高层建筑迫降法纠倾方案研究

建筑物因勘察、设计、施工或环境等不良因素影响,导致不均匀沉降,从而产生超过规范允许范围的倾斜。而高层建筑纠倾工程技术难度大、风险高。结合工程实例,通过对现有技术资料分析得出倾斜的原因,并根据工程实际情况,提出桩侧射水扰动迫降纠倾方案,对迫降法的原理、方案设计和施工工艺流程进行了介绍,可为类似工程提供参考。

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%。

深基坑开挖过程中立柱隆起问题数值模拟分析

深基坑开挖过程中立柱、立柱桩会产生隆起,相邻立柱间的过大差异隆沉对内支撑体系稳定性产生不利影响。结合郑州地区某深基坑工程,采用有限元法计算分析了立柱及立柱桩的隆起问题,深入探讨了基坑开挖过程中立柱隆起、立柱桩工作特性的变化规律,分析了立柱隆起对支撑体系内力的影响规律。计算结果表明,立柱隆起主要受基底土体隆起变形的控制,并随着基坑开挖深度的增加而增大;立柱桩越长,立柱隆起量就越小,增加立柱桩桩长是降低立柱隆起量的有效措施,但同时也会增大桩身拉应力;立柱隆起会显著改变支撑体系的内力分布规律,且立柱过大的差异沉降会显著增大支撑体系的内力。工程设计时,建议合理选择立柱桩桩长来控制立柱隆起,避免相邻立柱桩桩长出现过大差别。

上拔荷载作用下装配式输电线路岩石群锚基础受力特性研究

为解决传统岩石群锚基础材料耗量大、运输不便的问题,提出一种新型装配式输电线路岩石群锚基础。采用有限元方法建立新型群锚基础的三维精细化数值模型,研究上拔荷载作用下群锚基础受力特性,分析锚杆间距、长度及直径等参数对新型群锚基础锚杆内力的影响规律。结果表明:锚杆内力在钢骨架连接处最大,随深度增加逐渐减小;锚杆距群锚基础形心越远,其内力越大;锚筋长度相同时,随着锚杆间距的增大,锚杆内力呈逐渐变小的趋势,而锚筋长度及直径对内力的变化影响较小。将数值计算结果与规范计算结果进行对比发现:处于与水平荷载方向相反且与群锚中心相距最远的两根锚杆的规范计算结果与数值计算结果吻合度高,其余锚杆两种计算结果的吻合度相对较低。

超大深基坑七圆环内支撑拆除施工技术实践

昆明市综合交通国际枢纽建设项目基坑工程面临支撑拆除工程量巨大、七圆环支撑耦合受力转换复杂、周边环境变形控制要求高、开挖范围存在多层泥炭质土等难题。为保证基坑内支撑的快速安全拆除,以“两纵两横”为主要传力骨架,提出“先次后主”的内支撑拆除原则,采用“原路撤退、对称拆除”的拆除顺序。采用“绳锯切割”拆除工艺。第2,3道支撑采用分区分块拆除方式,首道支撑采用“扫除枝叶,保留骨干”的拆除方式。采用位移敏感区钢斜撑换撑技术、切割块水平转运的楼盖协同承载技术、BIM辅助绳锯切割点布置技术3种辅助施工技术。通过以上技术实现了软弱泥炭土超大规模深基坑对紧邻地铁影响的毫米级变形控制。

输电铁塔主材内力与基础水平位移关系式的研究

铁塔基础在遭遇地质灾害的情况下会发生垂直和水平位移;相比于水平位移,人们多关注基础垂直位移对塔构件内力的影响,但水平位移对杆件内力影响同样不可忽略,研究输电铁塔基础水平位移与铁塔安全性的关系具有重要意义。为了推导基础水平位移与铁塔主材内力的解析式,运用梁和杆的刚度等效方法和能量法,给出了单腿水平位移作用下四个塔腿承受弯矩的比例关系,推导出主材在第一横格面处的最大弯矩,通过简化模型推导出单腿基础水平位移作用下铁塔各塔腿主材最大轴力表达式,并通过有限元计算对最大轴力表达式进行修正。输电铁塔受上部荷载在主材中主要产生轴向拉(压)应力,而基础水平位移主要产生弯矩应力。本文给出的主材内力与塔腿位移表达式可作为输电线路塔腿基础发生水平位移后铁塔的安全评估的依据。

邻近堆载作用下桥梁桩基内力与变形数值分析

采用数值分析方法,研究堆载对邻近桥梁桩基内力与变形的影响。使用耦合欧拉-拉格朗日法建立了堆载作用下某特大桥654#桥墩桩基三维有限元模型,以桥墩轨道顶面横向位移实测值与计算值对比验证了模型的有效性。据此模型计算结果分析了邻近大量堆土情况下桩基的内力和变形特性:各桩水平位移都在1/2L附近的淤泥质粉质黏土层达到最大值;各桩1/6L~2/3L范围内桩身产生附加弯矩的最大值为210 kN·m;且在距堆载较近的桩基上部引起了负摩擦力,进而产生了581~1368 kN的附加轴力。结果表明堆载严重劣化了桩基的工作性能。可为主动防控堆载引发的墩台偏移等病害研究提供一种可行的方法。

桩锚结构体系在深基坑支护中应用研究

桩锚支护结构具有合理的受力形式,较大的支护刚度,节约施工空间等优点,在深基坑支护中被广泛应用,文中以定西市某基坑桩锚支护结构为依托,通过计算分析不同预应力锚索组合下,桩身最大内力与位移的影响,合理选取桩身及锚索参数,能有效降低桩身内力及桩顶位移,使护坡桩结构受力更合理,可取得更可靠经济的支护方案。

不同基桩布置型式的横向排架受力研究

横向排架作为高桩码头的主要受力单元是高桩码头结构设计的关键。通过建立全直桩桩基横向排架、叉桩桩基横向排架及扇形桩基横向排架三种有限元模型,分别计算其在特定水平荷载、竖向荷载作用下排架内力的分布情况。结果表明三种模型内力分布受水平荷载作用影响较大,受竖向荷载作用影响较小。在相同水平荷载作用下,全直桩桩基横向排架桩基轴向压力最小,叉桩桩基横向排架桩基及横梁弯矩最小。通过计算分析可知,合理的桩基布置型式的选择可以有效地协调桩基跟地基土承载能力的关系、协调桩基跟横梁内力的相互关系以及优化桩基自身的内力分布。

基坑施工对临近隧道的影响分析

以邻近区间隧道的某基坑工程为例,利用MADIS有限元软件分别对基坑降水、基坑开挖等工况对相邻地铁结构的影响进行深入分析。研究显示:①基坑降水工况下,隧道水平位移明显小于竖向位移。②在基坑下部开挖与基坑上部开挖深度基本相同的情况下,下部开挖引起的相邻隧道变形明显大于上部开挖。③从隧道变形量值上来看,开挖至基底引起隧道水平位移明显大于竖向位移。④受力分析表明隧道配筋满足要求。数值模拟结果与实际监测结果基本吻合,可为类似邻近地铁结构的工程建设提供一定借鉴。

一种深基坑排桩支护结构内力位移矩阵分析法解答及工程应用

基于平面弹性地基梁法,采用结构力学矩阵分析法,进一步完善已往工作推导公式解答的缺陷。传统的平面桩支撑解答计算理论局限于计算支护面桩体的内力和变形,没有解决xoy水平面支撑轴力计算问题,但真三维解答推导过于复杂,通常三维模型计算依托有限元软件。与传统二维排桩支护模型相比,在以往的工作基础上,推导出考虑开挖过程、桩-土-冠梁-支撑共同作用的支护面位移、受力矩阵解答方程组和xoy水平面计算支撑轴力计算方法,并利用FORTRAN语言编制的程序求解。依托工程实践项目分析冠梁、腰梁、支护桩、支撑位移和内力在空间效应下的变化规律并与有限元法、理正深基坑计算结果及经非线性回归处理监测数据对比分析,结果表明,考虑开挖过程、桩-土-冠梁-支撑共同作用矩阵分析法计算出的冠梁位移具有明显的空间效应,靠近基坑角部更明显,距离坑角约1/4冠梁跨度内可以适当增加桩间距,xoy水平面坑角支撑轴力明显较中部小,与监测值能较好吻合,支撑截面和配筋计算可以针对性的优化,从而降低工程造价。冠梁、桩身位移与理正深基坑、监测数据能较好地吻合,再次验证方法的合理性与可行性,可以作为一种优化设计新方法。

转体施工桥梁桩基内力的非均匀性及调控

为研究转体工况下桥梁承台处于单点受力模式时群桩桩基内力分配非均匀性及其影响因素,本文以跨襄北编组站转体施工斜拉桥为例,建立弹性支撑拉压杆模型计算桩基反力,分析承台厚度对桩基内力分配非均匀性的影响。建立承台-桩基有限元模型计算转体工况下桩基内力及分布规律,并与实测结果进行对比,研究柔性承台施加预应力对桩基内力分配的影响。结果表明:承台相对刚度系数大于4时,满足刚性承台要求,群桩内力相对均匀分布;当承台相对刚度系数小于等于4时,为半刚性或柔性承台,群桩内力表现为中心桩大于四周桩的非均匀性,且相对刚度系数越小,非均匀性越显著;对半刚性及柔性承台合理施加纵横向预应力,能够有效改善群桩内力分配不均匀性的问题。

基于分布式应变的隧道桩基内力监测研究

隧道是典型的隐蔽工程,为监测隧道桩基的受力状态,实现隧道结构的全生命周期监测安全评估,引进准分布式光纤光栅传感技术。提出基于分布式应变的桩基监测内力计算方法,通过明挖隧道的现场监测试验,根据监测数据计算得出桩基内力,验证了该监测计算方法的适用性和有效性。

非对称基坑永久性混凝土内支撑截面选型计算研究

结合工程实例,对选用抗滑桩加内支撑方式支护的非对称荷载基坑进行了基于有限元建模分析,选择不同内支撑截面尺寸进行计算,针对计算结果,分析不同截面尺寸内支撑自身内力以及与所支撑抗滑桩内力变化情况以及影响,以期为类似工程提供参考。

某变电站复合利用工程停车楼基坑支护设计

以武汉地区变电站复合利用工程停车楼的基坑支护设计为例,对基坑支护结构的选型、地下水控制、基坑稳定性和变形验算、支护结构体系的内力计算以及换撑设计进行了详细论述,对比分析了该基坑监测结果和计算结果的差异及其原因。

水池底板在弹性地基条件下的内力研究

在给水排水结构设计中,为满足处理工艺的要求,部分水池的尺寸较大,因此在确保安全的前提下,还需要同时满足经济性和构件尺寸的合理性。通过采用均布地基反力模型和弹性地基模型对假定算例进行对比分析,验证了在较大尺寸水池设计中采用弹性地基模型进行计算的必要性。该研究成果可为市政给水排水结构工程中水池结构的设计提供一定的参考,以便在以后的工程实际中采用合理的计算方法。

拱北明挖隧道超大基坑地基加固方案研究

以港珠澳大桥珠海连接线工程拱北隧道明挖段为例,选取ZK1+350~+540标段建立数值分析模型,讨论基坑满堂加固、隔水层裙边+抽条加固与仅裙边加固法三种方案对明挖隧道地基沉降、地下连续墙变形及围护结构受力特性的影响规律,提出推荐方案。

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。

主动控制轴力作用下基坑围护结构强度研究

伺服钢支撑可通过主动补偿损失轴力控制基坑变形,虽应用良多但对其作用的围护结构强度问题研究甚少。基于力学原理,采用增量法对不同钢支撑轴力作用下的围护结构强度进行计算,得到了不同工况作用下围护结构的弯矩、剪力变化规律。以上海浦东南路站2号出入口基坑和浦东南路站基坑工程为依托,采用Plaxis 2D数值模拟并得到了不同伺服钢支撑轴力施加工况以及极限承载状态轴力组合工况下的围护结构内力分布。结果表明,在伺服钢支撑轴力逐渐增大作用下,围护结构迎土侧弯矩逐渐增大,背土侧弯矩先减小后增大,剪力先减小再增大,最大弯矩与最大剪力均未超过地连墙可承受极限值,背土侧配筋需结合伺服钢支撑轴力相应提高配筋率;各伺服钢支撑极限承载组合工况中若干工况超过地连墙设计极限值,采用伺服控制系统不可依靠单一增加作用力来提高主动控制效果。

非一致地震波动输入下大型钢筋混凝土框架结构-地基体系地震响应规律

为探索非一致地震波动输入对大型钢筋混凝土框架结构地震响应的影响,基于OpenSees软件平台建立二维钢筋混凝土框架结构-地基动力相互作用有限元模型。将El-Centro地震波按P波波形分别以0°、15°、30°和35°角入射该有限元模型进行计算,对比分析框架柱内力和楼层层间位移的地震响应。研究发现非一致地震波输入方法对于大型钢筋混凝土框架结构建筑动力响应影响明显,随着地震波入射角的增大,钢筋混凝土框架结构底层柱的轴力幅值减小,剪力幅值增大,而弯矩幅值变化较小,楼层层间位移幅值也随之增大。研究结果对于大型钢筋混凝土框架结构抗震设计具有参考意义。