嵌岩桩水平承载力地基反力Matlock法分析

嵌岩桩在海上风电、跨海大桥等结构中的应用十分广泛,但在嵌岩桩水平承载特性方面的研究仍有较多不足。弹性地基反力法中的Matlock法在中国是用于计算水平承载桩承载力时应用最多的方法,但地基反力Matlock法针对嵌岩桩缺少合理的取值方法。基于现场试验数据建立并验证有限差分数值模型,通过数值模拟与参数分析,研究了岩体力学参数和桩基参数等因素对桩岩相互作用的影响,提出了Matlock法中地基反力系数比例系数的拟合计算公式。通过现场试验数据对提出的方法进行了验证,结果表明计算结果与实际情况较为相符,与其他方法比较,所提出的修正Matlock法相对非线性的p-y曲线法具有取值计算较为简便的优势。

不同嵌岩深度下抗拔桩承载特性研究

以广东省江门市某工程为例,通过有限元分析软件ABAQUS,结合地勘报告及现场对桩基进行抗拔静载试验得出的荷载–位移曲线图,建立抗拔桩三维有限元模型进行数值模拟计算分析,研究不同嵌岩深度增量下抗拔桩的承载特性。研究成果表明:增加嵌岩深度可在一定程度上提高桩基抗拔承载力,但二者之间并非呈线性增长关系。当嵌岩深度增量为3D时,相较于原试桩的桩顶位移量减小54.2%,抗拔承载力提高105.2%,对桩基抗拔承载力的提高效果尤为显著。

穿越溶洞桥梁桩基嵌岩深度计算方法研究

为准确计算岩溶区桥梁桩基嵌岩深度,依托莆炎高速公路岩溶区桥梁桩基工程,分别考虑桩基竖向极限承载力、桩身稳定性和桥梁全寿命周期内溶洞溶蚀量,提出3种穿越溶洞桥梁桩基嵌岩深度计算方法,并验证3种方法的可靠性。选取34根代表性桩基对比嵌岩深度设计值与所提方法计算值,并选取1根试桩对比规范值与所提方法计算值。结果表明:34根代表性桩基中,1根桩基的嵌岩深度设计值小于考虑全寿命周期内溶洞溶蚀量的嵌岩深度计算值,占比2.9%;10根桩基的嵌岩深度设计值同时满足竖向极限承载力、桩身稳定性和桥梁全寿命周期内溶洞溶蚀量要求,且安全储备合理,占比29.5%;23根桩基存在安全储备较高问题,占比67.6%,其中14.7%的桩基嵌岩深度设计安全储备高达5倍。各规范关于桩基嵌岩深度的取值差异较大,为确保桥梁桩基承载安全,同时降低施工难度和成本,建议设计穿越溶洞桥梁桩基的合理嵌岩深度时,充分考虑桥梁全寿命周期内溶洞溶蚀量。

嵌岩隔离桩对基坑邻近隧道的保护效果分析

采用嵌入中风化砂岩的隔离桩对邻近地铁隧道进行保护时,桩底被强度较高的中风化砂岩固定与约束其保护效果较好,但在设计与有限元分析中若等效计算模型不合理,会计算得到隔离桩效果较差的结论。基于有限元方法,探讨了数值计算中嵌入中风化砂岩隔离桩的合理等效方法。对比计算表明,数值计算中不对嵌岩段进行位移固定,得到的计算结果与实际不符,低估了隔离桩的作用,建议对进入中风化岩石的桩端位移设定为固定边界条件。隔离桩距隧道的水平净距不小于3.0m,桩顶不高于隧道拱顶位置线标高、不低于隧道中心位置线标高,嵌岩段不小于4.0m,其隔离效果好、性价比高。

土-岩复合地层嵌岩钢板桩施工方案研究

针对城市水管改造过程中深基坑工程嵌岩钢板桩支护施工难度较大的问题,文章以合肥市西二环原水管改造工程为例,详细介绍了嵌岩钢板桩的施工工艺流程,并提出了重要工序的控制措施,保证了施工安全并取得良好的施工效果,可为同行在推广使用中提供借鉴。

嵌岩深度和加固范围对深厚软土桩基托梁结构的性能影响

以某新建铁路工程为例,基于有限元软件,以钻孔灌注桩桩基嵌入基岩深度(5种嵌岩深度)和桩前旋喷桩加固区范围大小(6种不同排数旋喷桩加固范围)作为控制变量,研究桩基的力学特性和路基面沉降。结果表明:灌注桩桩基的最大水平应力出现在土石界面附近,增加桩基的嵌岩深度和增加桩前旋喷桩排数都可有效降低桩基的水平变形和路基面沉降,桩基嵌岩深度为1D(D为灌注桩直径)或桩前旋喷桩为3排时,变化速率出现由快到慢的拐点。选择桩基长度为16m、桩前旋喷桩为3排的加固方式,具有较好的经济性。

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。

防止植入式嵌岩钢管桩灌浆上浮的施工工艺研究

植入式嵌岩钢管桩桩内混凝土采用陆上预制,钢管桩植入后进行侧壁灌浆,灌浆料对钢管桩产生浮力,钢管桩在灌浆过程中存在上浮风险,现有预防措施风险高、效率低。为解决植入式嵌岩钢管桩灌浆上浮问题,结合灌浆过程受力机理分析,通过在灌浆料中添加一定掺量的速凝剂,优化预制灌浆管线布置,改变灌浆施工工艺,严格控制施工工序,实现嵌岩钢管桩侧壁岩壁段、钢护筒段一次性连续灌浆施工。经现场灌浆工艺对比验证及工程应用,有效解决植入式嵌岩钢管桩灌浆上浮问题,保证了施工质量,提高了施工效率。

嵌岩深度对下伏溶洞桥梁桩基承载特性影响分析

桥梁桩基下伏溶洞嵌入深度对桩身下沉量、承载力大小及桩基长期稳定性具有重要影响,依托某岩溶区桥梁工程,通过MIDAS GTS建立溶洞-桩基数值分析模型,获取桩顶沉降、桩基极限承载力及溶洞周边岩体应力分布规律,开展岩溶区桩基施工桩基的嵌岩深度与下伏溶洞桩基承载特性分析。研究表明,下伏溶洞桩基嵌岩深度越大,嵌岩段提供的摩阻力越大,下伏溶洞桩基承载力越大;随嵌岩深度增加下伏溶洞桩基承载力衰减度逐渐减小,短桩相较于长桩更易受溶洞影响,嵌岩深度超过临界值4d后(d为桩径),衰减度稳定在5%左右,可将下伏溶洞桩基视为普通嵌岩桩进行计算。因此,合理增加桩基嵌岩深度,能有效减小溶洞周边岩体所受应力,同时能避免溶洞周边出现受拉区。

软土码头工程中嵌岩钢管桩施工技术应用研究

为提高软土码头工程桩基施工质量,预控施工安全风险,采用嵌岩钢管桩施工技术可以有效提高软土承载力,保证桩基工程的稳定性。文章以芳村客运码头和会展中心码头改扩建工程为例,结合项目施工方案,分析了嵌岩钢管桩施工重难点和该施工技术应用要点,希望可以提高码头工程建设水平。

鹤山国际陆港大直径嵌岩桩竖向抗压静载试验研究

论文针对鹤山国际陆港工程,对3根大直径嵌岩桩进行了竖向静载试验和内力试验,明确了其荷载传递机理,分析了嵌岩段的极限侧阻力和极限阻力性能分布特征。试验结果表明,3根试桩在最大荷载作用下均未发生破坏,桩压约为桩径的1.2倍左右;在各特定荷载序列下,轴力沿受试桩方向逐渐减小,分布斜率逐渐减小,反映了桩侧阻力沿桩身从上至尾逐渐发挥的特点;在极限荷载作用下,强风化灰岩地层中桩侧阻力达到最大值,而杂填土和粉质粘土地层中桩侧阻力高于规范中推荐值,但强风化灰岩地层中桩侧阻力低于推荐值;在极限荷载作用下,试桩TP1-TP3的桩端阻力分别占桩顶荷载的53.8%、42.4%和38.4%。最高时,桩端阻力与上部荷载之比超过50%,远高于正常工况下的水平。

嵌岩桩钢护筒垂直度异常处理技术

温温州港状元岙港区二期工程嵌岩桩钢护筒沉设施工过程中,结合现场施工条件及钢护筒的长度,部分钢护筒采用打桩船沉桩工艺。因底部为中风化岩,且为斜面,在锤击过程中出现部分钢护筒垂直度偏差超过设计要求的现象,对后续嵌岩桩直桩成孔作业造成极大困难。为此,采用起重船吊装振动锤方案进行钢护筒拔除和重新振沉处理,后续钢护筒均采用振动锤振沉工艺,并以双层井字架进行限位,保证钢护筒垂直度,确保嵌岩桩施工质量。

基桩检测技术在嵌岩桩成桩质量检测中的综合运用

现阶段土木工程建设中嵌岩桩的应用较为常见,因其具有沉降小、承载力强、抗震性能高等特点,被广泛应用于基岩浅埋藏地区。通过穿透覆盖层进行基岩的直接嵌入,可在保证施工质量符合要求的同时,进一步提升建筑物运行稳定性。而作为嵌岩桩成桩质量把控的关键手段,质量检测的实施水平与基桩检测技术应用之间存在密切关联。本文从嵌岩桩成桩检测的意义分析入手,在此基础上阐明在成桩质量检测中基桩检测技术的综合应用。

海上裸露基岩斜桩嵌岩稳桩关键技术研究

斜桩嵌岩是在基岩埋藏深度较浅或者基本无覆盖层的地质条件下采用一定斜率的嵌岩灌注桩技术。钢管桩作为嵌岩灌注桩的钢护筒,受海底地形影响,钢护筒的入土深度不足以形成桩基自身稳定的地质条件。文章通过分析一定斜率的钢护筒在受到自身重力、钢护筒内水的重力、波浪力、水流力、土压力等的作用下,通过最不利工况计算出桩的最小入土深度,形成人造基床,达到桩基自身的稳桩措施,解决了在海上裸露基岩或覆盖层较薄的地基上进行斜桩嵌岩施工技术难题,为斜桩嵌岩施工提供了理论依据。

软岩嵌岩桩承载特性及承载力计算分析

南京软岩分布地区,对于嵌岩桩单桩竖向承载力估算,勘察设计单位采用的规范和计算公式不同,导致了估算结果差异较大。根据不同规范公式估算嵌岩桩的单桩竖向承载力,并通过其承载性状的对比分析表明,不同规范公式反映的桩基承载性状差异较大。经过与试桩结果对比分析,当岩石强度及嵌岩深度较小时,采用南京规范公式计算的单桩竖向极限承载力与试桩结果较为接近;当岩石强度及嵌岩深度均较大时,采用两种规范计算结果的平均值更加接近试桩。对类似软岩分布地区嵌岩桩基础设计施工具有参考意义。

复杂地质条件下超深大直径嵌岩桩施工关键技术

超深大直径嵌岩桩是一种在复杂地质条件下广泛应用的特殊桩型结构。本文以昆明某大厦桩基工程为例,分析了该项目的施工难点,阐述了在复杂地质下超深大直径嵌岩桩施工的关键技术、施工方法及质量控制要点,包括旋挖钻+冲击钻复合成孔工艺、人工造浆工艺、气举反循环清孔工艺、特制混凝土配比等关键技术及桩身垂直度、入岩深度、混凝土浇筑的质量控制要点。经检测,桩基全部高质高效完成,达到了预期的目的,工程结果表明,通过采用合理的施工方法和技术,可以有效保证超深大直径嵌岩桩的施工质量。

公路桥梁施工桩基嵌岩桩技术探讨

公路桥梁施工过程中,由于不同地区的地质条件存在差异,传常规的桩基技术在嵌岩区域面临施工难度大、工期延长、成本增加等问题。为了解决这些问题,本文引述公路桥梁工程项目实例,通过搭设钢管桩嵌岩桩平台,利用钻孔灌注形成嵌岩桩,由于嵌岩桩是一种将钢筋混凝土桩体直接嵌入岩石挖孔中的技术,通过将桩体贯入岩石层来实现稳定和承载荷载的目的。

桩孔垂直度对嵌岩灌注桩承载力影响规律研究

为解决嵌岩灌注桩因桩身偏斜引起的承载力不足问题,本文基于工程实例研究桩孔垂直度对嵌岩灌注桩竖向承载力影响机理,提出桩孔偏斜误差下嵌岩灌注桩承载性能劣化规律,并给出该类桩基成孔施工误差控制要求。研究表明:桩孔垂直度偏差可导致桩身嵌固段偏心受力,使得桩身摩阻力与端阻力分布不均,从而降低单桩承载能力,但随着嵌岩深度增加,偏斜单桩承载力劣化程度逐渐减低;当桩孔偏斜度大于临界值时,偏心轴力下桩身局部压应力易集中,可引起因超过材料极限抗压强度的结构失效问题。

地铁上盖物业岩溶地质勘察及嵌岩桩施工管控技术

溶区嵌岩桩在具体施工过程中可能会出现漏浆以及塌孔等问题,所以整体的施工质量是很难把控的。然而,受勘探方法限制,岩溶发育具有随机性、不规则性和非均匀性等特点,使得嵌岩桩的稳定性承载力难以确定。结合一工程实例,着重阐述了桩基础持力层的选择、桩周溶洞的处理以及施工质量的控制。实践证明,在岩溶发育强烈的地区,采用适当的工艺措施,可以确保嵌岩桩的施工质量。

超大直径嵌岩桩基础竖向受荷性状研究

研究目的:超大直径桩的应用越来越多,超大直径桩基础的工作性能是否仍可以采用常规的设计方法,需要进一步研究。本文基于夜郎河铁路特大桥的超大直径桩基础,结合具体地质情况采用FLAC3D软件仿真模拟分析大直径单桩基础竖向受荷特性。研究结论:(1)对于完全嵌入强度较高岩层的桩或上覆岩层强度较高的超大直径桩基础,当桩的长径比大于1.8时,桩基侧阻曲线形态表现为“上大下小”;随着桩长减短、长径比减小,桩上部侧阻逐渐减小,下部侧阻逐渐增大;当长径比很小时,变成“两端大、中间小”的形态;(2)只有当桩侧岩层弹模较小或上覆土层强度较低(如为黏土)的超大直径桩基础,侧阻曲线才表现为“上小下大”的形态,且桩侧岩层弹模越小,或上覆土层越弱,这种特征表现越明显;(3)超大直径桩的最优长径比小于3,比小直径桩的最优长径比小;(4)对于同直径的超大桩基础,桩侧阻力会根据桩侧岩层弹模的不同表现出三种不同的分布形态;(5)本研究成果可为超大直径桩基础的研究及应用提供指导和参考。