重庆官栈河大桥主桥主墩基础锁口钢管桩围堰加固

重庆官栈河大桥主桥为(62+110+62)m三跨连续刚构桥,主墩基础采用锁口钢管桩围堰施工。围堰施工正常水位+325.300 m,施工期控制水位+330.500 m。在该桥主墩围堰完成四周锁口钢管桩插打及前4道内支撑安装后,因极端天气原因,长寿湖水位上涨到+332.200 m,危及围堰安全。为解决钢管桩围堰的安全问题,提出采用水下施工内支撑的加固方案。待围堰内部水头与外部保持一致后,将已经插打的锁口钢管桩加高至标高+334.000 m,拆除已安装好的4道内支撑,重新安装6道内支撑。采用MIDAS Civil软件分别建立加固前、后钢管桩围堰结构有限元模型,分析钢管桩及内支撑的受力安全与稳定性。结果表明:施工控制水位+330.500 m下,围堰结构最大正应力由加固前的162.6 MPa下降到加固后的82.3 MPa,下降了49.3%;承载水位可从施工控制水位+330.500 m增加到目标控制水位+333.500 m,且强度和刚度等均留有一定储备。水下施工内支撑的加固方案可提升围堰的承载能力。该桥围堰加固后整体受力效果良好,已顺利完成承台浇筑施工。

新型深海风机钢管桩基础安装用导向架结构优化

为解决水深45.000 m深海风机钢管桩基础安装作业可靠性差和精度低等问题,对一种新型深海风机钢管桩基础安装用导向架进行结构优化。采用有限元法(Finite Element Method, FEM)与试验相结合的方法,从环境参数与作用载荷、结构形式、作业工况和结构强度与结构稳定性等方面对导向架进行综合研究。经海试验证,优化的导向架的打桩精度与打桩高效性均满足技术指标要求,可大幅提高深海风机钢管桩基础安装作业速度和质量。

框架梁与锚索桩板墙加固隧道洞口边坡的动力响应特性

针对山岭隧道洞口在降雨、地震等因素作用下易产生变形破坏的问题,以某处采用框架梁与锚索桩板墙支护的隧道洞口边坡工程为原型,开展几何比尺为1∶50的振动台模型试验,分析降雨后地震作用下边坡的动力响应特性及失稳变形规律。结果表明:降雨后坡面无局部破坏,地震作用下边坡的破坏过程可归纳为坡顶张拉破坏—坡脚剪切溃裂—坡体整体失稳滑动,边坡表现为张拉—剪切型破坏;边坡峰值加速度放大系数呈层状分布,“高程效应”与“趋表效应”显著,均随输入正弦波频率、幅值的增加而增大;边坡土体峰值应变分布与坡体滑动破坏面较吻合;桩体锚索轴力与输入正弦波频率、幅值呈正相关,强震作用下锚索轴力增幅显著;桩后峰值土压力近似呈三角形分布,桩体嵌固段内桩土压力最大;桩体弯矩呈“b”型分布,嵌固段内桩体峰值弯矩最大,抗震设计中应注意验算其抗弯强度;桩后土压力与桩体加速度FFT谱幅值主要集中于低频段,结构动力响应主要受地震波低频段部分影响。

滩涂地区预压作用下人工硬壳层对桥梁桩基的影响分析: 以浙江省十一塘高速为例

滩涂地区深厚的软土地质条件给现浇箱梁的施工带来了较大挑战,依托浙江省十一塘高速公路一期工程,研究预压荷载作用下人工就地固化硬壳层对桥梁桩基的影响。基于土体硬化模型建立三维数值计算模型,对比不同硬壳层深度下桩身轴力、侧摩阻力和水平位移的变化规律,结果表明:当硬壳层厚度为2 m时,桩身轴力减少约16%且硬壳层的厚度会改变负摩阻力的传递深度,表现为硬壳层厚度越厚桩侧阻力中性点越往上移。此外,在一定深度影响范围内,硬壳层能够有效控制桩顶和不同深度处桩身水平位移,硬壳层厚度越大,桩顶水平位移越小。最后通过分析土体模量对桩身水平位移的影响发现,桩身水平位移会随该层土压缩模量的增大而减小且土体卸载/再加载刚度模量E_(ur)的影响高于土体偏量加载刚度模量E_(50)及土体侧限压缩刚度模量E_(eod)的影响。

中原文旅城欢乐世界一期雪世界高区基础设计

中原文旅城欢乐世界一期雪世界高区采用了巨型钢框架结构体系,基础形式为群桩基础,满足了基础内力大、沉降控制要求高的要求。介绍了巨型框架结构以及基础设计内力大、沉降控制要求高等特点。以中原文旅城欢乐世界一期雪世界项目滑道高区的基础设计为例,详细介绍了该工程地质概况、桩型选择、基础设计原则;进行了基桩承载力计算和验算,并分别采用YJK和ABAQUS对基础的沉降进行分析。其中ABAQUS模型考虑了桩、土、承台的相互作用,克服了传统计算方法不能细致分析桩身弹性压缩、实体深基础侧阻力和应力扩散等的不足。

岩土成层地基钻孔刚架抗滑桩计算的有限差分法

传统悬臂或锚拉式抗滑桩采用人工挖孔施工,施工效率低、工期长且安全风险问题尤为突出,目前正被严格限制使用并逐步淘汰,因此,在边坡治理工程中使用机械钻孔成桩替代人工挖孔工艺是未来的发展趋势。钻孔刚架式抗滑桩侧向刚度大、施工效率高、结构空间受力更加合理,更加符合城市轨道交通建设“小空间解决大高差”的理念。首先,考虑抗滑桩普遍存在于岩土成层地基的实际情况,以水平弹簧模拟前、后排桩与桩间土的荷载相互作用,根据Euler-Bernoulli梁理论及刚架桩受荷特点,以桩周线性土弹簧刚度反映不同地层的水平抗力差异,建立刚架桩挠曲平衡微分方程;然后,基于有限差分法结合桩顶、桩端共8个边界条件,编制Python有限差分迭代运算程序实现了前/后桩及桩间土的协同作用,以及对刚架桩内力与变形的求解;最后,依托深圳地铁某路堑高边坡钻孔刚架桩现场监测案例,对比发现,二者桩顶最大变形相差在10%以内,验证了所提方法对岩土成层地基中钻孔刚架抗滑桩的适用性,开发的有限差分迭代程序简单便捷,可直接应用于钻孔刚架式抗滑桩工程设计。

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。

建宁县某水厂边坡支护与排水设计

依托于建宁县某新建水厂边坡支护工程,采用动态设计法对场地的填方段边坡和挖方段边坡进行支护和排水设计,通过对安全性、施工难度、经济性、稳定性、效果等对比分析,最终选择挖方段边坡采用框架锚杆支护,而填方段边坡采用抗滑桩+锚索和挡土墙联合支护方案以及采用地表集水明排+坡体软式透水管或泄水管泄水的排水设计,采用极限平衡法验证了支护后的边坡稳定性。

高速公路顺层边坡锚索框架梁和抗滑桩联合支护体系变形特征研究

以贵州省乌长高速公路某顺层高边坡为例,建立有限元模型,对锚索框架梁-抗滑桩支护体系的变形规律进行研究。结果表明:对各排锚索施加相同的预应力值不合理,存在锚索框架和抗滑桩顺序破坏的风险,应根据各排锚索随桩顶位移的变化规律,设置差异化的预应力值,使锚索框架和抗滑桩两种支护形式同时达到最佳支护效果;靠近桩顶位置,应设置较低的预应力值,远离桩顶位置,应设置较高的预应力值。提出基于变形协调条件下的锚索预应力值计算方法,得到的锚索预应力值与数值模拟计算结果误差在6%以内,满足设计精度要求。

穿坡油气管道的框架桩防护结构分析方法

针对沿山坡走向铺设的埋地油气管道存在的抗震防护问题,提出了一种新型的框架型抗滑桩式管道防护结构。在采用拟静力法确定作用于结构地震滑坡推力的基础上,将位于滑面以上的结构受荷段作为底端固定的平面框架结构,采用超静定平面刚架结构模型分析;而位于滑面以下的嵌固段则为埋置于稳定地层的两单桩结构,采用侧向受荷的弹性地基梁模型分析,由此建立了框架型抗滑桩的内力及位移计算方法。实例分析表明:框架桩前、后桩及上、下横梁弯矩与剪力的理论计算值与数值模拟结果误差均在±20%以内,理论结果偏于保守;水平地震影响系数对结构内力影响显著,结构内力最大值随水平地震影响系数增加近似呈线性增大,而竖向地震影响系数影响较弱;结构最大内力与土体重度呈线性正相关性,与黏聚力和内摩擦角呈非线性负相关性,且随着土体抗剪强度参数的增大,前、后桩以及上、下横梁的内力分别趋于接近;前、后排桩与上、下横梁的最大内力分别与桩体抗弯刚度呈非线性正相关性与负相关性,而分别与桩体嵌固深度近似呈线性正相关性与负相关性;框架桩间距对结构内力影响显著,而前后桩排间距则对结构内力影响较小。

路堑顺层边坡稳定性分析及支挡防护数值模拟研究

为研究含泥岩夹层顺层白云岩边坡的变形特征、稳定性及支挡防护,以某路堑边坡为例,基于midas GTS有限元软件进行了数值仿真计算,并结合现场观测分析边坡开挖及支挡防护后的坡体变形特征、应力状态、塑性区分布、抗滑桩受力特性,以及边坡加固后的稳定性状态。结果表明,研究边坡开挖至路基标高后,泥岩夹层出露,其破坏模式为平面滑动,稳定性系数为0.92,边坡不稳定,需做进一步支挡;边坡开挖后预应力锚索在坡体表面发生应力集中,且产生了良好的反向约束力,改善了坡体内部的应力分布;坡脚施加抗滑桩后与预应力锚索共同约束坡体,防止其沿泥岩夹层滑动,起到了良好的阻隔作用,且二者相结合后固脚强腰效果良好,确保了边坡整体稳定与局部稳定;经长期观测,边坡采用抗滑桩+框架锚索等多种结构综合治理具有良好的支护效果。

既有办公建筑绿色改造关键技术

为有效利用城市土地资源并提高既有建筑使用价值,在既有建筑的基础上进行加层扩建,符合绿色低碳改造要求。某办公建筑在既有7层框架结构的基础上加层至18层,通过破除加层区域地下室底板,新增钢管桩并浇筑新的筏板基础,提高基础承载力。三桩承台与钢管桩采用环梁加固,确保新增筏板基础与既有基础能够共同工作。通过涂刷水泥基渗透结晶防水涂料和遇水膨胀止水胶,解决新旧混凝土结合面渗漏问题。通过采用改变荷载传递加层法、加大截面法及粘贴钢板法进行加固,确保改造后结构承载力和稳定性。

混凝土框架结构改造型式在海塘加固中的应用研究

在浙江“海塘安澜工程”建设过程中,为了使海塘加固满足工程自身稳定性需求,同时兼顾对周边生态环境,提出了一种新型海塘改造形式——混凝土框架结构。结合浙江东部健跳塘提升改造工程,分析了结构作用机理,对工程稳定性进行了计算,并结合塘身沉降监测数据对混凝土框架结构的实际应用情况进行了研究。结果表明:混凝土框架结构稳定性及桩基受力满足要求,适用于软土环境工程;该结构形式安全稳定,能够减小工程建设对周边生态环境的影响。该结构改造形式可为海塘工程提供参考。

跨线桥工程桩基类型的确定与施工——以杨高南路改建工程为例

基于杨高南路市政道路改建的工程属性,研究跨线桥工程桩方案,以达到工程工期短、施工影响小以及工程投资合理的综合效益。在对施工现场进行地质勘察的基础上,根据不同跨度桥梁范围的竖向荷载情况,以合理承载力确定不同类型桩基方案。正式施工前采取了不同类型桩基的试桩施工,采集了相关的施工控制数据,对选择方案的理论承载力等设计条件进行了验证。钢管桩方案确立后,为保障钢管桩桩基的施工质量,因地制宜采用了导向架的技术措施,提高了钢管桩的安装精度,同时加快了施工进度。从综合研究方案到方案执行、施工完成,从设计到施工全过程,确保了方案确立时的初衷和愿景。既可以把本案例中的钢管桩施工控制作为类似施工工况与工艺的参考,也可以将其作为设计、投资、施工等各方面比较成功的综合运用案例。

城市建筑工程中废弃泥浆资源化处理技术研究与应用

城市建筑工程中的桩基施工是废弃泥浆的主要来源之一,传统的处理方法存在效率低下、环境污染严重等问题。以天津市口腔医院梅江院区增建工程为研究对象,采用板框式压滤机对施工中产生的废弃泥浆进行处理,以期达到泥浆的减量化、无害化,并实现资源的高效循环利用。现场应用结果表明,板框式压滤机能有效分离废弃泥浆中的固体颗粒和水分,减少泥浆体积,回收的水分可再次用于施工现场,而固体泥饼则可用于场地平整或其他用途,显著降低了环境风险并提升了经济效益。

人工挖孔桩技术在下穿铁路框架桥工程中的应用研究

以下穿既有铁路框架桥项目建设中人工挖孔桩作为铁路线路D型便梁支墩基础,主要分析在铁路线施工场地进行人工挖孔桩作业时的施工工艺流程和关键环节的施工工艺要点、人工挖孔桩出土装置的应用以及安全控制措施,此工程的实施为人工挖孔桩在铁路线路特殊地段提供施工工艺操作参考。

基于FLAC3D的边坡支护方案优化研究

为研究抗滑桩及锚杆框架梁在顺层岩质边坡支护中的优化方法,基于三级支护的典型顺层岩质边坡,通过FLAC3D建立数值模型进行计算,对抗滑桩桩身长度及桩身截面积、锚杆锚固倾角及锚固长度进行优化。结果表明,不同长度抗滑桩对岩质边坡进行支护时,抗滑桩稳定系数均随着桩身长度的减小而减小,且在边坡岩性发生突变的地方抗滑桩的水平位移也会发生突变,在一定范围内适当减短抗滑桩的桩身长度并不会引起桩身水平位移的大幅度改变,故在满足规范的条件下可通过减小桩身长度来进行优化设计。改变抗滑桩的截面面积并不会显著改变桩身的水平位移,但抗滑桩截面面积会显著影响抗滑桩稳定系数,存在一个临界截面积使得桩身截面积在小于临界面积时,稳定系数随着截面积的减小迅速减小,而在桩身截面积大于临界面积时,稳定系数随着截面积的减小只会略微减小。边坡最大水平位移随着锚杆锚固倾角的增加、锚固长度的增加而增加,边坡稳定系数随着锚杆锚固倾角的增加、锚固长度的增加而增加,故在进行锚杆框架支护设计时可通过增大锚固倾角及增加锚固长度提高边坡稳定性,此结果可为抗滑桩及锚索框架梁在顺层岩质边坡支护提供优化设计方案。

地基工程框架锚索加固抗滑桩试验研究

文中结合志丹压气站施工实践,分析了框架锚索预应力、抗滑桩宽度和柱距对桩受力和变形特性的影响。结果表明,随着桩宽的增加,桩宽40mm的最大土压力分别比桩宽32mm和27mm的最大土压力高出17.3%和22.1%。当锚索拉力在1200~1600 kN时,桩身位移较小,应力分布较为均衡。当张拉力为1400 kN时,桩身锚固点与自由段底部最大正负剪应力之差约为最大剪应力的27%,桩身最大位移仅为5.5 mm,远小于预应力框架锚索的一般弹性变形范围。

全埋刚架抗滑桩参数影响数值模拟研究

针对某实际边坡工程,依据混凝土用量相等原则,将原文献中得到的最优单排抗滑桩转化为全埋刚架桩,并采用有限元软件ABAQUS建立其三维有限元模型,并与最优单排抗滑桩进行对比分析。由于全埋刚架桩更具有抗滑优势,可提高边坡稳定性,考虑刚架桩桩底支承约束条件、后排桩长和连梁高度等参数的变化对边坡和桩身的影响,均设置5种工况进行数值模拟计算。结果表明:后排桩长增加,前后排桩弯矩差逐渐减小,分布趋于均匀,但存在一个最优长度;连梁刚度增加,有利于减小边坡和桩身位移,后排桩的最大负弯矩作用点的位置发生在连梁高度的1.34~1.35倍处,前排桩最大负弯矩发生的位置逐渐向连梁底部靠近。为充分发挥前后排桩材料属性,以及提高刚架桩的整体抗滑能力,建议桩底约束设置为后排桩桩底固定前排桩桩底铰支或两桩底端均铰支。

变形协调条件下锚索框架梁-抗滑桩边坡支护体系设计方法研究

目前设计实践中坡面锚索框架-坡脚抗滑桩边坡支护体系未考虑变形协调,支护结构存在两种防护形式先后顺序破坏的风险。通过建立坡体变形与锚索、抗滑桩变形的关系,推导了锚索+抗滑桩支护体系的变形协调公式,结合锚索和抗滑桩的变形计算方法,提出了变形协调条件下锚索-抗滑桩支护体系的设计方法。建议在下滑力无法准确确定时,应采用低刚度的锚索,并尽量设置较高的锚索预应力锁定值,保证锚索在充分发挥锚固力的同时,增强其对变形的适应能力,提高锚索框架-抗滑桩支护体系的变形协调性。