大直径柔性钢管嵌岩桩水平承载力试验与理论分析

文中涉及的某煤炭专用码头柔性靠船桩是一种新颖的柔性墩码头结构形式,该结构由7根大直径钢管嵌岩桩组成,桩外径为1 400 mm,壁厚16 mm,桩长30.74～32.24 m,嵌岩深度4.94～5.63 m,这在国内外尚属罕见。为论证这种结构可靠性,验证相关的设计,检验施工质量,对该码头柔性靠船结构进行了水平承载力的现场试验。现场试验表明,本工程的柔性靠船结构设计先进、施工良好、工程性能优异,其安全度达到了设计要求。考虑到水平荷载作用下桩的性状是一个复杂的桩土相互作用体系,因此,为提高理论设计水平,还利用了综合刚度原理和双参数法对2根大直径柔性钢管嵌岩桩在各级加荷下的性状进行了分析,发现计算结果与实测数据吻合,从而总结出桩-土共同作用的规律;探讨了综合刚度EI和双参数a 和1/n的数值范围,得到一些有意义的结果,希望能为同类地区的嵌岩桩的设计提供依据,也为综合刚度原理和双参数法应用于大直径钢管嵌岩桩积累了重要的桩土参数。

大直径钢管混凝土桩的设计、施工及试验

为研究大直径钢管混凝土桩在桥梁工程中的应用,以某预应力混凝土连续刚构桥为背景,分析该类桩基的设计、施工及试验。该桥采用高桩承台钻孔桩基础(由4根直径为1.8m的钢管混凝土嵌岩柱桩构成),根据桩基连接构造的合理设计原则,钢管混凝土桩与承台采用环形牛腿连接,与基岩采用双套管连接。钢管混凝土桩采用栽桩法和桩侧填石压浆工艺施工。通过对桩顶悬臂端施加水平荷载进行单桩抗推刚度试验,结果证明了该桥钢管混凝土桩是安全可靠的。

宝钢马迹山港卸船码头嵌岩桩钢套管的稳定性试验

根据宝钢马迹山港卸船码头岩基段的地质特点,桩基础设计采用全直桩嵌岩方案.为保证施工期钢套管的稳定,用抛填碎石层形成人工基床.为了验证该施工方案的可行性,进行了波浪和水流共同作用下,嵌岩桩施工期钢套管的稳定性试验,并对试验与理论计算结果进行了对比分析.结果表明,8.0 m基床厚度可以保证钢套管的稳定.

干湿循环作用下钢-土界面剪切特性试验

为研究干湿循环作用下钢-土界面剪切特性对钢护筒嵌岩桩周土软化变形规律的影响,通过改进的室内直剪试验,设计一定含水率、干密度、级配的初始试样,进行了初始状态和4次干湿循环共5组工况的试验,依次在50 k Pa、100 k Pa、150 k Pa和200 k Pa这4种法向应力条件下进行钢-土界面和土体本身的剪切试验。试验结果表明:干湿循环对土体本身的影响大于对钢土界面抗剪强度的影响;钢-土界面剪切过程中应力-应变关系呈弹塑性变化,没有出现应变软化现象;钢-土界面和土体本身摩擦角变化不大,而黏结力呈先增大后减小的变化趋势。

宝钢马迹山港卸船码头嵌岩桩单排架钢套管稳定性试验研究

宝钢马迹山港卸船码头位于外海深水、地质条件为裸露岩基的工程区域,码头设计桩基为嵌岩灌注桩,并采用袋装砂和袋装碎石形成一定厚度的人工基床,以期达到施工期钢套管的稳定。为了解施工期单排架钢套管嵌岩稳定性,进行波浪和水流共同作用下的物理模型试验,得出以下结论:单排架钢套管稳定性影响因素主要为钢套管嵌岩深度和人工基床厚度,相同水位、波高、嵌岩深度45 cm、基床厚度7.0 m条件下,单排架桩数宜取4根。

钢管混凝土嵌岩桩钢-混凝土联合承载规律试验研究

钢管混凝土嵌岩桩是深水和浅覆盖层环境下的新型深基础型式,在内河深水码头建设中应用广泛。针对船舶撞击力、波浪力及水流力等周期性水平荷载作用下内河港口钢管混凝土嵌岩桩钢-混凝土联合承载特性,制作了3根1∶7.3的大比尺钢管混凝土嵌岩桩模型,沿桩身不同高度在钢管外侧、对应内侧混凝土块及内置受力钢筋上分别布置应变测点,以18.0、22.5和27.0 kN为循环幅值,开展钢管混凝土嵌岩桩钢-混凝土联合承载规律试验。结果表明:桩身钢-混凝土应变均包括线性增长、平稳波动、剧烈震动和急剧下降4个阶段,各阶段占疲劳寿命8.66%、79.66%、6.06%和5.62%;同一桩身截面外侧钢管应变与内侧对应混凝土应变差异较大,最大超过混凝土应变的80%,而内置钢筋与混凝土始终保持应变协同,最大应变差不超过混凝土应变的20%;在弯矩较小的桩顶处,桩身弯矩主要由内侧混凝土承担,占比超过70%,沿桩身往下,钢管承担的截面弯矩比逐渐增大,在桩身底部,两者弯矩占比近似相等,钢管与混凝土受弯同步,在同一桩身截面处,循环幅值越大,两者越早达到受弯协同状态。

钢管混凝土嵌岩桩力学性能研究综述

钢管混凝土嵌岩桩在内河航运工程中的应用日趋广泛。钢管作为混凝土填充的模板和钢筋,实现了每种材料(混凝土和钢)的最佳性能,同时提供两种材料相互补充,以缓解不良的失效模式。填料增加了管道的抗压强度和刚度,延迟和抑制了管道的局部屈曲,并在复合作用下提高了管道的延性和阻力。从理论、数值和试验分析的角度阐述了钢管混凝土嵌岩桩研究现状,包括横向承载特性、纵向承载特和钢-混凝土界面力学特性。最后对钢管混凝土嵌岩桩尚待研究的问题进行了展望,研究分析认为钢-混凝土界面局部劣化和发展是未来钢管混凝土嵌岩桩力学性能研究重点。

浅埋坚硬岩层地质下桩基设计

在浅埋坚硬岩层或坚硬黏土层的地质条件下,码头后轨道梁采用打入式钢管桩结构。针对不同地质情况,岩层地基桩尖采用开口形式,坚硬黏土地基采用混凝土封堵的全闭口形式,以适应地质的复杂变化,有效解决设计桩长的选择和沉桩控制等问题。经过静载试验验证效果良好,为类似地层提供借鉴经验。

钻孔嵌岩微型钢管灌注桩在桩基托换工程中的应用

钻孔嵌岩微型钢管灌注桩是一种新的施工工艺,在广州地铁三号线(市～番)盾构区间供电局桩基托换施工中得到成功应用,值得在类似工程中借鉴和推广.

沉箱码头滑道改建工程施工技术研究与工程实践

改建工程采用平衡仓间压力挖石清障安放钢护筒,之后回填固定护筒,经过试验论证采用十字冲击锤在护筒内冲砸沉箱底板,穿越成孔。调配泥浆输渣、清孔,使穿越沉箱底板成孔嵌岩桩施工获得成功。这种穿越沉箱底板成孔嵌岩桩施工新技术具有较重要的现实意义。

东非某工程嵌岩灌注桩钢护筒卷边问题分析

东非某水工码头桩基础为嵌岩灌注桩,桩尖进入强风化岩层,嵌岩至钢护筒底部以下8 m。在引桥钻进过程中,钢护筒出现卷边现象。高应变全程动测结果显示,持力层较硬,能量传递效率达到92.4%,桩身最大应力为220 MPa。经设计指示,最后10击的平均贯入度减少,钻岩深度增加至13 m,修改沉桩方案后持力层由强风化变成全风化层,卷边现象基本上消除。本工程经验可为嵌岩灌注桩理论研究和工程应用做出参考。

超高层建筑桩基础的设计与工程实践

中国已成为300m以上高的超高层建筑发展的中心之一,截止到2021年,全球高度前15栋已建和在建超高层建筑中9栋位于中国,建筑高度已突破600m。在超高层建筑高度不断突破的同时,地基基础面临高基底压力、复杂的风和地震作用、严格的沉降控制等问题。结合国内超高层建筑的建造需求与工程实例,总结了超高层建筑桩基础设计原则、主要深基础形式。阐述了钢管桩、嵌岩桩、大直径超长灌注桩等几种主要基础形式的特点与设计要点,并对应地介绍了上海环球金融中心、南京绿地紫峰大厦、天津117大厦等典型超高层建筑基础工程实践,分别涉及含砾中粗砂、中风化安山岩、粉砂等不同性质的持力土层,分别采用了不同的桩基础形式和针对性的设计与施工措施。

深水大直径嵌岩钢管桩施工期风险分析

对施工期深水桩基作了基于位移的可靠度分析,采用蒙特卡洛有限元方法,计算得到桩基随地基基床系数、嵌岩深度、桩长、桩径、桩身弹性模量、桩身重度及桩顶水平荷载等参数变化的失效概率;结合可靠度计算的结果,采用模糊数学理论对桩基直接经济损失进行分析,计算得到桩基发生不同程度损失的概率,较全面系统地对施工期的深水桩基工程进行了风险分析。

浮式再气化平台锚定嵌岩桩内力分析

基于国外某浮式再气化平台锚定嵌岩桩设计,介绍水平分层钢管混凝土复合截面参数和刚度计算,描述往复荷载及岩质条件下的P-Y曲线绘制方法并采用ANSYS软件编制通用程序实现桩土相互作用的P-Y曲线仿真模拟。讨论不同地质模型、往复荷载和非往复荷载作用下桩的P-Y曲线、嵌岩深度、荷载作用高程以及岩石单轴抗压强度对锚桩内力的影响。研究成果可为浮式再气化平台锚定嵌岩桩设计与施工提供参考。

宁波港鑫东方燃供仓储有限公司白峰码头设计综述

以宁波港鑫东方燃供仓储有限公司白峰码头设计为工程实例,分析了复杂自然条件下的建港不利因素。通过模型试验提出采用炸礁及设置导流堤等方法对潮流进行归顺,桩基采用植入式钢管嵌岩桩,突破了复杂地质地形条件对码头建设的限制,对类似条件下的码头设计具有借鉴作用。

架空直立式码头钢护筒嵌岩桩受力性状综述

以三峡库区架空直立式码头大直径钢护筒嵌岩桩为切入点,主要针对受钢护筒影响下架空直立式码头嵌岩桩的受力性状作一综述.在阐明何为钢护筒嵌岩桩的基础上综述了钢护筒及钢护筒嵌岩桩的受力性状和嵌岩桩-土-岩的受力性状的研究现状,并从钢管混凝土桩(柱)与钢护筒嵌岩桩受力性状的区别、钢护筒与桩芯钢筋混凝土的联合受力和考虑重复荷载作用下钢护筒效应对嵌岩桩承载性能的影响3个方面探讨有待研究的方向,为进一步研究钢护筒嵌岩桩提供一些思路.

植入式钢管嵌岩桩水下施工技术应用案例

相对于普通基桩,植入式钢管嵌岩桩能更好的发挥基桩的抗弯和抗拔力。宁波港鑫东方燃供仓储有限公司白峰码头工程共施工桩基共106根桩,其中植入式钢管嵌岩桩34根,该工程嵌岩处最深位置位于水下20m,水流紊乱,施工难度大,施工过程中采取了多种手段保证施工质量,总结了该工程植入式钢管嵌岩桩的施工方案和施工过程,可为类似工程提供参考。

钢管嵌岩桩施工工艺及控制要点

结合马鞭州30万t原油码头工程嵌岩灌注桩的施工实践,论述嵌岩灌注桩的施工技术及控制要点,总结施工经验,以期为后续类似工程提供借鉴。

单排架钢套管施工期间受力及变形分析

基于宝钢马迹山人工基床全直桩矿石码头的工程实践,采用ANSYS计算施工期钢套管嵌岩深度与人工基床厚度对单排架钢套管受力与变形的影响。对比相同条件下物理模型试验结果,得到相同水位、波高、嵌岩深度45 cm、基床厚度7.0 m条件下,单排架桩数宜取4根。为同类工程设计及施工中确定单排架钢套管嵌岩深度与人工基床厚度提供参考。

嵌岩斜桩冲击钻进成桩施工工艺研究

根据温州港状元岙港区化工码头工程的地层条件和码头的特殊要求,其桩基础设计了嵌岩斜桩,斜度1∶5~1∶6。施工中应用冲击成桩施工工艺。通过自行设计的钢护筒导向架控制桩孔斜度、筒柱式空心锤冲击成孔、橄榄球式混凝土灌注导管灌注混凝土等针对性很强的施工措施,顺利圆满地完成了施工任务。通过桩基检测,桩基质量完全满足规范和设计要求。为类似工程的施工提供了宝贵的经验。