地铁车站超宽深基坑内既有高架桥梁桩基托换关键技术研究

佛山地铁2号线换乘车站张槎站基坑宽50.3 m,深16.9 m,局部位于既有禅西大道桥下(净高仅7 m)。为解决低矮空间下超宽深基坑支护、既有高架桥桩基托换等难题,提出如下技术措施:1)采用高桩承台桩基托换技术对位于车站中央桥桩进行托换,托换承台高于车站基坑面,基坑内支撑穿过新旧桩基形成对撑,内支撑与新旧桩相对独立;2)地下连续墙幅宽调整为4 m,采用小型钻机成槽,以改善桥下施工工艺;3)地下连续墙与两侧既有桩之间增加防塌孔措施;4)基坑内支撑均采用混凝土支撑并加临时立柱以增加内支撑稳定性。以上措施解决了托换体系与车站基坑相互影响的问题,确保了低矮空间下超宽深基坑施工安全及既有桩基的安全。经数值计算论证、现场施工验证,提出的超宽深基坑内既有高架桥梁桩基托换关键技术是合理、安全、可行的。

微型桩托换加固作用机理研究

采用微型桩托换技术对既有建筑物地基基础进行加固,减小其沉降,形成新的微型桩组合托换结构。文章基于变形控制的原理,提出了托换加固荷载分配的变形协调和简化计算方法,建立了托换构件强度的计算模型。结果表明:通过将微型桩等效为柱、植筋等效为桩,把桩对新增承台的冲切等效为柱对承台的冲切,揭示其上部新增荷载、既有基础、微型桩和新增承台之间的相互作用机理,同时工程实例的沉降观测数据表明该计算模型是安全、经济、可行的。

局部沉降与冲切破坏的危房基础加固

通过对软土地基上某三层濒危厂房桩基础发生局部沉降和承台受冲切破坏等问题的分析研究,确定用局部增加锚杆静压桩控制整栋厂房沉降并用包柱式托换结构加固已破坏承台。尝试用植筋、新旧砼界面处理等新技术设计包柱式钢筋混凝土托换承台和锚筋式压桩承台连接系统,合理地解决了该厂房基础加固中的特有难题。

四面包裹式托换承台承载力试验研究

既有建筑地下增层过程中,柱周围设置四面包裹式托换承台是将上部结构荷载传递至新设置的桩基础的有效途径。为了研究该托换承台的承载力性能,设计了11组对比试验,研究了不同冲跨比、承台底纵筋配筋率、纵筋设置方向以及托换承台浇筑方式等工况对承台承载性能的影响。结果表明:随着冲跨比减小和承台底纵筋配筋率增大,托换承台承载力增加;再结合面凿毛、做插筋可保证不发生结合面破坏。基于试验结果和拉-压杆模型,推导出托换承台承载力公式,其计算结果与试验结果吻合良好。

钢管桩托换技术在既有建筑地下室改造中的应用

某建筑改造施工中,在不拆除原有上部结构前提下,将原有无地下室部位扩建为地下室。地基基础施工期间,采用钢管桩对原有独立基础进行支撑并增加新混凝土承台与原独立基础紧密结合浇筑成为一个整体,从而替换原有独立基础承载,达到钢管桩托换承台的目的。总结了本工程钢管桩托换承台成功的施工经验,对托换承台在既有建筑地下室加固改造中施工方法及施工工艺进行了较为系统的介绍。

大跨径预应力混凝土盖梁主动托换参数分析与结构优化设计

为了探讨结构参数对大跨径预应力混凝土盖梁托换后的影响和盖梁截面的优化设计,对截面优化方法的比较和不同计算参数下截面的受力特性进行研究。以广河高速公路春岗互通主线桥右幅82#墩为依托,采用MIDASCivil建立有限元模型,分析墩梁连接方式、盖梁跨高比、墩刚度比和预应力钢束数量对盖梁挠度和内力的影响规律,结合ANSYS和MATLAB对盖梁进行截面优化。结果表明:在设计截面不变时,盖梁与墩的连接方式对挠度值的影响较小;在相同的连接方式下,盖梁跨高比对跨中截面的挠度和弯矩影响较大,墩刚度比对跨中截面的挠度和弯矩影响较小,预应力钢束数量对其跨中截面处的挠度和弯矩影响较大;两端固结的连接方式引起的挠度值和弯矩值略优于其它连接方式。ANSYS有限元软件和遗传算法优化的最终结果相接近,两者优化后的截面宽度相对误差为5%,高度相对误差为3%。

狭小空间新旧结合承台托换施工技术

以实际工程为背景,提出人工挖孔灌注桩联合新建承台的基础托换方案。在新建承台施工中,确定了预先固定泵管及水平与竖向联合振捣的狭小空间混凝土浇筑工艺。对新旧承台的结合部位,采取承台间预留后压浆层,后期压入水泥基灌缝剂浆体的做法,使新旧承台结合紧密。

北京市109中学人行天桥桩基托换有限元分析

北京地铁天坛东门站穿越109中学人行天桥桩基础,采用地面扩大承台并施作新桩与既有桩共同承担上部荷载,在洞内采用直接截桩的桩基托换方案,就此方案对其施工过程进行了数值模拟,通过数据整理与分析,总结出桩基托换引起的承台沉降规律,并根据计算结果与实测结果的比较证明了该托换方案的合理性、可行性。

高速公路大跨径盖梁主动托换关键技术与效果评价

为了解决新建路线下穿既有结构,保证大跨径盖梁托换后满足规范要求,对大跨径盖梁托换过程的关键技术和施工监控数据进行分析研究。以广河高速82号墩为依托,采用MIDAS Civil建立有限元模型,验算了新建盖梁的挠度和应力,并分析了新旧盖梁前10阶自振频率,结合施工监控数据对盖梁托换后的效果进行评价。结果表明,新建盖梁托换旧盖梁后,施工监测的结果均小于计算理论值,监测的结果较平稳。盖梁托换后顺桥向的刚度比旧盖梁提高了16.61%,横桥向的刚度比旧盖梁降低了23.09%。