轴力对预应力高强混凝土管桩抗震性能的影响

目的研究轴力和往复荷载作用下预应力高强混凝土管桩的抗震性能,为预应力高强混凝土管桩的设计和实际工程应用提供参考依据。方法应用ABAQUS有限元软件对预应力高强混凝土管桩进行有限元模拟,并与已有试验结果对比,两者吻合良好,验证了模型的准确性。在此基础上,研究轴压比和有无普通钢筋及普通钢筋直径对预应力高强混凝土管桩滞回曲线、骨架曲线、刚度退化、延性及耗能能力的影响。结果配置普通钢筋可以提高预应力高强混凝土管桩的承载能力和延性,对刚度影响不大;随着轴压比的增加,预应力高强混凝土管桩的承载能力逐渐提高,但延性变差,轴压比为0.45时,预应力高强混凝土管桩发生脆性破坏。结论配置普通钢筋可以有效改善预应力高强混凝土管桩的抗震性能,预应力高强混凝土管桩的轴压比不宜超过0.3。

非挤土嵌岩预应力高强度混凝土管桩的桩端承载性能研究

施工装备和工艺的不断创新使得非挤土嵌岩预应力高强度混凝土(prestressed high-strength concrete,简称PHC)管桩逐渐得到推广和应用。为揭示嵌入中微风化岩PHC管桩的桩端承载机制,以随钻跟管工法桩为背景,基于泥质粉砂岩地区5组桩径为500 mm的PHC管桩桩端现场静载破坏性试验,分析了不同条件下嵌岩PHC管桩的桩端承载性能及宏观破坏模式,并提出桩端承载力计算方法。试验表明:对于采用敞口桩靴的PHC管桩,未封底时,敞口桩靴削弱了PHC管桩桩端承载性能,呈现刺入岩基的破坏,极限荷载下桩端沉降为11~15 mm;混凝土封底后,显著提高了桩端承载性能,极限承载力较非封底时提升340%,封底混凝土和桩靴的桩端阻力分担比分别为78%和22%,桩端呈整体剪切破坏。基于Hoek-Brown强度准则,提出了嵌岩PHC管桩桩端承力简化计算方法,计算精度得到了试验验证,可供非挤土嵌岩PHC管桩的设计与施工参考。

基于LS-DYNA的ECC管桩的抗冲击性能分析

为研究工程水泥基复合材料(Engineering Cementitious Composite,ECC)管桩的抗冲击性能,采用Ansys/LS-DYNA对管桩受竖向落锤冲击作用进行模拟。基于静态拉压试验和动态压缩试验获得关键参数,建立ECC管桩的HJC(Holmquist-Johnson-Cook)本构模型,通过霍普金森压杆试验(Split Hopkinson Pressure Bar,SHPB)验证有限元模型的正确性。对不同锤体质量和冲击速度组合的管桩模型进行参数化分析,得到管桩在不同冲击能量下的位移、能量时程曲线和有效塑性应变图等动力响应。结果表明:在竖向冲击作用下,ECC管桩的最大残余变形只有高强混凝土(High-Strength Concrete,HC)管桩的66.0%,最小残余变形仅为HC管桩的13.7%;且ECC管桩释放的变形能占比平均为HC管桩的6.26倍。表明ECC管桩较HC管桩有更好的抗损伤能力和弹性恢复能力。

预应力空心方桩与预应力管桩力学性能比较和经济性分析

对预应力高强混凝土空心方桩(PHS)与预应力高强混凝土管桩(PHC)两种桩型的桩身物理性能和力学性能进行比较分析,并结合工程案例,进一步对两种桩型的单桩竖向承载力、桩基础工程量及造价进行了力学性能及经济性比较,最后对两种桩型的堆放方式进行了简单介绍。

火电厂主厂房及冷却塔软土地基处理方案比较

软土地基具有强度低、压缩量高、变形大和土层不稳定等特点。国内关于火电厂软土地基处理的标准较缺乏,且修建于软土地基上的火电厂工程实例也较少。以我国某大型火电厂软土地基处理作为工程实例,采用PLAXIS 3D岩土工程有限元分析软件,结合传统计算方法,对主厂房开展天然基础、桩基础方案开展计算和比较研究,对冷却塔环基开展水泥粉煤灰碎石桩复合地基、高强预应力混凝土管桩基础、机械成孔灌注桩基础和级配碎石换填地基等方案开展比较分析。分析表明,在保证电厂投产后安全运行的前提下,推荐选择和实施经济性最优的地基处理方案,以节省施工工期,降低地基处理工程投资。

特高压输电线路工程PHC管桩基础造价研究

预应力高强混凝土管桩(PHC管桩)的应用存在局限性,近年来特高压输电线路工程在不断摸索和优化PHC管桩的差异化应用,虽然在应用技术方面相对已经比较成熟,但关于其综合造价的对比分析尚缺乏深入研究。为研究PHC管桩在实际工程应用的经济性,文章以典型直流特高压输电线路工程为例,通过与灌注桩基础方案的横向对比,结合输电线路取费、综合造价方面对PHC管桩进行研究。研究发现,PHC管桩的本体造价高于灌注桩基础23%~33%,但其他费用均低于灌注桩基础。当基础作用力小、地质条件较好时,PHC管桩的综合造价具有经济优势。

高压旋喷注浆在预应力管桩桩身缺陷处理中的应用

预应力管桩广泛应用于各类工程建设中,但在实际工程中经常会因为地质、施工等因素造成桩身缺陷,缺陷的修复效果直接影响到后期的施工进度、施工成本等。通过几种预应力管桩修复手段的机理入手,结合实际预应力管桩修复工程案例,根据桩身缺陷修复前后试验结果对比,得出高压旋喷注浆对于预应力管桩桩身缺陷修复具有良好效果。

复杂场地变电站基础中预应力管桩荷载传递规律的有限元分析

在山区修建变电站等工程时,经常会遇到复杂场地基础的问题。倾斜软土地基是其中的一种特殊基础,具有独特的工程特性,给变电站的施工带来很大困难。为了研究复杂场地基础中预应力管桩的加固效果,指导预应力管桩设计。利用有限元软件建立了预应力管桩加固斜坡软土地基模型,研究了不同桩间距、桩长对路堤安全系数的影响,分析了预应力管桩的荷载传递规律、沉降以及路堤破坏机理。结果表明,在倾斜软土地基中设置预应力管桩,可以有效减少基础的变形,提高其稳定性;桩间距和桩长的改变对加固效果的影响显著,随着桩间距的减小和桩长的增加,倾斜软土地基变形逐渐减小,路堤安全系数逐渐增大;桩长应深入到嵌固层以下,过度减小桩间距后加固效果提高不大;路堤中部的桩基主要提供承载力,产生竖向位移较大,两侧的桩基主要提供抗滑力,产生横向位移较大;桩身轴力沿桩身先增大再减小,以软土层底面为分界线,上部桩身与下部桩身受剪应力相反,主要受力部位集中在桩端。在相关工程中,可根据需要合理设计预应力管桩的桩长、桩数和桩间距等参数,实现更加经济合理的加固方案。

滨海浅埋深厚软土条件下高等级公路地基处理方案研究

为了解决滨海地区软土地基不稳定及承载力差的问题,以甬台温高速公路某互通至S218省道连接线工程为案例,深入研究了滨海浅埋深厚软土条件下高等级公路地基处理的有效方案。论文深入探讨了就地固化+预应力混凝土管桩处理方案的设计要点,对就地固化强度和深度、管桩桩长和间距的确定、预应力管桩路堤桩基承载力及沉降和稳定计算、提高处理路段稳定性的措施等方面提出了建议。

高强预应力管桩在悬臂式挡土墙工程中的计算分析

以某悬臂式挡土墙工程为例,结合现场工程地质条件,采用了高强预应力管桩作为悬臂式挡土墙基础,形成了桩基托梁挡土墙这一种新型支挡结构,通过验算挡墙承载力、桩基水平承载力、桩基竖向承载力及挡土墙稳定性,得出桩基托梁挡土墙的承载力主要由其水平承载力控制,设计要验算其竖向承载力及水平承载力是否同时满足要求,应当将挡土墙和桩基托梁作为一个整体进行稳定性验算。本文通过对桩基托梁挡土墙的分析计算,为类似挡土墙工程项目提供了借鉴和参考。

大直径预应力高强度混凝土管桩在黄泛区高速公路桥梁基础中的设计与应用研究

预应力混凝土管桩具有单桩承载能力高、抗弯性能好、施工方便快捷、工程造价较低等优点。介绍了大直径高强度预应力混凝土管桩在黄泛区高速公路桥梁基础中的设计与应用实例,通过开展静载试验确定管桩单桩承载能力,并依据试验结果和相关规范标准制定详细的施工流程,为大直径预应力混凝土管桩在黄泛区高速公路桥梁基础中的应用提供指导与参考。

混合配筋高强预应力管桩抗震性能分析

文章以混合配筋高强预应力管桩作为研究对象,选取普通钢筋配筋率及轴压比作为研究参数,基于OpenSees软件平台分析了该类管桩在低周循环荷载作用下的承载能力及滞回性能。结果表明,配置普通钢筋的高强预应力管桩的承载能力及滞回性能得到较大改善,适当增大轴压比有利于提高管桩的承载能力,而当轴压比过大时,管桩的残余位移增大,不利于管桩的抗震性能。

软土地区深基坑工程绿色支护技术的应用

我国碳达峰战略目标的确定,对基坑工程提出了更高的要求。文章以上海理工大学军工路516号校区某建设项目为背景,基于校园环境敏感、文明施工要求极高的特点,创新性地采用以预制、装配、可回收支护结构为主的绿色支护技术,包括型钢水泥土搅拌墙、预应力组合式型钢支撑、混合配筋预应力混凝土管桩等绿色工艺,减少了泥浆和废弃物排放,并采用矿渣、钢渣等工业废渣制成的高性能复合型土体硬化剂代替水泥进行土体加固。该项目的顺利实施对地下工程传统行业绿色转型,实现地下空间开发碳中和、碳达峰目标等有一定的借鉴意义。

预应力混凝土管桩与承台新型连接节点受力性能分析

目的 为了改善预应力高强混凝土管桩与承台连接节点的受力性能,开发一种新型连接节点。方法 笔者在原有PHC管桩和PRC管桩与承台连接节点基础上,通过增设钢套模,在桩端和承台交接处预留出锥形空隙,避免桩端转动挤压承台造成承台破坏;基于两个预应力高强混凝土管桩与承台连接节点试验,采用ABAQUS对节点的受力性能进行分析。结果 在桩端和承台交接处预留锥形空隙,节点的承载能力没有明显的降低;桩端的压应力有所减小,桩端周边承台混凝土压应力大幅减小;桩端锚固钢筋、桩身预应力钢筋、普通钢筋应力状态与未加钢套模相比无明显变化;节点的传力机理无明显变化。结论 在桩端和承台交接处预留锥形空隙,可有效减小桩端转动对承台的挤压作用,避免承台在桩端转动时出现破坏。

光纤光栅应变检测技术在预制桩中的应用研究

光纤光栅表面式GFRP桩基应变计具有分布式和长距离检测等特点,并且此种桩基应变计易埋入到成型的预制工程构件中,在桩身内力测试中具有独特的优势。介绍了在软土地区预制桩检测中采用布里渊光时域反射技术(BOTDR)的传感原理及GFRP桩基应变计的植入工艺,根据测试结果对比分析桩身内力、桩周摩阻力及桩端阻力,更加全面地了解地层特性及预制桩承载特性,为设计参数的优化提供可靠依据。

关于PHC管桩压蒸混凝土强度评定龄期确定的几点思考

简述了GB/T 13476《先张法预应力混凝土管桩》4个不同版本中,压蒸混凝土强度评定龄期的演变过程,分析了PHC管桩常压蒸汽养护和高压蒸汽养护后,其混凝土试件在标准养护条件下不同龄期抗压强度的变化趋势,提出了PHC管桩在压蒸养护时混凝土强度评定龄期1d的合理性建议。

成本管控下高层建筑CFG桩复合地基优化设计

为降低工程成本,对漯河市某在建高层建筑地基进行方案优化。以项目中的15号楼为例,考虑桩长和桩间距两个因素,设计3种CFG桩复合地基比选方案,满足承载力要求的前提下以经济性作为评价指标,计算3种比选方案的工程造价并与原设计方案进行对比分析,研究结果表明:当桩长为16 m、桩直径为0.4 m、桩间距为1.35 m时为最优方案,仅单栋建筑比原设计方案节约造价20.142万元。为进行不同地基基础方案对比,设计桩间距亦为1.35 m的预应力高强混凝土管桩地基方案,并根据桩端持力层深度确定桩长为22 m。管桩内径为0.21 m,外径为0.4 m,桩周长为1.26 m,承载力满足要求。计算该方案工程造价,与CFG桩复合地基方案中的最优方案进行经济性对比,结果表明:仅单栋建筑采用CFG桩复合地基优化方案较管桩方案可节省工程造价57.806万元,对于需要进行地基处理的11栋楼仅复合地基就可节省约635.866万元,因此,最终确定该工程项目采用CFG桩复合地基优化方案。

钢纤维预应力高强混凝土管桩试验研究

为提高预应力高强混凝土管桩的韧性和抗弯承载力,通过不同钢纤维体积掺量对C80管桩混凝土工作性能和力学性能影响的试验研究,确定最佳配合比。然后基于最佳配合比进行钢纤维高强混凝土管桩试制和足尺抗弯力学性能试验,并与未掺加钢纤维的高强混凝土管桩对比分析。结果表明:采用该配方制备的钢纤维高强混凝土管桩的外观质量、桩身强度等均符合相关规范要求。钢纤维增强的混凝土管桩抗弯承载力明显提高,破坏特征和延性性能得到显著改善。

PHC桩在厚填土地基中受力特性的试验研究

为解决松散厚层填土非均匀软弱地基上预应力高强混凝土(PHC)管桩的受力特性问题,通过现场试验获得了PHC桩的竖向承载力、水平承载力等实测值,并通过线性规划方法分析获得了土层桩侧摩阻力特征值fs和桩端阻力特征值fp实测值。经对比分析,对试验结果采用线性规划方法来确定土层参数比较可靠。由静载实测承载力结合桩侧阻力、桩端阻力与总阻力的比值,反算场地地层差数,可更精确地指导后续设计。

预应力混凝土管桩在桥梁桩基施工中的应用研究

结合某桥梁工程,论文对预应力混凝土管桩的应用优势展开分析,详细研究了预应力混凝土管桩应用于桥梁桩基的施工要点,及施工过程中的注意事项,如加强管桩质量控制,合理选用打桩设备,规范打桩、管桩焊接时的施工工艺。