基于现场试验的CFG桩复合地基桩帽与垫层效应分析

【目的】柔性垫层和桩帽对CFG桩复合地基的桩土应力比、荷载分担比和沉降均有较大影响,但目前柔性垫层与桩帽在现场试验中如何共同影响复合地基特性仍有待进一步的研究。【方法】以CFG桩复合地基软基处理的某路段作为工程背景,在土工格栅层数不变的情况下,对垫层厚度为100 mm、200 mm、300 mm,桩帽尺寸为0.8 m、1.0 m、1.2 m组合下的形式进行了现场原位试验,研究了CFG桩复合地基的桩土应力比、荷载分担比和沉降特性。【结果】现场试验表明:随着垫层厚度由100 mm增大到300 mm,桩土荷载比减小了51.5%,桩土应力比减小了52.5%,总沉降量增大了7.9%;随着桩帽直径由0.8 m增大到1.2 m,桩土荷载比增大了29.0%,桩土应力比减小了29.2%,总沉降量10.4%.本文区域地质条件,宜选用垫层厚度100 mm、桩帽直径为1.2 m的CFG桩复合地基形式。

Experimental Study on the Effect of Steel-fibre in Concrete Thick Cap

The effect of steel fibre used in concrete was systematically analyzed by model testing of 30 2-pile thick caps of steel-fibre reinforced concrete, in which the model scale was 1：5. The experiment system composed of a loading device, strain measurement system and a data-acquisition system was used, also an electromechanic centigrade scale, a lens and a Y J-25 static resistance strainometer were used.The experimental results show that the volumetric rate of steel fibre and draw ratio have an important influence on its load-bearing capacity. The incorporation of steel fibre can effectively improve the extension and reduce the thickness of the caps.

架桥机作用下的承台和盖梁应力状态研究

在桥梁工业化、预制标准化施工中,架桥机是主要施工机械.常见的架桥机主要用于上部结构的整体吊装或拼装,预制桥墩则使用汽车吊或龙门吊进行拼装.中建八局依托绍兴市越东路智慧快速路工程研发了一种可以同时吊运桥墩和预制梁的新型架桥机,这种墩梁一体架桥机的支腿会立在承台和盖梁上,产生的压力、拉力均较大.国内外在架桥机施工方面的研究集中在架桥机和桥梁整体承载力,缺乏对支腿作用区的应力状态研究.为填补这一研究空白,文章提取5个最不利工况,采用拉压杆模型分析法和有限元软件Midas FEA,模拟桥墩受力状态.分析结果表明理论方法和软件方法均准确可行,集中力作用区的混凝土受压、钢筋应力均满足现行混凝土桥梁规范要求,而混凝土拉应力或裂缝超限.依据分析结果,文章建议在承台和盖梁的集中力作用区配置钢筋网片、螺旋筋抵抗拉应力.

大尺寸桩基承台钢套箱围堰的设计与关键施工技术

针对北澄子河大桥深基础水文条件复杂和常规水下施工精度差等问题,提出了钢围堰拼装的抗水压结构安全设计方法,研究了水下钢围堰的精确安装定位和混凝土排水浇筑等施工方法,研究表明:采用8 mm厚度钢板组合[10槽钢加劲肋结构体系可以保证围堰抗水压能力;利用分层编号定位方法进行水下钢围堰安装,保障水下安装误差可控制在±20 mm以内。

局部倾斜建筑分区域综合纠倾技术研究与运用

通过对某局部倾斜建筑物不均匀沉降和上部结构受损情况调查,分析该建筑物产生不均匀沉降后其受力及变形特点,给出建筑物局部倾斜基本特征及其与整体倾斜的区别。并根据局部倾斜特征将建筑物分为“刚性转动区”和“转动协调区”,进一步对不同类型的“转动协调区”的受损特征及其影响因素展开分析。分析结果表明,纠倾处理时以“分区处理,整体协调”为总体思路,对“刚性转动区”进行局部顶升复位,对不同类型的“转动协调区”视情况采取截柱迫降、设置纠倾分隔带、受损构件加固、采用拉区围箍式联合顶升承台实施顶升等措施,可取得良好的纠倾效果。

桥梁主墩承台大体积混凝土温度控制技术研究

为提高某独塔斜拉桥主墩承台大体积混凝土施工质量,对大体积混凝土承台建筑温度控制技术开展研究,现场采用分布式光纤及冷却水管布置监测与控制大体积混凝土的温度;结合MIDAS/Civil建立三维有限元模型,分析承台施工过程的温度场及应力场,揭示大体积混凝土底板施工过程的温度场分布规律,从而指导实际施工过程的温度控制。

竹节管桩在地坪加固中的应用和实践

展馆建筑一般为大空间,为满足不同的使用要求,设计时展馆地面会考虑较大的使用荷载,而场地浅层地质承载能力差,为满足使用功能,需对地坪进行加固处理。以台州国际博览中心展馆项目为例,采用竹节管桩和无梁楼板联合的方案对展厅地坪进行加固,通过对该加固方案的承载力、沉降计算,各个部分的连接措施的设计和实践,展厅地面能够承受设计使用荷载,沉降量较小,满足使用要求。展厅地坪加固方案管桩桩身质量易于控制,桩间土不直接承担上部使用荷载,对回填土的要求较低,施工难度较小,施工周期短,经济性好。

高寒地区桥墩承台水化热开裂及受力分析

文章以高寒地区某铁路桥为工程背景,详细分析了承台水化热产生裂缝的原因,进一步采用有限元软件ABAQUS进行对已开裂承台进行了局部应力分析,并提出了裂缝修补方案。结果表明:高寒地区冬季大体积混凝土在上边缘处容易开裂,应提前在钢模板表面铺设棉被以保温,按照设计冷却水程序通水降温,必要时搭设保温棚;在运营荷载下,由于桥墩处于受压状态,已开裂部位的所受的拉应力很小,不会引起裂缝扩展;封闭裂缝表面0.2~0.5 m深度后,在最不利荷载作用下,封闭裂缝处与未封闭裂缝面上的拉应力均很小,不会引起开裂。

遵余湘江大桥大体积混凝土浇筑温控设计与施工

基于遵余湘江大桥余庆岸索塔承台的设计与施工,结合其他类似的工程案例,对大体积混凝土结构,施工过程中产生的水化热进行分析计算,并对混凝土结构及预设计的冷却水管建立有限元模型计算验证,准确预测分析大体积混凝土浇筑过程中的温度场及温度应力(拉应力),防止产生危害性大的温度裂缝,制定合理的温控措施方案,从设计源头上提出确保大体积混凝土施工质量的对应措施。研究得出的冷却水管细节设计及施工措施可为其他类似项目提供参考。

BIM技术在深水承台双壁钢板桩围堰施工中的应用

在桥梁深水承台围堰施工时,由于水深、侧压力大,如何确保围堰稳定性、防水性、安全性是施工的难题。文章结合京滨高铁北辰大桥跨青龙湾减河桥工程实际,基于BIM技术,对深水承台双壁钢板桩围堰施工工艺进行优化,并介绍了双壁钢围堰加工制作和现场组装工序。为切实增强围堰稳定性,在将双菱形斜撑与对口撑结合的基础上,在迎水面采用H型钢和U型拉森钢板桩组合钢板桩,并在对口撑竖向层之间增加竖杆和斜杆作为竖向支撑,有效避免了围堰出现严重变形,而且保证了桥梁施工安全性及工程质量。

大同国际会展中心基础设计

大同国际会展中心由展览中心、会议中心和酒店组成,本文主要介绍该项目的基础设计,并给出基础施工过程中的现场照片,均可为类似项目提供参考。根据地质情况,结合地勘单位建议及本项目特点,从安全、经济、施工难度等多方面综合考虑,本工程采用具有地层适应性强、不受桩长限制以及施工对周围环境影响较小等优点的钻孔灌注桩,并采用后注浆技术。承台设计时,充分考虑柱底桩基数量及现场实际钻孔情况,灵活选择承台形式。筏板可作为部分压重抵抗地下水浮力,考虑上部结构刚度,计算筏板配筋和沉降,满足规范要求。

桥梁改扩建工程原有承台的高效利用浅析

文中从G104京岚线济南黄河公路大桥扩建项目的实际工程应用出发,为实现原有承台再利用,以UHPC作为原有承台与墩柱钢筋骨架的锚固剂,详细阐述了UHPC生产使用和原承台处理的具体施工步骤、操作要点以及注意事项,为桥梁改扩建工程完成后原有承台的高效利用提供了实例参考和技术指导。

旋喷桩复合地基承载特性的试验研究

文章首先介绍了旋喷桩固结体在砂砾地层和粘性土层所能达到的抗压、防渗等性能指标,阐述了该技术对建筑物软弱地基加固及透水地基防渗处理的适应性。进而提出采用模型试验的方法,对旋喷桩单桩和其构成复合地基进行载荷试验,以探求在竖直荷载作用下,复合地基的承载特性。文中详细论述了试验旋喷桩构筑所采用的工艺参数、龄期、取样、制样过程及试验装置。试验过程中,单桩模型是在不同水泥掺量下完成3组载荷试验,得到固结体物理力学性能指标;复合地基模型是通过改变地基模型主要参数,对所形成的复合地基进行20余组载荷试验,得到了竖直荷载作用下复合地基的承载特性及规律,并进一步论证了旋喷桩构成复合地基的承载模式。

相邻基坑施工顺序对邻近高铁桥墩的影响研究

在高铁桥墩两侧进行多个基坑开挖时会引起周边土体发生位移而引起桥墩的承台、桩基础位移,进而影响高铁运营安全。因此提出使用有限元计算模型对基坑开挖的不同施工方法影响高铁桥墩承台与桩基础的变形特性进行对比分析,计算出最优施工方案,确保高铁运输安全。

高空大体积混凝土承台建造施工技术的研究

"十四五"阶段,我国重点推进交通新基建工程.承台的建造施工质量,直接关系到港口、码头、海洋及桥梁等新基建工程的总体施工质量,大部分承台在建造施工过程中需要利用大体积混凝土进行浇筑,由于大体积混凝土的浇筑面积较大,所以其表面系数较小,需要承受水化热化学反应、自然变温反应、混凝土徐变收缩反应等综合因素的干扰.一旦混凝土内外温差较大,容易造成大体积混凝土产生明显的变形,出现贯穿裂缝、深层裂缝及表面裂缝等,严重影响承台结构安全和正常使用.针对高空大体积混凝土承台在建造施工过程中的技术性难点,需要在诸多环节进行质量控制,预防、控制高空大体积混凝土承台的变形和裂缝问题,提升建筑结构的整体性和安全性.

自由振动时带承台单桩的纵向动力特性

基于广义Voigt模型,在考虑桩身材料阻尼情况下,研究带承台单桩的竖向自由振动问题.根据阻抗传递法推出桩顶阻抗,将所求得的桩顶阻抗作为支承刚度代入承台的自由振动微分方程中,运用Laplace变换及逆变换推导得到承台自由振动位移在时域范围内的半解析解.采用参数研究方法,分析桩径、桩长、桩身材料阻尼以及不同性质的桩侧土层对带明置承台单桩自由振动特性的影响;将所得解与工程实测曲线进行对比,结果表明:得到的理论计算结果与工程实测数据较接近,理论方法能够反映工程实际.

低承台管桩纵向自由振动特性分析

基于广义Voigt模型和附加质量模型,研究了低承台管桩的纵向自由振动特性。首先,根据承台和管桩周围土体的性质,建立了承台、管桩、桩侧土以及土塞纵向自由振动的控制方程;然后,结合承台-管桩-土系统的耦合条件,采用Laplace变换技术及阻抗函数传递法,求解得到了承台纵向自由振动位移的频域解析解及时域半解析解。最后,分析了附加质量模型中Voigt模型参数的敏感性区间,并将该解退化与已有解进行对比,验证了该解的合理性;讨论了桩身参数、土塞、桩侧土及承台周围土体对低承台管桩纵向自由振动特性的影响规律。结果表明:桩身参数、土塞、桩侧土及承台周围土体对低承台管桩纵向自由振动特性有明显影响,为低承台管桩基础的防震减震设计提供了一定的理论依据。

桩底土对既有承台单桩纵向振动特性的影响研究

基于虚土桩和广义Voigt模型,建立桩及承台纵向振动的动力平衡方程,求得承台纵向振动时位移、速度的频域、时域解,研究了桩底土对既有承台单桩纵向振动特性的影响.结果表明:在相同初始位移条件下,单层桩底土厚度越大,承台位移、速度幅值及振动频率越小,而共振频率基本一致;存在软弱下卧层时,下卧层厚度越大、土质越差,承台位移、速度幅值越小.最后,通过与桩底土单Voigt模型及实际工程曲线对比发现,采用虚土桩模型能准确模拟软弱下卧层的作用,使得计算结果更为接近工程实测数据.

桥梁水中墩承台预制施工方法探讨

研究目的:我国大江大河众多,市政、公路、铁路建设中,广泛使用桥梁水中墩施工技术。在国内桥梁施工中,承台一般采用明挖基坑、一般支护基坑、筑岛围堰、混凝土桩围堰、钢板桩围堰、钢管桩围堰、单壁钢围堰、双壁钢围堰、薄壁混凝土围堰、吊箱围堰、套箱围堰、地下连续墙围堰等就地现浇施工方法。通过探索桥梁水中墩承台施工新技术,在安全、质量、进度得到保证的情况下,减低工程成本,促进桥梁建设技术进步。研究结论:桥梁水中墩承台高位预制施工技术在国外已有实例,在国内未见工程实例。通过研究分析,承台高位预制施工技术具有可行性、较好的通用性,施工方法技术先进、安全可靠、具有良好的经济性。通过进一步的优化、试验,承台高位预制施工方法具有良好的应用、推广前景。

群桩基础优化设计及其在工业厂房中的应用

在讨论桩基承台破坏机理的基础上，给出群桩基础设计的优化方法。桩在承台上采用最优方式布置，承台优化设计的目标函数为承台混凝土的体积，约束函数考虑承台抗剪切、柱冲切、角桩冲切和沉降等。优化设计由编制的程序完成。通过一工业厂房基础设计的实际应用表明本文优化方法高效实用，并可产生较大的经济效益。