Evaluation of ultimate bearing capacity of Y-shaped vibro-pile

Based on Mindlin stress solution, a numerical computational method was proposed to calculate the stresses in the ground induced by side friction and the resistance of Y-shaped vibro-pile. The improved Terzaghi's and ЪерезанцевВГ's methods for ultimate bearing capacity evaluation were proposed by considering the stress strength induced by friction resistance at pile head level of Y-pile. A new method to calculate the ultimate bearing capacity of Y-pile was also proposed based on the assumptions of soil failure mode at the tip of Y-pile and the use of Mohr-Coulomb soil yield criterion and Vesic compressive correction coefficient with the induced stresses in the ground. Based on the comparisons with the field static load test results, it is found that the improved Terzaghi's method gives higher ultimate capacity, while the other two methods shows good agreement with the field results.

圆形抗滑桩-拱形挡土板支挡性能与参数分析

为规避当前施工方法的不足,发展安全、高效和可靠的施工方法。依托东北地区某高速铁路路堑边坡工程,采用适于机械钻孔的圆形抗滑桩代替现行矩形抗滑桩,预制拱形挡土板,本文提出一种新型拱形板-桩墙支挡体系;并构建有限元模型,分析桩长、桩径、桩间距以及拱形挡土板矢跨比对新型拱形板-桩墙支挡体系支护性能的影响;揭示不同参数下桩顶水平位移与桩身内力的变化规律。研究结果表明:桩长与桩身弯矩和剪力大小呈正相关关系,与桩顶水平位移呈负相关关系。桩长超过14 m时,其对桩顶水平位移、桩身弯矩和剪力的影响效应明显减弱;随着桩间距增大,桩顶水平位移增大但变化幅度逐渐减小。拱形挡土板矢跨比增大时,桩顶水平位移、桩身弯矩和剪力均减小。影响拱形板-桩墙体系支挡性能的因素依次为桩间距、桩长、桩径和矢跨比。研究结果为圆形抗滑桩-拱形挡土板支挡体系在实际工程中的应用提供新思路。

圆截面组合桩加固滑坡的作用机理与合理嵌固深度物理模型试验研究

目前在滑坡治理中,大截面人工挖孔桩因存在施工安全隐患大和效率低下等问题已在部分行业领域被限制使用,开展可机械化施工的圆截面组合桩研究已成为新的趋势,但当前对圆截面组合桩变形受力机理与合理嵌固深度的研究尚不够深入。基于自主研发的圆截面组合桩加固滑坡物理模型试验系统,开展了不同工况下圆截面组合桩加固滑坡的物理模型试验,分析了滑体的变形演化过程,研究了圆截面组合桩加固下滑体与抗滑桩的变形受力特征,并对比分析了不同嵌固深度和桩顶连系梁对圆截面组合桩变形特征的影响,揭示了圆截面组合桩加固滑坡的作用机理。结果表明:①滑体的变形演化过程可分为压密、匀速变形、加速变形和变形破坏4个阶段;②前后桩均存在反弯点,反弯点会随着试验进程向桩顶移动,且后桩的反弯点更接近于滑动面;③当一排桩的嵌固深度保持不变、另一排桩的嵌固深度改变时,可将36%的桩长作为合理的嵌固深度;④连系梁使后桩的最大桩顶位移减小了15.6%,而对前桩的影响不大;⑤连系梁的存在降低了滑动面处的最大桩身弯矩,从而使得桩身弯矩分布更加合理。该研究成果有望为圆截面组合桩的设计提供借鉴和参考。

地震作用下多锚点圆形抗滑桩动力响应特性研究

为探讨多锚点圆形抗滑桩(以下简称多锚点圆桩)加固滑坡的动力响应特性,本研究以概化地质模型为案例开展振动台试验,测试得到不同地震强度作用下多锚点圆桩的加速度及动态土压力等多属性数据信息。阐明了坡体的宏观灾变演化过程及加速度的区域性响应特性。基于桩体与锚索结构的受力响应数据对多锚点圆桩在高烈度地区的实际应用提出了建议。研究结果表明:在地震力、滑动面和桩体反力的耦合互馈效应影响下,坡体不同部位的灾变力学机制和加速度响应存在显著区别。超过0.2 g地震作用下,桩体加速度放大系数(M PGA)随地震强度增加而呈降低趋势,锚索结构极大地降低了抗滑桩发生倾倒或折断风险。实际工程中锚索结构应采用渐进式补偿设计原则,同时合理分配桩锚结构的抗力可充分发挥其加固性能。

浅埋超大直径双圆顶管侧穿高压铁塔桩基预加固方案

以深圳市铁岗-石岩水库水质保障工程2#顶管侧穿王洋Ⅰ线N14高压铁塔为背景,对浅埋超大直径双圆顶管侧穿高压铁塔桩基预加固方案进行系统研究。提出管幕支护、“管幕支护+钻孔灌注咬合桩+旋喷桩”、“管幕支护+微型桩+旋喷桩”3种预加固方案,通过MIDAS/GTS建立数值模型,分析3种方案加固效果。结果表明:方案一加固效果不理想;方案二加固效果明显提升,对桩基沉降最为显著,较方案一降低53%;采用方案三,塔基整体沉降、水平、纵向位移及相邻桩基沉降差较方案二分别减少42%、20%、16%及19%,更能有效控制桩基稳定;加固后,塔基最大沉降为5.49 mm,最大水平位移为3.99 mm,最大纵向位移为2.28 mm,相邻塔基最大差异沉降为0.95 mm,基础最大局部倾斜为0.03%,均满足施工控制标准。方案三加固技术能较好地控制铁塔桩基沉降,保证高压铁塔的安全和正常使用,可为类似工程提供借鉴。

竖向平行双隧道开挖对邻近群桩变形的影响

为了研究砂土地层中竖向平行盾构隧道施工引起邻近群桩的变形与各影响参数间的一般性规律,基于离心模型试验,采用PLAXIS 3D建立竖向平行双圆隧道邻近既有群桩开挖三维数值模型。通过与离心模型试验实测结果对比,对数值模型进行验证,并研究了土体参数、隧道和桩基尺寸对群桩沉降和倾斜的影响规律。研究结果表明:隧道开挖引起的群桩沉降和群桩倾斜度随土体模量、地层损失率、隧道直径的增大而增大,随桩基长度的增大而减小;且当下部隧道位于群桩正下方时群桩沉降受土体模量、地层损失率、隧道直径、桩基长度的影响较大;当下部隧道位于群桩桩趾水平处时群桩倾斜受土体模量、地层损失率和桩基长度的影响最大;土体模量大于35 MPa后,群桩沉降不再增加;土体模量大于20 MPa后,群桩倾斜度变化明显放缓;当双隧道均位于群桩一侧时,桩基长度大于35 m后群桩沉降基本不再变化;第二隧道位于群桩正下方时,当桩基长度大于45 m后群桩沉降和倾斜度变化量明显减少。

绿色低碳的循环基础调查分析

钢挡土墙是循环建筑(基础)的重要组成部分。本文介绍2023年4月至5月间对基础行业进行的调查,对结果做出分析和讨论,揭示了可循环钢挡土墙的优势、挑战和前景,并对循环基础的进一步推广实施提出了建议。钢挡土墙施工快速,与传统的混凝土挡土墙相比,在降噪、减碳、节能以及减少扰民方面有明显优势;从长远来看,钢挡土墙的社会和环境综合成本低于混凝土。现阶段因为设计师和开发商的认识不足以及成本的计算方法不一,阻碍了钢挡土墙的普及。调查发现,多数人对钢挡土墙的广泛应用持乐观态度,因为它符合国家循环经济导向,有利于双碳目标的实现。

锚碇基坑地下连续墙围护结构作永久受力结构的应用研究

随着地下建设空间的进一步利用,地下连续墙应用范围不断向下拓展。目前,地下连续墙已经作为永久受力结构应用于建、构筑物主体结构中。基于上海远方相关地下连续墙锚碇基坑实践,对地下连续墙作永久受力结构的应用进行探讨,并针对框架式地下连续墙、桩-墙咬合式地下连续墙、圆形地下连续墙施工关键技术进行阐述。结果表明,作永久受力了的地下连续墙结构通常较为特殊,部分为特殊结构形式,部分包含特殊接头形式,在目前的施工技术下是可以实现地下连续墙作永久受力结构的。用集约高效,推进城市功能复合。创建“就近职住、功能复合”的现代城市,在规划及设计中进行街道一体化设计。

圆形抗滑桩在泥质粉砂岩滑坡处治中的应用

文章以某公路泥质粉砂岩滑坡处治工程为例,结合区域地质资料与工程地质勘探,分析滑坡特征及原因。采用Geo-slope软件Morgenstern-Price法,在反算岩体参数的同时,计算边坡剩余下滑力。根据边坡下滑力采取直径为2 m的圆形抗滑桩进行边坡主体加固,并设置长泄水孔进行坡体排水,保障了边坡的安全稳定,可供类似边坡防护处治参考。

考虑土拱作用抗滑桩合理桩间距确定方法研究

抗滑桩等非连续支挡结构在滑坡工程中依靠土拱效应安全经济地发挥支护功能,而土拱的形成与破坏主要取决于桩间距的合理设置。首先基于抗滑桩桩间土拱已有研究成果,综合分析了土拱的拱脚位置、土拱形状以及拱轴线方程,建立了合理的土拱计算模型,然后结合桩土接触界面抗剪强度条件和土体抗剪强度条件获得了的圆形抗滑桩合理桩间距计算公式。最后,结合某工程算例,重点分析了土体内摩擦角、桩土界面参数以及桩径对桩间距的影响规律,结果表明:桩间距随上述参数的增大而增大,但当滑坡推力增大时其对桩间距的影响均会减弱。

圆形煤场中桩-网复合地基原体试验研究

在大型圆形煤场中采用桩-网复合地基是火电厂地基方案设计的新思路,该方案不仅要考虑地基土层的强度满足上部荷载的要求,还需要考虑堆载区内土体的变形对环基的影响。通过对圆形煤场中桩-网复合地基原体试验研究,介绍了在大面积堆载下如何进行桩、土及垫层中应力与应变的测试,设计了2套堆载与测试方案,在试验1区铺设了2层土工格栅,而在试验2区未铺设土工格栅。根据在2个试验区所获得的测试成果,研究了大面积堆载对堆载区内外土体变形的影响深度与范围,对比分析了不同高程处垫层与土体的竖向及侧向应力随深度的变化规律,结合堆载区中桩与边桩的桩身轴力变化,计算出上部桩侧土体对桩所产生的负摩阻力,并依据承台顶面附近测得的垫层与土层的应力,计算出桩土分担荷载的比例,以及桩土应力比的大小与变化规律。在此基础上得到土工格栅对大面积堆载区内外土体应变与应力的影响程度,从而可以为大型圆形煤场桩-网复合地基方案的设计与施工提供客观的技术参数与建议。

基于M-P法的抗滑桩支护边坡稳定性分析

为评价采用抗滑桩支护后的边坡稳定性,从设计和验算两个角度着手,基于Morgenstern-Price(M-P)法建立了抗滑桩支护边坡的分析模型,进而得到了抗滑桩下滑力和边坡安全系数的表达式;通过引入自适应遗传优化算法,建立边坡稳定性分析优化模型,搜索采用抗滑桩支护边坡的非圆弧最危险滑动面;从确定安全系数求抗滑桩所受下滑力和确定抗滑桩抗力求边坡最小安全系数两种情况出发,探讨了抗滑桩位置对边坡稳定性的影响。结果表明:该方法可搜索出更加符合实际情况的边坡非圆弧最危险滑动面,并且能够得到抗滑桩的下滑力或边坡的最小安全系数,相同条件下抗滑桩应设置在边坡中部较为适合,才能最大发挥抗滑桩的加固作用。

作用于串列双桩桩列上的波流力

本文通过实验研究测定了双桩串列时在不规则波和水流共同作用下在不同桩距条件下桩柱所受的正向力与横向力,分析了正向力、横向力及其合力的时域及频域特性,给出了正向力和合力群桩系数随相对桩距和KC数的变化规律,文中还探讨了双桩串列时的合力值及其方向与单桩时的合力值与方向的比较。

新型带肋预应力管桩承载特性试验研究

基于6根工程试桩的资料,对比分析了新型带肋预应力管桩和传统光滑圆管桩的Q-S曲线,并结合成桩前后桩周土的标准贯入试验和静力触探试验,分析该新型桩类对桩周土的挤土效应。试验表明,新型带肋预应力管桩的荷载变形曲线相对平缓,极限承载力比等直径光滑圆管桩提高15%以上,挤土效果明显。

利用抗滑桩加固临水岸坡的边坡稳定性分析

介绍了一种基于瑞典法和简化Bishop法分析抗滑桩加固边坡的极限平衡法.通过试算,可以确定边坡达到稳定要求时,需要桩提供的最小抗滑力及边坡潜在滑动面的位置,进而对抗滑桩的桩位进行优化.结合某闸室岸坡工程的算例表明,抗滑桩能有效提高边坡的稳定性;抗滑桩设在通过边坡潜在危险滑动面最低点时效果最好;设抗滑桩会改变边坡潜在危险滑动面位置.

非连续弹性圆柱实心桩屏障对弹性波的隔离

采用波函数展开法和Graf加法定理,根据桩土界面处位移和应力连续的边界条件,得到了非连续弹性圆柱实心桩屏障对入射平面P波和SH波散射系数的理论解,通过引入无量纲位移,即屏障后某处土体内由入射波和散射波引起的总的纵向位移和水平位移与未设屏障时由入射平面P波和SH波在该处土体内单独引起的位移幅值的比值,根据求得的散射系数的理论解,绘制了平面P波和SH波单独入射情况下,弹性圆柱实心桩屏障后不同位置的无量纲位移、不同剪切模量的弹性圆柱实心桩屏障后的无量纲位移等值线和透射系数随桩间距的变化曲线,通过研究这些图件进而分析了屏障后不同位置、剪切模量、桩间距和入射频率对非连续弹性圆柱实心桩屏障的隔离效果的影响,为非连续弹性屏障的隔振设计提供了理论依据。

砂卵石地层圆形深基坑排桩支护结构受力特征

平面为圆形的深基坑工程近年来逐渐出现在以砂卵石地层为主的成都平原地区,其支护结构型式多为排桩结合圈梁构成的排桩框架结构。这种空间结构受力较为复杂,针对工程实际的迫切需要,基于数值模拟方法,依托成都某圆形深基坑工程,分析了排桩框架结构的内力和变形特征及桩径、桩端地层、基坑直径等因素对其的影响规律。结果表明,围护桩后侧土压力接近三角形分布,可采用Rankine理论近似计算,结果偏于安全,误差约为30%;围护桩具有双向弯曲特征,冠梁和腰梁均以轴向受压为主,腰梁受力较大;随着坑径增大,作用于围护桩上的土压力先减小后增大,其间存在使土压力最小最佳坑径。

混凝土芯砂石桩复合地基固结计算

混凝土芯砂石桩复合地基具备了刚性桩复合地基承载力高及砂井地基排水固结快这两方面优点。复合地基固结计算中需要考虑其独特的刚性桩-砂桩-土荷载传递及环形排水边界。采用桩土荷载分担考虑芯桩的应力集中,建立能考虑混凝土芯砂石桩复合地基环形排水通道的加固区固结计算模型,并采用改进谢康和法计算下卧层的固结。基于现场实测的桩土荷载,借助本文方法计算分析了试验段工程的超静孔压消散规律、固结度增长规律以及沉降发展规律,计算结果与现场实测结果较为吻合,验证了该方法的合理性。

某大厦深基坑支护工程设计实例

以深圳太平金融大厦深基坑工程为背景分析了圆环内撑、格构式对撑及角撑+对撑的支护结构特点,最终选用了桩+角撑+对撑+南侧挖通放坡+大间距立柱的桩撑支护结构,节省了工程造价和工期。地下室换撑采用了不常用的换撑梁换撑,利于地下室外墙防水施工和预留空间回填,也节约了工期。实施和监测结果表明,整个施工过程达到了安全可控的目标,较好的保护了工程环境,为以后的类似工程设计提供了参考。

微型圆桩加固平面滑坡的桩间距分析

基于平卧滑坡的概化物理模型,针对工程中常用的微型圆桩加固平面滑坡的工况,建立了直接拱脚和摩擦拱脚共同存在的复合土拱计算模型。根据土拱效应的静力平衡条件和最不利位置拱脚处的土体Mohr-Coulomb准则探讨了较为合理的圆形微型桩间距的计算方法。并在此基础上,通过对计算对桩间距计算公式的定性分析,探讨了桩间距与滑坡土体的抗剪强度参数、抗滑桩半径、下滑力以及滑面倾角的变化规律。并以实例说明了桩间距的计算过程,得到了较为合理的计算结果。