桩端采空区对嵌岩桩承载力的影响

针对桩端采空区对嵌岩桩的设计(如承载性能和长期服役性能)提出的挑战,以杜家山特大桥采空区嵌岩桩为原型,进行缩尺模型试验,研究采空区到桩端不同距离以及采空区是否注浆的单桩承载力。计算比例参数,并选择合适的试验材料进行模型构建;通过多级荷载试验,获得采空区到桩端不同距离以及注浆后桩顶沉降、桩基础轴力、桩端阻力和桩侧摩阻力的变化特征;并对比分析了无采空区嵌岩桩的承载特征。结果表明,随着采空区到桩端距离的减小,桩端持力层的承载能力减小,不利于模型桩的承载力;注浆后,桩端持力层的承载能力明显增加,导致模型桩的桩顶沉降显著减少,承载能力显著提高。

不同工作荷载下能量桩热-力耦合特性模型试验

本文通过黄土地基中能量桩在3种不同荷载工况下的温度循环荷载试验,以及在此基础上进行的能量桩竖向承载特性试验,对比分析了冷热循环过程中热交换效率、桩顶竖向荷载、桩土沉降、桩身轴力、桩侧摩阻力及桩端反力等变化规律。试验结果表明:桩顶竖向荷载随温度循环次数的增加而逐渐减小,桩顶沉降呈现出收敛特性;热循环时桩身受压,冷循环时受压区范围与工作荷载和冷循环次数成正比;桩顶工作荷载较小时,冷热循环对侧摩阻力的影响更大,冷循环时的侧摩阻力更大;工作荷载的大小是桩-土相对位移的控制因素;温度位移零点的位置与荷载大小无关,以此点为界冷热循环对侧摩阻力及桩-土相对位移有不同影响。

某建筑工程预应力混凝土管桩施工振动监测与承载力分析

为探究预应力混凝土管桩施工对周围环境的影响,以福州市长乐区某建筑工程为背景,在考虑场地土类型影响的基础上进行预应力混凝土管桩施工振动监测,并通过竖向抗压静载试验分析预应力混凝土管桩承载力是否满足设计要求。结果表明,预应力混凝土管桩施工对周围环境的影响与场地土类型有关,中硬土上管桩施工对周围环境的影响最大,中软土次之,软弱土最小;所选试验桩的Q-s曲线均为缓变型曲线,且试验结果均满足设计要求。

相邻基坑同步施工对围护结构受力变形的影响实例研究

相邻深基坑同步开挖施工对围护结构体系受力和变形的影响尚不明确。通过对同步施工的某建筑物深大基坑与相邻地铁车站基坑进行监测,对比分析了相邻部位和非相邻部位围护结构顶部位移、水平支撑轴力、深层土体水平位移、地表沉降以及地下水位等的变化。监测结果表明:(1)当车站基坑开挖深度较浅时,建筑基坑相邻部位桩因两侧土压不平衡导致桩顶向坑外侧移而竖向位移出现“上浮”现象,但是,当车站基坑开挖深度超过建筑基坑深度时,建筑基坑相邻部位桩桩顶水平位移转向坑内加剧发展而竖向位移出现“回落”现象;(2)受邻近基坑卸载影响,建筑基坑水平支撑轴力将减小;(3)两基坑间地表沉降大于非相邻部位,且地表沉降变化与桩顶位移和地下水位变化相关联;(4)相邻部位基坑壁深层土体水平位移有向坑外变形的趋势。

隧道下穿桥梁洞内桩基托换及变形控制研究

研究目的:隧道洞内桩基托换技术比常规桩基托换受力情况更复杂,施工控制难度更大,而目前施工过程中桩基的受力及位移响应规律缺乏研究。本文结合武汉地铁5号线下穿桥梁洞内桩基托换工程监测数据,通过建立三维数值仿真模型,对整个洞内桩基托换过程中桩基的沉降变化情况及其规律、摩阻力的分布及变化规律进行分析。研究结论:(1)洞内桩基托换过程中桩基的沉降及桩侧摩阻力的变化与地层扰动的程度及二衬结构的施工密切相关,隧道开挖至桩基正下方时桩的沉降发展最快,并在桩身下部出现负摩阻力;随着二衬结构的施工,桩的沉降趋于稳定,侧摩阻力沿桩身分布与初始状态相似;(2)卸荷开挖影响范围为开挖面前后3倍洞径,先行隧道施工后地表沉降曲线呈现为“V”形,随着后行隧道的施工沉降槽曲线形状呈现为不规则“U”形;(3)加厚注浆加固圈能有效改善对桩周土的扰动,控制桩基沉降;减小开挖步距也能减少对桩周土体的扰动,改善托换过程中桩基受力状态;限制桥面交通来减少桩顶荷载的措施,在本工程中发挥作用有限;桩底预留泥岩柱在有超前支护工况下发挥作用很小,只有在无超前支护工况下,由于开挖方案对桩周土扰动较大,岩柱才会发挥较大作用,但在施工过程中考虑一些不可预见因素的影响,桩底预留岩柱还是很有必要的;(4)本研究成果可为研究洞内桩基托换过程中隧道、桩和地层的相互作用规律提供借鉴,并为实际工程应用提供参考。

不同桩顶荷载作用下新型能量桩承载性能试验研究

通过室内模型试验方法,对不同桩顶荷载作用下的能量桩的承载性能进行研究.结果得出,当荷载小于Qu/2时,桩身热应力及桩身附加侧摩阻力随荷载的增加呈逐渐增大的趋势,当荷载超过Qu/2时,桩身热应力的最大值及桩身附加侧摩阻力呈逐渐减小的趋势,且温度循环导致桩顶产生累积沉降,对能量桩设计和工程实践具有一定指导价值.

大次数循环荷载下钢管桩承载变形特性试验研究

钢管桩基在海洋服役过程中受到长期循环荷载的作用,研究大次数循环荷载下钢管桩的承载变形特性对海上风电工程的建设有重要意义。本文开展了多组双层土中钢管桩基的模型试验,分析大次数循环荷载下不同循环荷载与静荷载组合对桩基的极限承载力、桩顶沉降、桩身应变的影响。试验结果表明,在大次数循环荷载的作用下,上层淤泥质黏土、下层砂土的双层地基中钢管桩的极限承载力先减小后增大,并趋近稳定;桩顶沉降及其发展速率随着静荷载与循环荷载的增大而增大;循环荷载在桩基利用率中占比越高时,桩基的累积桩顶沉降、桩身应变越大。本文的研究可为钢管桩基在海上风电的应用提供参考。

软土地基预加固对桩基竖向承载特性的影响研究

针对目前软土地基预加固处理对桩基竖向承载特性影响的定量分析不足的问题,依托大型围垦工程案例,就软土地基预加固处理对桩基竖向承载力提高、桩顶沉降控制及负摩擦阻力减小等方面产生的影响进行了定量研究,给出了桩基极限侧摩擦阻力定量计算的α法、API-2000法及λ法,同时给出了桩基极限端阻力及桩顶沉降计算公式。通过工程案例,分别对原状淤泥土、预加固处理后的地基土中的试验桩进行竖向静载试验,并依据前述3种计算方法进行对比验证分析。分析结果表明:根据《建筑桩基技术规范》提出的建议值计算的桩基竖向极限承载力比现场试桩值偏保守,而采用α法计算的桩基竖向极限承载力更接近现场试桩值;对深厚淤泥软土地基进行预加固处理,可以有效提高桩基竖向承载力,但工程案例中竖向承载力提高近50%,同时对桩基负摩擦阻力及桩基沉降控制效果显著。研究成果可为类似软土地基加固工程提供参考。

测量机器人自由设站技术在地铁施工风险监测中的应用

地铁施工中的变形监测一直是地铁建设过程中最重要的一项工作,监测结论可以作为建设单位衡量施工安全的重要指标之一。利用先进的监测技术方法,不仅监测数据获取方便快捷、精度高,还能及时的将数据提供给建设单位,指导地铁安全施工。文章着重介绍测量机器人自由设站技术的基本原理及作业流程,并将此技术方法应用于地铁深基坑桩顶水平位移监测中,从而实现对复杂条件下基坑水平位移的高精度监测;同时该方法也应用到新建地铁隧道下穿既有线过程中,对既有线隧道道床结构沉降、隧道收敛、水平位移等监测项目进行自动化监测。测量机器人实时对各项进行监测,依据监测数据的分析,确保既有线的安全运营,同时也为新隧道的安全施工提供准确数据。实践表明,测量机器人实时自动化监测方法具有监测精度高、范围广、操作灵活、适应性强、工作效率高等优点,不仅可以在地铁深基坑水平位移监测、隧道下穿既有线的隧道施工中积极应用,提高监测频率和精度,对确保隧道的施工安全有一定的借鉴意义,还可进一步推广应用到复杂外形的建/构筑物的三维变形监测。

确定嵌岩灌注桩竖向承载力的荷载传递法

以荷载传递解析法研究嵌岩灌注桩桩周及桩底荷载传递性状,并针对实际工程中桩周土体的加工软化和加工硬化型土的不同情况,建立了各种土体与岩层的荷载传递统一模型。对于桩端荷载传递机理,考虑嵌岩灌注桩桩端沉渣的影响,采用桩端阻三折线模型。在此基础上,充分考虑桩侧土(岩)与桩端岩层阻力的发挥程度,导出了桩顶沉降量与桩顶荷载之间的关系式,由此可通过控制桩顶沉降量来确定嵌岩灌注桩的桩顶竖向承载力。最后,以试桩结果检验了该方法的可行性。

用于调整差异沉降的预留净空桩筏基础模型试验研究

预留净空桩筏基础是一种新的利用桩土相互作用的形式,可用于调整建筑物筏板–桩–土相互作用和减少差异沉降。进行了砂土中常规桩筏基础和桩顶预留净空桩筏基础的模型试验研究。分析表明:在相同荷载作用下,在试验条件下,相对于常规桩筏基础来说,预留净空桩筏基础的实质作用在于可使桩间土压缩提前发生,显著提高桩间土分担荷载的比例,在可压密土中可强化桩土相互作用,桩端刺入量显著下降,使得桩土更趋于整体沉降。预留净空桩筏基础可有效利用土的承载力,减小桩顶应力过分集中,且对桩端阻力有显著的强化作用。

兰州某基坑变形监测与数值模拟

结合兰州某什字立交改造工程基坑的特点，对基坑围护桩顶水平位移、周围地表沉降、周边建（构）筑物沉降等监测结果进行了分析，采用FI。AC3D软件模拟基坑开挖过程，对排桩加钢支撑支护下的基坑变形规律及变形影响因素进行了研究．结果表明：1）基坑固护桩顶位移、基坑周边地表沉降等随着基坑开挖深度增加而同步变化．围护桩顶水平位移最大为15．8mm，桩顶竖向位移最大为11．5mm．2）敞开段地表沉降呈三角形分布．离基坑越近沉降越大，最大为11．4mm；暗埋段地表沉降呈抛物线形分布．离坑边5～8ITI处沉降较大，最大为15．7mm，坑边和较远处沉降较小．3）将数值模拟结果与监测结果进行对比，两者变化趋势基本一致且较接近，说明数值分析结果可靠、支护结构支护效果理想．

兰州地铁某车站深基坑开挖变形特性分析

对兰州市某地铁站深基坑桩顶水平位移、桩体水平位移和地表沉降变形进行跟踪监测,分析其变化规律。监测结果表明:桩顶水平位移随基坑开挖逐渐增大,靠近内支撑的桩顶水平位移变化较平缓;桩体水平位移随着深度增加呈现先快后慢、先陡后缓的变化趋势,距桩顶2/3处会出现水平位移最大值;距离基坑越近地表沉降量越大,变化速率越快。最后借助有限元软件Geostudio对基坑开挖进行了模拟,并将数值模拟结果与监测结果进行了对比分析,结果表明,数值模拟和监测结果较为接近,变化规律基本一致,证明了设计方案和有限元模型的可靠性,可为今后类似工程的设计和施工提供很好的借鉴意义。

苏通大桥主塔超大群桩基础沉降特性研究

针对苏通大桥主桥南塔高承台超大群桩基础,分2步对其沉降进行计算。首先,采用国内外不同方法计算桩身弹性压缩变形量和桩端以下土层的沉降量;其次,将不同方法计算的桩身变形量和土层沉降量组合为总沉降量,并与沉降试验值比较。结果表明,对于超大群桩基础总沉降,桩身的弹性压缩变形量不容忽略,且自重引起的弹性变形量也应考虑;按照文中推得公式计算的桩身弹性变形量与基于Mindlin附加应力解计算压缩土层理论沉降量进行组合的总沉降量与试验值非常吻合,仅偏低0.06%。

软土地基摩擦桩桩顶轴向荷载与沉降非线性模型研究

基于对沿海某高速公路大桥软土地基钻孔灌注桩静载试验资料的分析,在考虑软基土层物理力学指标与桩参数互动的基础上,借助材料力学关于非线性弹性材料应力应变关系σ=Kε1n和余能公式,建立了摩擦桩桩顶轴向荷载Q与桩顶沉降S的计算模型,并将桩基工程静载实测值与计算值进行比较,证明了计算模型的可靠性和实用性。

基于桩顶沉降的桩基竖向承载力和位移分析

基于按桩顶沉降分析桩基承载力和位移的思想 ,提出了一种改进的竖向受荷桩荷载传递计算方法。该方法以桩身压缩量为迭代变量 ,根据桩身的轴向变形与桩侧土变形协调关系 ,通过编制的计算程序 ,可按桩顶沉降直接计算桩顶荷载、桩身轴力分布以及桩身各点的位移 ,特别适用于对桩顶沉降有严格控制要求的桩基设计。结合某工程试桩实测数据进行了分析 ,理论计算与实测结果吻合较好。

PCC桩Q-S曲线Bolztmann模型拟合及承载力计算

基于3个场地共13根桩的现场试验资料，对现浇混凝土薄壁筒桩进行了桩顶荷载-桩顶沉降曲线的数学拟合和承载力计算．结果表明，和抛物线模型、指数模型相比，本文建议的玻耳兹曼模型是描述薄壁筒桩桩顶荷载-桩顶沉降曲线的较好模型，它对直线型、缓变型、陡变型曲线都能进行较好的拟合；用玻耳兹曼模型拟合13根薄壁筒桩的桩顶荷载-桩项沉降曲线的效果很好，相关系数都达到0．9806以上，平均0．9926；对桩顶沉降已超过30mm的8根桩，Q30计算值与实测值误差百分比的绝对值在0．1100％～8．4400％，平均值为2．8975％，对桩顶沉降未达到30mm的5根桩，利用拟合方程式可对桩顶荷载Q30进行预测．

竖直荷载作用下倾斜群桩受力及桩身变形性状研究

用有限元软件ABAQUS对室内模型开展数值模拟并进行对比验证,研究了倾角α=0°、5°、8°、12°,桩间距l=2.5d、3.0d、4.0d、5.0d、6.0d时,倾斜、竖直群桩在竖直分级加载情况下的荷载-沉降(Q-S)曲线、桩侧摩阻力q、桩身竖直位移U及弯矩M变化特性。结果表明:当竖直荷载Q较小时,倾斜群桩的Q-S曲线呈现线性状态,并随着Q值的增大逐渐由线性向非线性转换,Q值越大,非线性表现越明显。桩侧摩阻力q与Q呈非线性关系;相同Q值下,倾斜桩基桩侧摩阻力q的工作性能不同于竖直桩基的。竖直桩基中,有U_(中桩)>U_(边桩)>U_(角桩),竖直位移差随着桩间距l的增大而减小;倾斜桩基中,当l较小时,有U_(角桩)<U_(中桩)<U_(边桩),当l较大时,有U_(角桩)<U_(边桩)<U_(中桩);竖直桩基与倾斜桩基的U值均随着Q的增大而增大。桩身弯矩最大值与倾角α无关,与桩间距l呈反比;当α较大时,桩身下部弯矩M趋近于0。

桩锚复合支护结构对临近铁路侧基坑开挖的影响

以临近铁路基坑为研究对象,运用有限元软件Abaqus建立临近铁路侧桩锚复合支护结构模型,模拟分析铁路两侧沉降、桩顶水平位移、桩顶沉降,并与监测结果进行对比,研究桩锚复合支护结构对基坑开挖过程的影响。结果表明:随着基坑开挖的进行,铁路两侧沉降逐渐增大,中期发展较快、后期趋于稳定;监测和模拟结果均显示阳角部位桩顶水平位移最小,表明阳角L型桩体布置能有效限制桩体水平位移,降低失稳风险;基坑开挖过程中,适当增加中部锚索的锁定值可提高支护效应,降低风险;数值模拟和现场监测结果吻合较好,数值模拟可用于指导施工工况。

超长桩桩端与桩侧阻力相互作用试验研究

为研究超长桩在桩端与桩侧阻力之间的相互作用关系,设计实施了超长桩室内模型试验,分析了模型桩在不同桩顶载荷下载荷与沉降的关系、桩身轴力随深度的变化、桩侧摩阻力随深度的变化以及桩顶载荷与桩端土压力的关系.研究结果表明:超长桩桩侧摩阻力发挥作用的主要部位在桩身上部以及桩底以上10 d范围内,桩身中部侧摩阻力相对较小;当桩顶载荷达到1 039 N时,桩端阻力和桩侧阻力在桩端附近均出现增强现象.