担。试件因连接销受拉应变过大而破坏。内扣式连接接头试件受拉时,拉力主要由内扣件承担,试件最终因内扣件受拉应变过大而破坏。内扣式连接接头不能满足管桩的抗拔连接要求,啮合式与抱箍式连接接头可以满足抗拔要求。啮合式连接接头承载能力高,受力直接,是最经济合理的机械性连接接头。

成本管控下高层建筑CFG桩复合地基优化设计

为降低工程成本,对漯河市某在建高层建筑地基进行方案优化。以项目中的15号楼为例,考虑桩长和桩间距两个因素,设计3种CFG桩复合地基比选方案,满足承载力要求的前提下以经济性作为评价指标,计算3种比选方案的工程造价并与原设计方案进行对比分析,研究结果表明:当桩长为16 m、桩直径为0.4 m、桩间距为1.35 m时为最优方案,仅单栋建筑比原设计方案节约造价20.142万元。为进行不同地基基础方案对比,设计桩间距亦为1.35 m的预应力高强混凝土管桩地基方案,并根据桩端持力层深度确定桩长为22 m。管桩内径为0.21 m,外径为0.4 m,桩周长为1.26 m,承载力满足要求。计算该方案工程造价,与CFG桩复合地基方案中的最优方案进行经济性对比,结果表明:仅单栋建筑采用CFG桩复合地基优化方案较管桩方案可节省工程造价57.806万元,对于需要进行地基处理的11栋楼仅复合地基就可节省约635.866万元,因此,最终确定该工程项目采用CFG桩复合地基优化方案。

地面堆载下高压电塔变形失稳原因数值分析

针对广州市南沙软土地区高压铁塔在堆土荷载作用下的变形破坏现象,运用Abaqus有限元软件,并考虑软土的高灵敏特性,对扰动区软土进行强度折减,对堆载作用下软土地基高压铁塔基础的变形破坏行为进行模拟,揭示邻近堆土荷载作用下深厚软土层中塔基变形的影响机理。结果表明,受扰动地区的浅层淤泥在地面填土荷载产生的附加应力作用下发生破坏、流动,此外铁塔东面为河涌、河流,地势比铁塔桩基础顶面低,形成临空坡面,淤泥层更易发生剪切破坏并往临空面流动,从而导致塔基产生更大的变形以致高压电塔失稳。