HUW组合钢板桩在软土地基深基坑工程中的 适应性分析

目的:本研究旨在分析HUW组合钢板桩在软土地基深基坑工程中的结构适应性,以期为相似地区深基坑工程提供理论支持。方法:基于某软土地区科技产业园深基坑工程,运用ABAQUS有限元软件,通过增量法模拟实际开挖过程,计算正常开挖下的结构变形和土体位移,从而分析HUW组合钢板桩在实际工程中的结构可行性。结果:随着基坑的逐层开挖,基坑边缘的沉降值逐步增大,尤其在软土地基条件下,地表沉降现象更为明显。针对6.3米深基坑的开挖,HUW组合钢板桩的最大水平位移为22.78毫米,符合基坑施工规范的要求。结论:HUW组合钢板桩在实际工程中具备可行性,可为类似工程提供理论参考。但土体受侧向约束的影响,在边界区域会形成局部隆起,因此需对边坡边缘进行加固处理。

格栅式钢板桩与桩筏基础集成的基坑支护技术

针对软土地质基坑工程,提出格栅式钢板桩与桩筏基础集成的基坑支护技术,通过设置纵向双排钢板桩与横向钢板桩或钢板组成格栅式钢板桩,以提高支护结构强度与刚度,并与桩筏基础协同工作,以解决结构下部软土层承载力较差的问题,并提高支护结构稳定性。以某管廊工程为依托,通过计算分析与技术对比,论证集成支护技术的安全性与可行性。

杂填土地层深基坑微型桩-锚-撑组合支护体系受力特性原位试验

为深入研究杂填土地层深基坑桩-锚-撑组合支护体系受力特性,依托青岛市某深基坑工程开展微型桩-锚-撑原位试验,分析不同开挖工况下双排微型钢管桩桩身弯矩与预应力锚索轴力的演化规律,揭示该支护体系下前、后排桩的受力性状、预应力锚索应力分布特征,探讨邻近建筑物、基坑暴露时间及钢支撑拆除对该支护体系内力的影响。研究结果表明:1)在基坑开挖过程中,前排桩在受力中起主导作用;当开挖至基底时,桩身最大正、负弯矩极值呈现增大趋势,且极值点不断下移,开挖面以上桩身弯矩均呈正“S”型分布。2)开挖深度增加引起开挖面上、下1.0 m范围内桩身弯矩显著增大,前排桩桩身的反弯点分别位于钢支撑下方0.5 m、开挖面位置。3)在开挖过程中,锚索轴力沿埋深方向呈现减小趋势,锚固段前端1.5 m之后的轴力基本不变或呈微小波动。4)锚索锚固段应力高度集中在锚固段前端4.0 m以内的区域,约为锚固段长度的44%,锚固段末端基本未产生轴力,可对该段长度进行优化处理。5)邻近建筑物对微型钢管桩桩身受力影响较小;随着基坑暴露时间增加,桩身弯矩呈微小增长趋势;钢支撑拆除后,前排桩的弯矩变化集中在0.38H~0.96H(H为基坑开挖深度)。6)桩-锚-撑组合支护体系能够较好地限制基坑变形,选择合理的支撑预应力是该类基坑设计的关键。

薄土夹层作为围堰封底层的降水可行性与阻水效应研究

【目的】为了探究含薄土夹层的水下砂层作为桥墩围堰封底层时的降水可行性及其阻水效应问题,【方法】采用FLAC^(3D)分别模拟分析了混凝土封底和薄土夹层封底围堰施工的全过程,并分析了薄土夹层厚度、渗透系数、连续性、钢管桩长度、薄土夹层顶与钢管桩底距离、混凝土垫层厚度变化等对围堰钢管桩水平变形、坑底隆起变形及坑底渗水量的影响。【结果】结果表明:有、无薄土夹层时钢管桩均在围堰主墩施工完成阶段在桩顶以下14 m处达到最大水平变形,且分别为16.36 mm和20.72 mm,均满足规范要求;在薄土夹层厚度为4 m、渗透系数为5×10^(-9)cm/s、薄土夹层沿水平方向跨度为55 m、钢管桩长度为40 m、薄土夹层顶与钢管桩间距为0 m、混凝土垫层厚度为3 m的情况下,薄土夹层的阻水效果最好。【结论】薄土夹层具有很好的阻渗性,其作为围堰封底层进行降水施工是可行的,相关研究成果可为类似的工程提供参考和借鉴。

钢管-钢板桩围堰结构受力与变形计算

研究钢管-钢板桩围堰结构构件在实际受力状态下的入土深度、弯矩及变形,建立并求解基于增量法和全量法的弹性地基梁法挠曲微分方程,研究支撑道数、支撑竖向间距、钢板桩刚度、支撑预加力对围堰受力变形的影响。围堰的弯矩和位移随着支撑道数增加而下移,最大正弯矩主要出现在围堰的中下部;增加支撑道数、钢板刚度和支撑预加力可以改善围堰的受力与变形。

钢板桩加固岸坡变形与桩土相互作用机理研究

针对航道开挖过程中护岸边坡板桩变形及桩土相互作用机制,通过选取典型断面进行现场试验的方法,对板桩结构位移、土压力及临近土体变形等关键物理量参数进行监测,并结合理论计算方法对板桩结构及后方岸坡土体稳定性进行了详细分析,探究了复杂地质条件下桩后土体变形与主动土压力的内在关联,得到了部分有益结论。板桩护岸后方边坡土体水平位移随开挖进行逐渐增加,边坡达到平衡状态时不同深度土体位移约为0.8~1 mm,板桩桩顶水平位移变化量约为1.2 mm。航道开挖过程中板桩主动侧土压力随开挖的进行逐渐减小,不同埋深位置桩侧土压力减小值约为1 kPa,与理论计算结果比较发现现场试验结果均较小,说明上述理论计算方法对于本试验结构形式而言土压力计算略偏保守。

沱江特大桥钢板桩围堰及埋置式承台施工关键技术

金简仁快速路沱江特大桥全长963m,主桥采用空间曲线独塔扭索面斜拉桥。桥址区域覆盖层为卵石薄层,下卧层为高强度中风化粉砂岩和砂质泥岩。主墩承台为大体积混凝土结构,埋置于河床面以下。为克服传统围堰在此类工程条件下的施工难题,提出“钢板桩+岩壁”新型组合围堰的解决方案。为确保钢板桩嵌岩深度>10m且垂直度偏差≤0.5%,采用“全护筒跟进引孔”工艺;同时,为确保围堰锚固稳定性和不透水性,采用“回填砂注浆止水”工艺。主墩承台施工过程中采取综合温控技术措施保证了大体积混凝土浇筑质量。监测结果表明,围堰变形、内支撑应力、混凝土温差等控制指标均在合理范围内,实现了特大型桥梁基础施工安全、效率与质量保障。

通号电化科创大厦超限高层结构设计

通号电化科创大厦结构高度121.35m,采用钢筋混凝土框架-核心筒结构体系。结构设计采用了钢管混凝土外框柱、密肋楼盖及双连梁以达到更优的建筑使用空间。结合地层情况及摩擦型桩基的特点,基础设计采用了考虑桩土共同作用的设计思路,分别通过国内规范考虑承台效应的方法及参考国外文献的方法对桩土分担比例做了计算并按其结果进行了应用。本工程有多项不规则项,为超限高层结构。采用YJK和ETABS软件对结构进行了静力弹性分析,两种软件的分析结果较为吻合且均满足规范要求。采用Perform 3D软件对结构进行了罕遇地震下的动力弹塑性分析,根据分析结果对结构在罕遇地震下的抗震性能进行了评估,结构能够满足罕遇地震下预期的抗震性能目标。钢管混凝土柱与混凝土梁的连接节点为本工程的关键节点,针对该连接节点以往做法存在的问题,本工程设计了一种开大孔的连接节点并进行了节点有限元分析,结果表明节点具有一定的安全储备。最后,对密肋楼盖的建模模拟情况及计算结果进行了讲述。

膨胀土硬质地层振动载荷沉桩的挤土效应

为研究膨胀土硬质地层振动载荷沉桩的挤土效应,基于膨胀土剪切膨胀、遇水软化的力学特性,提出“水冲法”辅助沉桩关键技术,通过现场试验和有限元模拟,得到H型、O型钢板桩沉桩时桩周土体深层水平位移、深层土压力的变化规律。研究表明:桩周土体的深层水平位移、深层土压力均与土层性质、土层深度密切相关,膨胀土的剪胀作用能够显著增强沉桩的挤土效应。与未采取辅助措施相比,采取“水冲法”辅助措施后,桩周土体的深层水平位移、深层土压力的最大值均可减小50%以上。“水冲法”辅助措施可显著削弱沉桩对周边环境的不利影响,为组合钢板桩支护技术的设计与施工提供重要的技术支撑。

复杂地质条件下基坑支护设计—滇中引水何官营倒虹吸

何官营倒虹吸全长1186 m,采用回填埋管形式,倒虹吸后段158 m长的管道置于饱和粉砂土层中,地下水位浅,地基存在地震液化问题,且该段线路途径东城村,周边部分房屋距离开挖基坑不足20 m,基坑开挖面临饱和粉砂土开挖边坡稳定,施工期地下水位下降,从而影响周边房屋地基稳定。为确保施工期基坑稳定和两侧房屋安全,设计将基坑防渗与支护相结合,经过方案比选后选用钢板桩支护形式。主要介绍了何官营倒虹吸钢板桩支护设计方案比选和结构结算成果。

深中通道深水组合钢板桩围堰施工技术研究及应用

基于深中通道西人工岛岛桥结合部非通航孔桥的施工实践,结合项目和施工区域特点,特别是挤密砂桩复合地基条件,介绍了深水组合钢板桩围堰施工工艺的技术要点,并对关键工序进行了针对性的研究。同时根据围堰实时监测情况,分析结构受力和变形原因,保障了围堰堵漏、抽水至使用阶段的安全平稳。该施工技术的实施,验证了深水组合钢板桩工艺的可行性,并具有一定的推广价值。

填土钢板桩围堰结构计算及关键施工技术

结合龙门大桥东引桥下构施工现场情况,提出了适用于半海半岛区域的填土钢板桩围堰施工工艺。采用有限元计算软件Midas Civil对填土钢板桩围堰在不同工况下的受力进行验算,验证填土钢板桩围堰结构的承载力。优化填土钢板桩围堰工艺的工艺流程,得出相应关键施工技术。

樟树市赣江二桥S0主墩钢板桩围堰施工关键技术研究

樟树市赣江二桥主桥采用(54+114+400+114+54)m双塔双索面结合梁斜拉桥,S0主墩承台位于河床之上,为充分利用赣江的枯水期以缩短施工工期,经方案比选及创新,采用堰内填砂取消封底+钢板桩围堰的新工艺方案,并做好抵抗水位上涨的预案措施,达到了快速施工的目的,节约了成本。采用Midas Civil建立钢板桩有限元模型,对围堰不同施工阶段的受力进行了分析,保证了结构安全。针对围堰特点,在结构受力、安全措施等方面进行了巧妙设计,论述了该围堰在设计、施工等方面的关键技术。

桥梁承台深基坑钢板桩围堰施工成本预测分析

制订桥梁承台深基坑开挖钢板桩围堰施工方案,并根据施工方案设计现场劳动力与材料等施工参数;利用鸡群算法优化极限学习机的权重与偏置,把经过优化后的权重和偏置输入极限学习机模型中,构建最好的极限学习机模型;在最佳极限学习机模型内输入施工参数,输出施工成本预测结果,完成桥梁承台深基坑开挖钢板桩围堰施工成本预测。以贵州省重点工程——乌当(羊昌)至长顺高速公路工程TJ-8标段羊昌河大桥为研究对象,进行相关的试验测试。试验结果证明:该方法可有效预测桥梁承台深基坑开挖钢板桩围堰施工时,钢板桩围堰打入阶段与基坑清淤及支撑阶段等不同施工阶段人工费与材料费等成本,成本预测的残差与相对误差均较低。

复杂环境下深水深埋承台钢板桩围堰施工技术

东江特大桥采用左侧分离加宽方式,新桥设置在旧桥左侧(上游侧)1 m外,紧邻旧高速环境下,给施工带来极大的不便;其中3#、4#墩位于东江中,水深约为12 m,承台埋置于河床以下5.5 m左右的砂砾层上。承台采用超长钢板桩围堰进行施工,封底厚度2.5 m,整个围堰施工水深最深可达20 m。相较于相似项目采用双壁钢围堰或锁扣钢管施工方案,采用钢板桩围堰施工更简单、快速、经济,对今后深水深埋结构物施工具有一段参考价值。

土岩界面新型板桩支护体系施工技术研究

依托某桥梁基坑工程,阐述了穿土岩界面新型支护体系施工技术,通过MIDAS有限元分析基坑支护形式的承载力、稳定性以及安全性;利用BIM技术建立地质模型和场地模型,为施工工艺的选择提供参考;解决了钢板桩围堰施工中桩身无法嵌固坚硬岩层,所带来的不利因素,施工过程中确保周边环境安全,取得了较好的经济和社会效益,能够为类似的工程提供一定参考。

高灵敏度淤泥质土水平支撑对钢板桩基坑稳定性影响研究

以灌云四队102.5 MW陆上风电场项目为研究对象,通过实测及数值模拟,研究水平支撑对钢板桩基坑稳定性的影响。结果表明,对于高灵敏度淤泥质土,当仅设置钢板桩作为基坑围护方案时,钢板桩顶部变形及弯矩均较大,桩身进入塑性,无法保证基坑的稳定性。而当钢板桩顶部设置水平腰梁及斜撑后,钢板桩顶部变形及桩身变形均较小,钢板桩处于弹性阶段,基坑处于稳定状态。说明对于高灵敏度淤泥质软土地区,设置水平支撑可保证钢板桩基坑的稳定性。将有限元计算结果与实测桩顶变形值相对比,发现有限元结果比实测结果约偏大10%。

复合式深水围堰防渗体系施工技术研究

百色水库工程是广西西北旱片治理的骨干工程,在银屯进水塔的全年围堰建设中遇到深水围堰压实度难以保证、防渗风险高等诸多问题。对此提出钢板桩接土工膜的复合式围堰方法,并对施工工艺流程、材料及施工方法等进行研究,提出相应规范要求,最终高质量完成了广西境内最高(43 m)的围堰工程施工。通过现场质量检查和渗流监测结果可知,该围堰防渗体系实现了深水区域高土石围堰的高防渗功能,上述举措也成为工程关键技术之一。

钢板桩在软土基坑工程中的应用研究

在深厚软土地区基坑开挖中,悬臂式钢板桩抗弯能力差,无法满足支护的要求。为了突破悬臂式钢板桩的局限,形成一个适用于深厚软土地层中的支护体系。结合福建省宁德市某基坑工程项目,以T型组合钢板桩为研究对象。通过分析T型组合钢板桩的结构、施工特性,验证了该组合钢板桩在深厚软土地区基坑支护中的应用合适性,并对开挖引起的基坑变形进行了现场监测。结果表明:采取T型组合钢板桩支护体系的基坑,基坑坡顶部水平及竖向位移、深层土体水平位移以及坑外地下水位,均远远小于标准预警值,适用性较好。

沿海软土地区管线沟槽支护技术研究

针对沿海地区多为软土地质的特点,文中以某市政工程为依托,从整体稳定性、抗倾覆稳定性、抗隆起稳定性三个方面对软土地区管线沟槽支护进行了深入分析,重点解决基坑抗隆起稳定性问题,提出沟槽支护钢板桩设计方案,以期对沿海地区管线沟槽支护提供参考。