High-Rise Residential Reinforced Concrete Building Optimisation

In the last few decades structure optimisation has become a main task in a civil engineering project. As a matter of fact, due to the complexity and particularity of every structure, the great amount of variables and design criteria to considerate and many other factors, a general optimisation’s method is not simple to formulate. As a result, this paper focuses on how to provide a successful optimisation method for a particular building type, high-rise reinforced concrete buildings. The optimization method is based on decomposition of the main structure into substructures: floor system, vertical load resisting system, lateral load resisting system and foundation system;then each of the subsystems using the design criteria established at the building codes is improved. Due to the effect of the superstructure optimisation on the foundation system, vertical and lateral load resisting system is the last to be considered after the improvement of floor. Finally, as a case example, using the method explained in the paper, a 30-story-high high-rise residential building complex is analysed and optimised, achieving good results in terms of structural behaviour and diminishing the overall cost of the structure.

黏性土中桩侧后注浆单桩抗压承载性能室内模型试验研究

后注浆技术的应用能有效减少桩周土体扰动和泥皮等造成的不利影响,从而提高钻孔灌注桩的承载力。目前有关后注浆技术的研究多集中于桩端后注浆,少有涉及桩侧后注浆,影响了桩侧后注浆技术进一步推广应用。根据桩侧后注浆工艺,开展单桩抗压室内试验,以研究桩侧后注浆量对单桩抗压承载性能的影响。结果表明:在荷载水平较大的工况下,相较于桩侧后注浆量为1 L的单桩,注浆量为2、3 L时单桩极限抗压承载力分别提高18.2%和66.0%,提高幅度与注浆量呈正相关,并且可以在很大程度上减小桩顶沉降量;桩侧后注浆桩桩身轴力在侧注浆点位附近减小较快,在整个加载过程中桩端附近处桩身轴力值均比较低,单桩受压表现为摩擦桩;水泥浆液同时存在上返和下劈扩散,在室内试验条件下,两者扩散高度均约为14倍桩径,在浆液扩散段桩侧摩阻力得到显著提高,且越靠近注浆点位提高程度越明显。

不均匀卵石持力层桩端后注浆效果试验研究

我国东南沿海尤其是温州地区广泛存在上覆深厚软土下覆不均匀卵石的地层。该区域的钻孔灌注桩常采用后注浆技术改善其承载性能。为了评价后注浆技术对这类地层中灌注桩承载力改善效果,开展了相应的模型试验,对比了不同注浆量对桩承载力的影响程度;并结合扫描电镜(scanning electron microscope,简称SEM)试验分析了浆液分布特点,探讨了浆液在卵石层中的扩散范围,研究了浆液扩散范围与桩承载力之间的关系。结果表明:浆液能够有效地填充桩端卵石层,注浆量的增加使得填充范围扩大,填充范围为3~4倍桩径时,桩的承载力改善最显著。在不均匀卵石持力层中存在一个最优注浆量,最优归一化注浆量约为2.8,若超过该最优注浆量归一化值,桩的承载力不再显著提高。单桩模型试验确定的最优注浆量与刘金砺公式[1]的预测结果接近。扫描电镜技术有助于评价桩的后注浆技术在上覆深厚软土下覆不均匀卵石的土层中的效果。

埋入式后压浆管桩竖向抗拔破坏模式研究

埋入式后压浆管桩作为一种新型桩基础,集钻孔灌注桩和预应力管桩的优点于一体,可以解决灌注桩桩身质量不可靠和预应力管桩沉桩困难等问题。对埋入式后压浆管桩的竖向抗拔试验进行CT扫描,得到不同位移状态下模型桩的CT扫描图像,直观地揭示破坏面的发展规律,并建立破坏面方程。对其他学者提出的抗拔桩破坏面方程进行优化,通过静力平衡方程,获得优化后破坏面方程对应的埋入式后压浆管桩抗拔极限承载力函数,并采用遗传算法确定优化后破坏面方程的参数。将多种理论假定破坏面与试验获得的破坏面进行对比分析,验证所得破坏面方程的准确性。研究发现:埋入式后压浆管桩在上拔位移到达0.45倍桩径时发生破坏,此时灌浆层与土体紧密结合,两者之间未出现明显位移,破坏仅发生在灌浆层之外的桩周土体中;破坏面从桩底向桩顶延伸,越靠近桩顶,破坏面距离桩身越远,破坏面在桩底与混凝土侧壁相切,在地面与水平面的夹角接近42°,呈喇叭形破坏;本文的理论假定破坏面与试验获得的破坏面的相关指数R^(2)=0.97,前人的理论假定破坏面与试验获得的破坏面的相关指数R^(2)=0.91,本文的破坏面方程更加贴近试验获得的破坏面。研究成果对埋入式后压浆管桩的设计计算具有重要的参考价值。

印尼软土地区后注浆钻孔灌注桩现场试验研究

后注浆钻孔灌注桩在软土地区工程中应用广泛,但对后注浆灌注桩承载特性的理论研究仍滞后于工程实践。依托印尼软土地区某工程,开展不同桩长普通钻孔灌注桩和后注浆钻孔灌注桩的现场试验。结果表明,后注浆钻孔灌注桩极限承载力是同条件下普通钻孔灌注桩的1.20~1.26倍,后注浆灌注桩的回弹率和弹性变形相应增加;研究区地质条件下后注浆水泥浆液上返高度约为12.4~13.8 m,桩端以下水泥浆下渗深度约为1.3~2.1 m(约为桩径的1.6~2.6倍);后注浆灌注桩水泥浆上返高度以下桩侧和桩端以下岩土层的标贯击数较压浆前均显著提高,后注浆导致的桩侧摩阻力和桩端阻力的提高是钻孔灌注桩承载性能提高的主要因素。研究成果对指导印尼软土地区后注浆设计和施工具有一定的借鉴意义。

桩端后注浆钻孔灌注桩承载特性及影响因素分析

钻孔灌注桩为研究桩端后注浆承载特性及影响因素,依托某钻孔灌注桩桥梁基础工程,通过现场单桩静载荷试验分析了桩的沉降特性以及轴力和侧摩阻力分布规律,并基于有限元方法分析了不同注浆量和注浆体强度对桩端后注浆灌注桩承载力的影响,结果表明:桩轴力随深度的增大而逐渐减小,随着施加荷载的逐渐增大,桩端荷载承担比例不断增大;桩侧摩阻力大致呈现“R”型分布,试桩下半部分的侧摩阻力明显增大,桩端后注浆工艺在桩端附近产生了侧阻强化效应;随着桩端扩大头半径和弹性模量的增大,桩的承载力和承载力提高比均不断增大,当桩端扩大头半径小于1 m或桩端扩大头弹性模量小于2000 MPa时,承载力提高比增幅较大;随着桩长的增大,普通灌注桩和桩端后注浆灌注桩的承载力和沉降值均呈现不断增大的趋势,且桩长越短,后压浆工艺对灌注桩承载力的提高比例越大。

工艺参数对灌注桩桩基后注浆浆液扩散的影响

劈裂注浆作为最常用的注浆方式,其工艺参数条件直接影响浆液扩散范围,研究浆液扩散特性对确定现场施工参数条件具有指导意义。以某灌注桩现场为基础,建立了平板裂缝浆液扩散模型,研究了不同因素对桩基后注浆浆液最大扩散半径的影响。结果表明,注浆压力增加导致浆液最大扩散半径先升高后趋于平缓,注浆压力优选4 MPa。随着注浆量的增加,浆液最大扩散半径先升高后趋于平缓。水泥浆粘度增加导致浆液最大扩散半径降低,技术人员在设计水泥浆时,在考虑力学性能基础上应引入浆液粘度对最大扩散半径的影响。浆液最大扩散半径随着裂缝高度的增加先增大后降低,裂缝高度为25cm时有利于灌注桩承载能力的提升。裂缝宽度对最大扩散半径的影响较小。

注浆加固技术在桥梁桩基施工中的应用

为有效提升桥梁桩基施工质量,本文以北安大马路连接E2区天桥及道路建造工程为研究对象,通过气动锤成孔注浆技术,实现桥梁桩基的加固,以此来提升桩基承载力。首先,对桥梁桩基注浆工艺进行介绍;其次,选取两根管桩,分析注浆前后高应变动测与静荷载情况;最后,对注浆加固效果进行分析,试验结果表明,在桥梁桩基进行注浆加固后,在一定程度上提升了桩基的承载力,且降低了桩基沉降量,可为类似工程提供相应的借鉴。

建筑工程施工中灌注桩后注浆施工技术

灌注桩后注浆施工技术以其显著的优势目前在建筑工程中使用越来越多。首先对灌注桩后注浆施工技术的基本原理及其应用优势进行简要介绍,在分析工程案例基本情况的基础上,从主要施工技术参数、施工流程以及关键施工技术等多个层面详细研究了相关施工技术的基本情况。关键技术包括定桩位、护筒埋设、成孔、吊装钢筋笼、混凝土灌注和复式注浆等,任何环节都会对施工质量产生影响,必须严格按照设计施工方案执行。

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。

龙城高速公路龙湖互通立交工程钻孔灌注桩的施工技术

随着公路桥梁建设的快速发展,钻孔灌注桩作为桩基础的重要形式之一,其施工技术研究显得尤为重要。为了保障道路桥梁基础的稳定性,提升路桥结构的荷载承载能力,并增强基础设施的整体安全性,研究了公路桥梁钻孔灌注桩施工技术。选择合适的钻孔灌注桩型,根据施工情况计算出桩基承载力,运用钻孔灌注桩后压浆技术来增加桩基的阻力和桩基的极限承载力,进而增强道路桥梁基础的稳定性。由此验证了运用钻孔灌注桩压浆技术的承载力更高、稳定性更佳。

桥梁钻孔灌注桩后压浆技术分析

钻孔灌注桩后压浆技术是在桩身混凝土达到预定强度后,在桩周和桩端压入水泥浆,通过改变桩土相互作用关系,达到大幅提高桩基承载力的目的。首先介绍了钻孔灌注桩后压浆技术的作用机理,随后依托沈阳地区本溪至集安高速公路本溪至桓仁(辽吉界)段工程,详细介绍了钻孔灌注桩后压浆技术的施工工艺,包括压浆设备、压浆装置制作、压浆装置安装、浆液配置,强调压浆施工技术要点,并就常见施工事故提出了处理方法。

基于钻孔灌注桩后压浆技术的桥梁优化建设研究

针对传统钻孔灌注桩技术在承载力和施工效率方面的不足,研究根据桥梁钻孔灌注桩的后压浆技术理论,制定了适用于桥梁建设的操作规范和质量检验标准。通过数值模拟与实地检测相结合的方法,对比分析了未压浆桩和后压浆桩在不同条件下的竖向位移。研究结果显示,25 m未压浆桩、36 m未压浆桩和25 m后压浆桩的竖向位移最大值分别为23.28 mm、15.02 mm和9.65 mm。由此可见,后压浆技术显著提高了桩底承载力和桩端侧土的阻力,并且有助于提高桥梁工程的施工质量和效率。

盾构施工引起上部既有桥梁病害及处理案例分析

以中南地区某区间隧道及出入段线隧道下穿既有桥梁为背景案例,分析了四条盾构隧道施工引起桥梁桩基沉降变形及桥梁病害的特征及机理。根据桩基沉降变形及桥梁病害特征,提出采用桩基后压浆、桥面板UHPC增大截面、盖梁自密实混凝土增大截面进行加固。通过注浆前后钻孔取芯进行室内试验,分析后压浆增强土体强度的效果。结果表明:1)区间隧道比出入段线隧道埋深更大,与桩基距离更小,区间隧道两侧桩基沉降最大;2)受桩基差异沉降影响,相比于铰接墩,固结墩的受力增量更大,出现环向裂缝;3)后压浆引起桩基周边土体含水率、孔隙比减小,压缩模量、粘聚力、内摩擦角、标贯击数增大,且淤泥的强度提高最大,其中淤泥的标贯击数增大100%。土体强度的提高可有效增大桩基的承载能力。

软土地区桩端后注浆失效补救方法及效果验证

通过上海软土地区某项目桩端后注浆失效时补救的实践,提出了一种桩侧成孔埋设注浆管进行后注浆补救的施工方法,该方法包括如下步骤:(1)尽量贴近既有桩基于桩侧对称成两个补救孔,成孔时应采用下钢套管的方式控制垂直度;(2)埋设两根注浆管,一根伸入桩底、端部有带逆止功能的注浆器,称为“补救注浆管”,采用约1.0 m长度隔离材料对“补救注浆管”进行包裹,避免封孔时“补救注浆管”被堵塞;另一根底部位于隔离段以上,桩底以上1.0 m,用于封孔,称为“封孔注浆管”;(3)通过“封孔注浆管”进行水泥-水玻璃双液注浆封孔;(4)待封孔48 h后,水泥-水玻璃双液注浆加固体达到一定强度,通过“补救注浆管”进行注浆,考虑到注浆的有效性,建议补救注浆的注浆量按原设计注浆量的两倍考虑。桩基静载荷试验结果显示,通过桩侧成孔补救注浆后,桩基的单桩竖向抗压承载力不低于正常注浆桩基的单桩竖向抗压承载力。

后注浆技术在桩基工程中的应用

灌注桩后注浆施工技术因其可靠性高、成本较低、易操作等特点,广泛应用于建筑行业中。然而,该技术在具体应用中差异较大。文章总结了该技术在基础桩工程中应用的相关技术措施,以期对应用此技术的项目提供参考和交流。

复杂地层钻孔灌注桩后注浆施工技术应用研究

钻孔灌注桩因其施工容易、对地层适应性强和造价经济等优点,在各类建筑工程中应用广泛。以济南地铁位里庄车辆段桩基工程为案例基础,对于北方城市普遍存在的特殊软弱地质土层,做好桩端桩侧后注浆工艺质量控制措施,经后注浆与普通未注浆桩基试验应用效果数据对比得出,采用桩基注浆施工技术,可充分消除桩底砂土液化,使桩侧摩阻力形成一个结石体来抵消地下水位变化引起的桩侧负摩阻力影响,很好地解决了黄河冲积平原地区地质地层复杂持力层较差、受地下水丰富影响较大区域钻孔灌注桩单桩承载力远低于设计预估值的技术难题,为今后类似工程施工建设提供借鉴。

钻孔灌注桩后注浆技术对单桩承载力的影响分析

随着我国建筑行业的发展,近年来,高层、超高层建筑物的数量不断增加,建筑物对地基土承载力要求越来越高。本文以铂悦·兴隆府项目为例,利用单桩竖向静荷载试验,研究钻孔灌注桩后注浆技术对地基土承载力、桩端沉降的影响。实践表明,在钻孔灌注桩中采用后注浆技术,可显著提高地基土承载力,减少桩端沉降变形,优化桩身性能,增强桩身稳定性,降低工程造价,此技术可广泛应用于工程建设中,为工程实体的设计和施工提供理论依据。

某结构桩基础持力层优化设计

桩基础的承载能力与桩周的土层及桩端下的持力层有很大关系,其中持力层的选用直接影响到桩的长度。选用合理的持力层对节约工程造价及减少环境影响具有一定意义。本文以某医院综合楼工程为例,对灌注桩在不同持力层下的承载能力及经济性进行分析比较。结果表明:灌注桩利用后注浆技术可以提高单桩承载能力,减少桩长,从而达到节约工程造价,减少碳排放的目的。本文成果可为类似工程提供一定的参考。

注浆在桩土共用受力基础中的现场试验研究

为了研究后注浆对强风化岩层中钻孔灌注桩承载性状的影响规律,对厦门市某超高层建筑的3根直径为1200 mm的钻孔灌注桩进行自平衡静载试验。通过对比,分析了未注浆桩与后注浆桩的承载与变形特性,发现散体状和碎裂状强风化岩层经后注浆技术处理后,岩层抗压承载能力得到提升,基桩承载力亦得到大幅度提升。并将试桩静载测试数据与现行规范及地勘报告中的推荐值进行对比,发现本工程强风化花岗岩层中后注浆桩侧摩阻力增强系数β_(si)达到2.24~2.77,较规范推荐值1.4~1.8,提升了约52.6%。