钻孔灌注桩数字化施工技术及应用

随着钻孔灌注桩向超孔深、超大直径方向发展,其施工控制难度也显著增加。传统施工工艺高度依赖人工对施工参数进行采集和记录,难以满足精细化施工管控的要求。为了保证超长大直径桩施工质量,以双柳长江大桥北主塔桩基施工为依托工程,对钻孔灌注成孔、成桩关键施工参数及采集方式进行分析,并针对成孔、成桩过程的关键参数进行自动化监测装置的开发与应用。研究结果表明采用数字化技术手段,能有效减少施工过程中人工采集工作量,提升钻孔灌注桩施工精细化管控水平,可供类似工程借鉴。

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。

深厚软土中大直径超长桩承载机理数值模拟研究

大直径超长桩的承载力问题在工程中逐渐涌现,尤其在深厚软土地区,具有很强的现实工程意义,依托福州地铁园项目现场试验结果,基于PLAXIS 3D进行数值模拟研究,并通过数值模拟结果分析深厚软土中大直径超长桩承载机理,结果表明,超长混凝土桩轴力呈非线性分布,自上至下逐渐减小,同一埋深处,桩身轴力随着荷载等级增加而逐渐增大;摩阻力的发挥程度与荷载大小、土层性质有关;桩长、桩径对承载机理也有较大影响。

复杂地层大直径变截面超长桩基施工技术应用研究

大直径变截面超长灌注桩具有可充分发挥结构性能、工程造价低等诸多优势,在高墩大跨桥梁桩基中得到广泛应用。但与等截面桩相比,大直径变截面超长灌注桩的施工工序较多,工艺较为复杂,质量控制相对困难。文章依托新疆某高速公路特大桥桩基工程,针对砂卵石全风化砂岩复合地层大直径变截面超长桩基施工技术进行探讨,分析阐述施工工艺流程,提出施工技术要点,以期为类似工程施工提供借鉴参考。

超长期循环荷载作用下海上风机大直径单桩动力特性演变规律研究

大直径单桩基础是目前应用最广泛的一种海上风机支撑结构,其现有相对成熟的研究主要集中在承载力、累积变形和初始动力特性计算等问题。而海上风机对海洋环境中的风、浪、流、地震波及其运行荷载等动荷载非常敏感,因此在长期循环荷载作用过程中,其振动特性变化规律必须得到充分研究。通过在干砂中对大直径单桩进行室内1 g模型试验,以模型桩承载力为参考值,施加相同频率、不同幅值的循环荷载,并在加载过程中进行频响分析,得到桩顶水平位移频响函数,进而得出了以下结论:(1)桩基一阶共振频率随循环次数增大而增大;(2)阻尼比随循环加载次数整体呈降低趋势;(3)桩顶刚度则受循环荷载的致密作用和振动坑的形成等多因素影响,割线刚度主要呈下降趋势,卸载刚度呈增大趋势。

武汉超长大直径钻孔锚桩法试桩技术的应用

武汉地区某高速项目软土中桩基工程量较大,为确保工期可控和节省工程造价,在确保工程安全前提下充分挖掘地基潜力,结合项目前期锚桩法试桩施工和现场试验实例,测定该地区超长大直径钻孔桩单桩垂直向极限承载力,并同步测定桩端阻力和侧壁分层摩阻力等岩土物理参数,为项目后续两阶段设计桩基的选型和优化桥梁基桩长度等提供参考。

关于超长大直径灌注桩质量控制的探讨

钻孔灌注桩施工中,桩径越大,深度越深,施工成孔时间越长,施工质量影响因素越多,出现塌孔现象的概率越高。因此,在超深大直径钻孔灌注桩施工中,加强对施工质量的控制是非常必要的。本文根据工程实例,对超长大直径灌注桩在施工准备阶段、施工过程关键环节、施工完成后桩基检测等各个阶段施工质量控制要点进行了分析,为提高相关工程施工质量提供参考。

深厚软土地层超长超大直径扩底桩承载力性状及机理研究

深厚软土地区超长超大直径扩底桩荷载传递机理复杂,且国内相关工程数量少,可供施工人员参考资料有限,传统桩基理论已无法合理的分析其工作机理和受力特性。文章依托深圳大运枢纽超长超大直径扩底桩工程,通过现场静载试验与数值仿真分析,研究了在深厚软土地层中超长超大直径扩底桩在静载作用下的荷载传递机理及沉降规律。基于荷载传递法,针对深厚软土地基的特殊性质,考虑了桩侧土初始剪应力、软化特性以及桩端土加工硬化特性,进行了沉降公式的推导。并基于MATLAB,开发了高性能的迭代算法以研究单桩的承载力性状。结果表明:现场试验、数值模拟与理论算法得到的荷载-沉降曲线线型吻合较好。当传递深度达到约0.4倍桩长时,下部桩身基本不产生压缩变形;桩基极限承载力大于设计值,存在较大的承载潜力,桩基设计较合理,满足承载力要求,可以为同类地区桩基工程设计与施工提供参考。

粉砂地层大直径深长水中桩基施工技术

黄河地质以粉砂粉土为主,有地质松软、易液化、抗冲能力弱的特点,且黄河河道流速大、冲刷深,这些对水中桩基成桩质量极易造成影响。依托东津黄河大桥19#主塔2m大直径、孔深130m深长水中桩基的施工,系统地对钻孔过程中护筒长度及垂直度、泥浆含砂率、成孔垂直度、钢筋笼加工质量、砼灌注质量控制等进行研究,提高了桩基成桩质量,效果显著,为以后类似工作积累了宝贵经验。

超高层建筑钻孔灌注桩基础压缩变形及沉降探析

在黄土地区建造超高层建筑时,由于地质条件的限制,钻孔灌注桩成为一种常用的基础工程技术。与其他区域相比,黄土地区常采取泥浆护壁的钻孔灌注桩施工技术。钻孔灌注桩的设计需要考虑施工工艺技术以及土层的物理力学参数、承载力和变形特性,以确保建筑物稳定和安全。结合工程实例对超高层建筑下钻孔灌注桩的压缩变形及沉降进行初步分析。

强透水性砂层大直径深长桩塌孔处理技术

基于渭河公轨合建特大桥桩基施工在钻进、钢筋笼下放过程中或完毕时塌孔等问题的应对处理技术,对所处强透水性砂层地质条件下大直径深长桩塌孔进行了原因分析、处理方案优选与实施。对于塌孔内无钢筋笼的桩位采用回填质量比为1∶10的水泥黏土混合物静置半月以上,重新进行钻孔施工;塌孔内仍有钢筋笼的桩位采用小口径钻头钻进并进行洗孔,拔笼后再成桩;钢筋笼确难拔出的采用冲击钻重新成孔。

考虑泥皮效应的大直径超长桩离心模型试验研究

应用离心模型试验研究了深厚软土地基中考虑泥皮效应的大直径超长单桩的承载变形特性。试验结果表明,考虑泥皮效应后,桩侧极限摩阻力约为不考虑泥皮的65%～85%,单桩极限承载力下降约20%。同时研究了桩径、桩长、持力层性质对单桩极限承载力和桩侧摩阻力的影响。结果表明,高荷载水平作用下,大直径超长桩的桩侧土层摩阻力易发生软化,导致桩产生渐进破坏;淤泥质粘土中,桩侧摩阻力随桩径增加而降低,但降低幅度较小;桩侧摩阻力具有深度效应,对某一特定深度土层,随着桩进入土层深度的增加,桩侧摩阻力下降,可表示为(h/R)的函数。

上海中心大厦大直径超长灌注桩现场试验研究

中国在建第一高楼上海中心大厦(632 m)采用了直径为1 m、桩端埋深88 m的大直径超长灌注桩,有别于金茂大厦(420 m)、上海环球金融中心(492 m)另两栋超高层建筑所采用的钢管桩。通过现场试桩验证成桩可行性及承载力取值,试桩载荷试验加载至极限,采用分布式光纤量测桩身应变,同时为研究上海软土地区大直径超长灌注桩承载特性及荷载传递机理提供了有价值的数据。试验结果表明:试桩破坏前,Q–s曲线近似为线性,破坏时,桩体发生刺入变形;桩侧桩端联合后注浆桩与桩端后注浆桩在侧摩阻力分布及发挥性状方面存在显著差异;黏性土中桩侧摩阻力充分发挥所需桩土相对位移小于5 mm,砂性土中小于10 mm;桩土相对位移超过极限位移后,埋深较浅的黏性土中由于桩土相对位移大出现明显的软化现象;与规范值相比,有效桩长范围内浅部土层中桩侧摩阻力小于规范取值下限,深部土层中桩侧摩阻力达规范取值上限的2倍以上;试桩端阻比较小,表现出摩擦型桩特性;桩身压缩占桩顶沉降95%左右,桩顶沉降主要由桩身压缩产生。试桩试验为上海软土地区600 m超高层建筑首次采用灌注桩提供指导和技术支持。

超声波透射法检测大直径超长桩

介绍了超声波透射法检测大直径超长桩桩身质量、完整性的基本原理和检测方法;详细讨论了桩身缺陷性质、位置和大小的诊断方法;针对测试过程中出现的各种异常现象,提出了相应的处理方法,以避免误判.

茅草街大桥桩基试验研究

针对洞庭湖区软土的工程地质特征,以湖南省茅草街大桥桩基试验为依托,探讨了该类地区大直径超长钻孔灌注桩的竖向及水平静载荷试验方法.在此基础上,对湖区超长钻孔灌注桩的承载机理、变形特性等开展深入研究,提出相应的承载力确定方法.最后,通过对试验数据的综合分析,指出超长灌注桩的荷载-沉降曲线一般为缓变型,其拐点不明显,且可能出现桩身失稳破坏,其设计计算与传统桩基也有所不同.

大直径钢管桩土塞效应的判断和沉桩过程分析

港口工程和海洋工程中出现了越来越多的大直径超长钢管桩。由于这种桩直径较大,土塞的形成对桩的可打入性和承载力有较大的影响。鉴于此,根据大直径和超大直径钢管桩土塞性状的特殊性,考虑了桩直径对侧壁摩阻力、端阻力的影响,引入了尺寸效应系数,重新建立了土塞微分体的静力平衡方程,提出了采用改进的静力平衡法进行土塞效应判断,同时采用波动方程法近似模拟土塞与桩管内壁的相互作用,建立了简化的土塞与桩壁相互作用模型,并用该方法进行实际工程的打桩分析,分析结果表明该方法对土塞效应的判断、打桩过程的预测等与工程实测数据吻合较好。

黏性土中大直径超长钻孔灌注桩承载性状及单桩沉降分析

基于太湖湖沼相沉积土地区某在建轨道交通工程的4根试桩现场静荷载和桩身应力测试试验,研究该地区大直径超长钻孔灌注桩竖向荷载下的侧、端阻力发挥特点,并利用一维杆系结构有限单元法与剪切位移法相耦合的混合法分析大直径超长钻孔灌注单桩沉降。研究结果表明:大直径超长钻孔灌注桩单桩受竖向荷载时,侧、端摩阻力发挥呈现从上到下逐步发挥的特点,且侧、端阻力非同步发挥,相互影响;侧摩阻力发挥极限值所需桩土相对位移为4~7 mm;应用可考虑桩周介质的非均质性、边界上剪切滑移非线性等复杂性质的有限元法和剪切位移法相耦合的混合法,可成功预测分析单桩沉降。

洞庭湖软土地区大直径超长灌注桩竖向承载力试验研究

以洞庭湖软土地区某特大拱桥主墩桩基础为工程依托 ,进行了一试桩竖向静载荷试验 ,并基于所获得的现场实测数据探讨了软土地区大直径超长灌注桩的荷载传递机理和竖向承载特性。结果表明 ,软土地区大直径超长桩为典型的摩擦桩 ,其竖向承载力主要由桩侧摩阻力提供 ,而桩端阻力往往难以发挥甚至趋于零 ,设计计算时尚应重视桩身压曲稳定分析和桩顶变形验算。同时 ,建议根据上部结构对基础沉降的要求按桩顶容许沉降量来控制超长桩的竖向承载力 ,并基于线弹性 -全塑性桩侧荷载传递模型给出了相应的计算公式 ,以此获得的桩顶荷载位移计算曲线与实测值吻合良好 ,证明了该思路与分析方法的可行性。

无锡大直径超长钻孔灌注桩承载性状试验研究

基于无锡地铁高架桥试桩工程中4根大直径超长钻孔灌注桩的现场静荷载试验和桩身应力测试试验,结合同一地区12根同类型桩的试验成果,研究了无锡地区大直径超长钻孔灌注桩竖向荷载下的侧、端阻力发挥特点和荷载传递规律.研究表明:不同的大直径超长钻孔灌注桩施工工艺会造成桩底沉渣厚度差异,宏观表现为Q-s曲线形态呈陡降型或缓变型.大直径超长钻孔灌注桩单桩受竖向荷载,侧摩阻力从上到下逐步发挥,侧、端阻力非同步发挥且相互影响.不同埋深条件下,物理性质相同土层提供的侧摩阻力实测极限值与规范推荐值差异较大,说明侧摩阻力深度效应显著,且浅层黏土易发生软化效应.发挥侧摩阻力极限值所需桩土相对位移为4～7mm.该结论可指导该地区同类工程的设计和施工.

基于FLAC^(3D)的超长大直径钢管桩竖向承载特性模拟

近年来,超长大直径钢管桩在工程中的应用已越来越多,但对其承载特性的研究却很少,设计中仍然参考普通桩的计算理论。本文采用三维连续介质快速拉格朗日法(FLAC3D)对实际工程中一超长大直径开口钢管桩试桩的竖向承载特性及沉降特性进行了数值模拟分析,并将模拟结果与静载荷竖向承载特性试验实测结果进行了对比,两者相互补充和相互验证,取得了比较一致的结果,表明了本文所编制的有限差分程序用以初步模拟分析超长大直径钢管桩承载特性的可行性。研究结果表明:超长大直径钢管桩是典型的端承摩擦型桩;桩侧摩阻力随深度的变化很复杂,其变化与土性密切相关;桩身轴力向下传递的速度与桩侧摩阻力在不同土层中的发挥程度息息相关。这些结论对实际工程中超长大直径钢管桩基础的设计具有参考意义。