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。

微型钢管桩内接于灌注桩围护结构计算方法探讨

针对土岩结合二元地层深基坑工程中“吊脚桩”围护结构存在的问题,提出了灌注桩内接微型钢管桩围护结构。考虑微型钢管桩与桩间岩土的“纽结效应”和开挖后桩间岩石与带裂缝混凝土相似性,将该结构等效为上部灌注桩+下部带裂缝的钢筋混凝土无腹筋等效梁阶梯变截面桩(梁)模型,下部等效梁中微型钢管为纵向钢筋,桩间岩石为带裂缝混凝土。用侧向刚度折减来定量表征围护结构截面减少和岩体裂缝对围护结构刚度影响,提出基于侧向刚度折减的弹性支点法来计算围护结构内力,并考虑纵筋销栓作用计算等效梁抗剪承载力。工程实例计算表明,侧向刚度折减系数β由0.85减至0.12,上部灌注桩弯矩增大55.8%,下部等效梁弯矩减少48.7%,上部灌注桩剪力减少13.6%,下部等效梁剪力减少22.0%,桩顶水平位移增加39.5%。开挖至土岩结合面处该结构相对于“吊脚桩”围护结构,桩顶水平位移、竖向沉降没有明显突增,桩顶最终水平位移、竖向沉降仅为“吊脚桩”围护结构的43%、69%。桩顶水平位移监测值为5.5mm,仅为计算包络值的35%,说明刚度折减系数可适当提高。本研究可为土岩结合二元地层深基坑支护提供参考。

微型钢管桩施工技术在大型崩坡积体治理中的运用

锚筋桩在传统的边坡治理、地基加固等领域已经广泛使用,较于抗滑桩或抗滑墙等施工时具有设备轻便、桩位布置灵活、施工速度快、对场地的适应性强等特点,取得了较好的工程效果。但在一些地质条件复杂、岩层风化程度较高的破碎体,锚筋桩造孔出现了难以避免的塌孔和无法成孔的现象,若采用常规泥浆护壁和固结等方式将导致施工工序复杂、工期较长,且施工成本较高,而采用微型钢管桩的钻孔技术,可有效解决此类问题。通过对杨房沟水电站采用微型钢管桩技术的案例研究,成功解决大型崩坡积体处理中复杂地质条件下易塌孔、无法成孔的情况。

微型钢管桩托换已有建筑物桩筏基础的应用研究

为了研究微型钢管桩托换加固已有桩筏基础建筑的实际应用,以三门峡市某已有桩筏基础建筑物的基础托换工程为例,对已经产生倾斜的16层已有建筑物进行事故原因分析,结合以往实际工程案例经验以及各加固方法优缺点对比,最后采用微型钢管桩托换基础和外扩筏板基础相结合的加固方案。通过单桩竖向承载力计算、稳定性计算以及现场原位试桩,确定微型钢管桩施工工艺以及控制参数,利用现场沉降位移监测,对托换加固方案效果进行评价。结果表明:微型钢管桩托换和外扩筏板基础相结合的加固方案不仅施工工期短,加固机理明确,而且施工期间对建筑物扰动较小,综合加固效果显著;根据监测数据,测点DX1、DX2和DX7处累计沉降量相对较大,其中测点DX1处最大累计沉降位移为-81.1 mm,测点DX7处最大日均沉降为-1.23 mm;被加固的已有建筑物在施工完微型钢管桩大约15 d以后,日均沉降位移稳定控制在0~0.05 mm·d^(-1)之间;研究成果可为填方区地基不均匀沉降加固设计提供一定的参考。

深基坑土岩界面微型钢管桩受力特性试验研究

依托青岛地铁某基坑工程,在微型钢管桩外壁对称布置电阻式应变片,在桩身迎土面布置土压力盒,开展了微型钢管桩支护结构的现场试验,分别采集土层中、土岩分界面以及岩层中3个部位桩身弯矩与桩侧土压力数据;分析了基坑开挖过程中土岩界面桩侧土压力及桩身弯矩的演化特性;研究了第四系土层中、土岩分界面及岩层中内排微型钢管桩桩侧土压力与桩身弯矩随基坑开挖深度的变化规律。研究表明:随基坑开挖深度的增加,土层中、岩层中桩侧土压力值均呈现先减小后增大,再减小又增大,随后持续增大的变化趋势;土岩分界面处桩侧土压力呈波状递增变化,且增幅较大,属于岩土层受力的薄弱点;预应力锚杆(索)支护能够有效协调桩身内力并限制桩身产生大变形,避免了桩身弯矩的增长;位于土岩结合面附近微型钢管桩弯矩数值较小且增长较缓;桩侧土压力受基坑开挖的时空效应影响较大。

注浆微型钢管桩抗弯性能研究

为探讨注浆微型钢管桩的抗弯性能,对不同钢管管径、壁厚以及砂浆强度的12根试件,采用正交试验方案进行纯弯曲试验,基于试验结果提出极限抗弯承载力表达式,并采用有限元软件ANSYS建立模型进行验证。结果表明:注浆微型钢管桩的弯曲全过程可分为3个阶段,即,弹性阶段、弹塑性阶段和强化阶段;对注浆微型钢管极限荷载敏感性大小为,钢管管径>钢管壁厚>砂浆强度等级;不同规程计算的极限抗弯承载力与试验差异较大,本研究所提出的注浆微型钢管桩极限抗弯承载力表达式与试验结果吻合较好,钢管的抗弯承载力约占注浆微型钢管桩总抗弯承载力的78%,管内砂浆约占22%;有限元模拟结果显示,管内砂浆对微型钢管桩的抗弯性能有较大的提升,验证了所提出的注浆微型钢管桩抗弯承载力表达式的正确性。

深基坑双排微型钢管桩支护受力特性原位试验

微型钢管桩现场试验研究较少,这制约了该支护结构在深基坑工程中的推广应用。为获知微型钢管桩受力特性,以青岛地区土岩组合地层某超深基坑工程为依托,对双排微型钢管桩支护结构开展原位试验,分析不同开挖深度下,内排桩和外排桩桩身弯矩的差异及内排桩桩侧土压力的时变规律。研究结果表明:在第一阶开挖过程中,内排桩弯矩大于外排桩弯矩;开挖面附近1 m深度范围内,内排桩弯矩、外排桩弯矩和内排桩桩侧土压力的增幅较大;开挖至第二、三阶时,内排桩弯矩和外排桩弯矩沿深度方向均呈现“桩顶小、中部大、桩端小”的受力特性,且弯矩接近;桩侧土压力沿深度方向呈现复杂的“波浪形”分布特征,主要由空间土拱效应导致;在整个开挖过程中,桩身弯矩与桩侧土压力随开挖深度增加而增大,土层分布及锚索锁定对桩身内力影响显著,桩身正弯矩和负弯矩的最大值位于土岩结合面;桩侧土压力基本小于朗肯主动土压力,多个开挖深度下实测值近似于理论计算值。

深基坑开挖过程中多阶微型钢管桩受力性状试验研究

为了探究微型钢管桩在深基坑开挖过程中的受力性状,在青岛地铁某车站开展现场试验,采用多阶微型钢管桩复合预应力锚索(杆)作为支护结构,对第一阶外排桩进行内力测试,研究不同开挖工况下桩身弯矩的分布特征与变化规律,揭示开挖深度对微型钢管桩承载性能的影响机制。研究表明:外排桩桩身弯矩呈“波浪型”分布特征;桩身反弯点位于预应力锚索位置附近,正负弯矩极值点位于两道锚索之间;基坑开挖至第三阶时,即开挖深度超过23m,桩身弯矩增幅较大;处于上部土层的微型钢管桩桩身以背土面受拉为主,嵌入下部岩层的微型钢管桩桩身以迎土面受拉为主。研究结果可为完善土岩组合基坑设计理论提供参考,对类似工程实践具有指导意义。

紧邻建筑深基坑双排微型桩复合土钉墙支护研究

以郑州市某紧邻建筑物的深大基坑为研究对象,提出一种基于双排微型钢管桩的复合土钉墙支护方式,运用FLAC3D数值模拟与监测数据进行对比分析。研究表明:基坑最大水平位移主要分布在基坑侧壁,最大隆起出现在基底远离侧壁的位置;深层水平位移在不同深度出现变化极值,坡顶竖向和水平位移值、临近建筑物最大沉降值都在警戒值范围内;双排微型钢管桩弯矩值呈斜“W”形分布,钢管桩轴力呈现分段性;双排微型钢管桩复合土钉墙支护方式能有效控制基坑变形,确保周边环境的安全。通过对模拟结果和监测结果的分析,对类似深基坑工程的支护设计和施工具有一定的参考价值。

微型钢管桩在大厚度黄土地区的承载性能研究

研究目的:微型桩以其桩径小、承载力高、工艺简单等诸多优势在地基加固中得到广泛应用,但对黄土地区微型钢管桩的承载性能研究还相对匮乏。故本文依托某实际加固纠偏工程,进行现场微型钢管桩单桩竖向承载力试验,并通过理论分析与数值模拟进行验证,以此研究大厚度黄土地区微型钢管桩的破坏模式和承载性能。研究结论:(1)微型钢管桩由桩身材料决定的承载力最大,由桩侧阻与端阻确定的承载力最小,由稳定性决定的承载力居中;(2)在桩正常工作条件下,微型钢管桩的实际承载能力远大于理论计算值,是理论计算值的1.3倍以上;(3)微型钢管桩具有良好的承载性能,长细比达到400仍表现出良好的工作状态;(4)在工程实践中,设计超大长细比微型钢管桩,既不经济又容易发生屈曲失稳破坏;(5)本文研究可为在黄土地区微型钢管桩的承载性能研究提供参考。

CFG桩和微型钢管桩在高铁隧道岩溶地基处理中的应用

安九高铁某隧道洞口段基底基岩面起伏较大、溶洞内充填的硬塑粉质黏土厚度不均匀且分布范围较长。为解决基底承载力不足和基底不均匀沉降的问题,通过对CFG桩复合地基加固、微型钢管桩注浆加固和换填法处理方案的比较分析,提出了明挖段采用CFG桩复合地基加固、暗挖段采用微型钢管桩注浆加固和混凝土换填法的“分区分段”处理原则及设计参数取值。结果表明:CFG桩复合地基和微型钢管桩处理硬塑粉质黏土填充的岩溶地基是合理可行的。

注浆微型钢管桩轴向承载特性试验与理论计算分析

目前注浆微型钢管桩在桩基工程中应用较少,对其承载与变形性能的研究相对单一,缺乏对钢管受力特点的研究,基于室内21根注浆微型钢管桩试验,综合考虑钢管直径d和壁厚t、桩长H、浆体水灰比、钢管表面布孔直径r和间距s、钢管直径与桩径之比d/D等因素对微型钢管桩轴向承载、变形和破坏模式的影响。试验结果表明:当0.28≤d/D<0.40时,外包浆破损与钢管屈服同时发生,轴向荷载主要由外包浆承担;当0.50≤d/D≤0.72微型钢管桩延性特征明显,承载力主要由钢管和核心水泥浆承担,极限荷载近似呈线性增加;微型钢管桩以钢管屈服变形为破坏标准;长细比H/D≥4时,浆液配合比为0.45时,桩身整体性最佳;钢管表面注浆孔的排布方式影响最小;提出一种可分析钢管在内外压作用下的理论方法。试验结果和理论分析将为微型钢管桩设计与施工提供有益指导。

微型钢管桩预应力锚杆索组合支护技术应用

文中以某教学楼工程为例,分析该施工技术的流程及技术要点,以期避免发生边坡变形问题,为广大施工人员提供安全、稳定的施工环境,为后续的深基坑支护工作提供有效参考。

微型钢管静压桩在高层住宅楼基础不均匀沉降事故中的应用

某高层住宅楼因地质复杂,桩基未进入持力层,建成后临近建筑物基坑降水,造成该建筑物主体严重倾斜。根据地基沉降变形及工程地质条件,提出钢管静压桩与筏板相结合的托换加固设计方案,就加固方案比选、施工工艺及施工过程中注意的问题和处理方法进行阐述,为类似的地基加固工程中微型钢管静压桩加固设计提供一定的参考。

微型钢管桩在特殊基坑支护中的应用研究

微型钢管桩支护作为一种新型支护形式,目前对其的研究尚不充分。文章以某污水处理厂构筑物深基坑为例,利用有限元软件建立微型钢管桩支护三维计算模型,分析了微型钢管桩桩长和桩径对桩身最大水平位移的影响,并根据计算结果优化了设计参数,从而节省了投资,可为类似项目提供参考。

汶川震区狭陡型泥石流典型特征与防治

汶川MS 8.0强震发生6年来,震区暴发了数量众多、类型多样的泥石流灾害,其中一类可总结为"狭陡型泥石流",其特征指标及防治对策与震前常规泥石流存在显著差异,给灾后重建和灾害防治技术提出了新的命题。在对(极)重灾区泥石流活跃的五大片区(汶川、都江堰、绵竹、北川、安县)进行大量现场调查和资料分析的基础上,提出了强震区狭陡型泥石流的概念并给出定义,提炼了其在形成、活动及危害等方面的典型特征;通过工程实践,分析了其独特的治理难点及相应的防治对策,介绍了几项极具适应性和有效性的防治新技术,可为强震扰动区泥石流治理研究和工程设计提供一类新的思路和借鉴。

微型钢管排桩支挡结构原型试验研究

由于微型钢管排桩缺乏系统试验研究,严重制约了该新型结构的推广应用。通过3组不同组合的钢管排桩原型结构堆载试验,获取了加载至极限破坏过程的桩土变形、桩身应变、土压力等实测数据,总结了该支挡结构受力、变形规律,分析了钢管桩排数、排距、间距对承载能力的影响特征,得到了推力作用下各排桩承受土压力比值。试验成果为微型钢管排桩的理论分析和工程应用提供了较系统的基础资料。

强震-暴雨叠加区小岗剑泥石流灾害特征与防治关键技术

汶川MS8.0震发生6年来,震区泥石流数量增多、性质复杂,而强震-暴雨叠加区的泥石流尤为特殊.小岗剑泥石流位于龙门山断裂带极重灾区绵竹市,且处于四川省两大暴雨区之一的鹿头山暴雨区中心,其灾害特征及防治对策与震前常规泥石流存在显著差异.在对比震区大量泥石流沟的基础上,分析了该类泥石流沟在形成、活动及危害等方面的典型特征,提炼了其独特的治理难点,并在防治设计实践中提出了相应的防治对策.通过竣工后的运行监测,证明各项防治新技术具有较好的适宜性和有效性,可为强震扰动区泥石流治理研究和工程设计提供新的思路和借鉴.

微型钢管桩用于岩石基坑支护的作用机制分析

微型桩由于施工方便、快速在基坑工程中得到了广泛应用。以微型钢管桩-喷锚联合支护的岩石基坑工程为对象,通过数值模拟,分析微型钢管桩在岩石基坑支护中的作用机制。分析表明,当基坑地层中存在较厚的强风化岩层或性质较差的岩层时,设置在其中的微型钢管桩能有效地减小基坑水平位移,并合理调配预应力锚索的拉力,同时,微型钢管桩承受较大的弯矩和轴向压力,在设计中宜考虑微型钢管桩的有利作用,计算时应验算弯矩和轴向压力联合作用下微型钢管桩的安全性;设置在性质较好的中风化和微风化岩层中的微型钢管桩,对基坑作用很小,可考虑不设置微型钢管桩支护。

微型钢管桩抗弯性能及受力监测试验研究

微型钢管桩具有布置灵活、施工速度快、适应性强以及对环境影响小等优点,因而在工程中的应用日益广泛。对9根微型钢管桩进行抗弯性能试验,分析其受弯破坏的3个阶段及抗弯性能的影响因素。采用光纤光栅传感器对部分试件进行全程应变监测,发现光纤光栅传感器适用于微型钢管桩的受力监测。