Uplift Resistance Calculation and Sensitive Analysis of Jack-up Wind Installation Vessels

The uplift resistance calculation is an important basis for the construction decisions of the jack-up wind installation vessel and the design of the jacking system,and determines the operation risk and reliability in the installation process of the wind turbine. The influence factors of the pile shoe's penetration depth and uplift resistance are analyzed,and the calculation model and flow of the uplift resistance are given. Based on a construction example,the influence rules are analyzed for the change of the pile shoe's structural parameters on the penetration depth and uplift resistance.The analysis results show that the penetration depth is more sensitive to the width of the pile shoe,and the height has greater influence on the uplift resistance than the length and width of the spud. With the increase of the height,the uplift resistance may increase rapidly.Although the decreases of the length,width and height of the pile shoe may reduce the uplift resistance,the penetration depth may increase in the meantime. This will increase the pulling pile time and reduce the construction efficiency. So the parameters of the pile shoe should be optimized according to the adaptable geology condition so as to obtain the optimal uplift resistance and working efficiency.

层状土中静压桩连续贯入现场试验与数值模拟

为探讨层状土中静压桩连续贯入过程的沉贯特性,依托上海市某桩基工程开展静压桩贯入过程现场试验,探究沉桩阻力随贯入深度的演变规律,并结合ABAQUS数值模拟,明确静压桩贯入过程中沉桩阻力、桩周土体竖向应力、径向应力以及径向位移的变化规律。结果表明:层状土的软硬程度制约着沉桩阻力的大小;当桩端贯入浅部粉质黏土层和淤泥质黏土层时,沉桩阻力增长较慢甚至出现减小趋势,当桩端贯入到深部砂质粉土层、粉质黏土层和粉砂层时,沉桩阻力增长较快,其中在砂质粉土层中增长率最高可达174%;桩周土体中竖向应力和径向应力与土层性质密切相关,竖向应力和径向应力最大值均出现在桩端贯入至黏质粉土层时,分别为558.0、1 178.0 kPa,当桩端贯入到下部较软的淤泥质黏土层时,最大竖向应力和径向应力均出现明显退化现象,径向应力退化率达到52%;径向位移随径向距离的增加而减小,其变化规律基本反映了土层性质的变化特征。

大直径嵌岩灌注桩竖向承载特性试验研究

为了探讨泥岩地基大直径灌注桩竖向承载性能,依托青岛某机场桩基工程,对嵌入泥岩的9根大直径灌注桩进行了竖向抗压静载试验和桩身应力监测,分析大直径嵌岩灌注桩的竖向抗压性能,明确大直径灌注桩的荷载传递规律。结果表明,试桩桩身完整性较好,桩身质量可靠;试桩荷载沉降(Q-s)曲线均为缓变型,加载初期存在明显的压密段,桩顶沉降量为10.31 mm,最低回弹率大于50%;最大荷载作用下,各试桩的竖向抗压极限承载力特征值均不小于6480 kN,试桩竖向抗压承载能力仍有较大潜力;试桩均表现出端承摩擦桩的特性,轴力自桩顶到桩端逐渐衰减,桩侧摩阻力峰值发生在中风化泥岩段,桩端阻力占桩顶荷载的10.55%~34.48%。

自升式钻井平台插拔桩技术发展现状及趋势

针对自升式钻井平台在插桩和拔桩过程中面临的土工问题,系统地梳理插桩和拔桩涉及的关键技术。分析插桩过程中的土工试验技术、土体破坏机理、上硬下软地层承载力和桩脚滑移问题;阐述拔桩过程中的拔桩阻力计算方法和减小拔桩阻力方法的研究进展情况。在此基础上,根据目前面临的新挑战,提出今后自升式钻井平台插拔桩技术研究的重点,并预测其发展趋势。

钻孔灌注桩竖向承载性能试验研究

为优化提升钻孔灌注桩的设计方案,文中对竖向受压载荷下钻孔灌注桩的荷载传递及受力特性进行了研究。结果表明,最大的桩身轴力均位于深度为3 m处,当加载荷载为1440 kN时,桩身的轴力最大值为1205 kN;随着桩顶荷载值的增加,桩身的最大桩侧阻力值也不断增大,最大的桩侧阻力值为140 kPa,最大负摩阻力达到-82 kPa。当桩顶荷载从160 kN增加至1600 kN时,桩端阻力增幅达到860.2%。桩端阻力占比与施加的桩顶荷载呈先负相关后正相关关系;当荷载达到1600 kN时,桩顶位移最大达到14.6 mm;卸载为0时,桩顶位移为8.8 mm。

基于静力触探试验指标的静钻根植桩承载力计算方法

静钻根植桩因其兼顾高承载性能和绿色环保的优势而逐步在上海地区得到应用。虽然上海市《地基基础设计标准》(DGJ 08-11—2018)已将植入桩工法纳入到预制桩的推荐施工工法中,但并未提出相关的承载力计算细则,给静钻根植桩设计与应用带来了难度与不确定性。借鉴日本植入桩的承载力计算思路,等效为预制桩直径计算侧阻力,结合上海地区估算桩基承载力的经验,以单桥静力触探比贯入阻力为基本参数,引入侧阻力调整系数和扩大头阻力系数分别计算桩侧阻力和端阻力,提出了一种实用的静钻根植桩竖向承载力计算方法。工程实例计算表明,该承载力计算方法具有一定的可靠性,可为上海地区静钻根植桩设计提供参考。

基于PHC管桩现场静载试验的基桩承载特性研究

【目的】我国沿海地区广泛存在饱和软土地层,且不同区域地层差异显著。软土前期固结预处理会使得地层的物理力学特性产生变化,为了准确计算后续施工中基桩的竖向承载力,最直接的办法就是通过现场竖向抗压静载试验实测得到桩侧摩阻力分布规律。【方法】在舟山某基地工程开展了5根桩的现场静载试验,桩1—桩4用于分析不同桩端持力层条件和桩径对PHC管桩单桩极限承载力的影响;通过在桩5桩身布设振弦式钢筋计,实时监测静载试验过程中桩身轴力,进而得到桩侧摩阻力的分布和变化规律。【结果】结果显示,桩1—桩4静载试验得到的极限承载力分别为8 000 kN、8 000 kN、6 600 kN和7 200 kN;实测分析得到桩5在处理后的两层淤泥质粉质黏土层中桩侧摩阻力分别为31 kPa和35 kPa。【结论】结果表明,实测得到的桩侧摩阻力大于勘察提供的建议值,说明地基预处理后桩土界面强度提高,计算得到的桩基承载力与静载试验测试值更加吻合;随着桩顶荷载的逐渐增大,桩身轴力也逐渐增大,且自上而下桩身轴力逐渐减小。研究成果为处理后深厚软基中桩基承载特性的计算提供试验依据。

砂土地基中静压桩桩端阻力分析

利用自主研制的大型土工试验装置,在考虑桩长和桩尖角度影响的情况下,开展了静压桩的沉桩以及静载荷试验,以研究试验过程中桩端阻力的变化规律。试验结果表明:沉桩过程中,桩端阻力随沉桩深度的增加而非线性增大,也随桩长和桩尖角度的增加而增大,沉桩深度为25D时,桩端阻力基本达到极值,同一沉桩深度处桩端阻力在沉桩阻力中的占比随桩长(20D~30D范围内)的增加而减小,随桩尖角度的增加而增大;静载荷试验过程中,桩端阻力随沉降量的增加而非线性增大,也随桩长和桩尖角度的增加而增大,同一沉降量处桩端阻力在桩顶荷载中的占比随桩长的增加而减小,随桩尖角度的增加而增大。

孟加拉国沉积层地质不同护壁泥浆对桩基承载力的影响研究

孟加拉国帕德玛大桥铁路连接线桥梁包括混凝土箱梁高架桥和简支钢桁梁桥2种形式,桩基类型均为钻孔灌注桩。项目沿线地质均为第四系沉积层。为给工程桩设计提供参考,分别采用传统膨润土泥浆、改良PHP膨润土泥浆和化学泥浆施工试验桩,选择代表性试验桩分析地勘数据和静载试验的桩侧阻力,并提出相应的桩基承载力参考标准。结果表明:试验桩的地勘桩侧阻力相近,但静载试验桩侧阻力差异较大;采用传统膨润土泥浆施工,单位面积极限桩侧阻力仅能达到地勘值的51.3%,采用改良PHP膨润土泥浆和化学泥浆能够大幅提高单位面积极限桩侧阻力,分别可达到地勘值的1.04倍和1.485倍;采用传统膨润土泥浆、改良PHP膨润土泥浆和化学泥浆施工,单位面积极限桩侧阻力分别为31.0,60.9,91.7 kPa,可作为类似桩基设计和施工的参考标准。基于试验结果,全线混凝土箱梁高架桥的工程桩设计均采用改良PHP膨润土泥浆施工,简支钢桁梁桥的工程桩设计均采用化学泥浆施工,且验证性荷载试验结果显示全部抽检工程桩的承载力均满足设计要求。

软土地基预加固对桩基竖向承载特性的影响研究

针对目前软土地基预加固处理对桩基竖向承载特性影响的定量分析不足的问题,依托大型围垦工程案例,就软土地基预加固处理对桩基竖向承载力提高、桩顶沉降控制及负摩擦阻力减小等方面产生的影响进行了定量研究,给出了桩基极限侧摩擦阻力定量计算的α法、API-2000法及λ法,同时给出了桩基极限端阻力及桩顶沉降计算公式。通过工程案例,分别对原状淤泥土、预加固处理后的地基土中的试验桩进行竖向静载试验,并依据前述3种计算方法进行对比验证分析。分析结果表明:根据《建筑桩基技术规范》提出的建议值计算的桩基竖向极限承载力比现场试桩值偏保守,而采用α法计算的桩基竖向极限承载力更接近现场试桩值;对深厚淤泥软土地基进行预加固处理,可以有效提高桩基竖向承载力,但工程案例中竖向承载力提高近50%,同时对桩基负摩擦阻力及桩基沉降控制效果显著。研究成果可为类似软土地基加固工程提供参考。

南昌地区典型厚密砂层PHC管桩施工技术研究

依托南昌地区某桩基工程,采用静力触探原位试验分析该地区典型厚密砂层地质特征,结合理论计算及现场试验分析PHC管桩的锤击沉桩阻力及设计单桩极限承载力,对工程桩的设计及施工提出合理建议,同时总结该地层条件下锤击PHC管桩成桩的施工工艺。后续工程桩承载力检测结果表明,优化调整后的施工技术满足了工程设计要求,取得了良好的社会与经济效益,可在该区域推广应用。

钢螺杆锚桩抗拔承载力计算方法研究

钢螺杆作为桩基竖向静载试验的反力锚桩,具有安装快捷、可重复利用等优点,但关于该桩型的抗拔承载力计算方法尚未建立。基于钢螺杆锚桩现场抗拔试验和场地工程地质勘察资料,研究土质条件、桩长及直径等因素对钢螺杆锚桩抗拔性能的影响,给出不同类型土体的抗拔摩阻力提高系数,建立钢螺杆锚桩单桩抗拔承载力计算方法,并通过其单桩抗拔静载试验进行验证。分析结果表明:钢螺杆锚桩抗拔承载力较同等桩径直杆桩有一定提高,土体性质越好,钢螺杆锚桩抗拔力提高越明显;螺纹直径400mm与600mm的单桩抗拔承载力总体接近,增大螺纹直径不一定能有效提高其抗拔性能。根据各类土体软硬和密实程度,抗拔摩阻力提高系数取1.2~1.6时,钢螺杆锚桩承载力计算结果具有较大安全储备。

长江下游粉砂土层中组合后压浆灌注桩承载特性研究

基于南京钢铁某项目2根试桩静载试验,通过对比分析未压浆桩与压浆桩实测结果,研究组合后压浆技术对南京地区粉砂土层中灌注桩的承载特性、桩端阻力及桩侧摩阻力的影响。现场试验结果表明:组合后压浆技术可显著提高桩基承载力并有效控制桩顶沉降,较小的桩土位移就可以发挥出较大的桩侧摩阻力。压浆后桩端承载力提升154.9%,桩侧摩阻力提升91.4%,将静载试验实测值与规范推荐值进行对比分析,发现规范推荐值在一定程度上偏于保守,考虑到组合后压浆技术能显著增强该地区粉砂土层中桩基承载力,在未来的设计应用中可以通过应用组合后压浆技术来进一步优化桩径和桩长。

新国展二期项目试验桩静载试验数据分析

试验桩单桩竖向抗压静载试验是施工前为桩基设计提供依据的重要检测手段。结合新国展二期项目,针对6根试验桩的静载检测成果,探讨其采用桩侧和桩底注浆等施工工艺后单桩的承载传递规律。采用振弦式传感器测读钢筋应变量,由此得到桩身检测截面轴力分布,最终计算各土层的侧摩阻力。结果表明,各测试断面轴力随着荷载增加而增大,在同级荷载水平下轴力随着深度增加而逐渐减小。对于接近桩底的位置,其侧摩阻力的发挥随荷载增加而呈增大趋势。

湿陷性黄土地区某高层住宅建筑顶升纠偏加固方案的探索与应用

针对湿陷性黄土地区河南省某高层住宅建筑出现不均匀沉降并导致较大倾斜,严重影响建筑物正常使用和结构安全,结合勘察、设计、施工、监测资料及实地踏勘,分析其倾斜原因主要是湿陷性黄土受地下空洞结合强降雨极端天气及管网的渗漏,造成水土流失。基础加固采用锚杆静压钢管桩将原筏板基础复合地基调整为桩筏基础,将建筑物荷载传至较好土层,并穿透可能存在湿陷性的土层及地表下空洞沉陷变形的影响范围,避免受到基底土湿陷或土层流失等影响。设置反力顶升装置,借助千斤顶利用先期施工的锚杆桩作为反力支点进行桩式顶升纠偏,最后在基底通过注浆密闭脱空,实现建筑物无损顶升加固纠偏。监测数据表明该建筑纠偏加固后倾斜在1‰以内,沉降趋缓已达到稳定状态,纠偏加固效果明显。

东非珊瑚礁砾砂地区PHC桩静载荷试验研究

珊瑚礁砾砂层在肯尼亚、坦桑尼亚等东非国家普遍存在,且埋藏较浅。该地区某水工项目为高桩梁板式结构,采用PHC桩作为桩基础。通过对项目桩长45 m、桩径800 mm;桩长39 m、桩径1 000 mm的2根PHC试验桩进行沉桩规律总结,并对试验桩进行高应变测试、海上锚桩法压桩静载荷试验、拔桩试验和侧摩阻力试验,探讨了珊瑚礁砾砂岩层PHC桩基桩的持力层选择、压向/拔向侧阻力折减系数及与规范中的强风化软质岩侧阻力值对比,为该地区PHC桩沉桩施工及理论研究提供指导。

杭州钱塘新区砂性土地质条件下静压沉桩阻力分析

工程经验表明,在砂性土地质条件下,采用静压法进行预制桩施工时,由于沉桩阻力过大,时常出现沉桩困难等问题。因此,在施工过程中,对静压施工沉桩阻力的计算十分关键。对6根桩在不同入土深度时的压桩力进行分析,确定了砂性土条件下静压沉桩阻力估算深度修正系数计算公式。结果表明,公式计算结果与试桩试验结果更吻合。

静力压桩在穿越粉质黏土夹砂层过程中的研究与运用

以华东某岛室内船坞底板PHC管桩桩基的静力压桩施工为例,对静力压桩在粉质黏土夹砂层中所出现的问题予以分析研究,并初步提出了解决的办法,为今后类似土层沉桩工艺的选择提供了借鉴。

分布式光纤测试技术在水泥土复合管桩检测中的应用

为了分析水泥土复合管桩内力和位移的变化规律,采用基于BOTDR的分布式光纤测试技术对水泥土复合管桩进行应变测试,介绍管桩光纤布设工艺,结合单桩竖向抗压静载试验、单桩水平静载试验成果分析桩侧摩阻力、桩身内力及位移的变化规律。试验检测结果表明:试桩的单桩竖向抗压极限承载力推荐为8000 kN,试桩破坏方式均为桩顶处桩身混凝土碎裂。浅部土层的摩阻力发挥程度较高,圆砾层的摩阻力发挥程度较低,试桩属摩擦桩;试桩的单桩水平承载力特征值及圆砾层地基土水平抗力系数的比例系数推荐为130.0 kN、23.9 MN/m^(4),水平试验后桩身均存在明显缺陷,弯矩及位移的有效影响深度不超过测试地面下7 m。水泥土复合管桩的检测结果为设计计算提供技术支撑,并对类似桩基工程的测试有一定借鉴意义。

静压预应力混凝土管桩承载特性试验研究及分析

采用静载试验+应力应变检测相结合的方法,深入研究预应力混凝土管桩的工作状况,主要对试桩的荷载-沉降曲线、桩侧摩阻力性状及桩侧阻力-桩端阻力之间的关系等内容进行研究和分析,得出了静压桩的端阻力和侧阻力的变化规律,以及静压预应力混凝土管桩施工控制参数及质量控制要点。