水流作用下桩基局部水沙动力特征数值模拟

基于VOF方法追踪水气界面,利用不可压缩流体连续方程和运动方程对流体进行描述,通过嵌套网格技术建立三维数值水槽,湍流采用RNG k–ε模型,泥沙运动基于Van Rijn方法。基于验证后的数值水槽模型,开展水流作用下高桩承台结构局部水动力和冲刷规律研究,讨论不同来流条件下桩基桩周流场分布、泥沙输运和床面局部冲刷特征。结果表明,桩基冲刷特征受冲刷时间、流速、水位、水流攻角等来流条件的影响,同时也受桩间距的影响。当流速较小时,高桩承台桩基各桩之间相互作用较小,泥沙冲淤形态彼此独立,与单桩冲刷特征相似。流速较大时,前桩对后桩出现较为明显的遮蔽作用,前桩水流涡旋影响后桩,后桩周围流速明显降低,此时泥沙冲刷坑彼此相连构成群桩整体冲刷坑,且在最后排桩桩间形成条状冲刷坑,冲刷深度最大。

深水硬质岩嵌入式承台无封底施工关键技术

深水嵌入式承台基础施工中,需将泥面开挖至封底混凝土以下并对基底进行清理,以保证封底混凝土的高度和浇筑质量。对于地质条件良好的硬质岩,存在开挖困难、水下作业工期长、质量控制难、施工成本高等问题。该文依托重庆嘉华轨道专用桥主墩承台施工,采用理论分析、数值计算和工程实施验证相结合的方法,形成一种深水硬质岩嵌入式承台无封底施工技术。该施工技术,采用开挖壁体基槽并浇筑基槽混凝土的方式取代大体积封底混凝土,达到为承台施工提供干作业环境的目的,可将承台范围内基坑开挖由水下作业转为干作业,缩短水下开挖作业工期,节约水下混凝土用量,提高施工质量和施工效率,降低施工成本。

竖向荷载对高承台群桩基础侧向位移影响规律的振动台试验

基于大型振动台模型试验,以高承台群桩为研究对象,模拟了地震作用下高桩承台基础的振动响应,通过超静孔压比(简称孔压比)、加速度和地基土位移研究饱和砂土液化场地竖向荷载对桩基侧向位移的影响规律。结果表明:近桩区域受桩基竖向荷载影响最为显著,孔压比与竖向荷载呈负相关关系,桩基两侧孔压比差值与地基土浅层加速度是造成桩基侧向位移的主要原因;地基土对台面输出加速度主要起放大作用,且随着竖向荷载的增加,加速度放大系数显著减小;在振动输入与竖向荷载相同的条件下,地基土在地震动作用下引起的侧向流动及显著变形极大影响了桩基的侧向位移;竖向荷载为9%桩基极限承载力条件下,桩基倾斜角为4.80°,侧向位移较小,结合地基土抗液化能力,桩基抗倾覆能力最优。

复杂地质条件下水利工程高水位深基坑降排水施工方法研究

为了解决进口引江济淮工程施工中高水位深基坑降排水问题,对复杂地质条件下水利工程高水位深基坑降排水施工方法开展了研究。采用混凝土防渗墙技术对导向槽进行优化设计,提高防渗墙的防渗性能。利用真空预压地下水位测量方法为降水井的参数设计与位置设置提供水位参考。通过人工开挖探孔方式确定最佳降排水方案,并计算降水漏斗曲线的影响值。利用有限元软件模拟试验发现:该降排水方法在防渗墙高程为-36 m时能够达到最佳降排水效果,说明使用该方法能够阻隔基坑外水体渗入,且降水井能够将深基坑中的积水排出,有效地解决了进口引江济淮工程施工中高水位深基坑降排水难题,具有较好的实用性和推广价值。

海上风电高桩承台基础结构的受力特性

为研究海上风电高桩承台基础结构在风电机组大弯矩荷载及复杂海洋环境荷载作用下的受力及传力机理,采用在数值模型中逐级加载的方式,模拟不同荷载量级情况下基础受力特性,获得了高桩承台组合结构的关键承载部位,分析了混凝土承台及斜向钢管桩受力特性.研究结果表明,随着风电机组荷载和环境荷载的增大,混凝土承台承载模式将由轴压承载向偏压转变;钢管桩顶部与混凝土承台接触部位是承载及荷载传递的关键部位,混凝土受拉损伤首先从此处开始;随着荷载的增大,斜向钢管桩群桩应力最大部位将从波流荷载作用点向泥面处转变.研究明晰了海上风电高桩承台基础的荷载传递规律及关键部位,为基础结构的安全设计提供了指导.

三轴搅拌桩组合高压旋喷桩入岩落底式止水帷幕施工技术

某房建深基坑工程支护形式采用排桩+落底式止水帷幕,场地地质条件上部为富水深厚砂层,下部为强风化岩层,止水帷幕需穿透强风化岩0.5 m,以隔断强透水层。通过对地质情况及现有设备条件分析,采用大功率桩机先行施工三轴搅拌桩,养护后进行桩体质量抽芯验证,再针对不同缺陷程度采用高压旋喷桩分别进行补强的组合工艺施工止水帷幕。基坑开挖结果表明,该落底式止水帷幕效果良好,能有效隔断强透水层,与灌注排桩结合形成深基坑支护结构体系具有较高的经济性、适用性。

桥梁承台深基坑钢板桩围堰施工成本预测分析

制订桥梁承台深基坑开挖钢板桩围堰施工方案,并根据施工方案设计现场劳动力与材料等施工参数;利用鸡群算法优化极限学习机的权重与偏置,把经过优化后的权重和偏置输入极限学习机模型中,构建最好的极限学习机模型;在最佳极限学习机模型内输入施工参数,输出施工成本预测结果,完成桥梁承台深基坑开挖钢板桩围堰施工成本预测。以贵州省重点工程——乌当(羊昌)至长顺高速公路工程TJ-8标段羊昌河大桥为研究对象,进行相关的试验测试。试验结果证明:该方法可有效预测桥梁承台深基坑开挖钢板桩围堰施工时,钢板桩围堰打入阶段与基坑清淤及支撑阶段等不同施工阶段人工费与材料费等成本,成本预测的残差与相对误差均较低。

管棚法支护在富水层沙土地质深基坑支护工程中的应用

结合某建筑工程,针对其存在突涌、流沙以及地下构筑物及周边建筑物变形较大的问题,采用管棚法对深基坑进行支护,主要围绕该技术的原理、施工要点、施工质量及安全控制措施进行探讨,并对施工经济效益进行分析,最终得出结论:管棚支护法具有经济、高效的优点,用在深基坑支护中可取得较好的社会效益和经济效益。

邻近既有高速铁路深基坑降水问题探讨

针对既有高速铁路附近深基坑降水问题,以某高速铁路盾构井为研究对象,开展现场水文试验以分层获取岩土层渗透系数,探讨渗透系数对基坑降水浸润线的影响,并采用不同方法预测基坑涌水量。首先介绍了深基坑降水设计所需水文地质资料来源,然后绘制既有高速铁路桥墩的水文地质断面图,以检算基坑降水对既有高速铁路的影响是否符合规定限值,为设计合理的降排水措施提供依据。本文的研究成果可为类似工程提供参考。

塔吊基础与深基坑支护结构相结合的设计与施工技术研究

以罗湖食品大厦项目为例,提出了将塔吊基础与深基坑支护体系相结合的设计与施工技术。该技术阐述了一种不在既有内支撑结构范围外单独设置高桩承台塔吊基础的情况下,充分利用深基坑支护结构体系,使塔吊基础与深基坑支护结构体系相结合,并最终完成了塔吊基础与深基坑支护体系相结合的设计与施工。该技术与传统在内支撑结构范围外单独设置塔吊基础的技术相比,不仅减少了单独设置高桩承台塔吊基础的成本,同时有效解决了基坑支护结构施工期间垂直运输难的问题,取得了较好的经济效益,具有较大的推广价值。

海上风电机组高桩承台基础结构参数对结构动力响应规律的影响

随着“3060双碳”目标的提出,风能作为可再生能源的重要组成部分,大力发展风电已成为了能源战略的主要组成部分。为达到降本增效的目标,本文通过对高桩承台基础的结构参数开展进一步分析,揭示其影响规律。采用GH Bladed软件分析当海上风电机组高桩承台基础结构的桩身直径、钢管桩壁厚和布桩半径变化时,对塔顶动力响应规律的影响。结果表明:在外部载荷和环境参数一定的条件下,当桩径、壁厚和布桩半径变化时,塔顶的最大位移和加速度均有不同程度的变化规律。总体而言,随着桩身直径、壁厚和布桩半径的增加,塔顶位移的动力响应均呈现逐渐减小的趋势。

桥梁巨型承台围堰设计及施工关键技术研究

马鞍山公铁长江大桥是一座三塔钢桁梁斜拉桥,该桥共有三座主塔。其中Z5#墩承台紧邻长江主航道,深埋于江心洲深厚且富水的砂层内,承台体积达25717 m3,支护结构的优化设计面临巨大难题。结合桥址情况,计划采用钢板桩围堰作为承台施工支护结构。经综合考虑承台结构尺寸、埋置深度、地质条件、水文条件及施工设备等因素后,采用无封底干作业取土的PC工法桩围堰方案。采用增量法计算原理,对围堰干作业取土的施工过程进行分析,经验算,围堰结构强度和刚度均满足规范要求。施工采用深井降水措施保证围堰内的无水环境,确保无封底方案的顺利实施。施工中,对围堰各主要部位的结构受力和变形情况实施动态实时监测,通过监测数据与理论值进行对比和分析,得出结论:逐层干作业开挖的无封底围堰采用增量法计算所得结果能够更好地反应工程实际,较传统全量法有明显优势。

基于既有桩基承台的塔式起重机复合基础建造方法研究

在超高层基础施工时,需要同步施工塔式起重机基础。桩承台作为超高层常用基础形式,一般需要将塔式起重机基础预埋件布置在桩承台中心位置,以获得最优承载力。限于结构平面布置或塔式起重机作业安全距离的限制,无法将塔式起重机基础布置于承台中心,进而无法保证塔式起重机基础的受力安全性。针对上述问题,提出了基于既有桩基承台的塔式起重机建造方法,该方法可结合超高层原有桩基承台和筏板兼作塔式起重机基础,避免了塔式起重机基础的补桩等施工措施,显著节约了钢筋、混凝土等材料成本、人工成本和工期成本。

承压水下深基坑支护桩影响的数值分析

针对深基坑工程支护桩影响的基坑承压水抗突涌问题,文中利用有限元软件ABAQUS,建立了深基坑抗突涌稳定性三维数值分析模型,分析不同承压水位作用下基坑底部的突水破坏机理和变形行为,分别研究隔水层厚度和土壤强度的影响,进一步揭示承压水作用下桩基应力和土壤变形的规律。试验结果表明,在相同承压水压力下,各桩身轴力关系为中心桩>边桩>角桩。同样压力下,随着土层的厚度增加,土的隆起位移变形逐渐减小,各桩侧摩阻力的变化规律相似,桩侧摩阻力随承压水头的增大而逐级增大,土层界面处桩与土的相对位移最大。因此,桩身上部的正摩阻力达到最大值,桩身下部受到负摩阻力的作用。

临江高水位涉京广线基坑工程地下水控制设计

为有效控制深基坑工程对邻近在运营京广铁路的影响,满足基坑施工对京广铁路路基附加变形<10 mm的保护要求,除基坑支护体系变形控制外,在临江高水位地区,采用落底式止水帷幕结合坑内管井降水,尽可能减少基坑抽水对京广铁路的影响。以武汉市某临江高水位涉京广铁路线基坑工程为例,基坑采用TRD等厚度水泥土墙、深层搅拌桩止水帷幕落底结合中深管井按需降水措施,利用Midas GTS-NX进行数值模拟辅助计算,在实施过程中对基坑工程和涉京广铁路段进行了详尽的监测。结果表明:基坑临铁侧土体测斜最大值为8.88 mm,轨道水平位移最大值为-2.3 mm,轨道竖向位移最大值为-2.5 mm,路肩水平位移最大值为-2.4 mm,路肩竖向位移最大值为-2.7 mm,有效控制了京广铁路路基、轨道的变形沉降,基坑外水位实测降幅0.8~1.0 m,对京广铁路路基、轨道的影响可控,验证了基坑工程采取的地下水控制措施的有效性。

超深基坑内贯入承压水层管桩抗突涌处理方法研究

结合上海某地铁车站超深基坑工程在旧厂区的施工实例,介绍一种超深基坑内贯入承压水层管桩抗突涌的处理方法,通过采取全回转全套管钻机拔桩、RJP工法旋喷桩加固封底、应急减压降水等处理方法,保证了超深基坑工程的安全,可为今后类似工程的施工和设计提供借鉴。

深中通道深水组合钢板桩围堰施工技术研究及应用

基于深中通道西人工岛岛桥结合部非通航孔桥的施工实践,结合项目和施工区域特点,特别是挤密砂桩复合地基条件,介绍了深水组合钢板桩围堰施工工艺的技术要点,并对关键工序进行了针对性的研究。同时根据围堰实时监测情况,分析结构受力和变形原因,保障了围堰堵漏、抽水至使用阶段的安全平稳。该施工技术的实施,验证了深水组合钢板桩工艺的可行性,并具有一定的推广价值。

软土地区超高层建筑岩土工程关键问题及沉降控制研究

以上海中心大厦为例,对软土地区超高层建筑桩型选择、桩基承载力计算、沉降计算参数取值及沉降计算等岩土工程关键技术问题进行了总结和研究。超高层荷载大,对桩基承载力要求高,桩型选择需结合周边环境、桩基承载力要求、施工可行性等因素综合考虑后确定,软土地区超高层建筑采用后注浆大直径超长灌注桩是适宜的。超高层建筑基础沉降要求高,需结合地层条件、结构特点、荷载分布情况、周边环境等因素综合考虑,确定沉降计算参数及计算方法。经采用多种计算方法进行沉降预测,塔楼沉降量估算值为75~120 mm,最终实测总沉降量约100 mm,有限元法的预测结果与实测值更为吻合,其中结构封顶时沉降量占最终沉降量的90%左右,沉降变形主要发生在工程建设期间。

动水条件下高压喷射注浆成桩工艺及基坑渗漏堵塞研究

针对动水条件下地铁车站深基坑开挖过程发生墙体渗漏问题,采用多种措施进行堵渗,但堵塞效果受到水力梯度、地下连续墙渗漏缺陷区域大小、渗透系数等因素影响较大。基于工程实践,采用多孔介质颗粒运移理论研究建立一套完备的基坑注浆堵漏的模拟计算方法,以期为类似工程改善注浆堵漏效果与评估提供借鉴。

深水双壁钢围堰施工技术探讨

某大桥桥墩位于深水河流中,承台类型为低桩承台,设计施工采用双壁钢围堰方案。该文通过对双壁钢围堰的制作、安装、下放和封底施工技术进行总结梳理,分析各个阶段的操作方法和重点管控措施,以及对施工中可能会出现的问题展开论述,提出一些应对措施和处理方法,为同类钢围堰的施工积累经验。