杂填土地层深基坑微型桩-锚-撑组合支护体系受力特性原位试验

为深入研究杂填土地层深基坑桩-锚-撑组合支护体系受力特性,依托青岛市某深基坑工程开展微型桩-锚-撑原位试验,分析不同开挖工况下双排微型钢管桩桩身弯矩与预应力锚索轴力的演化规律,揭示该支护体系下前、后排桩的受力性状、预应力锚索应力分布特征,探讨邻近建筑物、基坑暴露时间及钢支撑拆除对该支护体系内力的影响。研究结果表明:1)在基坑开挖过程中,前排桩在受力中起主导作用;当开挖至基底时,桩身最大正、负弯矩极值呈现增大趋势,且极值点不断下移,开挖面以上桩身弯矩均呈正“S”型分布。2)开挖深度增加引起开挖面上、下1.0 m范围内桩身弯矩显著增大,前排桩桩身的反弯点分别位于钢支撑下方0.5 m、开挖面位置。3)在开挖过程中,锚索轴力沿埋深方向呈现减小趋势,锚固段前端1.5 m之后的轴力基本不变或呈微小波动。4)锚索锚固段应力高度集中在锚固段前端4.0 m以内的区域,约为锚固段长度的44%,锚固段末端基本未产生轴力,可对该段长度进行优化处理。5)邻近建筑物对微型钢管桩桩身受力影响较小;随着基坑暴露时间增加,桩身弯矩呈微小增长趋势;钢支撑拆除后,前排桩的弯矩变化集中在0.38H~0.96H(H为基坑开挖深度)。6)桩-锚-撑组合支护体系能够较好地限制基坑变形,选择合理的支撑预应力是该类基坑设计的关键。

预应力钢锚管注浆锚索边坡加固力学特性

为解决传统预应力锚索在边坡支护应用中存在安全耐久性不足、加固效果有限等的问题,通过室内和现场试验研究了预应力钢锚管注浆锚索力学特性,开发了边坡复合加固方法。研究结果表明,锚索荷载-位移曲线的非线性变化特征更明显;钢锚管的加卸载刚度变化规律不一致,而锚索的加卸载刚度变化均表现为幂函数衰减的规律;钢锚管和锚索的弹性位移随荷载呈线性增长,而塑性位移随荷载呈增长幂函数变化。边坡现场工程试验结果显示,新型加固技术对于不同地质边坡均适用。对于完整地层,锚固结构受力时产生的变形较少且刚度变化不大,不可恢复变形小,边坡变形易达到稳定状态;对于破碎地层,裂隙增加了浆体渗透提高了其与岩土体的黏结强度,增加了锚固力,因而受力时变形大,刚度变化大,产生的不可恢复变形量大,相对于传统锚索支护,新型支护技术能够更好发挥不同结构间的协作。可见新加固方法可为类似工程边坡加固设计提供参考。

钢管锚锭板桩全回收基坑支护技术及模型试验研究

针对基坑工程中支护构件浪费、环境污染及高碳排放等问题,提出了一种钢管锚锭板桩全回收基坑支护技术并介绍了支护体系构成。实施了钢管锚锭板桩的大型缩尺模型试验,通过摄影测量技术(DIC和DPA)对模型板桩和管桩在开挖过程中的位移进行观测。试验结果表明:管桩的锚拉作用对结构位移具有显著限制,增加单位宽度的管桩数量可有效减小位移,管桩顶部的最大位移与开挖深度呈双曲线关系。模型地基的变形破坏形式与管桩至板桩的间距有关,随间距增加,破坏形态从管桩与板桩同时倾斜,到沿管桩位置滑裂,再到沿与板桩距离开挖深度约1.5倍的地表滑裂。开挖过程中管桩与板桩的桩顶变形基本协调一致。

抗浮锚杆于筏板后施工技术分析及研究

抗浮锚杆造价低、经济效益好、抗浮作用明显,地下室抗浮设计首先考虑抗浮锚杆,当潜孔钻机穿过承压水层时,地下水呈弱承压性,成孔处大量地下水以0.1 m~3/s的速度向外涌出,简单的防堵措施收效甚微。经研究后决定先施工地下室底板,后施工抗浮锚杆,有效避免了地下水上涌对抗浮锚杆施工的影响。抗浮锚杆于筏板后施工,有效克服了在地下室结构中预留孔洞后封堵等质量通病。

钢管桩复合锚喷技术在水利工程边坡开挖支护中的应用

为减少边坡开挖工程量,减少施工对原地貌环境的影响,伊比利苏水电站一级引水隧洞进口边坡采用90°垂直边坡开挖的方法。钢管桩复合锚喷支护技术在水利水电工程边坡开挖中是一种新技术。该文通过该技术在伊比利苏水电站一级引水隧洞进口边坡开挖施工中的应用,对钢管桩复合锚喷技术进行介绍,积累相关施工经验,为类似工程施工提供借鉴。

致密油气尾管回接不固井压裂井筒技术研究与应用

为解决致密油气储层改造对高承压井筒的需求、生产效益对低成本建井的要求、生产技术对大井径的要求及安全高效开采等之间的相互矛盾,研究了尾管回接不固井压裂井筒技术。通过分析储层改造及开采生产施工阶段对井筒性能需求侧重点不同,提出尾管固井后进行即插即锁的非固井回接,为储层改造压裂施工提供全通径、高承压井筒条件;通过研究固完井一体化技术组合,提出了尾管固井工具功能向完井功能延伸的结构设计与工艺应用。通过分析压裂过程中回接完井管柱的轴向受力,为锚定锁紧机构优化设计、回接管柱施工及压裂施工排量及压力等参数优化提供参考。该技术在中石化华北油气分公司、胜利油田等多区块致密气藏的500余口大斜度井、水平井进行了应用,施工压力总体较高,总体效果良好。研究表明:尾管回接不固井压裂井筒技术可以解决压裂施工对套管水泥环破坏引起气窜而导致井口带压危及安全生产的技术难题,为致密油气藏高效安全开发提供一种低成本、高承压、全通径及易操作的新技术方案,促进油气高效开发。

煤矿井下智能化钻进锚掘设备的应用开发

为了解决CMZY4-200/35钻装机在使用过程中所存在的定位精确差、可靠性不足的难题,在对钻装机常见问题进行分析的基础上针对性地提出了新的优化方案。通过建立智能定位调控系统将钻装机的定位精度提升了70%;通过钻机操作平台优化、油管转接块优化实现了掘进机应用可靠性的提升,将巷道掘进效率提升了7.4%。

掘锚机钻机系统液压回路管路优化设计

通过对EBZ260M掘锚机钻机液压回路的零部件装配工艺以及连接管路进行研究,使用管端一体成形工艺的高压钢管、滚珠轴承旋转接头等零部件,从生产工艺、装配、管理角度,针对掘锚机钻机回路的连接管路进行优化,增强管路连接刚度,降低了接头预装力矩,避免胶管过度扭曲,实现掘锚机钻机系统液压回路管路的标准化生产和装配。

单桩静载试验中钢筋连接新技术分析

将钢筋连接工艺应用到单桩竖向抗拔静载试验中,代替传统的焊接连接方法,以期达到快速、安全、方便、节约成本的目的。本研究为该思路的初步尝试,针对小吨位的常见空心预制桩抗拔试验,加工了一套装置。该装置利用预制桩孔洞内的灌芯钢筋提供上拔力的特点,利用锚具卡扣装置,将钢筋和装置进行连接。在上海松江区某项目开展了现场试验,整个组装过程无需焊接,试验结束拆解装置后可重新利用,为同行提供参考。

锚杆静压钢护筒挖孔桩工艺在超高层基础加固工程中的应用

依托某超高层建筑基础加固工程实例,阐述了原桩基状况,归纳总结该工程特点和难点,并针对工程难点进行方案选型探讨。通过现场试验和理论计算,验算了大直径锚杆静压钢护筒挖孔桩的单桩承载力。采用变刚度桩迭代法对桩基刚度进行迭代计算,使后补桩基与原桩基实现变形协调。研究结果表明:所提出的锚杆静压钢护筒与人工挖孔结合方法,解决了该工程基础加固施工风险难题;桩基检测和后期沉降观测数据说明,锚杆静压钢护筒挖孔桩工艺不仅施工质量可控,而且基础加固效果明显,为处理类似超高层建筑基础加固问题提供了新思路。

滨海城市深基坑支护方案与设计方法

通过对滨海城市深基坑施工特点的分析,阐述深基坑支护方案的选取原则,进而以某滨海城市建筑工程为例,确定施工现场的地质条件、水文条件及地基土参数,初步提出深基坑支护方案,经过比选后采用高压旋喷桩内插H型钢加锚索垂直支护方案,并进行有限元数值模拟。实践表明,该工程深基坑支护效果良好。

大型水电站高边坡塌方治理施工技术

2020年5月12日,某水电站泄洪放空洞出口F46/F21断层引发了边坡坍塌现象,坍塌高度约40 m,坍塌方量约1.1万m^(3),严重制约泄洪放空洞出口2020年12月底导流目标实现。参建各方制订了坍塌边坡治理方案,采用了反压石渣、喷射钢纤维混凝土、“工字钢棚架+牛腿柱”复合支撑结构、钢锚墩临时支护、管棚等联合处理措施,在极其艰难的条件下快速、安全完成边坡治理,实现了某水电站2020年12月底按期导流目标。

黄土隧道锁脚锚管精准安装工艺探析

采用锁脚锚管角度控制器装置,实现黄土隧道锁脚锚管的精准打设,结合工程实例探讨锁脚锚管设计安装的工艺实施要点,有效提升了风洞凿岩机钻孔角度控制精度,断面监测点周最大沉降量由24.3 mm/d减小为-0.9 mm/d。精准的施工角度有益于将拱脚位置的土压力传递到拱脚所在的围岩上,增强拱脚位置的承载力,且在黄土隧道中能够有效地控制围岩变形,提升隧道围岩的稳定性。

大跨径拱桥索拱锚固区局部受力分析

索拱锚固区是吊索拱桥的关键传力部位,构造复杂且承担荷载较大。文中以一座410m跨径的钢箱拱肋下承式系杆拱桥为研究对象,对拱顶和拱脚的索拱锚固区建立有限元模型进行计算,研究各板件的应力状态,分析吊索力的传力过程。计算结果表明,大桥的索拱锚固区构造合理,满足规范要求且有一定的安全储备,可为相关工程提供借鉴。

地铁隧道超浅埋覆土下穿湖泊方案研究

盾构区间浅覆土下穿湖泊,抗浮是一个无法忽视的问题,区间抗浮措施值得进一步深入研究。本文结合深圳地铁穿越湖泊案例,利用有限元软件模拟盾构区间超浅覆土穿越湖泊采用抗浮压板、抗浮锚杆、管幕3种抗浮方式。通过比较区间在穿越湖泊过程中的竖向位移,得出采用抗浮压板、抗浮锚杆、管幕均能有效限制区间位移,其中抗浮压板是一种效果较好的抗浮方式。目前国内外区间抗浮暂未采用抗浮锚杆、管幕抗浮,本次研究也从理论上证明了这两种抗浮方式的可行性,可为区间抗浮提供不同选择。

慈林山煤业沿空掘巷让压支护技术应用

为解决小煤柱沿空掘巷煤柱支承应力较大以及采空区顶板坚硬岩层断裂产生动载破坏围岩支护的问题,对慈林山煤矿15208工作面运输顺槽沿空掘巷支护存在的问题进行分析,开展单泡让压管和双泡让压管抗压试验,同时优化锚杆、锚索的施工。结果表明让压管能够提高锚索的延伸率,在压力显现时能够吸收围岩传递的能量,保证锚杆、锚索的有效性;在此基础上对帮锚索的优化能保证支护强度的同时还能提高生产效率并降低支护成本。

库区深水浅覆盖层大跨度钢栈桥施工技术

钢管桩锚固是钢栈桥施工关键,在山区河流河床为浅覆盖层甚至裸岩的状态下,利用振动锤直接插打的施工方式无法将钢管桩下沉到位。针对困难工况,新建乙赛黄河特大桥钢栈桥采用“浮箱法”工艺施工。栈桥采用组合式桁梁,具有更强的承载能力和更大的跨越能力,减少在水中设置钢支墩的数量;使用六七式标准舟节浮箱拼装成浮箱平台、配合150 t履带吊插打钢管桩,锚桩采用清水成孔、水下灌注混凝土成桩。介绍了浮箱平台的拼装、下水、锚定,履带吊上浮箱和钢管桩的接长和施打。施工实践证明在水文地质条件不良条件下“浮箱法”钢栈桥施工工艺安全可靠,操作方便,保证了大桥施工的顺利进行。

超大吨位锚杆静压桩在高层建筑基础加固中的应用

锚杆静压桩因其施工方便、效果显著,被广泛应用于高层建筑基础加固工程中。在高层建筑基础加固工程中,为了减少锚杆静压桩的数量,控制建筑物的沉降,需要提高锚杆静压桩的单桩承载力,这需要提高施工能力,增大压桩动阻力,确保桩端到达可靠的持力层。本文以某33层高层建筑基础加固工程为例,介绍超大吨位锚杆静压桩的设计和施工要点。采用Ф500钢管桩进行加固,为了使其穿越深厚砂层,桩端采用了Ф273钢管作为桩尖,并采取桩端减摩措施,在穿越砂层时注入润滑液来降低摩阻力,并在压桩到位后再次采用注浆措施提高单桩承载力,保证了锚杆静压桩的施工质量和基础的加固质量,成功控制了建筑物的沉降。本案例可为类似工程提供一定的参考。

沙漠地区光伏支架基础选型及试验研究

为研究预应力管桩、预成孔注浆地锚桩以及钢螺旋桩在沙漠地区作为光伏支架桩基础形式的适宜性,以沙漠地区某光伏新能源项目为例,基于施工现场原体试验,从预应力管桩、预成孔注浆地锚桩以及钢螺旋桩施工工艺和单桩承载力两个方面对比分析研究了3种不同光伏桩基础型式,提出了更适宜沙漠地区的光伏支架基础形式。结果表明:预应力管桩的桩体采用预制结构,桩身完整性好,而且施工较为简单且施工质量比较容易控制,施工效率更高;钢螺旋桩在施工过程中需注意钻进速度,不宜过快,可保证成桩质量;预成孔注浆地锚桩的桩体在成桩过程中质量控制难度较大;预应力管桩的抗压、抗拔和水平承载力普遍较高,均可满足光伏支架基础的荷载要求,预成孔注浆地锚桩的抗拔承载力偏低,不满足上部荷载要求,钢螺旋桩由于桩身材料的因素导致其水平承载力偏低,可根据实际荷载要求选择使用;预应力管桩相较于其他两种桩型不论是施工方面还是承载力方面更适合在沙漠地区使用。试验成果对沙漠地区光伏桩基础设计具有借鉴意义。

“上硬下软”土层既有建筑基础加固方法

广西某工程项目地质条件复杂,土层力学特性变化明显,土层刚度呈现“上硬下软”状态,且分布厚度不一,多栋建筑封顶后出现不均匀沉降,本文旨在确定一种基础加固方案能够较好地解决以上问题。针对土层“上硬下软”的特点,对于沉降较大的区域创新采用“Φ377+Φ127组合钢管桩”进行基础加固,防止沉降继续发展。浅层硬壳层采用Φ377钢管桩提供承载力,深部软土层采用Φ127钢管桩深入原CFG桩下1~2 m,结合注浆工艺,加固松软土体,对原CFG桩桩底进行加固。对于沉降较小的区域创新采用高压注浆深层扰动技术,增加局部沉降。采用动阻力控制作为终桩条件,解决土层起伏剧烈地区桩端持力层无法判断的工程难题。“Φ377+Φ127组合钢管桩”极大地提高了原工程桩承载力,从而解决了坚硬土层难以沉桩、软弱土层承载力不足的工程难题。该基础加固方案成功解决了既有建筑的不均匀沉降工程难题,积累了宝贵的工程经验,为“上硬下软”复杂土层既有建筑基础加固提供了新思路,具有显著的经济效益和社会效益。