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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

预应力高强混凝土管桩作为柱的冲击力计算方法研究

为探究适用于预应力高强混凝土管桩(PHC管桩)作为柱的冲击力计算方法,采用落锤冲击试验装置进行了冲击试验,测得了4根PHC管桩试件的冲击力时程曲线,分析了撞击过程中的冲击力变化特点及冲击高度对冲击力峰值的影响。基于试验结果,使用4种冲击力计算方法计算了试验工况,并采用ABAQUS软件进行了仿真分析,比较了各计算方法的结果。研究表明:PHC管桩的冲击力时程曲线可定义为脉冲段、次脉冲段1和次脉冲段2这3个阶段;单、双自由度模型法的冲击力计算值与试验值误差较小,有限元模拟所得冲击力时程曲线与试验值吻合较好,可采用单、双自由度模型法或有限元模拟计算冲击力。

复杂地质条件下预应力高强混凝土管桩施工技术

介绍了预应力高强混凝土管桩的构造和施工技术,以及在复杂地质条件下的施工实践经验,总结了预应力高强混凝土管桩施工过程中出现的主要问题,并提出了相应的解决方案,指出未来的研究方向,以进一步优化预应力高强混凝土管桩的设计和施工技术。

预应力高强混凝土矩形桩斜压法施工技术在基坑支护中的应用

预应力高强混凝土矩形支护桩是近几年开发的桩型,其截面外方内圆,与支护管桩及空心方桩相比,其抗弯刚度较高,非常适用于基坑支护工程。文章以某工程项目为例,对其工程地质和水文地质条件进行分析,结合基坑工程特点进行支护方案的选择,对最终采用的矩形桩斜压法施工技术要点进行分析。工程实践证明,矩形桩斜压法有着较高的施工效率、节能环保、成本低,还能减少边坡变形及扬尘,对边坡的稳定非常有利,能够很好地保证基坑的安全。

预应力混凝土管桩焊接机器人研发应用

预应力管桩人工焊接接桩存在焊接质量不稳定、劳动强度大和施工效率低等问题。课题组针对当前管桩人工焊接工艺存在的不足,发明了适用于预应力混凝土管桩接桩的焊接机器人。本文介绍了管桩焊接机器人的基本构造和操作方法,通过室内焊接测试试验和大直径管桩现场焊接试验,检验了该设备的可靠性。试验测试和工程应用结果表明:焊接机器人采用拉马式快速锁紧机构,可实现设备行走轨道快速锁紧;采用三道层焊的焊接模式,能够有效保证焊缝施工质量;该焊接机器人能有效提升大直径管桩焊接施工效率,降低工人劳动强度。管桩焊接机器人的工程应用显著提升了我国预应力混凝土管桩智能焊接技术水平,该技术也可推广到钢管桩等其他钢结构焊接领域,应用前景广阔。

区段配筋管桩抗弯性能研究和施工管理——基于预应力支护桩受力特性分析

以天津地区80个基坑工程为样本,探究了单支撑排桩和倾斜桩支护体系桩身弯矩沿桩长的分布规律,并进行了管桩抗弯承载力试验。研究结果显示:单支撑排桩和倾斜桩支护体系的桩身最大弯矩位置及不同弯矩区间所占桩身长度比值均会出现在某一特定范围内,其分布形式均为正态分布;倾斜桩最大弯矩点深度和最大弯矩区间与桩长的比值小于单支撑排桩;区段配置非预应力钢筋可以提高桩身抗裂、极限承载和桩身抗弯变形等能力,并明显抑制桩身裂缝的进一步发展,证明了区段复式配筋预应力混凝土管桩可以在减少钢筋用量的前提下满足其在基坑工程中的应用,并可采用锤击法和静压法等工艺进行沉桩施工。