地下工程开挖卸荷既有桩基承载响应物理模拟及新进展

地下工程开挖卸荷引起的灾变问题一直是社会高度关注的问题之一,近年来中国多地发生了由基坑开挖或隧道建设诱发的地面变形、桩基倾斜偏位及建筑物垮塌等灾害事故,威胁人们的生命和财产安全。简要介绍传统地下工程开挖卸荷物理模拟存在的不足,对比概述了近20a间国内外有关基坑、隧道开挖对桩基影响的典型试验方法和试验装置(小比尺模型试验和离心机试验)。重点设计提出了一种地下工程开挖卸荷既有桩基承载响应室内综合模拟试验装置,并对模型设计原理及技术特点进行了分析,同时开展了邻近基坑开挖对既有工程桩水平承载力影响及工程阻隔物对地下水阻挡作用影响两类问题试验研究。最后,对卸荷桩未来的研究方向提出了一些建议和展望。

可液化场地20万吨级卸荷式板桩码头地震反应分析

地震作用下场地液化是码头结构发生破坏的主要原因之一。针对一种20万吨级卸荷式板桩码头建立二维有限元数值模型,采用有效应力法对该码头结构进行动力时程分析,研究其在可液化场地条件下的受力变形特征以及周围土体的动力反应。结果表明:可液化场地条件下,板桩码头的前墙变形与传统单锚式柔性挡墙不同,未出现明显的凸胀变形;地震作用过程中前墙承担的弯矩最大,最大弯矩位于海底泥面附近;码头结构对周围土体的地震反应有放大效应,临空面对土体地震动峰值加速度(PGA)影响范围随地震强度的增加有减小的趋势;墙后填土液化范围随地震动强度的增加逐渐扩大,在0.50 g情况下存在整体滑移的危险。

多排桩支护技术在超大深基坑工程中的应用研究

自改革开放以来,深圳城市建设快速发展,区域内基坑工程周边环境日益复杂、基坑深度及面积日渐增大,同时,由于房地产企业为了追求项目的“高周转”,导致基坑开发顺序复杂、工期短、限制支撑体系的使用等。为解决类似不可撑不可锚的基坑如何支护的工程难题,本文结合了深圳地区大量的工程实践,介绍了“h”型双排桩、卸荷型双排桩、阶梯型桩等几种新型的多排桩支护技术,均在工程实践中成功运用。相较于常规双排桩技术,此类技术能够更好地满足对周边环境变形和支护结构安全的要求。

软土地层桩基工程的影响因素与治理措施

本文综合分析了软土地层桩基工程中常见的问题类型及其成因,并提出了相应的整治技术。通过案例分析,阐述了旋喷桩加固技术、清水冲洗桩身卸荷技术以及桩头卸荷与桩身加固结合技术的应用原理、范围和效果。此外,文章还提出了在设计和施工阶段应注意的问题,以及对软土地层桩基工程的建议,旨在提高桩基工程的安全性、稳定性和可靠性。

卸荷式板桩高桩梁板码头结构土压力简化计算

河网地区的淤泥层一般较厚,强度较低,在这些地区新建或扩建码头时需对边坡进行大面积的开挖、换填,工程造价高,采用卸荷式板桩墙高桩梁板码头结构可以很好地解决,但目前关于这种码头结构型式的土压力计算研究非常少。借鉴遮帘板桩码头的土压力计算方法,分析探讨了该新型结构的土压力计算方法。计算中对结构进行分区处理,利用非极限状态土压力理论计算板桩河侧及灌注桩陆侧的土压力,同时考虑土拱效应和卸荷板的卸荷作用,以及平行墙理论,推导计算板桩陆侧及灌注桩河侧的土压力,最后将简化计算结果与离心模型试验结果及有限元数值分析结果进行对比,对比分析表明,该简化计算方法有一定的可行性,可供工程设计参考。

分离卸荷式板桩码头中桩基-卸荷承台结构的卸荷机理研究

分离卸荷式板桩码头结构是在传统单锚式板桩码头结构的基础上通过前墙后方埋深的桩基卸荷承台结构承担部分荷载从而实现卸荷效应。为了研究该码头结构的卸荷机理,文章通过有限元数值模拟对分离卸荷式板桩码头结构在施工过程中的承载特性进行研究,并通过对比工程原型观测数据验证模型的正确性。在此基础上,通过对比单锚式、双排桩和分离卸荷式三种板桩码头结构在相同工况下的结构内力与变形以及应变能差异,分别探究桩基卸荷承台结构的双排桩和卸荷承台结构的卸荷效应及其组合后的影响。结果表明双排桩在水平方向通过自身抗弯能力与桩土间相互作用达到对前墙的遮帘作用,而卸荷承台在竖直方向形成土压力卸荷区减小前墙荷载,此外卸荷承台与双排桩之间能相互影响,增强系统的稳定性,提高桩基卸荷承台结构的承载能力与负荷比例,达到更好的卸荷效果。

地震特性对新型分离卸荷式板桩码头动力响应的影响

采用有限元对地震荷载作用下的新型分离卸荷式板桩码头动力响应开展研究,分析不同强度、不同类型的地震作用对分离卸荷式板桩码头结构内力的影响。计算结果表明:在不同特性地震荷载作用下,前墙-拉杆-锚碇墙和前桩-后桩-卸荷平台均能分别形成相对独立结构体系,保持整体受荷承载。结构最大值内力出现的时刻与地震加速度时程峰值的时刻是不对应的。随着地震峰值加速度的增大,各码头结构的最大内力值都有不同比例的增大,其中前墙弯矩增幅最大,锚碇墙弯矩和拉杆拉力的增幅次之,前桩和后桩的弯矩增幅最小;当地震峰值加速度相等时,Kobe波作用下的各结构最大内力放大系数总是大于El-Centro波作用时的值,结构的动力响应不仅仅与地震时程峰值大小有关,还需充分考虑频谱特性及波能密度等地震荷载特性的影响。

塑性支承桩——卸荷减沉桩的概念及其工程应用

在复合桩基的基础上提出了塑性支承桩———卸荷减沉桩的概念 ,并给出了其沉降量计算的方法及工程应用的基本原则 ,工程实践验证了塑性桩概念的正确性和差异沉降控制的可能性 。

20万吨级卸荷式板桩码头离心模型试验研究

中国板桩码头结构的设计和建设从2000年前的3.5万吨级到现今的20万吨级,有了长足的进步。新提出的一种20万吨级卸荷式板桩码头结构,考虑了刚性较大的T型地连墙方案和柔性较大的组合钢管桩前墙方案,与之相对应的卸荷承台群桩基础结构中分别设置2排和3排直立灌注桩。开展了大型土工离心模型试验,对这两种方案的卸荷式板桩码头结构性能进行了验证。结果发现,这两种方案都是可行的,前墙位移均在允许范围内,其中刚性较大的T型地连墙方案中,前墙锚着点位移较小,但墙身弯矩反应较大,拉杆力较小,承台群桩基础结构中灌注桩弯矩反应正常,而柔性较大的组合钢管桩方案中,前墙锚着点位移较大,但墙身弯矩反应较小,拉杆力较大,承台群桩结构中灌注桩弯矩反应较强。前墙和灌注桩弯矩反应强烈程度所呈现的此消彼长特性,揭示了卸荷式板桩码头中单锚式板桩结构部分和卸荷承台群桩基础结构部分之间的荷载分担工作机制。

新型卸荷式板桩码头关键施工技术

以新型卸荷式板桩码头施工为例,结合实际工况首次提出适合于新型卸荷式板桩码头的关键施工技术与工艺,并针对该施工技术特点详细阐述其施工流程,包括导墙设置、钢筋笼吊装、地下连续墙及裙桩施工等关键质量控制点的主要施工技术及注意事项,进而解决了新型卸荷式板桩码头施工风险大、工程质量难以控制以及工程进度缓慢等问题。研究结果证明:适用于新型卸荷式板桩码头的关键施工技术可靠稳定、综合效益明显。

分离卸荷式板桩码头工作性状的静力分析

分离卸荷式板桩码头,作为近年来一种新型码头结构形式,在保持传统板桩码头优势的同时,可适用于深水泊位。目前,对其工作性状和工作机理的理论研究还不够成熟。为进一步了解其工作性状,利用有限元软件ABAQUS对某分离卸荷式板桩码头进行有限元建模和静力分析,分析卸荷承台及群桩设置的作用及工作性状,为码头设计及优化提供相关依据。

不卸荷封桩技术在既有建筑纠偏加固工程中的应用

锚杆静压桩托换技术对既有建筑纠偏加固是一种行之有效的方法,但在施工中往往因各种原因使建筑物产生附加沉降,本文介绍了不卸荷封桩技术的原理和方法,并通过工程实例,说明不卸荷封桩技术能有效地控制施工中的附加沉降,减少这种不利影响,使加固工程更安全更、有效。

分离卸荷式地下连续墙板桩码头运行初期前墙工作性状的观测与研究

唐山港京唐港区18#—19#泊位是我国首个采用分离卸荷式地下连续墙结构建设的深水板桩码头,是深水板桩码头结构创新相关研究的重要组成部分。通过分析研究该泊位在码头前沿疏浚期间和投入运营1 a后所进行的系统性原型测试成果,进一步了解和掌握码头前板桩墙的结构内力和变形情况。测试结果显示,在运营初期码头前墙的内力和变形均较小,进一步优化码头结构设计的空间取决于码头结构稳定后的内力与变形。

卸荷式板桩结构性能试验研究

卸荷式板桩具有极其复杂的荷载传递方式与协调工作机理,因此探索其结构的承载力性能意义重大。结合工程案例进行现场实测以研究其承载力特性。结果表明:该结构墙身在16 m处水平位移量随着时间的推移而逐渐增大并趋于稳定,锚锭墙整体最大水平位移发生在锚锭点处;拉杆拉力在浚深挖泥初期有较大幅度的增加而后期拉杆内力趋于稳定;侧向土压力分布近似服从静止土压力分布;超静孔隙水压力在主动区-20 m以上有所减小而被动区-20 m以下略有增大。试验研究证明该新型卸荷式板桩具备良好的承载力机理与工作性能,可广泛应用于大型复杂的深水码头等工程。

分离卸荷式板桩码头承载特性与结构优化设计分析

分离卸荷式板桩码头结构是一种新型板桩码头结构形式,其主要结构特点是在传统的单锚式板桩码头前墙后方安置一定埋深的桩基卸荷承台来达到对前墙的卸荷效应.以工程原型为参考,建立有限元数值模型,在控制桩墙单宽混凝土用量总和相同的条件下,以桩间距与桩刚度为参数建立数值模型组,以前墙与海陆侧桩的最大截面弯矩及其截面边缘应力为主要判断标准来评价结构参数变化对结构承载特性的影响.结果表明,在原型结构基础上,在维持桩墙单宽混凝土用量之和不变的条件下,适当增加桩间距和桩自身的刚度可使分离卸荷式板桩码头承载特性得到有效的优化,对工程实践有一定的参考价值.

不卸荷封桩技术工程实践

本文介绍了不卸荷封桩技术的原理和方法 ,并通过工程实例 ,说明不卸荷封桩技术能有效地控制施工中沉降 ,减少这种不利影响 ,使加固工程更安全。

新型整体卸荷式板桩结构在某挖入式港池中的应用

结合某挖入式港池工程,阐述整体卸荷式组合钢板桩结构方案设计及关键技术。该结构形式充分整合了前板桩墙、1 000PHC桩基及卸荷式承台的抗弯能力,以类似于整体刚性承台的形式来抵抗水平及竖向荷载。该新型结构已在某挖入式港池中成功应用,可为以后类似工程的设计提供技术参考。

卸荷平台对分离卸荷式板桩码头中板桩力学性能的影响

针对板桩码头的不足而提出的新型码头结构型式——分离卸荷式板桩码头是我国首次提出的深水板桩码头。利用ABAQUS有限元软件分析分离卸荷式板桩码头结构的卸荷平台对分离卸荷式板桩码头中板桩力学性能的影响规律。结果表明:卸荷平台的存在能有效减小前墙上部受力,而对前墙下部受力较小。前墙所受土压力随平台宽度增加并无明显的变化规律,但随卸荷平台宽度增加而有所减小。前墙研究成果可供分离卸荷式板桩码头的结构设计参考。

一种低桩宽承台卸荷板式海堤在限制环境下的应用

海滨城市建设海堤经常受相邻桥隧的影响,建设条件受到各种限制,传统的大型土石方海堤已无法满足要求。因此,提出一种低桩宽承台卸荷板式海堤,该结构能适应打桩设备小、施工作业面狭窄、地质条件差且不能换填、地面荷载大及防腐要求高等不利条件。采用MIDAS/GTS NX软件对结构进行三维数值模拟计算,并现场监测收集变形数据,结果表明,该结构具有桩基弯矩小、水平位移小、整体稳定性好等优点。

分离卸荷式板桩码头数值模拟与分析

利用有限元软件对分离卸荷式板桩码头结构形式进行数值模拟。结果表明,荷承台的设置对分离卸荷式板桩码头影响较大,可为工程实际提供一定的依据。