伊拉克某软土地层后压浆与试桩直径对承载形状影响试验

针对伊拉克某典型软土场地,根据试桩承载力和工程造价条件,开展了现场原位单桩静载试验、抗拔试验和水平静载试验,探究了该场地条件下试桩直径(0.6m和0.8m)和后注浆对试桩承载性状的影响,通过量测试桩的竖向荷载、累计沉降、上拔力、水平荷载和位移及桩身应力,分析试桩直径和后注浆对桩侧阻力和桩端阻力及试桩破坏模式的影响,给出综合性评价。试验结果表明,后注浆对桩端阻力影响较大,提高桩端阻力且使试桩更易发生刺穿破坏;当荷载较小时桩身轴力变化与试桩直径和后注浆无关,而达到极限荷载时,试桩直径存在尺寸效应。后注浆可以有效地提高软土的水平变形刚度和竖向抗拔力,提高试桩的水平抗力,并且试桩直径越大,抗力系数越大。除桩端阻力外,后注浆试桩其直径增强系数大于注浆增强系数。

不同伐桩直径及高度对马占相思萌芽更新影响的研究

对速生多用途树种马占相思进行了不同伐桩高度(25cm、50cm、75cm和100cm)及不同直径(4.1～8.0cm和8.1～12.0cm)萌芽更新影响的研究,结果表明,伐桩的萌芽率及平均萌条数随伐桩高度的增加而增加,随直径的增大而减少。萌条直径、长度及直立萌条(可望生长成材之萌条)总断面积随伐桩的高低和大小而增减。伐桩最低的萌芽率比以往报道的结果高4倍以上。以短轮伐期经营的马占相思人工林,采用50～75cm伐桩高度萌芽更新效果好。

纤维桩直径与牙本质肩领高度对桩核修复体抗折力影响的交互效应

目的:研究纤维桩直径和肩领高度对桩核修复体抗折能力的交互影响。方法:60颗上颌中切牙切除牙冠部分,按邻面釉-牙骨质界上残余牙体高度分为0 mm、1 mm、2 mm、3 mm四组(n=15)。按照常规桩核修复技术,使用Macro Lock纤维桩(2#,3#和4#)制作试样。采用静态折裂实验获取各试样的最大折裂力;通过断口图像分析试样折裂情况。双因素方差分析肩领高度和纤维桩直径对试样抗折能力的影响。结果:双因素方差分析结果显示肩领高度和纤维桩直径存在明显交互作用(P=0.006)。在0mm和1mm组,增加纤维桩直径能显著提高试样抗折能力;在2mm组,使用2#和3#纤维桩时,试样抗折力无显著差异;在3mm组,不同直径纤维桩对试样抗折力均无显著影响。结论:纤维桩直径对于桩核修复体抗折能力的影响随着肩领高度增加而减弱。增加肩领高度能有效提高桩核修复体抗折能力。

采伐季节 伐桩直径 桩高及树龄对刺槐萌芽更新的影响

在河北省灵寿县进行了采伐季节、伐桩直径、桩高及树龄对刺槐当年萌芽更新效果影响的初步研究。结果表明:①非生长季采伐的萌芽更新效果明显优于生长季节内采伐,即前者的萌条数量、萌条径高生长及生物量显著高于后者;②伐桩直径对萌条数及伐桩萌条总生物量有显著影响,而各径级伐桩萌条的径高生长差异不显著;③在6～15a生的年龄范围内或伐桩高度低于30cm时,伐桩萌芽力是均等的,即树龄和桩高对伐桩的萌芽更新没有显著影响。

钻孔灌注桩成桩直径的有效控制

钻孔灌注桩是近年来常见的桩基形式,它的特点是,无噪音、无振动、施工操作简便、工效高、有较好的经济技术效果。但是由于在技术上处理不当,也往往会出现缩径、扩径等质量问题,直接影响工程质量及经济效益。 笔者通过多年来的施工实践,从理论和技术上积累了一些成桩直径的有效控制方法,具体介绍如下: 1 缩径和扩径的原因分析 1.1 缩径原因分析 缩径一般是由于钻具磨损过甚、焊补不及时或因地层中有遇水膨胀的软土、粘土、泥岩及孔壁中的探头石或泥浆过稠造成的。

大直径桩端岩溶三维高精度成像方法

在岩溶地区,大直径桩基础受桩端岩溶的威胁较大,传统的钻探和物探等手段难以实现桩端岩溶三维精细探测。该文提出了一种基于超声成像原理的桩端岩溶探测方法,使用超声相控阵传感器在桩底采集全矩阵数据,采用全聚焦方法可对桩端岩溶成像。为解决超声远场成像横向分辨率低的问题,在桩底多个测点采集全矩阵数据,采用多面阵合成孔径全聚焦技术进行远场成像,实现桩端大范围、大深度、高精度成像。制作1:1足尺桩基岩溶实验模型并开展了探测实验,证实了该方法的有效性,并结合工程实例检验了该方法的实用性。结果表明,该方法可以对桩端10 m深度范围内的岩溶进行三维高精度成像,探测分辨率达0.1 m。该方法为大直径桩端岩溶提供了一种全新的、有效的探测技术和手段,对保障岩溶区桩基施工安全与质量控制具有重要的意义。

砾砂地层盾构切削大直径群桩的刀具研究

刀盘刀具是盾构机实现切削功能并保证其顺利推进的主要部件,合适的刀具选型与设计在保证盾构机成功切削大直径钢筋混凝土群桩的过程中至关重要。依托沈阳地铁4号线盾构切桩工程,结合盾构穿越砾砂地层的工程特点以及切削大直径钢筋混凝土群桩的工程需求,对刀盘刀具进行选型,采用LS-DYNA软件模拟不同刃宽、刃角及前角的贝壳刀切削钢筋的效果。将分析结果应用于该工程,通过对比切桩前后既有隧道沉降变化规律论证刀具选型设计的合理性,并根据切桩后的贝壳刀磨损规律及盾构机排出钢筋情况,评估刀盘刀具切削效果,从而优化刀盘的刀具布置。研究结果表明:盾构刀盘采用面板+辐条复合式直角刀盘,切桩刀具采用前角-45°零后角、5 mm刃宽、90°刃角的双面刃贝壳刀,可提升盾构切桩效果;盾构切桩过程中既有隧道的变形波动控制在1.1 mm内,切桩完成后既有隧道的最大沉降仅为1.96 mm,未对既有隧道造成明显影响;刀盘布置贝壳刀时,应增加高度为210 mm的贝壳刀数量,尤其需要避免单个辐条上仅有1把高度为210 mm贝壳刀的情况,可有效提高刀盘刀具切削钢筋的能力并降低崩刃风险。刀具选型设计结果成功应用于沈阳地铁4号线切桩工程,可为今后类似工程提供参考。

软基中多向受荷大直径单桩桩土相互作用试验研究

为了研究多向循环受荷大直径单桩的水平变形响应及桩土相互作用机理,开展多向受荷大直径单桩的1g大比尺模型试验,探讨不同竖向和水平循环荷载比下的桩侧受力及变形响应.试验结果表明,施加竖向循环荷载会增大桩身水平位移的发展速率;最大弯矩出现在2.0倍桩径深度处,随着循环次数的增大,桩身弯矩表现出减小的趋势;在循环荷载作用下,最大土抗力所在的位置随着循环次数的增大逐渐从1.5倍桩径深度处向2.0倍桩径深度处移动,循环土体抗力-桩身水平变形(p-y)曲线的退化主要发生在表层土体;施加竖向循环荷载会增大桩土界面的初始刚度,但同时也会加速桩土体系的刚度退化.建议在海上风电大直径单桩的设计中,特别注意竖向循环荷载对长期循环荷载作用下桩身位移及桩土相互作用的不利影响.

水泥土大直径单桩水平承载性能试验研究

为研究水泥土中大直径单桩的水平承载性能,开展了水泥土中大直径单桩水平承载性能离心机试验,分析了加固前后桩基水平承载力、弯矩和水平土抗力-水平位移(p-y)曲线的变化规律.基于黏土典型p-y曲线,考虑土体径向非均质性和桩径效应,修正初始地基反力模量和极限土抗力,提出了一种适用于水泥土加固桩水平承载力的计算模型.结果表明,相比未加固桩,加固桩的水平承载力明显提升,单桩初始刚度和极限承载力分别增加2.61倍和6.29倍.加固桩和未加固桩的桩身弯矩随荷载和深度变化趋势大致相同,但加固桩的最大弯矩位于泥面附近.水泥土加固可以提高桩身p-y曲线的初始刚度和极限土抗力,进而提高桩基水平承载力.计算值与实测值吻合较好,从而验证了所提计算模型的合理性.

市政桥梁灌注桩大直径桩基加固施工技术

城市化进程的加快,对城市基础设施建设提出了更高的要求。桥梁工程作为市政工程的重要组成部分,其建设质量直接影响到市政工程项目的建设质量。然而,在实际施工过程中,由于受到地质条件、施工环境、施工工艺等多种因素的影响,桩基施工难免会遇到一些问题和风险,影响工程项目的顺利开展。本文根据实际案例,通过分析高压注浆法、小管径钢管桩加固法以及扩底桩加固法三种方案的施工与效果,最终确定小管径钢管桩加固法具有较好的耐久性和可靠性。

大直径水平受荷单桩的抗力组分分析及其应用

现有海上风机单桩设计方法的改进主要从修正p-y曲线入手,较少涉及单桩抗力组分的研究。文章将大直径水平受荷单桩的桩-土相互作用分解为桩-土水平抗力p、侧壁摩阻力τz、基底水平摩阻力Fs、基底竖向抗力Fbot,建立含4类抗力弹簧的简化梁单元分析模型,通过三维有限元分析对工程试桩验算,提取各抗力弹簧的组分,明确大直径单桩的抗力组成和变化规律。结果表明,小长径比单桩的水平承载力主要由水平抗力(p-y抗力)控制,但侧壁摩阻力τz、基底水平摩阻力Fs不可忽略;大直径单桩变形模式由桩土相对刚度控制,长径比是影响单桩水平承载力组分变化的重要因素。在此基础上提出了p-y抗力组分曲线,并通过案例分析展示了修正单桩水平承载力的步骤和结果。

黏土中大直径钢管桩p-y曲线法适用性研究

大直径钢管桩作为常用的海上风机基础形式,其水平承载性能是风机基础结构设计中最关键的一环。API规范建议的p-y曲线法是目前计算钢管桩水平承载力最主流的方法,但其对大直径刚性桩及刚柔性桩的适用性有待探讨。通过开展数值模拟方法,研究了不同长径比水平受荷桩的桩身变形规律及桩周土体破坏规律,提出了基于长径比的刚柔性桩判断标准,并通过比较不同长径比下钢管桩水平极限承载力,得到了传统p-y曲线的适用范围。研究结果发现传统p-y曲线模型由于仅考虑了水平向的土阻力,适用于计算长径比≥15的刚柔性桩及柔性桩;而对于长径比<9的刚性短桩,其误差最高可达63%,严重低估了单桩的水平向承载力;对于长径比在9~15之间的刚柔性桩可适当使用API规范进行计算。

高应变动测技术在如东海域大直径钢管桩基工程中的应用研究

基于江苏如东海域三根大直径敞口钢管桩的初打和复打高应变动测试验数据,提出了适用于该海域的桩端折减系数η的推荐值和承载力恢复计算公式,为该海域大直径钢管桩基础的承载力评估提供了技术依据。敞口钢管桩高应变试验数据显示,试验桩侧阻力的恢复系数都远大于端阻力的,且桩侧阻力随时间增长显著,但端阻力的增长却很小。基于此,推荐如东海域大直径敞开钢管桩的桩端阻力折减系数η取0.05进行估算。此外,通过桩基土体恢复和增长机理探讨,提出桩基承载力恢复计算公式,且验证误差在10%以内。

基于CPT大直径钢管桩可打入性分析方法研究

在海洋工程当中,大直径钢管桩常采用液压锤进行施工,桩基可打入性的准确预测对实际工程具有重要的意义。为探究静力触探试验(cone penetration test,CPT)锥尖阻力与单位锤击能量的关系,通过将CPT锥尖阻力转化为单位等效锥尖阻力,定义阻能比为单位等效锥尖阻力与单位锤击能量阻力之比,基于9个场地、72根钢管桩打桩记录以及CPT测试结果,探讨了不同土层(粉土层、砂土层以及黏土层)中阻能比随深度变化的关系,提出了基于CPT锥尖阻力的桩基可打入性预测方法。研究结果表明:单位等效锥尖阻力与单位锤击能量随深度变化具有相关性,阻能比在不同土层随深度变化具有各自的规律性。通过获得的不同土层阻能比随深度变化的关系式,利用CPT锥尖阻力可以直接获得打桩需要的单位锤击能量。经工程验证,使用本文提出的方法,预测打桩过程中单位锤击能量可行且具有一定精度。该方法仅需已知CPT锥尖阻力即可对单位锤击能量进行计算,可以快速地对桩基可打入性进行初步评估。

不同桩-土界面摩擦系数对水平荷载下大直径单桩变形特性影响研究

为研究不同桩-土界面摩擦系数对水平荷载下大直径单桩变形特性的影响,根据现场试验及室内循环剪切试验结果,采用Abaqus软件及可考虑软土软化效应的本构模型进行数值模拟。结果表明:提高桩-土界面摩擦系数可在一定程度上减少桩顶位移,其减少程度与桩土相对位移呈正相关。桩-土界面摩擦系数变化区间为0.1~0.5,在水平静载作用下,桩-土界面摩擦系数对桩顶位移的影响随荷载的增大而增大,随桩径的增大而减小。水平循环荷载作用下,桩-土界面摩擦系数对桩顶位移及桩周土体软化程度的影响随荷载峰值、荷载频率、循环次数的增大而增大,桩顶位移减小值最大可达25.85%,桩周土体软化程度最大可达17%。

基于现场试验的海上风电大直径钢管桩p-y曲线特性分析

作为美国石油协会(API)推荐的规范方法,p-y曲线法在水平受荷桩的计算分析中得到了广泛应用。随着海上单桩基础尺寸的增大,基于柔性长桩得出的API规范p-y曲线的适用性受到了越来越多的质疑。以中国某海上风电场大直径单桩基础水平静载试验为工程背景,分析了试桩的水平受荷变形特性。基于实测数据,对比了4种较为常见的p-y曲线方法的计算效果。结合三维有限元模拟分析了基础尺寸对p-y曲线形式的影响,并探讨了上述p-y曲线的适用工况。结果表明:API法不适用于大直径桩的分析计算;4种方法中,Sullivan法的预测值与实测值最为吻合。同时根据现场试验与有限元分析的结果提出了修正的p-y曲线计算方法。文中研究成果能为相似海域内大直径单桩水平承载变形特性设计提供一定参考。

大直径桩配合锚索结构在山体永久抗滑支护中的施工技术

山体建筑中永久抗滑边坡支护桩和预应力锚索的施工质量与边坡支护结构的支护性能具有密不可分的关系,同时边坡支护工程存在比较强的隐蔽性及地质的不确定性,此时需要在施工中制订科学的施工技术方案,为边坡支护的施工质量提供有力的技术保障。基于大直径旋挖桩及预应力锚索施工中大型偏芯钢筋笼的制作、大直径桩旋挖成孔、钢筋笼下放、水下混凝土灌注、预应力锚索制作施工、土方开挖等方面的具体内容及施工难点技术措施,对山体永久抗滑支护结构施工技术进行了研究与分析,旨在为行业相关的技术人员提供施工参考。

海上风电大直径单桩基础循环重固结效应离心机试验研究

我国东南沿海台风频发,海上风机在其服役期内往往经历多次循环重固结阶段。然而当前绝大多数研究仅局限于未经历重固结的单桩循环响应,鲜有研究考虑循环重固结效应对后续单桩响应的影响。为此,针对软黏土中两种桩径的大直径单桩基础开展了一系列不同幅值下的循环重固结离心机试验,旨在揭示并量化循环重固结效应对大直径单桩循环累积位移、桩头刚度等关键设计指标的影响。试验结果表明:同等循环荷载幅值下,经历2轮循环重固结后,单桩基础桩头刚度相比初始刚度最大提高了1.5倍,这使得单桩累积位移显著减小,最大减幅达63%。因此,若设计过程中不考虑循环重固结效应对单桩后续循环响应的影响,而直接将每场极端台风下单桩的累积位移进行累加,则会严重高估桩头累积位移,使单桩基础设计偏于保守。

甬舟铁路西堠门公铁两用大桥5号主墩6.3 m超大直径钻孔桩灌注完成暨钢围堰吊装启动

2024年1月7日,甬舟铁路西堠门公铁两用大桥5号主墩基础最后一根6.3 m超大直径钻孔桩灌注完成(见图1),主墩首块钢围堰顺利吊装,标志着主桥桩基础施工完成,下一步将转入承台及后续桥塔施工。图1西堠门公铁两用大桥5号主墩钻孔桩灌注西堠门公铁两用大桥全长3118 m,主跨采用1488 m斜拉-悬索协作体系,桥面宽68 m,采用“公铁平层”布置。主桥共8个桥墩,4号、5号主墩位处海床面无覆盖层(无淤泥层、砂砾层等),基岩裸露倾斜,地质条件和水文环境恶劣,具有“风大、浪高、水深、流急、裸岩”等环境特点,建设施工难度大。其中5号主墩采用18根6.3 m世界最大直径桥梁钻孔桩基础,设计桩长84 m,嵌岩深度约37 m。

小直径钢管桩Q-s曲线的数值模拟与分析

目前小直径钢管桩在工程领域内得到了广泛应用,但是为确定小直径钢管桩竖向承载力,通常需要采用静力荷载试验获取其荷载-沉降曲线作为其判断依据,然而原位试验不仅过程复杂,而且耗时较长,同时需要投入大量的人力和物力。利用理论模型推导获得小直径钢管桩的Q-s曲线,不仅可以省去现场试验的必要性,而且能提高设计和施工的效率。本文结合前人的研究,在桩土接触面单元的建立过程中参考了无厚度Goodman界面单元法,理论推导小直径钢管桩的Q-s曲线,并与实测结果对比分析,证明了该理论方法的适用性,并分析了结果存在误差的原因,鉴于较小的沉降对小直径钢管桩承载力的影响较小,因此工程实践中可以通过理论方法获取Q-s曲线。