ON THE DRIVING BEHAVIOR，VARIABLE－DIAMETEREFFECT AND BEAKING CAPACITY OF DRIVENCAST－IN－SITU PILE WITHFLAT

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动力打桩桩周泥岩损伤特性与损伤模型

针对泥岩地基同施工场地条件下动力打入桩的承载力差异性大且部分打入桩承载力不足等异常现象,文章开展了桩周0.2m处打桩前后的桩周泥岩单轴抗压强度对比试验,和打桩后的桩端中风化泥岩三轴压缩试验,明确打桩后桩周泥岩的损伤特性,基于统计损伤理论建立考虑受打桩影响的桩周泥岩损伤本构模型,并对泥岩地基打入桩的承载性能进行探讨。研究表明:打桩后桩周0.2m处泥岩强度平均损伤28.2%,弹性模量平均损伤41.4%;桩端中风化泥岩损伤后抗剪强度参数平均值为c=217.2kPa、φ=21.6°,φ仅是同场地原状强风化和全风化泥岩的49.1%和51.4%;打桩后桩周泥岩应力-应变曲线的损伤模型计算值的与实测值吻合较好,验证模型的合理性;泥岩地基打入桩承载力异常特征为桩端受力小,但桩端沉降显著,静载破坏时桩端阻力的平均占比为5.25%;动力打桩对桩周泥岩的损伤是泥岩地基打入桩承载力异常的重要原因;泥岩地基打入桩的设计计算与数值模拟采用原状泥岩力学参数不合理,泥岩损伤后不易恢复,建议按损伤特性赋予参数。研究结果对泥岩地基打入桩的设计、施工、承载力评价有较强的参考价值。

锤击打桩桩周岩土体力学特性试验研究

为研究打桩前后桩周黏性土和泥岩力学性质的变化,在打桩前后分别进行标准贯入试验,分析了桩周黏性土与泥岩经打桩扰动后的力学特性,探讨了桩周岩土体力学性质变化的影响因素,提出了减小扰动、保证桩周岩土体力学性质的工程措施。研究表明:锤击打桩导致桩周泥岩力学性质降低,桩周泥岩产生损伤;黏性土随打桩产生的超静孔隙水压力逐渐消散,其力学性质28d后基本恢复,但不同黏性土的消散速率不同,力学性质恢复存在差异;泥岩打桩损伤后很难恢复,打桩前后同深度处以标贯锤击数表征的力学性质最大差异超过2倍;若存在软弱夹层,会加剧打桩对泥岩的影响;地下水、软弱夹层、打桩扰动是影响桩周泥岩力学性质的关键因素。

大直径单桩基础稳桩平台结构强度分析

针对自升式海上风电安装船/平台自带的抱桩器纠偏载荷较小、传统稳桩平台作业水深有限、均无法满足大直径单桩基础沉桩作业需求等问题,设计一款可适用于大直径单桩基础施工的新型稳桩平台。考虑稳桩平台底部有支撑和无支撑两种情况,采用SESAM软件对其整体结构强度进行计算分析;基于DNV规范,分别采用手工计算校核和ANSYS Workbench软件模拟两种方式,对其主吊耳局部结构强度进行评估。结果表明,新型稳桩平台整体结构强度和主吊耳局部结构强度均满足要求,主吊耳有限元计算应力值较手工校核应力值更大。

锤击沉桩引起的周围土体振动分析研究

预制桩锤击沉桩常引起周围土体振动,这些振动会对周边建筑物造成不同程度影响。本文针对该问题,依托某2×100万kW机组扩建项目,针对场地某43m桩锤击沉桩过程进行了全过程振动监测。利用三轴测振仪实测了锤击沉桩引起的桩周土体径向、切向和竖向的振动加速度,分析了桩周土体的振动衰减特性,同时得到了不同离桩位置处土体振动随桩基入土深度的变化情况,并绘制出峰值加速度云图,进一步揭示了桩周土体随桩基入土深度及离桩距离变化的振动规律。结果发现桩周土体的振动呈波动衰减的趋势。

打入型土工筒袋在河道塌坡生态治理中的应用

通过将打入型土工筒袋与直立式预制桩组合技术在河道塌坡中应用,能有效解决预制桩等直立式挡墙护岸结构在不能采取大开挖情况下挡土和滤水等方面存在的瓶颈问题。以八一大沟河道塌坡工程为例,通过现场查勘及钻探工作,查明了塌坡段规模及土性,分析了塌坡成因,并结合河道不能断流施工、临河道路不能中断交通等因素,经经济技术比选选用坡顶灌注桩、坡脚管桩联合支护方案。在坡脚水位变化区采用不连续布置管桩+桩后土工筒袋措施,成功解决了传统做法不易实施的问题,达到了桩间防漏土以及桩前后水体交换的目的,从而降低了云龙湖大坝坝后渗水出逸点高度,且该治理方案造价相对较低并具有生态治理效果。

饱和软土中打入式预制桩单桩承载力的时效性

饱和软土中打入式预制桩承载力的时效性问题早已为学术界所共识，并已在工程实践中得到了验证。但对上海地区饱和软土层中的打入式预制桩的休止时间对单桩承载力的影响规律，尚待进一步研究。结合近期完成的一项实际工程的现场实测静载荷试验资料，对预制桩的静载荷试验的间歇时间问题进行了有益的探讨。饱和软土中的打入式预制拉，在沉桩两周后一定时间内，复压单桩极限承载力平均提高了将近单桩设计最大加载值的３０％。

基于离心模型试验的斜坡软弱土地基路堤加固方案研究

为研究路堤荷载作用下斜坡软弱土地基的变形特性 ,考察打入桩和抗滑桩加固斜坡软弱土地基的效果 ,结合典型工点土的物性指标 ,进行了三组 1∶ 10斜坡软弱土地基路堤的离心模型试验 (无加固措施、打入桩加固、抗滑桩加固 )。试验数据表明 ,地基变形主要发生在路堤下侧边坡下 ;打入桩和抗滑桩能约束斜坡软弱土地基的变形 ,提高其稳定性 ;打入桩方案约束变形的效果优于抗滑桩方案。

不同布置形式的排桩隔振效果的数值分析

迅速发展的高速铁路带来方便的同时也会对周围地基造成振动影响,对于以排桩作为隔振措施的研究目前多处于理论分析阶段。本文将列车行驶引起的荷载等效成可以应用在有限元计算中的Fourier表达形式,并应用ABAQUS软件建立了排桩隔振系统的三维有限元计算模型。应用控制变量法分析桩长、桩间距、桩身材料、双排桩距离和交叉布置排桩对隔振效果的影响,为施工设计提供依据。

单桩极限承载力时间效应估算方法比较

沉入饱和软土中的预制制桩的极限承载力随间歇期的增长而增大,这一现象虽已被工程界广泛认可,但至今仍然没有得到很好地解决。有效地确定单桩承载力随时间变化的规律对桩基础设计非常重要。人们提出了多种估算预制桩随时间变化的桩承载力的方法,但由于不同方法有各自的适用性和局限性,算出的结果有时差别很大,在使用时很难准确把握。首先分析了用于估算饱和软土中预制桩承载力随时间变化的几种方法:对数函数法、双曲函数法、人工神经网络法和基于超孔隙水压力消散的理论解析公式法。再以简洁性、理论性、适用性等为准则,结合工程实例,对以上几种方法进行比较,指出各自优缺点,推荐基于超孔隙水压力消散的简化解析方法来估算软土中预制桩承载力随时间变化的规律。

松砂中大型静压沉桩模型试验研究桩基挤土加密效应

通过砂土中的大型沉桩模型试验 ,得出了桩周土体相对密度的变化规律。根据一系列三轴试验 ,研究了砂土因相对密度改变而使其内摩擦角 φ值及邓肯双曲线弹性模型参数变化的情况 ,得到了桩周土体因沉桩引起的 φ的增大规律。利用以上两部分成果 ,结合有限元计算机分析 。

利用孔压静力触探试验估算沉桩过程中产生的超孔隙水压力

分析了沉桩过程对桩周土的影响机理,介绍了利用孔穴扩张理论模拟得出的该过程中产生的瞬时超孔隙水压力的理论解。同时对孔压静力触探和沉桩进行了可比性分析,提出了用孔压静力触探试验来估算该超孔隙水压力的方法。最后通过工程实例把孔压静探试验得出的超孔压值、理论值以及现场实测值进行了对比,初步验证了利用孔压静探试验估算沉桩过程中产生的超孔隙水压力的可行性。

沉桩挤土效应的参变量有限元分析

参变量有限元法是一种特别适合于岩土类非线性材料数值计算的新方法。应用圆柱形空腔体扩张理论模拟沉桩挤土效应,考虑土体服从Tresca和Drucker-Prager准则的理想弹塑性本构模型,编制了轴对称应变的参变量有限元程序,对圆柱形孔的内壁位移、桩周土体的应力场、位移场进行了计算分析,并与解析解和ANSYS的解作对比,计算结果表明用参变量有限元法分析沉桩挤土效应是有效的和可行的。

打入桩荷载–沉降性状的时间效应分析

关于沉桩结束后打入桩承载力的时效性现象,目前已经开展大量的研究。然而,有关试桩荷载–沉降曲线时效性的模拟方法却鲜见报道。首先,简要分析打入桩时效性的产生机制。然后,基于荷载传递法,提出一种估算沉桩后单桩荷载–沉降性状时效性的新方法。2个量纲一的时间效应系数被加入到传统的荷载传递函数中,以分别描述桩侧摩阻力和桩端阻力随时间的变化。修改后的荷载传递函数可考虑沉桩后任意间歇期的单桩荷载–沉降性状。采用该方法对一个工程实例的打入桩荷载–沉降性状进行验证分析,计算结果与试桩荷载–沉降实测曲线吻合较好。

旁孔透射法在打入桩无损检测中的应用

重点介绍了旁孔超声波透射法检测桩基的基本原理以及判定方法和数据处理。旁孔超声波透射法检测技术是波动理论在桩基完整性检测中的成功运用,对旁孔超声波透射法做相应的改变来适应打入桩的检测,既保留了原有方法的优点又扩大了其检测范围,适用于对打入桩的完整性检测。

上海软土地区打入桩基长期沉降性状研究

通过对上海25栋高层建筑打入桩基长期沉降观测资料的对比分析,研究压缩层的组成与桩周土特性对打入桩基长期沉降性状的影响,指出桩周浅部厚砂土层对打入桩基长期沉降性状的影响同压缩层有密切的关系。当压缩层以准砂土为主(准砂土比β>75%)时,桩周厚砂土层对降低桩基沉降及改善沉降性状有明显作用;当准砂土比β<50%(或可塑性黏土比β3>50%)时,桩周厚砂土层的上述作用将消失。即使在桩周存在厚砂土层时,压缩层组成对桩基沉降性状的基本特征起主导作用仍然是具有普遍意义的概念。在浅部厚砂土层中得到的上述研究结果,实际上同挤土桩施工的复杂作用有关。

小直径超长旋挖桩护壁泥浆质量控制措施

结合某工程实例分析了小直径超长旋挖桩成孔合格率低的原因,分析出"沉渣过厚"和"塌孔"为主因,并提出解决此类问题的技术方法,不仅提高了小直径超长旋挖桩的成孔合格率,而且加快工期和降低了成本。

软土地基中CFG桩单桩施工引起的超静孔隙水压力

当采用振动沉管法施工CFG桩时,沉管的振动和挤压效应将对桩周土产生极大的扰动,对饱和软粘土则会引起很大的超静孔隙水压力。通过某工程现场CFG桩施工所观测的桩周超静孔压数据的分析和整理,系统研究了单桩施工产生的超静孔压的发生发展过程,分析了超静孔压在桩周径向及深度上的分布,探讨了超静孔压的消散规律,以期为优化这类桩的施工以及合理桩间距的确定提供现场实测资料。

预制桩承载力时效的人工神经网络预测

分析预制桩单桩承载力时间效应的机理,说明其主要与桩长、桩截面积、土体摩擦角、渗透系数、弹性模量、休止期6个参数有关,建立了考虑时间效应的预测单桩承载力的误差反馈型神经网络模型。该模型充分考虑了桩周土固结对桩承载力的影响,输入层神经元为以上6个参数,物理意义明确且容易确定;训练模式采用共轭梯度法。对34根桩的计算表明该模型预测结果与实测值吻合,说明其是科学有效的。

盾构法隧道施工对邻近摩擦单桩影响的研究

采用对隧道洞室周边及开挖面的土体施加由盾构机引起的各种荷载的方法模拟盾构施工,通过变化隧道埋深、隧道数量及开挖顺序研究盾构法开挖隧道对邻近摩擦单桩的影响。计算结果表明,隧道与桩的水平距离不变时,隧道埋深存在一个临界值,当隧道埋深为此临界值时隧道开挖引起的桩顶沉降、桩身侧移最大;隧道埋深较小时,隧道开挖会使桩产生较小的上移;隧道与桩的水平距离缩小相同值时,隧道埋深越小,开挖引起的桩顶沉降增加量越大;双隧道开挖引起的桩顶最终沉降量大于单隧道开挖引起的桩顶最终沉降量;双隧道同时开挖引起的桩顶沉降量、桩顶最大侧移大于双隧道先后开挖引起的桩顶沉降量、桩顶最大侧移;无论是同时开挖还是先后开挖,垂直双隧道引起的桩顶沉降量明显小于平行双隧道引起的桩顶沉降量。