预应力空心方桩与预应力管桩力学性能比较和经济性分析

对预应力高强混凝土空心方桩(PHS)与预应力高强混凝土管桩(PHC)两种桩型的桩身物理性能和力学性能进行比较分析,并结合工程案例,进一步对两种桩型的单桩竖向承载力、桩基础工程量及造价进行了力学性能及经济性比较,最后对两种桩型的堆放方式进行了简单介绍。

配筋空心方钢管高强混凝土轴压中长柱有限元分析

目的 研究配筋空心方钢管高强混凝土轴压中长柱受力性能,改善传统空心钢管混凝土的力学性能,并为该类型柱的设计及试验研究提供依据。方法 基于有限元分析软件ABAQUS,对配筋空心方钢管高强混凝土轴压中长柱的力学性能进行有限元分析,在分析受力全过程的基础上,重点分析长细比、钢管宽厚比,混凝土强度、钢管强度、管桩类型、配筋率等参数对轴压力学性能的影响,并基于统一理论提出承载力计算公式。结果 配筋空心方钢管高强混凝土轴压中长柱各组分之间组合作用良好,内置管柱、增大钢管宽厚比、减小长细比及缩小夹层混凝土强度与管柱混凝土强度差距可以改善构件的延性、提升构件组合作用;笔者提出的修正公式计算结果精确且安全。结论 提高配筋空心方钢管高强混凝土的钢管强度、增大宽厚比、减小夹层混凝土与管柱混凝土强度差距可有效改善空心钢管混凝土脆性破坏,充分发挥构件的性能。

适应“平疫转换”的医疗建筑改造加固结构设计关键技术研究

应急医疗建筑改造中,会遇到80、90年代设计的承重砖墙结构。砖墙承重体系,楼板一般是预制预应力空心板,预制板就搁在砖墙上,有些有圈梁、但构造柱很少。根据抗震鉴定要求,需要增设构造柱,如采用现浇钢筋混凝土构造柱,需要在砖墙侧面现浇混凝土。结构改造设计时应综合考虑材料可得、施工便捷等原则,在兼顾结构安全的同时也需以建设周期为主要因素抉择,从而提出创新加固方案。

光纤光栅应变检测技术在预制桩中的应用研究

光纤光栅表面式GFRP桩基应变计具有分布式和长距离检测等特点,并且此种桩基应变计易埋入到成型的预制工程构件中,在桩身内力测试中具有独特的优势。介绍了在软土地区预制桩检测中采用布里渊光时域反射技术(BOTDR)的传感原理及GFRP桩基应变计的植入工艺,根据测试结果对比分析桩身内力、桩周摩阻力及桩端阻力,更加全面地了解地层特性及预制桩承载特性,为设计参数的优化提供可靠依据。

高强预制管桩精细化修补方法研究与工程应用

随着大直径、超深预制管桩的应用,管桩易出现桩身开裂、破损等影响桩基完整性的情况。对于完整性不足的桩基,以往的修补方式存在修补效果不明显,施工不经济的问题。本文以一全预制装配桥梁工程为例,开展管桩精细化修补方法研究。首先,基于高应变法,针对完整性为Ⅲ类的桩基提出不合格桩基的治理流程,并进一步确定完整性系数最小值的位置。通过L-pile软件计算分别计算弯矩、剪力的影响范围,针对位于承载力影响区范围内的桩基进行修补。然后,以钢筋混凝土为填芯材料,开展桩身正截面承载力计算和修补长度分析。通过参数分析得出破损位置以下的填芯长度的影响,确定优化后的填芯长度值。本文提出的精细化修补方式在工程中取得良好效果,具有推广价值。

装配式桥预制拼装空心桩柱连接力学破坏行为研究

为深入研究装配式桥梁预制拼装空心桩柱连接弯曲破坏的力学性能,制备Φ800 mm预制拼装空心桩柱,试验测试其极限弯矩及抗裂弯矩,分析其承载力、抗弯强度及开裂发展规律,对预制拼装空心桩柱连接弯曲是否满足设计要求进行分析研究。试验结果表明:装配式桥梁预制拼装空心桩柱连接弯曲实际抗裂强度均超过设计值,当荷载达到165%开裂荷载时,构件首次出现裂缝,位于纯弯段的裂缝数量仅为2条,证明其设计合理、使用安全,可为预制拼装工程应用设计提供参考。

预制空心管桩与木桩组合式护岸在人工堆岛中的应用

人工岛在景观河道或自然湿地公园项目整治中通常作为景观节点来打造和应用。其多利用河道、池塘清淤土或工程中多余未利用土堆填而成,往往因无法采用机械压实及长期受水流冲刷浸泡而发生坍塌。本文结合南京市珠西河综合改扩建工程实际,提出了预制空心管桩与木桩组合式护岸形式,有效解决了人工堆岛岸坡易失稳及坡脚防冲刷问题,且施工简单、工期短、造价适中,经稳定复核符合规范要求,可为其他类似工程提供参考。

PHC空心管桩在水库段地基处理中的应用

以国道208线晋中长治界至屯留小河北段改扩建工程为依托工程,采用PHC空心管桩对其K952+300~K952+600水库段地基进行处治,并对处治后的复合地基进行了承载能力验算和工后沉降变形验算。由验算结果可知,采用PHC预制空心管桩进行地基处理,不仅能大幅提高水库段地基的承载能力,还能通过增加桩长有效降低工后沉降变形,满足工程要求。

基于大型现场试验的空心桩抗滑支挡加复合排水技术研究

选取一典型缓倾顺层岩质滑坡为试验模型,在斜坡体上安装了喷淋系统,模拟人工降雨,在斜坡后缘安装4个千斤顶施加可控荷载,在桩身布设了钢筋计、压力盒、倾斜仪,研究空心桩的排水支挡效果。试验成果表明,空心桩复合排水技术用于滑坡防治工程治理,能有效降低桩身受到的应力和弯矩,但不同滑坡的物质组成不同,其渗透率和透水性也就不同,所以取得的排水效果也有差异。对于基岩顺层岩质滑坡而言,桩身最大弯矩折减可达34.1%,最大应力折减可达26.1%。

单排空心管桩屏障对平面SV波的隔离效果研究

参考圆柱坐标系下一排圆柱体对弹性波的多重散射,根据桩土界面处应力和位移连续的条件,得到了非连续空心管桩屏障对入射平面SV波散射系数的理论解。通过引入无量纲位移幅值,即屏障后土体的竖向位移与入射平面SV波引起的竖向位移的比值,比较了不同形式的屏障对入射平面SV波的隔离效果。讨论了桩间距、屏障的位置和管桩的剪切模量(刚度)对单排空心管桩屏障对平面SV波隔离效果的影响,为非连续屏障的隔振设计提供了理论依据。

大直径钻埋预应力空心桩结构承载力计算

对大直径钻埋预应力混凝土空心桩这种新型的桩基础结构进行研究,根据其结构特点,利用以概率统计为基础的极限状态计算方法,在建立相应计算模型的基础上,推导出该桩型在偏心荷载时正截面极限承载力的计算公式。该公式的建立对现行《公路桥函设计规范》中没有偏心受压荷载下预应力混凝土构件的理论计算公式进行了补充,也为完善大直径空心桩结构的设计计算理论奠定了基础。

大直径钻埋预应力混凝土空心桩承载力的试验

通过室内模拟试验,对大直径钻埋预应力空心桩承载力的桩侧阻力和桩端阻力分别进行模拟研究。分析桩周注浆体与桩体间的摩阻力以及注浆体与土体间的摩阻力,并与桩和土体界面的摩阻力试验结果相比较;研究桩端注浆前后承载力大小及其变化规律。研究结果表明:桩周压浆介质的差异对桩承载力性状影响很大,以填石压浆效果最好;同时压浆填料中含泥量宜控制在5%以内。此研究成果为完善大直径钻埋预应力混凝土空心桩设计与计算理论奠定基础。

刚性空心管桩屏障对P波和SH波的隔离效果研究

采用波函数展开法和Graf加法定理,根据桩-土界面处总应力和扭矩平衡的边界条件,得到单排非连续刚性空心管桩屏障对入射平面P波和SH波散射系数的理论解。引入无量纲位移和透射系数等概念,绘制了不同壁厚的刚性空心管桩屏障后的无量纲位移等值线、透射系数随管桩间距的变化曲线以及不同数量的管桩组成的屏障后的无量纲位移变化曲线等图件,通过进一步的分析得出单排非连续刚性空心管桩屏障的隔振效果随着管桩间距和壁厚的减小而提高、最佳隔离区域随着管桩数量的增多而增大等重要结论,为非连续刚性屏障的隔振设计提供了理论依据。

有孔管桩开孔应力集中系数试验研究

有孔管桩能够有效减轻静压沉桩挤土效应,加速超孔隙水压力的消散并降低其最大值,随着超孔隙水压力的加速消散,能够有效避免桩体上浮和偏移等不利情况,并能有效提高整体桩基的承载力和开挖基坑的稳定性。但桩身开孔将会引起管桩应力集中现象,并降低管桩极限承载力。为此,开展了有孔管桩应力集中现象和极限承载力模型试验,分析了桩身开孔所引起的应力集中系数和开孔对桩极限承载力的折减情况。通过试验研究,得出对称开孔桩型的整体承载力性能优于不对称开孔桩型,其中星状有孔管桩桩型的承载能力最好。试验成果为有孔管桩的设计和布孔选型提供了试验基础,并对其优化设计提供依据,对有孔管桩的推广应用有着积极的指导作用。

不同植入工法竹节桩单桩承载力对比试验研究

通过10根桩的原型试验,对不同植入工法条件下预应力混凝土空心竹节桩单桩竖向抗压极限承载力进行了对比分析。不同植入工法对单桩竖向抗压极限承载力有较大影响。与同桩长、同直径的预应力管桩相比,适宜工法植入的竹节桩可提高单桩竖向抗压极限承载力。高压旋喷法较锤击法、锤击灌砂法和潜水钻法在施工工艺上更适宜,单桩竖向抗压极限承载力提高幅度达35%,性价比最高。

大直径钻埋预应力混凝土空心桩施工工艺

阐述了大直径钻埋预应力混凝土空心桩的特点与施工工艺,该桩型克服了现在常用的混凝土灌桩与预制桩存在的缺陷,确保了桩基础工程质量,且用单桩代替群桩基础,承载力大大提高,经济效益显著。

饱和土体中空心管桩屏障对P_1波的隔离

假定空心管桩的长度远大于直径,将单排空心管桩组成的非连续屏障对平面P1波(压缩快波)的隔离简化成弹性波多重散射的二维平面问题,采用波函数展开法和Graf加法定理,根据桩-土界面处完全联结(应力和位移连续)和管桩内壁完全自由(应力为零)的边界条件,得到势函数展开式中待定复系数的理论解,通过分析位移比值(屏障后某点由入射和散射弹性波产生的总位移与入射弹性波单独产生的位移之比)的变化规律,分析了不同频率和管桩壁厚对隔离效果的影响,研究结果表明:①饱和土体中单排空心管桩屏障对高频入射平面P1波的隔离效果好于低频入射平面P1波;②随着管桩壁厚的减小,隔离效果明显提高,当管桩壁厚较薄时,在屏障后一定区域内,隔离效果分别超过了70%(高频入射P1波)和50%(低频入射P1波),隔离效果比较理想。

预应力混凝土空心方桩焊接接头抗弯试验研究

通过对边长350 mm,内圆直径210 mm预应力混凝土空心方桩焊接接头抗弯试验,研究空心方桩受弯作用下桩身变形、裂缝分布情况,分析其承载能力及破坏特征。试验研究表明:预应力混凝土空心方桩的焊接接头满足要求检验值,但当桩身出现裂缝后截面刚度损失较大,对抗弯性能较为不利。其次通过对焊接接头质量影响因素的探讨,表明端板和焊缝对保证接头质量的重要性。

循环温度荷载下管式能量桩荷载传递机理研究

基于模型试验方法,开展加热(制冷)工作模式下,实心和管式能量桩的热响应测试研究;分析多次加热/制冷循环作用下两种能量桩的热力耦合特性,实测桩顶位移、桩身应变、以及桩侧摩阻力等变化规律,并对实际运行过程中实心和管式能量桩的承载特性进行初步讨论。研究结果表明,相同直径的管式能量桩换热效率高于实心能量桩,管式能量桩对加热循环的热响应要高于实心能量桩;多次循环后,能量桩桩顶产生塑性沉降、桩身产生微小的塑性应变,桩侧摩阻力值增加。

预制方桩用作深基坑混凝土内支撑立柱的设计

为了解决预制方桩用于深基坑工程混凝土内支撑体系竖向承重构件所存在的问题,以盐城某基坑工程为例,介绍了预制方桩与混凝土内支撑结构采用抗剪构件的连接方法,在结构基础底板位置采用刚性止水结合柔性止水的双重防水措施,并对用作混凝土内支撑竖向构件的预制方桩在施工中应注意的问题做出相应的限定.工程监测结果表明:基坑施工过程中,预制方桩立柱最大沉降量为29.62 mm,满足施工要求.采用的这些关键技术措施在实践中取得了良好的效果,可供同类基坑工程参考.