钢螺杆锚桩压重联合静载试验钢梁设计与验证

为保证大吨位桩基静载试验安全实施,加载反力结构的合理设计至关重要。建立了加载反力平台钢梁的简化计算模型,分析不同受荷工况下钢梁的内力与变形发展规律,并对主、次钢梁截面尺寸进行优化设计。最后,针对实际静载试验项目对钢梁竖向位移、倾斜及锚桩抗拔力进行监测,验证钢梁计算模型的合理性。分析结果表明,钢梁在整个静载试验过程中的变形实测值均小于理论计算值;当施加的静载试验总反力超过堆载块和钢梁自重后,钢螺杆锚桩参与受荷,随着加载荷载的增大,其抗拔承载力的贡献逐渐增大;对于采用钢螺杆锚桩联合压重反力装置的静载试验,监测的各根钢梁竖向位移和倾斜总体一致,未出现明显偏心受力情况,表明该静载试验方法具有较高的安全性。

钢螺杆锚桩抗拔承载力计算方法研究

钢螺杆作为桩基竖向静载试验的反力锚桩,具有安装快捷、可重复利用等优点,但关于该桩型的抗拔承载力计算方法尚未建立。基于钢螺杆锚桩现场抗拔试验和场地工程地质勘察资料,研究土质条件、桩长及直径等因素对钢螺杆锚桩抗拔性能的影响,给出不同类型土体的抗拔摩阻力提高系数,建立钢螺杆锚桩单桩抗拔承载力计算方法,并通过其单桩抗拔静载试验进行验证。分析结果表明:钢螺杆锚桩抗拔承载力较同等桩径直杆桩有一定提高,土体性质越好,钢螺杆锚桩抗拔力提高越明显;螺纹直径400mm与600mm的单桩抗拔承载力总体接近,增大螺纹直径不一定能有效提高其抗拔性能。根据各类土体软硬和密实程度,抗拔摩阻力提高系数取1.2~1.6时,钢螺杆锚桩承载力计算结果具有较大安全储备。

建筑外墙结构伸缩缝支模防变形施工技术研究

在外墙结构伸缩缝支模阶段,变形问题一直是施工质量的重要影响因素之一,为此,文章围绕建筑外墙结构伸缩缝支模防变形施工技术进行研究。在支撑结构施工阶段,清理支护桩后,结合伸缩缝的宽度差异化设置植筋标准,并构建止水螺杆结构。为加固支模结构,浇筑支模底板时预留了钢筋地锚,以此实现对支模结构的加固处理,最后以支护桩植入钢筋位置作为基准点,安装模板排架体系和可调节顶托体系的。结果表明,支模验收结果的偏差量均满足合格标准,未出现异常变形。

叶片可伸缩钢管螺旋桩结构的承载特性及设计方法

为了实现钢管螺旋桩结构和多功能一体化,进一步提升其在实际工程中的应用,提出了一种具有良好机械施工性能的叶片可伸缩钢管螺旋桩装置.利用非线性有限元软件Abaqus,研究了叶片外伸长度和叶片布置方式对钢管螺旋桩下压和上拔承载特性的影响.研究结果表明:在桩身直径不变的前提下,叶片外伸长度越长,其承载性能越好;全投影型叶片的布置方式要优于三叶型布置方式.同时,通过分析桩体可伸缩叶片周围土体的应力扩散,具体讨论了上拔载荷作用下螺旋桩-土相互作用规律.该研究将对螺旋桩结构的多功能化设计及其承载特性评估具有理论指导意义.

砂土中螺旋锚基础水平振动特性的模型试验研究

在水平激励作用下,钢管螺旋锚基础-土的动力相互作用具有明显的非线性特性。基于自制的锚土动力相互作用模型试验系统,对砂土中不同锚体几何结构的钢管螺旋锚的水平振动响应特性进行了研究,具体分析了螺旋锚长径比(L/D)、叶片距宽比(S/D0)、叶片外伸比(D0/D)、不同荷载幅值(F0)和振动频率(f)等对螺旋锚水平动力响应特性的影响,并与直桩进行了对比分析。通过研究螺旋锚周围土体的应力扩散,讨论了水平动力荷载作用下螺旋锚-土的相互作用规律。研究结果表明:长径比(L/D)是影响直桩和螺旋锚水平动力响应特性的重要因素;在锚径相同的条件下,锚土系统的共振频率随锚体长径比的增加而减小,随叶片外伸比的增加而增加,但对叶片距宽比相对不敏感;在锚体几何结构相同的前提下,激振荷载幅值越大,直桩土系统的共振频率越小,但激振荷载幅值对螺旋锚土系统共振频率的影响相对较小。

桩土相互作用的钢管螺旋桩水平动力响应研究

为了研究桩体结构和土体主要参数对钢管螺旋桩水平动力响应特性的影响,基于等效刚度的方法,将螺旋桩等效为同等内径的管桩,建立了钢管螺旋桩-土耦合作用的水平振动响应模型.在考虑桩周和桩芯土体边界条件的情况下,利用初参数法对钢管螺旋桩的水平振动微分方程进行了求解,得到了钢管螺旋桩桩顶的水平动力阻抗.研究结果表明:当螺旋桩长径比(L/d)较小时,长径比对螺旋桩水平动力阻抗的影响明显;螺旋桩外径、叶片数量、土体泊松比、土体剪切波速与桩体纵波速之比对螺旋桩水平动力阻抗影响较大;但桩体叶片外伸比、叶片倾角等结构参数对螺旋桩水平动力阻抗影响较小.该研究对钢管螺旋桩基础的结构设计及其实际工程应用具有重要的参考价值.

砂土中钢管螺旋桩安装扭矩的研究

为了能够准确预测钢管螺旋桩的承载能力,以满足工程机械高效施工作业的需求,对钢管螺旋桩的安装扭矩进行了研究.给出了砂土中钢管螺旋桩安装扭矩的理论计算模型,考虑到安装过程中土体扰动,引入螺旋进给率这一衡量土体扰动的指标,同时进行现场实验以验证模型可靠性.研究发现:叶片螺距与直径的比值p/D对安装扭矩有重要影响,为了让叶片运动轨迹一致,叶片间距S取螺距p的整数倍,结果表明p/D在0.2~0.3之间较为合理.此外,安装扭矩与抗拔承载力存在一定的关联,可对钢管螺旋桩进行抗拔承载力预测.

旋入式螺旋桩

由于送桩机具技术的发展,旋入式螺旋桩的普遍应用成为可能。螺旋桩由桩机植入地下成桩,施工速度快,不受季节和施工条件的限制,施工噪音低。对于桥梁建设基础工程具有较大意义。需要解决的主要问题是预制螺旋桩能够适应不同地层的钻进桩头设计和竖向极限承载力评价问题。通过对螺旋钢管桩的破坏机理分析,提出了解决预制螺旋桩的桩头设计和极限承载力的预估方法。

沿海某地区软土地基中三种基桩成桩方式的试验对比

通过某大型工业建设项目的试桩工作,针对PHC预应力管桩、长螺旋后插钢筋笼灌注桩、后压浆长螺旋后插钢筋笼灌注桩分别进行了静载荷试验.根据试验结果及调查,认为针对该地区的地层,该三种施工工艺都是适合的.通过单桩承载力分析,得出后压浆可以提高灌注桩承载力30%以上.在该地区施工长螺旋后插钢筋笼灌注桩时,后插钢筋笼的质量对成桩影响很大,在施工时应引起注意.

螺旋钢桩抗拔特性的现场试验研究

根据螺旋钢桩现场抗拔试验中61根试验桩的监测数据绘制Q-s曲线,推算各类桩型的平均极限承载力,分析桩长、叶片数量、叶片间距、首层叶片埋深、叶片直径等参数对螺旋钢桩极限抗拔承载力的影响,试验结果表明螺旋钢桩的极限抗拔承载力随桩长和叶片直径而增加,叶片间距和首层叶片的埋深均存在临界点。分别通过慢速加载法和快速拉拔法测试螺旋钢桩桩极限抗拔承载力,快速拉拔法测得的极限承载力平均值约为慢速加载法极限承载力的2.0倍。

装配式基础在巴西美丽山±800kV特高压输电线路工程的应用

巴西美丽山±800kV特高压直流输电工程沿途穿越热带雨林地区,雨季持续时间长且环境保护要求高,采用传统现浇基础形式对生态环境影响较大且施工质量难以保证。基于工业化理念,本工程拉线塔基础全部采用装配式基础。拉线塔中心桩采用全预制装配式钢筋混凝土基础,拉线桩基础采用全钢螺旋桩基础。基础施工过程实现了现场零湿作业和完全的机械化施工。文中分别从设计和施工方面介绍了巴西美丽山工程广泛采用的两种基础型式,为国内外输电线路工程的建设提供参考。

叶片式钢管螺旋桩试验研究及桩型参数优化

叶片式钢管螺旋桩的桩型参数对其极限抗压承载力有较大影响,通过现场试验分析桩径,叶片直径、个数和间距对其极限抗压承载力的影响,并对上述因素进行数值模拟优化。结果表明:桩径和叶片直径不变时,桩的极限抗压承载力随叶片间距增大先增加后减小;叶片直径和叶片个数不变时,桩的极限抗压承载力随桩径的增大先增加后减小;桩径和叶片个数不变时,桩的极限抗压承载力随叶片直径增大而增大。当桩径为0. 3倍的叶片直径、叶片间距约等于3倍叶片直径时可获得较大承载力;双叶片承载力普遍高于单叶片承载力。

螺旋钢桩基础在集装箱模块建筑中的应用技术研究

为实现集装箱模块建筑基础的全装配式,研究了螺旋钢桩基础在该类型建筑中应用的可行性。总结了钢结构螺旋钢桩的应用现状、承载力计算方法、防腐措施等。研究了二层集装箱模块建筑在设防烈度为8度(0.2g),特征周期T_(g)分别为0.2,0.3,0.4,0.45,0.55,0.65s的地震工况和基本风压w_(0)分别为0.5,0.6,0.7,0.8,0.9kPa的风荷载控制工况下,螺旋钢桩基础的受力及选型。根据螺旋钢桩基础受力特点,增加了预应力柔性拉杆,实现了基础架空层的整体性,增强了螺旋钢桩整体稳定性;在该新型基础中使用标准短柱、全螺栓连接构造方式,可提高其加工效率,真正意义上实现100%建筑装配式。

钢筋混凝土抗拔灌注桩的抗裂设计

通过对不同直径的抗拔灌注桩在不同抗拔荷载、不同裂缝控制等级下的抗裂设计及其纵筋用钢量与造价的对比分析,说明桩纵筋采用普通非预应力钢筋时,因受裂缝宽度的限制,其纵筋拉应力水平明显偏低,桩承受的抗拔力越大,纵筋的应力越小,相比普通钢筋混凝土桩,采用预应力螺纹钢筋的抗拔桩不仅可显著减少用钢量,当抗拔力较高时,还可节省约40%~50%的纵筋造价;同时进一步探讨抗拔桩预应力筋的配置及有效预应力的控制方法。

复杂钢管结构立柱的设计研究

针对目前国内的大型桩工机械主要靠引进国外技术的问题,以螺旋桩机的立柱为例,根据其参数设计了数学模型,并在起架、钻孔、拔钻三种工况下进行了强度与稳定度的计算,通过solidworks simulation进行了有限元分析验证。产品的实际检测结果与设计基本相符,对于大型桩机立柱自主化生产具有重要意义。

水上混凝土反吊系统施工技术探讨

水运工程中靠船墩及码头桩帽等,均为较常见的以桩作为基础的桩顶混凝土结构,桩顶混凝土的施工有多种模板技术方案,针对某船闸工程靠船墩水上混凝土施工,利用已有临时钢结构平台,采用精轧螺纹钢反吊系统模板技术,使靠船墩水下部分模板施工实现水上施工,避免了水下施工的安全、质量风险及潮位变化无法施工的影响,提高了靠船墩的施工效率,确保了靠船墩混凝土的施工质量,为今后类似工程施工提供参考。