高强钢管超高性能混凝土短柱轴压承载力性能试验研究

为研究高强钢管内填超高性能混凝土(UHPC)的钢管混凝土短柱轴压性能,该文设计22根高强钢管UHPC短柱进行轴压试验,从破坏模式、荷载-纵向应变关系对试件的轴压性能进行对比分析,旨在通过径厚比、混凝土强度、截面类型等变化来探究高强钢管UHPC短柱的实际承载力性能差异.试验结果表明:高强钢管UHPC短柱的轴压性能受径厚比、混凝土强度影响较大;试件承载力随钢管壁厚增加而增加,但相同钢管直径和不同钢管直径增幅呈现不同规律.该文从延性、核心混凝土强度提高程度两个角度进行分析并提出高强钢管混凝土试件的相关参数设计建议.最后,将高强钢管UHPC短柱的轴压试验承载力结果与国内外规范GB 50936—2014、AIJ计算承载力结果进行对比,并基于极限平衡理论推导出高强圆钢管UHPC试件的轴压承载力计算公式,同时结合该文试验数据对其进行验证,证明了公式的准确性.

轴力对预应力高强混凝土管桩抗震性能的影响

目的研究轴力和往复荷载作用下预应力高强混凝土管桩的抗震性能,为预应力高强混凝土管桩的设计和实际工程应用提供参考依据。方法应用ABAQUS有限元软件对预应力高强混凝土管桩进行有限元模拟,并与已有试验结果对比,两者吻合良好,验证了模型的准确性。在此基础上,研究轴压比和有无普通钢筋及普通钢筋直径对预应力高强混凝土管桩滞回曲线、骨架曲线、刚度退化、延性及耗能能力的影响。结果配置普通钢筋可以提高预应力高强混凝土管桩的承载能力和延性,对刚度影响不大;随着轴压比的增加,预应力高强混凝土管桩的承载能力逐渐提高,但延性变差,轴压比为0.45时,预应力高强混凝土管桩发生脆性破坏。结论配置普通钢筋可以有效改善预应力高强混凝土管桩的抗震性能,预应力高强混凝土管桩的轴压比不宜超过0.3。

高耐久性大管桩混凝土配制技术与应用

为了提高大管桩混凝土的耐久性,开展高耐久性大管桩混凝土配制技术试验研究与应用。在传统大管桩混凝土配合比的基础上,采用矿渣粉改善混凝土的性能,通过复掺矿渣粉与硬石膏保证大管桩混凝土的脱模强度,对各配合比的混凝土进行维勃稠度、抗压强度、电通量和扩散系数试验,并采用室内试验确定的混凝土配合比进行生产应用。结果表明,单掺矿渣粉明显改善了大管桩混凝土耐久性,但会导致大管桩脱模强度降低;采用石膏粉和矿渣粉复合可明显提升大管桩混凝土脱模强度,并具有良好的耐久性。采用高耐久性大管桩混凝土配合比生产的大管桩管节外观质量良好,混凝土抗压强度等级达到C70,电通量小于800 C,具有较高的耐久性。

下穿地下构筑物群桩富水砂层盾构通道MJS预加固施工技术研究及应用

下穿地下构筑物群桩富水砂层盾构通道MJS预加固施工技术包括技术原理、实施思路和具体施工步骤,其由密布群桩富水砂层水平引孔、富水砂层水平引孔砂土流失控制、常规水平MJS注浆加固3个环节组成。技术采用引孔机钻杆+外套管进行水平引孔,实现立柱桩和高强度管桩的穿越,以及富水砂层中的长距离成孔,引孔过程中通过双液注浆对注浆线路进行一次加固,同时利用洞口安装的法兰盘+止回阀来进行砂土流失控制,减少引孔对地下构筑物和周边环境的影响,引孔完成后,进行常规MJS注浆加固,达到预加固目标,并形成具体的下穿地下构筑物群桩富水砂层盾构通道MJS预加固施工步骤指导施工,大幅减少对地下构筑物和周边环境的影响,减少泥浆浪费,提高施工效率,经济社会效益较好,具有较好的推广应用价值。

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。

高强高保坍钢管拱机制砂自密实混凝土配制技术

根据重庆某钢管拱桥结构特征与“泵送顶升压注法”施工工艺特点,提出了高强高保坍钢管拱机制砂自密实混凝土性能需求。针对高强与超高工作性的矛盾问题,通过配合比参数优化、骨料优化、矿物掺合料复掺优化、外加剂复配优化和配合比综合优化等技术,配制出初始坍落度≥260 mm、扩展度≥600 mm、倒坍落度筒流出时间≤8 s、4 h工作性基本无损失、强度等级达C60以上的钢管拱机制砂自密实混凝土,形成了高强高保坍钢管拱机制砂自密实混凝土的配制技术,为工程实际施工提供了良好的技术支撑。

基于LS-DYNA的ECC管桩的抗冲击性能分析

为研究工程水泥基复合材料(Engineering Cementitious Composite,ECC)管桩的抗冲击性能,采用Ansys/LS-DYNA对管桩受竖向落锤冲击作用进行模拟。基于静态拉压试验和动态压缩试验获得关键参数,建立ECC管桩的HJC(Holmquist-Johnson-Cook)本构模型,通过霍普金森压杆试验(Split Hopkinson Pressure Bar,SHPB)验证有限元模型的正确性。对不同锤体质量和冲击速度组合的管桩模型进行参数化分析,得到管桩在不同冲击能量下的位移、能量时程曲线和有效塑性应变图等动力响应。结果表明:在竖向冲击作用下,ECC管桩的最大残余变形只有高强混凝土(High-Strength Concrete,HC)管桩的66.0%,最小残余变形仅为HC管桩的13.7%;且ECC管桩释放的变形能占比平均为HC管桩的6.26倍。表明ECC管桩较HC管桩有更好的抗损伤能力和弹性恢复能力。

预应力空心方桩与预应力管桩力学性能比较和经济性分析

对预应力高强混凝土空心方桩(PHS)与预应力高强混凝土管桩(PHC)两种桩型的桩身物理性能和力学性能进行比较分析,并结合工程案例,进一步对两种桩型的单桩竖向承载力、桩基础工程量及造价进行了力学性能及经济性比较,最后对两种桩型的堆放方式进行了简单介绍。

高压旋喷注浆在预应力管桩桩身缺陷处理中的应用

预应力管桩广泛应用于各类工程建设中,但在实际工程中经常会因为地质、施工等因素造成桩身缺陷,缺陷的修复效果直接影响到后期的施工进度、施工成本等。通过几种预应力管桩修复手段的机理入手,结合实际预应力管桩修复工程案例,根据桩身缺陷修复前后试验结果对比,得出高压旋喷注浆对于预应力管桩桩身缺陷修复具有良好效果。

特高压输电线路工程PHC管桩基础造价研究

预应力高强混凝土管桩(PHC管桩)的应用存在局限性,近年来特高压输电线路工程在不断摸索和优化PHC管桩的差异化应用,虽然在应用技术方面相对已经比较成熟,但关于其综合造价的对比分析尚缺乏深入研究。为研究PHC管桩在实际工程应用的经济性,文章以典型直流特高压输电线路工程为例,通过与灌注桩基础方案的横向对比,结合输电线路取费、综合造价方面对PHC管桩进行研究。研究发现,PHC管桩的本体造价高于灌注桩基础23%~33%,但其他费用均低于灌注桩基础。当基础作用力小、地质条件较好时,PHC管桩的综合造价具有经济优势。

火电厂主厂房及冷却塔软土地基处理方案比较

软土地基具有强度低、压缩量高、变形大和土层不稳定等特点。国内关于火电厂软土地基处理的标准较缺乏,且修建于软土地基上的火电厂工程实例也较少。以我国某大型火电厂软土地基处理作为工程实例,采用PLAXIS 3D岩土工程有限元分析软件,结合传统计算方法,对主厂房开展天然基础、桩基础方案开展计算和比较研究,对冷却塔环基开展水泥粉煤灰碎石桩复合地基、高强预应力混凝土管桩基础、机械成孔灌注桩基础和级配碎石换填地基等方案开展比较分析。分析表明,在保证电厂投产后安全运行的前提下,推荐选择和实施经济性最优的地基处理方案,以节省施工工期,降低地基处理工程投资。

基于管桩的全装配式桥梁设计与应用

采用高强管桩与预制板梁固结形成框架体系的结构,称之为桩板式结构。13m桩板桥为首个基于管桩的全装配式标准跨径的桥梁结构,管桩、盖梁及主梁均为工厂化预制,桩基采用打入法施工,在桥梁建设领域实现了标准化设计、工厂化生产、装配化施工。首先从设计的角度介绍了柱-盖梁、管桩-柱关键节点连接的构造和受力特点,继而以实际工程项目给出打入法施工的单桩竖向承载力以及终锤贯入度的计算方法,最后给出管桩施工质量主要控制要点。通过计算和分析表明,管桩的节点连接受力可靠,打入法施工的单桩竖向承载力以及终锤贯入度应先按估算公式计算,用试桩试验进行确定,最终施工以桩长和贯入度进行双控。

混合配筋高强预应力管桩抗震性能分析

文章以混合配筋高强预应力管桩作为研究对象,选取普通钢筋配筋率及轴压比作为研究参数,基于OpenSees软件平台分析了该类管桩在低周循环荷载作用下的承载能力及滞回性能。结果表明,配置普通钢筋的高强预应力管桩的承载能力及滞回性能得到较大改善,适当增大轴压比有利于提高管桩的承载能力,而当轴压比过大时,管桩的残余位移增大,不利于管桩的抗震性能。

高强预应力管桩在悬臂式挡土墙工程中的计算分析

以某悬臂式挡土墙工程为例,结合现场工程地质条件,采用了高强预应力管桩作为悬臂式挡土墙基础,形成了桩基托梁挡土墙这一种新型支挡结构,通过验算挡墙承载力、桩基水平承载力、桩基竖向承载力及挡土墙稳定性,得出桩基托梁挡土墙的承载力主要由其水平承载力控制,设计要验算其竖向承载力及水平承载力是否同时满足要求,应当将挡土墙和桩基托梁作为一个整体进行稳定性验算。本文通过对桩基托梁挡土墙的分析计算,为类似挡土墙工程项目提供了借鉴和参考。

PHC管桩锤击施工效应分析

PHC管桩施工效应对地基土性质和桩体受力特性有很大的影响。为了查明PHC管桩施工效应,以PHC管桩加固某电厂古河道地基为依托,进行了PHC管桩沉桩效应的测试和分析。通过观测沉桩的锤击数和土塞效应,分析了PHC管桩沉桩规律性;利用静力触探、标准贯入试验、孔隙水压力和侧向位移观测等现场测试手段,研究了PHC管桩对桩周土体的影响。研究发现:沉桩锤击数与地基土性质有很大相关性,土芯长度与总桩长之比为22%～35%,且桩壁越薄其土塞效应越明显,在桩体承载力计算时忽略土塞效应是很不经济的;沉桩过程产生很大的挤土效应,不仅产生超孔隙水压力,而且随孔压消散,地基土得到密实、消除或降低液化性,其侧摩阻力可提高80%以上,有利于桩体强度的发挥。

南京江北地区PHC桩竖向承载力可靠度分析

引入无量纲随机变量的极限状态方程,利用收集到的南京江北地区预应力管桩的试桩资料,采用"校准法"计算了现行地基规范关于桩基设计的总体可靠度水准和可靠指标,分析了总安全系数、荷载效应比和荷载组合形式对可靠指标的影响,并计算了相应的抗力分项系数。研究结果表明,可靠指标与总安全系数、荷载效应比和荷载组合形式有关,而且总安全系数对可靠指标的影响较大。荷载组合形式只对抗力分项系数产生较小的影响。

PHC管桩与承台连接节点试验研究与有限元分析

对4个预应力高强混凝土(PHC)管桩与承台连接节点进行了低周往复荷载试验,描述了试件的破坏过程和形态,分析了桩身混凝土、锚固钢筋以及碳纤维约束预应力混凝土管桩(CFRP)的应变,对构件的滞回曲线、承载力和位移延性等进行了研究.试验结果表明,在弯矩作用下,节点区域混凝土被压碎,节点区锚固钢筋约束减弱,形成铰接点,节点转动能力变大;在桩身混凝土中掺入钢纤维以及配置非预应力筋可以提高节点的位移延性;在进行节点设计时,应保证承台不会由于桩端转动时产生的挤压力或撬力作用过早地发生破坏.采用有限元分析软件Open Sees对节点在往复荷载作用下的受力性能进行了模拟分析,计算结果和试验结果吻合较好.

自平衡法在预应力管桩承载力测试中的应用和对比分析

自平衡法是一种新型的桩基承载力测试方法,与传统静载荷试验方法相比具有许多优点。采用自平衡试桩法对东南大学江宁九龙湖校区研究生公寓的3根预应力混凝土管桩进行了承载力测试,并成功地探索出回收荷载箱并可再次利用的新型测试方案。研究结果表明,自平衡法在管桩测试中取得了较好的效果,可为设计提供可靠依据。

双排高强预应力砼管桩在基坑支护工程中的应用

预应力高强砼管桩(PHC管桩)常用于桩基工程中,由于其具有施工快、造价低等特点,近年来也逐渐用于基坑支护工程中。双排桩是一种空间桁架结构,刚度大,控制变形能力强,可以不设内撑,挖土方便,常用桩型为钻孔灌注桩。双排高强预应力砼管桩是一种新型的基坑围护结构,可以充分发挥高强预应力砼管桩和双排桩的优点。本文结合溧阳文化公园及数码广场基坑工程实例,介绍了双排高强预应力砼管桩在基坑支护工程中的应用。

高路堤下PHC桩加固软土地基的承载及变形特性

软土广泛分布的山区地质地貌条件复杂,高填方路堤的不均匀沉降和稳定性问题受到广泛关注。针对实际工程中高强预应力混凝土(PHC)管桩的超高填方路堤现场实测研究鲜有报道,为探究PHC管桩软基加固支承高填方路堤的工作性状,对广东某高速公路软基高填方段(30 m)选取一典型断面的3个主要监测点进行现场原位监测,重点研究桩-土荷载、沉降、超孔隙水压力及水平变形等行为。结果表明,填土完成后桩顶沉降基本趋于稳定,桩间土沉降则表现出一定程度的'滞后性',且以该断面填土期约1/4的沉降速率增长并逐渐趋于稳定;最大水平位移分布与分级填筑高陡边坡的平台宽度有关,且并非总是出现在坡脚附近;在最大水平位移区域可能发生'桩土绕流',甚至可能发生管桩的弯曲破坏或整体倾覆。研究成果可为软基高路堤设计提供有益的参考。