解析沉桩前溜桩段判断方法和沉桩过程技术研究关键技术

沉桩是土木工程中常用的一种基础施工技术,用于加固土地基,增加地基承载能力。在沉桩过程中,桩前溜桩段的判断和沉桩过程技术的研究是关键的技术问题。文章将详细讨论沉桩前溜桩段判断方法和沉桩过程技术的研究,包括溜桩段和溜桩深度的计算方法、复杂地质情况下的地勘报告数据分析、设备选型技术研究、桩型优化技术研究以及锤击沉桩施工工艺技术研究。

砂土中静压桩沉桩过程试验研究与颗粒流模拟

采用室内模型试验及颗粒流数值模拟研究了密实砂中静压桩沉桩过程,对桩周土体宏细观力学响应进行了分析研究。通过模型试验对浅层土体、桩身周围、桩端处土体的不同位移模式进行了比较分析,揭示了桩周不同位置土体的变位规律,并将孔隙变化场与宏观位移场进行相互印证,发现桩端土体位移模式与压密区基本呈圆孔扩张。对桩体贯入过程中的动端阻力、动侧摩阻力的发展规律以及临界深度等问题作了揭示。以室内模型试验为基础,建立了静压桩沉桩颗粒流模型,将数值结果与试验结果对比分析,通过分析土体细观变化模式揭示沉桩过程中宏观响应的内在机理。研究成果对于进一步明确沉桩挤土效应内在机理和沉桩阻力的发展规律都具有意义。

振动桩锤沉桩过程液化特性和贯入度数值分析

以液压振动桩锤和地基土为研究对象,运用有限元差分软件FLAC3D的流固耦合动力时程分析模块,采用Finn液化本构关系建立了桩土相互作用液化数值分析模型,利用内置FISH函数,对已有的变量进行计算,引入超孔压比描述地基土液化情况,模拟地基土振动液化沉桩过程。分析了振动频率、静载荷和弹性模量对桩贯入度和液化特性的影响。研究结果表明:振动沉桩引起的超孔压比的增加可以提高桩的贯入度;激振频率在20 Hz以内,振动频率越高,超孔压比上升的速率越快,桩贯入度增加;地基土弹性模量增大,桩下沉阻力增大,使桩下沉困难,可通过提高激振频率,增加桩顶静载荷来实现桩的下沉。

基于PIV技术的静压桩沉桩过程中桩周粉土位移场的试验研究

基于粒子图像测速(Particle Image Velocimetry,PIV)技术,采用自行设计的静压桩自动沉桩模型试验系统,研究含水率为11.1%(最优含水率附近)的桩周粉土在沉桩过程中的位移场的变化规律。在沉桩过程中用CCD高速工业相机和Davis 8.0采集软件连续拍摄试验观测面上的图像,同时用图像处理软件PIVview2C得到位移云图。试验结果表明:压桩力P与沉桩深度H的关系曲线分为3个阶段,P-H曲线形态随着沉桩深度H的增加呈现先上凸后下凹的趋势;位移场在桩端两侧基本对称,最大位移出现在桩端下部,相比于前2个阶段,第3个阶段内桩端下方土体的扰动最大。结果有助于进一步明确沉桩挤土效应的内在机理,并可为解决相关岩土工程问题提供参考。

锤击管桩沉桩过程模拟与算法

为了确保锤击管桩设计合理、提高施工质量,通过对柴油锤的冲击过程进行分析,建立了更符合实际打桩过程的柴油锤冲击模型;在对沉桩过程进行研究的基础上,基于应力波理论建立了重锤-桩-土相互作用模型,研究了施工工艺参数、桩的设计参数以及地质条件等对冲击力、桩贯入度等的影响。工程实例的对比分析表明,进行模拟的计算结果与实测结果吻合。

基于离散元理论的静压沉桩过程颗粒流数值模拟

通过对二维颗粒流程序进行二次开发,对静压沉桩过程进行模拟。模拟结果揭示了桩端、桩周土体在桩土相互作用过程中各自所扮演的角色,从细观层面解释沉桩过程,将沉桩过程中桩体宏观力学行为表现与桩周土体受沉桩影响的细观结构变化联系起来,增进了对沉桩过程的深入理解和规律的揭示。主要结论如下:(1)不同桩端形式桩周颗粒位移表现不同;(2)端阻力随贯入过程均呈现似稳值现象;(3)桩–土宏观响应与土体细观参数变化之间存在紧密联系;(4)桩端接触面处颗粒以滚动为主,仅一小部分发生滑动;(5)端阻力与桩尖角度有一定联系。

静压沉桩过程模拟与挤土效应分析

为了研究静压沉桩的挤土效应,利用ANSYS有限元软件建立了二维轴对称模型,采用位移贯入法对沉桩全过程进行了模拟。通过获取沉桩过程中桩周土体的位移轨迹,揭示了沉桩挤土的内在机理,发现沉桩对土体的作用可归纳为“密实-挤压-拖带”3个阶段。扣除初始地应力,深入分析了土体中应力增量场的分布规律,认为扩张压力由无重力地基的扩张压力、地应力围压及其引起的扩张压力增量三部分组成。将有限元计算结果与理论解进行对比,发现不考虑竖平面偏应力影响会使得理论解的扩张压力偏大,基于柱孔扩张理论的空间轴对称解仅适用于内摩擦角较大的情况。

管桩沉桩过程的计算方法探讨

通过分析桩基锤击过程中的动量定理,建立了考虑土塞效应的管桩沉桩计算模型。桩周土采用开尔文模型模拟,锤击荷载用三角荷载简化。求解微分方程,得到管桩入土深度与时间的关系,可分析打桩过程中任意时刻管桩的沉桩深度,并编制了相应计算程序。用该方法对实际工程进行模拟,结果表明该方法对管桩可打入性、沉桩过程的预测等与工程实测数据吻合较好。

管桩沉桩过程模拟及监控

为确保预制管桩设计合理并提高施工质量,在对沉桩过程进行研究的基础上,介绍了模拟实际打桩过程时柴油锤的模型、重锤与桩冲击响应的数值模拟及模型实现的主要功能等,分析了打桩监控试验的目的意义。分析表明,在设计环节模拟实际打桩过程中桩-土-锤之间的相互作用,对选择的桩型和打桩系统进行可行性分析,初步确定设计方案,然后实施试打桩并进行打桩监控试验,验证和调整初步设计方案中的桩-土-锤参数,实现设计方案的优化是非常必要和可行的。

柴油锤沉桩过程模拟的研究现状

分析国内外对柴油锤沉桩过程模拟的研究现状,从柴油锤、桩土模型和波动方程求解角度对既有研究成果进行对比研究,总结各方法的优缺点并针对部分问题提出解决思路。

预应力钢筋混凝土桩在沉桩过程出现纵向裂缝的原因及预防措施

1前言 预应力钢筋混凝土桩以其混凝土强度高、桩身抗弯、抗裂和抗腐蚀能力强、穿透力大、施工工效高、质量较好等优点在工程上有广泛的应用。但在沉桩过程中，特别是在采用锤击法沉桩施工过程中，有部分钢筋混凝土桩产生了纵向裂缝，这将严重的影响桩基的稳定性。如果不采相应措施进行预防与控制，将会产生不可估量的损失。

楔形桩和等截面桩沉桩施工过程数值模拟对比分析

楔形桩是一种可以有效发挥桩侧摩阻力,提高单位材料利用率的纵向变截面异形桩;然而针对其沉桩施工过程的研究却相对较少。基于PFC数值分析软件,建立楔形桩沉桩施工过程模拟的数值模型;为了对比分析,建立等体积混凝土用量的常规等截面桩沉桩施工过程模拟的数值模型;通过与楔形桩和等截面桩沉桩模型试验及圆孔扩张理论计算结果的对比分析,验证了本文所建立的数值模型的准确性和可靠性;系统对比分析楔形桩沉桩过程中桩周土体位移场、应力场以及沉桩阻力等变化规律。研究结果表明:楔形桩静压沉桩效应与等截面桩沉桩效应规律基本类似;本文数值模型条件下,楔形桩静压沉桩施工桩端阻力、桩侧摩阻力和整体沉桩阻力分别是等截面桩的1.0倍、1.82倍和1.37倍。

室内静压沉桩试验桩周土体全过程位移场分析

采用室内半桩模型试验研究了砂土中静压桩沉桩过程,基于DIC(digital image correlation)技术对桩周土体位移发展与相应土压力变化律进行了分析研究.试验采用无标识点方法对桩周土体累计竖向位移发展规律进行了全过程分析,并拟合出了桩周土体位移轨迹,揭示了桩周不同位置土体的运动规律.通过对桩周土体竖向位移与相应位置土压力变化进行联合分析,从土体变形的角度对土压力变化机理进行了解释与证明,实现了力与位移关系的统一.最后对沉桩速度对桩周土体位移的影响进行研究.研究成果对于进一步明确沉桩挤土效应内在机理和桩周土体压力的发展规律提供参考.

沉桩挤土的数值模拟与土体物理参数的变化分析

由于沉桩造成的桩周土体的侧移和隆起对周围的建筑物和设施造成的事故时有发生,研究沉桩对周围土体的影响规律,对于控制这类工程事故的发生具有非常重要的意义。基于圆孔扩张法的基本思想,对以往分析中处理桩土接触问题的方法进行了简化,通过在接触边界上给土体施加位移边界条件来模拟桩对周围土体的作用,采用分段压入的方式对沉桩过程进行了有限元模拟,分析了沉桩后桩体周围土体的变形规律和力学行为,并且对沉桩完成后的土体的物理参数进行了量化分析,得到了压桩前后土体单元物理参数的量化关系式。

用波动方程法研究打桩过程

采用波动方程法模拟打桩过程中承载力、贯入度、拉应力和压应力、桩输入能量的变化，以便了解打桩过程中可能出现的问题，并提出解决方法。打桩全程的分析，可以了解打1根桩的时间和总锤击数，以便安排打桩工作。

予估打入桩沉桩可能性

一个良好的桩基工程,具有承载力高、沉降速率慢、沉降量小及沉降均匀等特点,当工程地质条件表明:建筑物基底下的地基土层没有足够的承载力,或可能导致超过容许范围的沉降,而较深的地层有较高的承载能力时,采用桩基穿过软弱土层,使桩尘进入抗剪强度高的地层桩基持力层,

沉桩效应的差异分析

运用英国剑桥大学编著的Crisp有限元程序，对饱和砂土中的打桩效应进行有限元分析。对由于采取不同的本构关系和沉桩过程模拟方式计算所引起的超孔隙水压力、径向有效应力增量、地面隆起以及桩周土径向位移等沉桩效应的差异进行讨论，得出一些初步结论。

混凝土预制桩锤击沉桩施工工艺与质量控制

一、混凝土预制桩锤击沉桩苏州河下游段防汛墙加固和底泥疏浚工程（防汛墙加固改造部分）,位于上海市市区中心地段苏州河防汛墙北岸,属于上海市城市重大水利工程,起点为真北路桥东侧（桩号NK0＋000）,终点为白玉路（桩号NK5＋730.60）。苏州河防汛墙改造采用高桩承台结构作为防汛墙加固改造的整体结构型式。防汛墙基础为混凝土预制前板桩后混凝土预制方桩。