基于稳定蠕变模型的软土地层桩基位移理论解

基于软土地层稳定蠕变及承压桩桩基沉降位移特性,通过构建桩底土体虚拟柱状结构等效流变模型,建立桩基沉降位移时效特性叠加力学模型及其理论解。研究桩基承载模式及其与桩顶荷载的相关关系、相应承载模式下桩基沉降位移及其时效特性。结果表明,蠕变地层中的摩擦端承桩受土体的流变特性影响,桩基总位移呈现显著的时效特性且受土体的蠕变特性支配。工程实例分析验证了所建模型和理论方法在蠕变地层的适用性。该黏弹性理论解不仅可用于稳定蠕变地层桩基长时位移预测,并可方便地拓展应用于其他蠕变地层桩基失效问题计算。

盾构隧道施工侧穿桥梁对桩基位移和受力特性的影响

为研究地铁盾构隧道施工桩基变形规律和受力特性,以长沙地铁5号线侧穿桥梁工程为背景,通过MIDAS/GTS软件建立三维力学模型,综合分析了桩基水平位移、桩基侧摩阻力、桩基轴力、剪力的变形规律。研究结果表明:盾构侧穿桥梁时沿隧道横断面方向近侧桩基水平变形严重,弯曲方向为远离隧道;桩基轴力变化呈"抛物线"状,近隧道侧桩的轴力明显大于远侧,桩基轴力在隧道埋深位置达到最大;桩基剪力表现出正负交替现象,分别在隧道埋深处表现为零值和峰值,在临近桩基时扰动影响最大。

层状异性流变地层桩基长时位移的理论预测

针对层状异性流变地层中桩基长时沉降位移预测计算难题,基于荷载传递模式、Poyting-Thomson模型和土体一维虚拟结构等效模型,建立了该类地层中桩基承载模式判别以及桩基服役全过程长时沉降位移的理论预测方法。研究了稳定蠕变地层桩基承载模式演变及其沉降位移时效特性。结果表明:摩擦承载状态下桩基沉降呈现瞬态弹性;土体的层状异性特型导致桩体压缩变形具有明显的台阶突变;摩擦+桩端共同承载时,桩基总体位移等于桩体形变位移和桩端沉降位移的叠加,具有显著时效特性并随时间逐步趋于稳定。

层状异性蠕变地层桩基沉降位移的理论解

考虑软土地层层状异性及流变特性,采用虚拟柱状结构等效流变模型,建立了桩基不同荷载条件和承载模式下沉降位移的理论解。研究了不同荷载等级条件下桩基沉降位移的空间分布特征及其时效特性。结果显示,软土地层中桩基承载模式随荷载增大呈动态演化。当桩基处于摩擦承载模式时,桩基沉降位移为桩体压缩瞬态弹性变形;当桩侧阻抗无法平衡桩顶荷载时,桩基承载模式转化为摩擦与桩端共同承载模式,桩基总位移为桩体变形和桩底土体沉降位移的叠加。同时,对于桩端承载状态,由于土体的流变特性,桩基总位移呈现显著的时效特性。随荷载增大,桩端位移的时效性更趋显著。

开挖面局部应力对临近桥梁桩基扰动影响研究

为了研究盾构开挖面中心应力集中现象对侧穿的桥梁桩基的扰动,以广东省某大直径盾构隧道近距离侧穿既有桥梁桩基为工程背景,运用Midas有限元模拟分析施工过程中开挖面出现集中应力时对桥梁桩基竖向与水平位移影响,并通过线性回归方程预测开挖面允许出现的最大集中应力。结果表明:在泥水应力550 kPa,集中应力983 kPa情况下桩体最大水平位移达到6.87 mm,已超过预警值,需提前采取加固措施;线性回归分析得到在保证桩体水平位移符合规范条件下,开挖面允许最大集中应力为773 kPa。掘进压力主要使桩体产生水平方向上的挠曲变形并且在与隧道轴线同一埋深位置的桩体变形量最大,集中应力的出现使得桩体挠曲变形量增大。

基于BP神经网络的桥梁桩基水平位移预测

基坑开挖会引起周围土体位移,导致桩身层产生附加弯矩、侧向位移等,从而影响邻近桩基正常工作。为更好地预测桩基位移并加以控制,以某桥梁基坑工程为例,建立BP人工神经网络预测模型,结合三维数值模拟及实际监测数据,对桩基水平位移进行预测对比。结果表明:基坑开挖对邻近桩基的影响随两者距离增大而缓慢减弱;开挖过程中桥梁产生的竖向位移始终大于其他方向位移;针对基坑工程中普遍存在的非线性复杂问题,通过输入一定组数影响变形的相关因素,进行反复迭代训练,能提高模型预测精度,减小预测误差,可为桩基位移的预测提供一定参考。

客运专线机场路隧道下穿高架桥近接桩基施工位移控制技术

以成都—绵阳—乐山客运专线机场路隧道下穿成都市蓝天立交桥工程中近接12根高架桥桩基为例,研究近接桩基施工位移控制技术。根据相关规范及相似工程研究成果,制定机场路隧道近接桩基沉降控制标准和水平位移控制标准。建立机场路隧道下穿高架桥段的仿真模型,依据工程地质情况和设计支护参数,确定计算模型物理力学参数,对近接桩基隧道施工进行开挖模拟计算。计算结果表明:12根近接桩基的沉降值和差异沉降值均小于预警值,但是水平位移值均大于允许值,必须采取加固措施才能进行施工。提出在机场路隧道两侧设置隔离桩的加固方案,并计算采取加固措施后的近接桩基沉降及水平位移值。结果表明:12根近接桩基沉降值和差异沉降值均有较大的减少,水平位移值亦大为减小且均小于预警值,机场路隧道可以正常施工。

高压旋喷桩施工对相邻既有高速桩基的影响分析

高压旋喷桩是一种常见的地基处理方法,但会对周围土体和既有构筑物造成影响。文中以道路下穿高速公路桥梁段实际工程为例,采用圆孔加荷方法和土弹簧刚度m法分析了高压旋喷桩施工对桥梁桩基变形、内力的影响,并分析了施工对桩基承载力和沉降的影响,结果表明高压旋喷桩施工将导致桥梁桩基桩顶产生较大横向位移,超过高速桥梁的变形限值,同时高压旋喷桩施工将降低桥梁桩基竖向承载力,导致桩基沉降,影响桥梁上部结构。根据分析提出了针对桥梁的保护措施,为桥梁工程安全提供保障。

考虑剪切变形下隧道开挖引起邻近桩基水平向响应简化分析

隧道开挖引起邻近桩基的变形影响理论研究都将桩基简化成Euler-Bernoulli梁搁置在传统的Winkler地基模型和Pasternak地基模型上,忽视了桩基变形时桩基自身剪切变形的影响。基于两阶段分析法,采用Loganathan公式计算隧道开挖引起邻近土体自由位移场,再将桩基简化成可考虑剪切变形的Timoshenko梁放置在Kerr地基模型上,建立桩基水平方向受力平衡方程,结合桩基两端约束条件,获得邻近桩基的水平位移及其内力半解析解。随后考虑群桩间土体遮拦效应,进一步获得隧道开挖对邻近群桩的变形影响。通过与工程实测数据及有限元模型计算结果对比,验证了本文方法的合理性。研究结果表明:邻近群桩水平位移及其弯矩随着地层损失率增大而线性增大;隧道埋深增大会引起邻近群桩水平位移减小,桩基弯矩峰值在隧道埋深较大时明显减小;桩隧间距增大会引起邻近群桩水平位移及其内力减小,其减小速率逐渐变缓。

地基加固控制开挖对附近桩基影响有限元分析

采用有限元手段分析开挖施工对临近建筑物桩基影响规律,侧重于评估坑外地基加固控制开挖影响的有效性。对基坑开挖、地基加固以及邻近建筑桩基进行整体建模,以临近桩基承台水平位移为控制指标,对6种不同地基加固方案进行对比分析,研究复杂施工环境下地基加固控制开挖对已建和拟建建筑物影响的不同机理。研究表明,地基加固控制开挖对临近桩基的影响很大程度上取决于二者施工的前后性,开挖在临近桩基承载之后,则选择靠近临近桩基侧地基区段进行重点加固,反之,若开挖在临近桩承载之前,则选择近基坑侧地基区段进行重点加固。

盾构施工对临近桩基影响的数值模拟及参数分析

采用数值模拟软件对盾构隧道施工近距离下穿桩基进行三维仿真模拟,研究双线盾构动态掘进时桩基位移的变化。数值模拟实现了盾构施工时的步步掘进,考虑了土仓压力、注浆压力、盾构与土体摩擦力等施工参数的影响;利用PLAXIS 3D的固结计算,考虑盾构机自重对土体的固结作用引起的地层沉降,并由此考虑开挖速度对桩基位移的影响。计算结果表明:隧道开挖将导致桩基发生沉降、侧移以及倾斜,桩基的整体位移以及倾斜都随盾构施工的进行不断增加。施工参数敏感性分析表明:增大开挖速度可以有效控制桩基位移,但当开挖速度增大至一定程度时,开挖速度对桩基的影响逐渐减小;双线隧道同步开挖时对桩基的影响比双线分别开挖时小。

地铁列车振动对沪闵高架桩基的影响分析

上海轨道交通1号线某区间U型槽段紧邻沪闵高架2号匝道,列车引起的振动几乎未经地层吸收即传到高架桥桩基。通过数值分析,研究了地铁列车振动对沪闵高架2号匝道桩基的动力影响,获得了列车荷载作用下沪闵高架2号匝道桩基的运动规律。

隧道掘进施工对桥梁桩基影响分析

以某隧道工程开挖对上部邻近桥梁桩基影响为例,利用FLAC3D数值模拟软件,分析了隧道开挖对经过桩基中心处的地表沉降变化以及开挖后桩基的水平位移和竖向沉降,主要结论如下:地表沉降发生在隧道中心正下方,第2次开挖即隧道刚经过桩基侧面时引起的地表沉降变化最大,且隧道中心左侧即有桩基一侧地表沉降值相对于另一侧略大;隧道开挖对离地表下方4m处的桩水平位移影响最大,最大位移值为1.47mm,桩底水平位移接近于0;隧道开挖对地表以下3m内桩沉降影响最大,-2m处桩沉降最大,值为0.53mm;桩底沉降最小,值为0.19mm。对比桩的竖向沉降和水平位移可以发现,无论桩的水平位移还是竖向沉降,在-8m以下部分桩的位移变化幅度均较小。

某沿海软土地区埋置式轻型桥台桩基关键参数研究

某沿海软土地区,河网较密,桥梁众多,由于深厚软基特点,桥台病害多、造价高。从桥台桩基承载力、桥台桩基水平位移控制和造价等方面对埋置式轻型桥台桩距和桩径等关键设计参数进行研究,确保桥梁桩基础合理布置,具有借鉴意义。

地表堆载对临近城市立交桩基受力影响分析研究

以某地区地表堆载临近立交单桩桩基为例,采用有限元软件ABAQUS建立数值模型,分析桩基的受力特性,并探讨堆载距离L、堆载荷载P和堆载宽度b对桩基轴力和沉降的影响规律,得到以下结论:堆载对桩基的轴力和变形产生不利影响;随着堆载距离增大,桩基最大轴力和最大沉降均呈现线性减小,改变堆载距离不会影响桩基的最大轴力位置,桩基最大沉降均发生在桩顶位置;堆载荷载和堆载宽度增大,均会导致桩基整体轴力和最大沉降增大,且堆载荷载增大对桩顶沉降影响较为明显;改变堆载宽度和堆载宽度均会导致桩基的最大轴力位置沿桩基下移。

盾构隧道下穿改建桥梁对桩基的影响分析

以杭州地铁6号线为工程依托,采用FLAC 3D有限差分软件对地铁隧道下穿改建后公路桥梁工况进行了数值模拟。分析了桩基竖向及水平方向变形,并提出了提高施工稳定性的方案。其主要结论如下:(1)桩基竖向会产生上浮及沉降2种变形,最大值分别为9.72 mm,–2.24 mm,均小于施工限值12 mm;(2)桩基水平位移最大值出现在开挖隧道所在平面及淤泥质粉土与粉质粘土交界一定范围内;(3)有桩台的原址基桩顶几乎不产生水平位移;(4)可采用降低施工速度,增加注浆压力及采用同步注浆方法提高施工稳定性。

软土地基处理过程对临近桩基的影响分析

文章基于斯里兰卡科伦坡固废处理项目,结合桥梁结构及房建单体结构间距小的设计特点,采用有限元软件建立数值模型,分别从桩基位移、轴力、弯矩及剪力四个角度分析软土地基处理过程及箱梁施工过程对已有桩基的变形及受力影响,结果表明,各项指标均在质量控制范围内,满足设计要求。此外文章依据理论分析结果对具体施工方式及工况进行了优化配置,旨在为今后类似市政工程的设计和施工技术研究提供参考。

地铁盾构施工对邻近建(构)筑物桩基的影响

以广州地铁18号线盾构隧道下穿办公楼及商业裙楼桩基群为工程背景,针对盾构隧道掘进穿越过程对桩基的变形影响进行了研究。通过获取现场实时监测数据,重点研究了盾构隧道与桩基距离对桩基变形的影响,并结合三维数值模拟开展了深入分析。研究结果表明:隧道开挖会使桩基在水平方向上发生侧移以及倾斜,桩基的整体位移会向着靠近隧道侧以及隧道掘进的反方向发展,桩基的倾斜随盾构施工的进行不断增加;隧道穿越桩基群施工时,先建隧道对后建隧道产生的土体变形的传递起到阻隔作用。

地铁换乘站开挖对临近建筑物影响的分析研究

为研究地铁换乘站施工对临近高层建筑物(交行联通大厦)的影响,本文依托长春地铁解放大路站工程,采用MIDAS/GTS,FLAC3D等软件建立数值模型,分析地铁换乘站施工对交行联通大厦的基础沉降和桩基的侧向位移的影响,得到如下结论:(1)解放大路车站主体不同顺序开挖对建筑物稳定性造成的影响差异较小;(2)长春地铁开挖与交行联通大厦不同水平距离对建筑物稳定性的影响随开挖距离的减小而增大,当开挖距离为5m时,建筑物东北角和西南角的地表沉降差值达到15.7mm,最大侧向位移达到20mm,对建筑物损害较大,在采用旋喷围护桩进行加固防护后,建筑物基础沉降量减少约40%,得到的结果对现场施工具有指导意义。

砂卵石地层盾构隧道下穿铁路桥施工影响分析

文章以成都地铁9号线某盾构区间下穿既有铁路桥工程为例,利用三维有限元方法模拟左线、右线盾构施工全过程,分析盾构施工引起的地表沉降、桥墩和桩基竖向及水平位移。分析表明:(1)当左、右线区间隧道盾构施工完成后,地表出现了较为明显的沉降,最大沉降位于两区间隧道中部地表;(2)桩基础在竖直方向发生整体向下变形,继左线后,右线施工完成使得桩基及桥墩进一步沉降,在桩顶位置发生最大竖向向下变为3.78 mm,在控制标准范围内;(3)左、右线盾构施工引起桩基的最大水平位移都出现在两区间隧道中间范围,水平位移方向背离隧道,且距离隧道越近,水平位移越大,两线掘进通过后,桩基最大水平位移值为2.0 mm,小于单桩水平允许位移6 mm。