Difficulties and measures of driving super long piles in Bohai Gulf

Long piles of the ocean oil platform are usually manufactured as the integration of several segments, which have to be assembled one by one during installation. During pile driving, excessive pore pressure will build up in such a high level that hydraulic fracturing in the soil round the pile may take place, which will cause the soil to consolidate much faster during pile extension period. Consequently, after pile extension, the soil strength will recover to some extent and the driving resistance will increase considerably, which makes restarting driving the pile very difficult and even causes refusal. A finite element （FE） analysis procedure is presented for judging the risk of refusal by estimating the blow counts after pile extension, in which the regain of soil strength is considered. A case analysis in Bohai Gulf is performed using the proposed orocedure to exolain the nile refusal phenomenon.

厚软土层下高层建筑长短桩复合地基承载性能研究

为了提升厚软土层下高层建筑地基的承载力,提出长短桩复合地基承载性能研究。基于地质勘测结果设计长短桩复合地基,分析其承载性状及沉降情况;利用Mohr-Coulomb模型,完成承载性能模拟。实验结果显示:在短桩和长桩桩体的单桩承载载荷最大时,沉降结果均在5.00 cm左右;楼体层高为30.00 m时,单位载荷沉降平均值为0.51 cm。所提方法能够可靠分析厚软土层的高层建筑长短桩复合地基承载性能,为厚软土层的高层建筑长短桩复合地基设计提供可靠依据。

钻孔灌注桩数字化施工技术及应用

随着钻孔灌注桩向超孔深、超大直径方向发展,其施工控制难度也显著增加。传统施工工艺高度依赖人工对施工参数进行采集和记录,难以满足精细化施工管控的要求。为了保证超长大直径桩施工质量,以双柳长江大桥北主塔桩基施工为依托工程,对钻孔灌注成孔、成桩关键施工参数及采集方式进行分析,并针对成孔、成桩过程的关键参数进行自动化监测装置的开发与应用。研究结果表明采用数字化技术手段,能有效减少施工过程中人工采集工作量,提升钻孔灌注桩施工精细化管控水平,可供类似工程借鉴。

方形基坑尺寸效应对长短桩围护结构支护效果的影响

为研究方形基坑尺寸效应对长短桩围护结构支护效果的影响,以某桥梁承台基坑为依托,采用数值分析手段,通过现场实测对选用参数进行验证,依托选用参数拟定不同平面尺寸计算工况,通过地层应力与桩后土压力变化分析其尺寸效应;通过对比长短桩围护结构与等长桩围护结构的变形受力差异,探明尺寸效应对长短桩围护结构支护效果的影响。结果表明:当方形基坑尺寸较小时,在坑边一定距离处会形成连续、封闭的“类圆形”拱区域,存在与圆形基坑中环箍效应相似的“类环箍效应”,算例表明该效应在边长大于18.0 m后环箍断开,效应消失;当拱区域封闭为环箍时,围护结构桩后土压力显著降低,当其不封闭时,土压力增长,坑边中部桩后土压力增长量大于坑角处;长短桩围护结构的支护效果在尺寸效应越强的方形基坑中降低越少,基坑的尺寸效应对其变形及稳定有利,算例中边长小于等于14.4 m的基坑可充分利用其尺寸效应,采用长短桩代替等长桩围护,做到绿色环保。

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。

长短桩组合支护在深厚软土基坑中的应用研究

基坑的支护桩通常采用等桩长布置,而在深厚软土地区的基坑工程中,围护桩需要嵌入软土以下的好土,所以桩长较长,等桩长布置的情况下经济性较差。为了研究部分围护桩嵌入好土的长短桩组合支护在深厚软土基坑中的作用及表现,采用现行设计方法计算全长桩支护和全短桩支护情况下围护桩的结构内力和变形,由此估计采用长短桩组合支护情况下围护桩的变形应介于全长桩支护和全短桩支护之间;进一步通过三维数值模拟对不同长度的长短桩组合支护进行对比分析,确定了合适的短桩桩长,然后将分析结果用于指导实际项目设计并对项目展开监测。研究表明:(1)长短桩组合支护的短桩桩长可截取至全长桩支护条件下围护桩弯矩计算的第二个反弯点,实现短桩与长桩共同受力、协调变形;(2)论文中给出的基于现行设计计算软件的长短桩组合支护设计计算方法是可行的;(3)长短桩组合支护设计方法可有效节约工程造价。研究成果可为深厚软土基坑工程提供参考。

海上风电大直径超长钢管桩竖向承载特性现场试验研究

钢管桩是海上风电工程最主要的基础型式,但针对海上大直径超长钢管桩竖向承载力问题的研究却相对较少。结合广东汕头海上风电工程,进行了海上大直径超长钢管桩竖向承载力特性的现场试验研究,对比了桩底沉降和桩顶沉降随上部荷载的变化特点,分析了桩身侧摩阻力和桩端阻力随上部荷载的变化规律,并依据试验结果对大直径超长钢管桩极限承载力判定方法进行了探讨。试验结果表明:大直径超长钢管桩桩身变形较大,利用桩底沉降随荷载的变化曲线更容易对现场加载量进行控制和调整,也更容易对承载力的极限状态进行判断;大直径超长钢管桩端阻力随桩顶荷载的变化曲线呈“S”形;现行规范中采用Q/Qmax-s/d曲线斜率开始转变为0.2的点所对应的荷载作为极限承载力,将过高的估计大直径超长钢管桩的竖向抗压极限承载力。

CFG桩在高铁软土路基建设中的应用

CFG桩是一种针对软土路基施工建设的有效施工工艺,对软土路基处置具有良好效果。该文以某高铁工程为例,对CFG桩加固软土层的基本原理进行叙述,从长螺旋钻孔施工工艺、桩帽施工等关键环节对CFG桩施工工艺流程进行探讨,并针对性地提出CFG桩施工的关键要点和注意事项。该文旨在为类似工程施工的优化设计提供参考。

单排微型桩加固缓倾长大裂隙土边坡的力学机制

预制混凝土微型桩广泛应用于南水北调工程含长大裂隙膨胀土边坡抢险加固工程,研究其加固力学机制,对膨胀土边坡安全防护具有重要意义。在相似模型试验的基础上,建立含裂隙面边坡滑体及微型单排桩模型;以平行裂隙面方向施加推阻力,开展了相似模型试验及数值模拟。结果表明:微型单排桩加固表现出较好的阻滑效果,将坡体系统的抗滑力维持在较高水平,边坡抵抗破坏的韧性增加,边坡稳定性显著提高。边坡抗滑阻力随桩间距增加而减小,单根微型桩的影响范围有限,随着桩间距的增大,土拱效应逐渐减弱,当桩间距为12倍桩直径时,桩之间的相互作用可以忽略,建议桩间距取8倍桩直径;布置在边坡中部的微型桩加固效果较布置在边坡上1/3位置的微型桩加固效果更好。

成层土中长桩竖向承载激发规律研究

针对成层土中长桩承载问题,结合试桩数据建立了成层土中长桩-土相互作用特性分析模型,基于分析模型研究了上砂下黏和上黏下砂中砂-黏占比对长桩竖向荷载-位移曲线的影响,分析了成层土中长桩侧阻和端阻承载分担比,揭示了达到极限承载力时成层土中桩基侧阻、端阻激发规律,即黏土层侧阻可完全激发、砂土层侧阻未完全激发,桩底端阻完全激发,为实际工程中长桩承载力计算选取合理参数提供依据。

城市轨道交通深厚软土地层地下车站超长钻孔灌注桩承载-沉降特性分析

[目的]为有效控制软土地层深基坑开挖及使用过程中车站结构的变形,同时增大坑底承载力,需对上部含有空桩的超长钻孔灌注桩(以下简称“超长桩”)承载-沉降特性进行深入研究。[方法]以某城市轨道交通双线L型交叉换乘车站为例,采用自平衡法静载试验和数值模型对超长桩承载-沉降特性的影响因素进行分析,并探究超长桩承载特性与桩身长度、桩身刚度及桩身直径之间的关系。[结果及结论]静载试验表明:上部含有空桩的超长桩在荷载箱等量增荷加载过程中,桩顶位移及其增速均逐渐增大,在卸荷过程中桩顶出现位移回弹现象。数值模拟分析表明:超长桩的桩身轴力从桩顶到桩端呈逐渐减小趋势,在桩顶极限荷载作用下,桩身上部的轴力远大于桩端;桩身长度和桩身刚度变化会影响上部含有空桩的超长桩承载-沉降特性,桩身刚度改变对其造成的影响很小。

张靖皋长江大桥南航道桥主墩围堰施工关键技术

张靖皋长江大桥南航道桥主跨采用2300 m整体钢箱梁悬索桥,是世界最大跨径悬索桥。南塔采用世界首创超高钢箱-钢管约束混凝土组合索塔,基础承台采用八边形结构,结合桥位水文地质及设计要求,承台外围设锁扣钢管桩围堰作为施工围护结构,后期兼作大桥永久冲刷防护和船撞消能设施。施工过程中,采用履带吊+振动锤/冲击锤配合特制导向架隔孔施打的施工工艺,有效解决了超长锁扣钢管桩的施沉及合龙精度的难题;利用对撑加工成桁架整体安装、基底开挖及护筒围堰壁清理、分仓浇筑水下封底混凝土、导管底口铺设钢板等工艺,极大地降低了现场施工难度,保证了超大基坑水下封底混凝土的浇筑质量,为今后同类型深基坑施工提供了有益的借鉴。

长期服役高桩码头岸坡-结构体系侧向变形实测与数值模拟

长期服役高桩码头的侧向变形会导致桩顶变位,进而影响桩帽与横梁之间的连接,使得码头的工程安全处于危险状态。依托天津港某长期服役码头,开展结构位移和地基深层土体水平位移长期监测,在监测结果的基础上开展数值模拟分析,研究长期服役高桩码头岸坡-结构体系在蠕变影响下土体水平位移、沉降以及桩身水平位移、沉降等相应规律,并且研究岸坡后方不同填土厚度对岸坡-结构体系侧向变形的影响。结果表明,土体蠕变是长期服役高桩码头岸坡-结构体系侧向变形的一个重要影响因素,土体的蠕变变形主要集中于后方堆场沉降和坡面表层淤泥质黏土的竖向位移。岸坡土体的蠕变速率随时间增大而减小。桩身的竖向位移从桩顶到桩底不断减小;码头结构的受力最不利位置处于桩顶附近,各排架桩基在水平位移方面差异明显,越靠内侧越大。随着填土厚度不断增大,岸坡-结构体系侧向变形不断增大。

黄土地区长短桩基桩竖向承载特性研究

文中利用有限元模型,开展桩长比、长桩模量、端间土模量比以及加载量对桩基承载性能的影响研究。结果表明,桩长比与桩身沉降呈先快速下降、后缓慢下降关系,合理的桩长比为2.17;长桩模量与桩身沉降呈负相关关系,合理的长桩模量为1500 kPa;端间土模量比与桩身沉降呈负相关关系,端间土模量比为3时最为合理;不同桩长比、长桩模量、端间土模量比条件下,长桩桩身轴力与深度呈负相关关系;不同加载量条件下,长桩的桩身轴力与深度呈先缓慢增加、后缓慢降低的负相关关系,该现象随着加载量的增加而不断显著。随着桩长比、长桩模量、端间土模量比以及加载量的增加,长桩的桩身轴力不断增加。

预应力管桩长螺旋引孔注浆与自重式植桩施工技术

针对常规预应力管桩施工方法在基坑底部施工受限的问题,提出在桩位预引孔注浆及植桩的方法。通过将注浆系统与长螺旋钻机集成一体,实现长螺旋喷气钻进引孔、提升钻杆同步注浆一体施工,待形成水泥浆孔后,将预应力管桩以自重式植入浆孔内,最后通过振动锤和送桩器送至桩端持力层。管桩和水泥浆有机结合,形成强度较高的水泥土复合管桩,显著提高桩身承载力,满足施工正常开展,同时确保管桩植桩质量。

拟合法在基桩静载试验数据分析中的应用研究

依托豫北地区省道304濮阳白堽黄河公路大桥及接线工程单桩竖向静载试验成果,在超长大直径基桩承载力检测中采用专利技术拉压锚法将传统压力传递转换为钢绞线的拉力传递荷载。由静载试验数据得到,29000 kN加载时沉降曲率增大,桩端阻力占比14%,表现出明显的摩擦桩性状,随桩顶荷载增加桩侧摩阻力发挥规律逐渐体现为上中下三部分。在桩身轴力及桩侧摩阻力计算中运用拟合法建立桩身本构关系方程式,拟合曲线近似线性,可利用度较高,以期为同行业者提供有益思考。

钻孔灌注桩-筏基础优化为刚性桩复合地基分析

超高层建筑桩–筏基础的钻孔灌注桩在复杂地质条件下,施工困难,难以成桩,拖慢施工工期,较大程度上增加建造成本。基于此,结合以往CFG桩复合地基在高层建筑中的使用情况及场地地质地层条件,考虑将超高层建筑的钻孔灌注桩—筏形基础进行优化,采用刚性桩复合地基满足承载力要求,保证结构安全,加快施工工期,降低施工成本。刚性桩复合地基为长螺旋钻孔压灌工艺施工长钢筋混凝土桩+短素混凝土桩,长短桩交错布置,桩顶铺设合适厚度的级配碎石褥垫层,在褥垫层上部施工基础筏形。

双荷载箱自平衡法在超长桩基承载力测试中的应用

在黄河中游山西小北干流范围,地下以砂土、粉质黏土层等物理力学指标较低的地层为主。在这种复杂的地质条件下,为保证桥梁桩基承载力和上部结构的安全性要求,设计多采用大直径超长桩为主,施工难度较大,造价较高。双荷载箱自平衡法是指根据试验方案规定,在桩身特定位置依次嵌入两个荷载箱,然后按照加载试验方案对荷载箱进行逐级分段加载,分别得出3段桩身的承载力,可以解决超长桩基试桩试验中的很多问题,为桩长优化设计提供数据支撑,具有广泛的应用前景。

码头工程建设中的超长钢管桩沉桩施工工艺

文章以茂名港博贺新港区东区油品码头工程为主要研究对象,介绍了超长钢管桩沉桩施工工艺在其中的应用。该工程的主墩和辅助墩位于江中,导致大型打桩船无法进入施工区域,施工难度较大。然而,通过改造打桩船性能、控制钢管桩制作工艺及优化沉桩施工工艺等措施,成功保证了钢管桩的施工。施工实践证明,沉桩施工方案可行,并顺利完成了施工任务,为后续的工程施工提供了保障。

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。