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。

近距离薄煤层群首采层卸压瓦斯协同抽采技术研究

为有效解决近距离薄煤层群开采首采层上、下邻近层大量卸压瓦斯涌入的治理问题,以某煤矿为研究对象,采用理论分析和数值模拟的方法,研究近距离薄煤层群开采条件下卸压瓦斯运移规律,并根据富集特征确定卸压瓦斯抽采钻孔的空间位置。研究结果表明:首采层开采覆岩导气裂隙带最大发育高为10.3~23.2 m。设计超大直径顺层预抽钻孔高0.8 m,宽2.08 m;顶板定向长钻孔终孔最优抽采位置为垂直距离开采层顶板15.0~23.0 m,水平距离回风侧20.5~27.5 m;2条埋管抽采最佳错距为距底板高1.1,1.7 m,深入采空区11.3,20.8 m。优化后的布置参数应用于现场实践,试验工作面回采期间上隅角瓦斯体积分数保持在0.7%以下。研究结果能够实现近距离薄煤层群开采条件下卸压瓦斯高效抽采,保证矿井安全高效生产。

超大口径超长距离排海顶管施工的管控要点

结合嘉兴市污水处理扩容工程外排三期(排海管扩容部分)项目,针对大口径超长距离顶管施工中所存在的困难进行了技术攻关。解决了混凝土沉井节段划分及工厂化制作、沉井分节下沉、封底混凝土浇筑、顶管施工等过程中存在的难题,确保了项目顺利实施。总结的管理工作经验,可为类似项目提供借鉴。

隧道内超长大直径供热管道流固耦合效应分析

为了对华电银川供热项目中的供热管道系统进行优化设计,建立了三维全尺寸流固耦合力学模型,计算了超长大直径供热管道在不同支座间距下的受力、变形与支座反力,并分析了管道不同部位受力与变形的变化规律。研究结果表明,管道的入口端部位受力与变形最大,出口端部位次之,平直段部位最小。然而,支座间距的变化对平直段管道受力与变形的影响较大,对入口端与出口端部位的影响较小。另外,支座反力的变化趋势与管道受力基本一致。研究成果和施工经验可为后续类似的供热管道设计与施工提供借鉴和参考。

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。

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。

水域超大口径钢筋混凝土顶管轴线控制风险研究

随着城市面积和人口规模的不断增加,承载日常生活的市政管线的埋深和口径不断增大、距离不断增长,使得顶管工程的规模不断突破,甚至超出了现有规范的规定,而传统顶管轴线控制技术不能简单适用于超大口径长距离顶管工程。结合沿金山湖CSO溢流污染综合治理超大口径长距离钢筋混凝土顶管工程,通过理论分析和施工工艺优化,对水域超大口径钢筋混凝土顶管在长距离曲线顶进施工过程的轴线控制技术进行研究,并制定了针对性技术措施,可为类似顶管工程的设计和施工提供参考。

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。

黏土中超大直径钢管桩内侧摩阻力研究

随着当前海上风电装机容量逐渐增加,超大直径钢管桩基础得到了广泛应用。桩径的增加改变了桩-土相互作用模式,现行规范中钢管桩内侧摩阻力计算方法的适用性有待商榷。通过离心模型试验,采用双壁板桩和管桩模型揭示了黏土中有限范围土压力与不同桩径的内侧摩阻力发挥规律;采用有限元数值分析方法,开展了内侧摩阻力发挥规律的影响因素分析,建立了钢管桩内侧摩阻力计算方法,并与离心机试验结果进行了对比验证。结果表明:随着桩径增大,桩内壁土压力增大,内侧摩阻力也随之增大,并沿桩深呈指数型分布,其发挥范围为距桩端5倍桩径以内;提出的钢管桩内壁侧摩阻力计算方法与离心机试验结果吻合良好。

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。

孔内深层超强夯工法在湿陷性黄土地区高层建筑地基处理中的应用

为探讨孔内深层超强夯(SDDC)工法在湿陷性黄土地区的应用效果,采用SDDC工法的大直径挤密桩作为某高层建筑地基处理方法,进行复合地基承载力静载荷试验、桩体压实系数和桩间土挤密系数试验、桩身强度试验;依据试验数据指标,按桩身强度和复合地基承载力特征值双控的方法,确定复合地基承载力,并对建筑物在施工期间沉降和竣工后沉降观测数据进行搜集对比。试验结果表明,SDDC工法在湿陷性黄土地区高层建筑地基处理中消除地基湿陷、提高地基承载力、减小基础沉降、加快施工速度、提高施工质量和经济效益等方面具有明显优势,表明该方法在湿陷性黄土地区处理地基是有效可行的。

大直径扩底灌注桩设计

以合肥滨湖时代广场C2栋高层建筑为依托,对该栋建筑桩基础进行了设计,经过对拟建场地的土层情况、水文地质条件及场地与地基的地震效应的分析,并按照相关规范及评审专家意见,确定采用大直径挖孔扩底灌注桩基方案,经计算分析表明,大直径挖孔扩底灌注桩以桩端的端阻力为主,不考虑侧摩阻力。

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。

多向荷载作用下超大直径群桩基础方案评价

海心桥是连接广州南北轴线的重要联系纽带,因上部复杂的异性结构体系,导致其下部基础承受了复杂的多向荷载作用。考虑土层-结构相互作用,建立海心桥超大直径群桩基础三维精细计算模型,分析基础结构与桩周土的力学性状,量化结构承载力安全富余度和土层稳定系数,而后综合评价多向荷载作用下群桩基础的可靠性。结果表明:(1)基础最大位移不足限值的10%,最小承载力安全系数为2.56,且最大应力显著小于强度设计值,结构未出现裂隙和强度破坏;(2)基础桩周土层受到挤压剪切效应,土层最小稳定性系数为2.58,没有出现塑性破坏;(3)综合土层与结构力学特性研判,实例群桩基础满足可靠性要求;(4)基础在单向荷载作用下表现出的受力变形一致性在多向荷载作用下不复存在;(5)承台-土层相互作用特性对桩基内力影响明显,桩基设计计算中应充分考虑。项目实施后,计算结果与实测值进行了对比验证,指出了规范中m法的局限性,并给出了修正建议,可为类似工程提供参考。

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。

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。

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。

超大直径盾构盾壳被砂浆固结包裹原因分析及处理措施

为解决超大直径盾构被砂浆固结包裹引起的地面隆起、管片上浮、管片错台等问题,对可能导致砂浆固结包裹的原因如停机时间过长、注浆量过大、水泥质量浓度过高和处于液化砂层等进行分析,并针对固结原因提出采用打桩机夹住拉森钢板桩振动盾体、疏松盾体外的砂浆结块及土体的方法清除盾体外包裹的固结砂浆。研究结果表明:1)砂浆包裹与地层土渗透系数大、同步注浆水泥质量浓度过高有一定的关系;2)盾构经常性停机会促使砂浆固结包裹;3)通过振动钢板桩的方式可以有效去除盾壳外包裹的砂浆,并可通过调整同步注浆施工工艺以避免再次出现此情况。

地铁隧道上方的超高层住宅基础设计

佛山某超高层住宅项目二期,在其超塔楼住宅地下室底板正下方有佛山6号地铁规划线自西至东穿过,由于超高层住宅基础及主体施工在前,地铁隧道主体结构施工在后,地铁要求在其保护范围内,除了在地铁中心线允许施工一排基桩外,其余范围均不得设置基础,为了满足地铁保护办的要求,本工程在地铁隧道两侧及地铁中心线设置了大直径旋挖桩基础,并利用地下室底板厚板作为转换构件,托换了上部结构需要的剪力墙等竖向构件。通过不同的计算程序的对比计算分析,可知道本工程的隧道上方的厚板转换方式基础设计安全可靠,转换厚板的竖向变形也满足对地铁主体结构安全的影响。