张靖皋长江大桥南航道桥主墩围堰施工关键技术

张靖皋长江大桥南航道桥主跨采用2300 m整体钢箱梁悬索桥,是世界最大跨径悬索桥。南塔采用世界首创超高钢箱-钢管约束混凝土组合索塔,基础承台采用八边形结构,结合桥位水文地质及设计要求,承台外围设锁扣钢管桩围堰作为施工围护结构,后期兼作大桥永久冲刷防护和船撞消能设施。施工过程中,采用履带吊+振动锤/冲击锤配合特制导向架隔孔施打的施工工艺,有效解决了超长锁扣钢管桩的施沉及合龙精度的难题;利用对撑加工成桁架整体安装、基底开挖及护筒围堰壁清理、分仓浇筑水下封底混凝土、导管底口铺设钢板等工艺,极大地降低了现场施工难度,保证了超大基坑水下封底混凝土的浇筑质量,为今后同类型深基坑施工提供了有益的借鉴。

城市轨道交通深厚软土地层地下车站超长钻孔灌注桩承载-沉降特性分析

[目的]为有效控制软土地层深基坑开挖及使用过程中车站结构的变形,同时增大坑底承载力,需对上部含有空桩的超长钻孔灌注桩(以下简称“超长桩”)承载-沉降特性进行深入研究。[方法]以某城市轨道交通双线L型交叉换乘车站为例,采用自平衡法静载试验和数值模型对超长桩承载-沉降特性的影响因素进行分析,并探究超长桩承载特性与桩身长度、桩身刚度及桩身直径之间的关系。[结果及结论]静载试验表明:上部含有空桩的超长桩在荷载箱等量增荷加载过程中,桩顶位移及其增速均逐渐增大,在卸荷过程中桩顶出现位移回弹现象。数值模拟分析表明:超长桩的桩身轴力从桩顶到桩端呈逐渐减小趋势,在桩顶极限荷载作用下,桩身上部的轴力远大于桩端;桩身长度和桩身刚度变化会影响上部含有空桩的超长桩承载-沉降特性,桩身刚度改变对其造成的影响很小。

双荷载箱自平衡法在超长桩基承载力测试中的应用

在黄河中游山西小北干流范围,地下以砂土、粉质黏土层等物理力学指标较低的地层为主。在这种复杂的地质条件下,为保证桥梁桩基承载力和上部结构的安全性要求,设计多采用大直径超长桩为主,施工难度较大,造价较高。双荷载箱自平衡法是指根据试验方案规定,在桩身特定位置依次嵌入两个荷载箱,然后按照加载试验方案对荷载箱进行逐级分段加载,分别得出3段桩身的承载力,可以解决超长桩基试桩试验中的很多问题,为桩长优化设计提供数据支撑,具有广泛的应用前景。

码头工程建设中的超长钢管桩沉桩施工工艺

文章以茂名港博贺新港区东区油品码头工程为主要研究对象,介绍了超长钢管桩沉桩施工工艺在其中的应用。该工程的主墩和辅助墩位于江中,导致大型打桩船无法进入施工区域,施工难度较大。然而,通过改造打桩船性能、控制钢管桩制作工艺及优化沉桩施工工艺等措施,成功保证了钢管桩的施工。施工实践证明,沉桩施工方案可行,并顺利完成了施工任务,为后续的工程施工提供了保障。

基于应变测量的桩基础轴力和横向变形同步监测方法

深厚软土层地区超长桩基础的轴向受力、水平变形对工程结构正常使用与安全性起着重要影响,而实现二者同步监测尚无可用方法。本文提出基于应变测量的桩基础轴向压力和水平位移同步监测方法,以应变片感知应变变化来反映桩基础轴向压力和水平位移情况,通过振弦式钢筋计进行验证。依托某立交桥工程,建立深厚软土层超长桩基础无线智能监测系统,采用无线智能采集仪采集传感器数据,借助于Lora模块形成局域网并汇总各传感器的监测数据,再通过4G模块将汇总数据上传至云平台。通过无线监测数据与传统采集器数据进行对比,发现二者数据误差在微小(0.3 Hz)以内,表明无线智能监测系统可靠性好、精度高;传统振弦式钢筋计所测应变与智能测斜管的误差在-11.32%~6.03%之间,表明智能测斜管具有较高的准确度和稳定性,采用智能测斜管进行桩基础受力性能监测是可行的。研究可为桩基础轴向压力和水平位移监测提供新的思路。

超长PHC管桩竖向抗压承载性状分析

为研究超长PHC管桩竖向抗压承载特性,基于6根单桩竖向抗压静载试验,建立三维有限元计算模型,通过改变模型中的桩长,探究单桩竖向抗压承载特性的变化。结果表明在设计最大试验荷载内加载时,端承摩擦型的超长桩Q-s曲线呈缓变型,未见破坏突变特征点,以桩顶位移控制确定单桩极限抗压承载力时,需考虑扣除桩身压缩量,不可忽略桩身压缩量;超长桩的桩身竖向位移呈现上部大,下部小的分布,而短桩的桩身各深度处竖向位移相差很小;超长桩上部的桩周侧摩阻力先发挥,下部后发挥,呈现从上至下逐渐发挥的特征,而短桩的桩周侧摩阻力基本同步发挥;短桩的轴力沿深度的衰减速率相差不大,而超长桩的轴力衰减主要集中在桩身上部。

基于p-y曲线法的深埋桩桩-土相互作用研究

为了研究超长桩在承受水平荷载下的桩侧水平位移和桩侧土压力的理论计算方法,根据有限杆单元的等效荷载求解原理得到与p-y曲线相适应的非线性弹簧的设置方法,建立了超长桩非线性有限杆单元的理论模型;以实际工程为建模背景,通过ABAQUS软件模拟受到水平荷载时的桩侧水平位移和桩侧土压力,并与实际测得的数据进行对比,以验证数值模拟计算结果的准确性。结果表明:当桩端受到水平荷载作用时,桩侧土压力呈“M”型分布;数值模拟结果与实际工程测量数值之间误差较小,通过数值模拟计算得到的桩侧水平位移和桩侧土压力与实测值之间的相对误差分别在5%和2%以内;通过p-y曲线模型计算得到的桩侧土压力曲线与桩侧水平位移曲线与数值模拟计算得到的各点之间的相关系数R^(2)分别为0.97和0.92,两种方法得到的计算结果基本一致;且利用p-y曲线模型进行计算比通过ABAQUS三维有限元软件计算节约了将近60%的计算时间。在实际工程中,可考虑p-y曲线模型作为超长桩的分析计算模型或作为一种辅助验证方法用以验证通过其它方法计算的准确性。

喀斯特地貌区超长灌注桩施工要点

针对喀斯特地貌区发育较强、地质情况复杂、成桩施工困难的问题,采用人工挖孔灌注桩并结合水磨钻分割孔内岩层、孔内钢筋笼绑扎、孔壁处理等技术,混凝土浇筑使用辅助振捣装置;完成了超长灌注桩的施工,满足了桩基入岩要求,防止了孔壁的坍塌,保证了工程的质量,提高了工作效率。

温州323m超高层超长单桩与群桩基础实测沉降分析

根据单桩静载试验和基础沉降实测资料表明:超长单桩在设计工作荷载作用下的桩顶沉降量St主要为桩身混凝土压缩量Ss,且侧阻力很大,端阻力发挥很小。超长单桩上部黏性土中桩侧摩阻力充分发挥所需的桩土极限相对位移约17～20 mm。当桩土相对位移大于该极限位移后,桩上部土层发生桩土滑移呈现侧阻软化现象。群桩基础的沉降随着施工荷载水平的增加而增大。其规律为:施工层数很低时(5层以下),主裙楼一体沉降;随着主楼施工层数(8层后)增加,主楼沉降增大,同时由于主楼的"促沉"作用会使得裙楼沉降得以延续;随着主楼施工层数(30层后)继续增加,由于主楼核心筒相对裙楼沉降较大引起的对裙楼的"牵拉作用"会使裙楼出现轻微上翘的现象,但由于总体沉降量较小,所以裙楼、主楼、主楼核心筒的角点和边点沉降值相差不大。群桩效应沉降比Rs随着荷载水平(施工层数)的增大而先增大后减小。

超长大直径群桩沉降计算方法探讨

针对苏通长江大桥主塔超长大直径灌注群桩基础,分别采用目前国内铁路桥涵地基和基础设计规范、公路桥涵地基与基础设计规范、建筑桩基技术规范、建筑地基基础设计规范和美国桥梁设计规范中的荷载与抗力系数设计法对其沉降进行计算,然后再与大型离心模型试验沉降值进行比较,提出考虑超长桩的桩身压缩和采用荷载传递系数修正桩端附加应力的沉降计算方法,得到的理论计算值与试验值比较接近,仅相差7.8%;同时用该法所得计算值与内昆线某一大跨刚构连续组合体系特大桥超大规模高墩群桩基础的沉降试验值也比较逼近。最后讨论了现行规范中对群桩沉降计算存在的一些问题并提出一些建议。

超长大直径钻孔灌注桩群桩效应系数研究

针对超长大直径钻孔灌注群桩效应系数,研究了5种计算公式或方法,其中基于应力叠加的群桩效应系数计算公式,考虑了桩长、桩径、土层的内摩擦角以及地基土应力叠加等影响因素,适合计算超长大直径钻孔灌注群桩效应系数。然后,基于苏通长江公路大桥主5号墩超长大直径钻孔灌注群桩基础桩长、桩径和地基土层条件,分别计算了2×2群桩与3×3群桩的群桩效应系数值,并与相应类型群桩离心模型试验的群桩效应系数值进行比较。研究结果表明,计算值仅低于试验值7.2%-12.7%,说明该群桩效应系数计算公式具有一定的合理性,可为超长大直径钻孔灌注群桩设计提供参考。

南京夹江大桥主塔基桩承载性状分析

应用南京夹江大桥主塔两根试桩的大吨位静载荷试验成果,采用ANSYS有限元计算,对超长大直径嵌岩桩的承载性状进行分析,包括桩顶沉降、桩端阻和桩侧阻的分配与发挥,并对最佳嵌岩深度进行讨论。结果表明,超长大直径嵌岩桩一般为端承摩擦桩,桩端阻力不容忽视,当桩处于极限时,上覆土层的侧阻力已经发挥至极限,而嵌岩段阻力仍有一定潜力可挖。利用ANSYS模拟后发现,嵌岩段的侧阻力非线性特征明显,且呈现"两头大,中间小"的特征。同时,通过对不同嵌岩深度的研究,认为仅通过增加嵌岩深度来控制桩顶沉降作用不明显,软岩地区的嵌岩桩嵌岩深度可不必拘泥于规范所限的不大于5D。最后根据静载试验和有限元分析结果,对原设计提出了修改建议。

苏通大桥主塔超大群桩基础沉降特性研究

针对苏通大桥主桥南塔高承台超大群桩基础,分2步对其沉降进行计算。首先,采用国内外不同方法计算桩身弹性压缩变形量和桩端以下土层的沉降量;其次,将不同方法计算的桩身变形量和土层沉降量组合为总沉降量,并与沉降试验值比较。结果表明,对于超大群桩基础总沉降,桩身的弹性压缩变形量不容忽略,且自重引起的弹性变形量也应考虑;按照文中推得公式计算的桩身弹性变形量与基于Mindlin附加应力解计算压缩土层理论沉降量进行组合的总沉降量与试验值非常吻合,仅偏低0.06%。

基于Mindlin应力解的超大群桩基础沉降计算

针对18根和64根超长大直径群桩基础,采用Mindlin应力解,假定桩端阻力为集中力、桩侧摩擦阻力呈向下线性增加分布形式,推导沉降计算公式。在苏通大桥主塔下实际地基和离心试验模型地基条件下,分别按照应力比和变形比确定压缩土层的计算深度,对这两类超长大直径群桩进行沉降量计算。研究表明,对于超长群桩而言,基于Mindlin应力解,采用变形比法进行沉降计算比较合理;对于桩数不同的群桩,其计算精度也不相同,说明群桩效应对沉降计算有影响;在两类地基条件下,不论按应力比法还是变形比法进行沉降计算,与离心模型试验沉降值相比,其最大差值均不超过10%,说明利用模型地基进行沉降计算是可行的。

基于Mindlin位移解的超大群桩基础沉降计算

针对18根和64根超长大直径群桩基础,采用Mindlin位移解,假定桩端阻力为集中力和桩侧摩擦阻力呈向下线性增加分布形式后,推导出沉降计算公式.在苏通长江公路大桥主桥索塔群桩基础离心试验的模型地基条件下,按照变形比法来确定压缩土层的计算深度,对这两类超长大直径群桩进行沉降量计算.研究结果表明,与离心模型试验沉降值相比,两类群桩理论计算沉降值均偏低,18根群桩基础沉降理论计算值偏低16.8%,而64根群桩基础偏低39.9%.可见,用基于Mindlin位移解对超长大直径群桩基础进行沉降计算时,理论值偏低,同时也表明群桩效应对桩数较多的群桩沉降计算影响较大.

考虑桩身压缩的高承台超长群桩沉降计算

针对两类高承台超长群桩基础的沉降计算问题,基于苏通大桥主塔群桩基础下的地基条件,根据离心模型试验所得到的各基桩平均端阻比推导了高承台超长群桩桩身弹性压缩量的计算公式,并介绍美国路桥规范对超长桩桩身弹性压缩量的估计方法,然后再按照国内现行规范方法对压缩土层进行沉降计算,最后将总沉降理论计算值与试验值相比较。研究结果表明,考虑桩身弹性压缩量的高承台超长群桩总沉降理论值与试验值比较接近,桩身弹性压缩量占总沉降量的10.3%,可见不能忽略桩身弹性压缩量对高承台超长群桩总沉降的贡献;此外,采用美国规范对其估计的简便方法也是可行的。

横琴口岸工程填海软土地区大规模超长桩基施工技术

横琴口岸及综合交通枢纽开发工程场地原始地貌属填海软土区域,淤泥层最厚约20m。工程桩超过6500根,最长超过110m,以中风化岩层作为持力层,中风化岩层中蚀变带内岩芯较破碎。通过比选采用旋挖桩施工方式,通过实施硬底化、高频免震动下长护筒、钢筋笼半自动加工技术等方法,在180d内完成6500根工程桩,经检测一类桩达到95%,无三、四类桩。

城市岩土工程与新技术

十一五期间,中国已进入城镇化快速增长时期,功能化、立体化、高速化以及改善综合环境成为现代城市建设的特点。城市岩土工程是指城市建设中与岩土及地下水相关部分。回顾和总结了近几年超高层建筑、大型地下空间工程、轨道交通、越江隧道等城市建设热点的发展现状与特点。简要介绍了大直径超长桩技术、新型抗拔桩技术、深基坑变形与环境影响控制技术、可持续发展的基坑支护技术、大断面管幕箱涵技术、现代气压沉箱技术、地下工程三维数字化技术等新技术。

超长摩擦桩荷载传递机理的分析及应用

根据软弱土地基上超长桩的应用，对其荷载传递机理作了简明分析，并给出了确定长桩与超长桩有效长度的简便方法，具有一定的工程实际意义。

桥梁超长桩基自平衡法承载力试验应用研究

结合工程实际,针对常吉高速公路来溪1号大桥桩基采用自平衡方法进行了承载力试验研究,试验结果表明自平衡方法在处理超长桩承载能力确定方面具有明显的优势,能满足桩基静荷载实验要求。该方法装置较简单,不占用场地,试验费用省,利用桩的侧阻与端阻互为反力,可测得侧阻力与端阻力和各自的荷载—位移曲线,有利于对桩体受力性能进行全面分析。