Difficulties and measures of driving super long piles in Bohai Gulf

Long piles of the ocean oil platform are usually manufactured as the integration of several segments, which have to be assembled one by one during installation. During pile driving, excessive pore pressure will build up in such a high level that hydraulic fracturing in the soil round the pile may take place, which will cause the soil to consolidate much faster during pile extension period. Consequently, after pile extension, the soil strength will recover to some extent and the driving resistance will increase considerably, which makes restarting driving the pile very difficult and even causes refusal. A finite element （FE） analysis procedure is presented for judging the risk of refusal by estimating the blow counts after pile extension, in which the regain of soil strength is considered. A case analysis in Bohai Gulf is performed using the proposed orocedure to exolain the nile refusal phenomenon.

基于分布式光纤传感技术的超长桩承载特性分析

为探究不同地质条件下超长桩承载变形特性及数值模拟中摩擦系数对桩-土相互作用的影响,以深圳湾超级总部某项目系列试桩为背景,采用FBG密集分布式光纤传感技术进行基桩内力测试,并采用ABAQUS有限元软件进行数值模拟,对比分析桩、土界面采用不同摩擦系数取值方式时土层平均侧阻力模拟结果。结果表明:(1)灌注桩承载变形特性与桩长和持力层性质密切相关,超长桩轴力沿深度方向基本呈线性递减,端阻比明显减小;持力层为强风化花岗岩层时,试桩轴力沿深度方向呈“大肚形”递减,端阻比低于17.1%。(2)数值模拟中摩擦系数取值方式会对土体侧阻力模拟结果产生较大影响,根据土层性质差异,对桩土界面采用多个摩擦系数能够提高模拟结果准确性。

深厚新近填土地基超长灌注桩设计与施工数字化监控

笔者根据深厚新近填土地基特性和地形地貌特征,结合桩承载类型、负摩阻力系数、中性点取值和承载力验算,按摩擦型桩和摩擦-端承型桩两类进行桩基设计,并详述采用先进数字化检测技术控制超长灌注桩施工过程,避免传统方法带来的不确定性。通过单桩抗压静载试验与桩身完整性检测,8根不同桩长的单桩抗压极限承载力均达到9 000 kN且成桩质量良好,说明设计方法与施工数字化检测控制技术是成功的,可为类似桩基设计与施工提供借鉴。

厦门翔安机场T1航站楼基础与地下室设计

厦门翔安机场是国内首个建于填海场地的大型机场。从填海造地场地条件、地基处理、桩基础、超长地下结构、耐久性措施以及下穿轨道交通等方面,对T1航站楼基础及地下室设计进行介绍。根据填海造地的特点,设计中需要考虑桩基负摩阻、填海环境下腐蚀性强以及后期地面沉降等不利影响,采取相应的加强措施。结合地勘成果以及基桩试验、沉降分析结果等确定合理的基础设计方案。针对地下超长结构特点,采取了设置延迟封闭U形变形缝等多项抗裂措施。在下穿轨道交通区域,设计柱下独立基础支承于隧道顶板,有效解决了在隧道顶部设置大跨度转换结构时高度不足、造价过高的难题。通过采用轨道减振和局部调整房间使用功能等措施,满足轨道交通引起的振动和噪声的控制要求。

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。

拟合法在基桩静载试验数据分析中的应用研究

依托豫北地区省道304濮阳白堽黄河公路大桥及接线工程单桩竖向静载试验成果,在超长大直径基桩承载力检测中采用专利技术拉压锚法将传统压力传递转换为钢绞线的拉力传递荷载。由静载试验数据得到,29000 kN加载时沉降曲率增大,桩端阻力占比14%,表现出明显的摩擦桩性状,随桩顶荷载增加桩侧摩阻力发挥规律逐渐体现为上中下三部分。在桩身轴力及桩侧摩阻力计算中运用拟合法建立桩身本构关系方程式,拟合曲线近似线性,可利用度较高,以期为同行业者提供有益思考。

徐工XR580HD、XR400E旋挖钻机在硬质泥岩超长桩基中的应用

G244线庆阳过境段公路工程火巷沟特大桥16号主墩桩基工程的墩位出露地层为第四系风积黄土夹古土壤,下伏白垩系泥岩,桩身上部黄土地质中粉质黏土层极易塌孔,加之下部泥岩层抗压强度大,具有桩基数量多、桩长深、孔径大、地质复杂,成孔难度大、施工工期紧等难点。文章根据技术分析,选用了徐工XR580HD、XR400E旋挖钻机进行成孔,取得了良好效果。在此基础上,总结了前述不利条件下的大直径超长桩基主要施工技术,旨在为今后黄土地区超长桩基底部泥岩层旋挖成孔施工提供参考。

海岛环境条件下超长灌注桩温度光纤监测研究

为了弥补传统监测手段的不足,更好地掌握海岛环境条件下超长灌注桩温度分布规律,采用了布里渊光时域反射(BOTDR)技术,在海岛环境条件下将光纤温度传感器安装在灌注桩上,对气温变化下116 m长的灌注桩进行了长期温度监测试验。监测结果表明:本次用于超长灌注桩桩体温度测量的光纤传感器均存活,说明传感器布设工艺的合理性,同时从测试结果来看,光纤温度传感器基本上没有受到外力的干扰;采用DB5小波对光纤测试数据进行降噪;从桩体温度变化曲线来看,海岛环境条件下的超长灌注桩桩体温度变化非常复杂,桩头位置温度变化量最大,随着深度增加,温度变化量逐渐减小,至18 m深度处温度基本不发生变化;桩体温度场的变化存在时间效应。

岩溶地基加固前后超长桩基承载效果研究

以南玉高速铁路跨黎湛特大桥132号墩桩基建设工程为背景,采用有限元方法分析了岩溶地基加固前后高速铁路桥梁超长桩基承载特性.结果表明:无填充和部分填充岩溶地基中桩基荷载-沉降曲线呈陡降型,全填充地基中桩基荷载-沉降曲线呈缓变型.地基加固能显著提高桥梁桩基的极限承载力,且素混凝土填充方案效果最佳;如填充溶洞数量条件受限时,应优先填充上层溶洞.岩溶空洞高度对于桩基承载力影响较大,随着高度从4 m依次增加到12 m,桩基承载力降低约25%.串珠状溶洞较易在地基中形成拱效应,进而影响桩基受力.研究成果可为岩溶区高速铁路桥梁超长桩基建设提供技术参考.

串珠状溶洞对超长桩基荷载传递特性的影响

为探究串珠状溶洞对超长桩基承载特性的影响,以广西某高速铁路项目兴业特大桥桩基建设为工程背景,采用有限元软件ABAQUS建立相应数值仿真模型,考虑4种不同溶洞数量、3种不同溶洞间距下的桩基下穿溶洞计算工况。结果表明:在溶洞的影响下,岩溶地基中的桩基与非岩溶地基中的桩基在轴力、侧摩阻力、应力分布等方面与常规桩基有显著差异。岩溶地基中的桩基荷载-位移曲线随荷载增大由线性发展转化为抛物线型;桩身轴力随深度的增加而减小,且在穿过溶洞区段其轴力保持不变;桩侧摩阻力受溶洞的影响而存在多个极值点,其位置一般位于溶洞上部一定区域。溶洞间距一定时,桩基的承载能力随溶洞数量的增加而降低,当溶洞数量一定时,桩基的承载力随着溶洞间距的减小而降低。

桩端及桩侧后注浆对超长灌注桩承载特性的影响

为研究温州地区后注浆施工对超长灌注桩的承载特性、桩侧及桩端阻力发挥的影响,选取了温州某高架桥的2根摩擦桩和2根端承超长灌注桩,在桩身分别安装了荷载箱和钢筋应变计,浇注完成后一定时间之内进行了桩端及桩侧后注浆试验。在注浆前后对试验桩分别进行了静载试验和桩身轴力测试,得到了注浆前后超长灌注桩轴向承载力、桩侧摩阻力和桩端阻力、荷载-位移关系等数据。根据试验桩的试验数据进行了计算和分析。结果表明:桩侧和桩端后注浆,可显著提高超长灌注桩的轴向承载力,在同样的荷载作用下,桩的轴向位移明显降低;桩侧后注浆能显著提高单位桩侧摩阻力,但同一桩的不同土层,以及同土层中的不同桩,提高的幅度均有一定差异;总体上对粗粒土的影响效果好于细粒土,桩侧后注浆宜以改善桩侧粗粒土阻力为主;桩端后注浆对桩端阻力的提高效果,端承桩好于摩擦桩,桩端后注浆影响深度有限,桩端后注浆宜主要用于改善端承桩沉淀层及附近土层特性;后注浆不会改变超长灌注桩的荷载传递规律,桩侧摩阻力仍然需要分层逐渐发挥,但桩身荷载-位移关系曲线会变缓,为同时达到提高基桩承载力和减小桩身沉降的效果,对于超长灌注桩,宜首选进行桩侧后注浆。

基于沉降控制的深厚粘土层超长桩基的优化设计

基于某正在建设的工程,提出了合适的打桩控制标准,在保证结构安全使用的前提下,利用桩、土共同作用的原理,从控制沉降的方向去设计桩基,优化桩长,通过规范公式的计算、高应变检测和施工后沉降监测,表明满足竖向设计承载力要求,同时满足上部结构及设备对沉降的要求,达到了优化设计的目的并节省了造价。对于这种桩端持力层为深厚粘土层的超长桩基,基于沉降控制的桩基设计方法,是科学且经济有效的。

武汉超长大直径钻孔锚桩法试桩技术的应用

武汉地区某高速项目软土中桩基工程量较大,为确保工期可控和节省工程造价,在确保工程安全前提下充分挖掘地基潜力,结合项目前期锚桩法试桩施工和现场试验实例,测定该地区超长大直径钻孔桩单桩垂直向极限承载力,并同步测定桩端阻力和侧壁分层摩阻力等岩土物理参数,为项目后续两阶段设计桩基的选型和优化桥梁基桩长度等提供参考。

上软下硬地层中超长灌注桩循环钻进结合旋挖钻进技术

浙江省龙港市人民医院建设工程(二期)桩基础采用钻孔灌注桩形式,桩基工程体量大,工期紧,质量要求高,针对桩基工程中遇到的难点,通过循环钻进结合旋挖钻进分段成孔方式得以解决,并列举了本技术施工进度快、用电用水负荷小、节能环保、施工质量高等优势,说明了该技术能够有效处理上软下硬的复杂地质。

超长钻孔灌注桩施工及承载试验研究

依托甘肃省某五跨预应力混凝土连续刚构桥开展软基成桩施工关键技术介绍,并且进行试验桩承载特性分析,研究结果表明,试验桩在设计承载荷载(6800 kN)具备5.3 mm左右的桩顶竖向沉降,最大荷载(13700 kN)下的桩顶沉降达到了27 mm,工后沉降稳定在10 mm;试验桩轴力在顶部位置的变化幅度较大,随深度呈凸形;试验桩承载能力满足设计承载要求。

关于超长大直径灌注桩质量控制的探讨

钻孔灌注桩施工中,桩径越大,深度越深,施工成孔时间越长,施工质量影响因素越多,出现塌孔现象的概率越高。因此,在超深大直径钻孔灌注桩施工中,加强对施工质量的控制是非常必要的。本文根据工程实例,对超长大直径灌注桩在施工准备阶段、施工过程关键环节、施工完成后桩基检测等各个阶段施工质量控制要点进行了分析,为提高相关工程施工质量提供参考。

深厚软土地层超长超大直径扩底桩承载力性状及机理研究

深厚软土地区超长超大直径扩底桩荷载传递机理复杂,且国内相关工程数量少,可供施工人员参考资料有限,传统桩基理论已无法合理的分析其工作机理和受力特性。文章依托深圳大运枢纽超长超大直径扩底桩工程,通过现场静载试验与数值仿真分析,研究了在深厚软土地层中超长超大直径扩底桩在静载作用下的荷载传递机理及沉降规律。基于荷载传递法,针对深厚软土地基的特殊性质,考虑了桩侧土初始剪应力、软化特性以及桩端土加工硬化特性,进行了沉降公式的推导。并基于MATLAB,开发了高性能的迭代算法以研究单桩的承载力性状。结果表明:现场试验、数值模拟与理论算法得到的荷载-沉降曲线线型吻合较好。当传递深度达到约0.4倍桩长时,下部桩身基本不产生压缩变形;桩基极限承载力大于设计值,存在较大的承载潜力,桩基设计较合理,满足承载力要求,可以为同类地区桩基工程设计与施工提供参考。

深厚软土地层含超长灌注桩的地下车站施工技术

深厚软土地层由于具有承载力低、含水量高、压缩系数大等特点,容易产生较大的工后沉降。对建于深厚软土地层的市域铁路地下车站,采用了超长钻孔灌注桩将车站结构荷载传递到基岩持力层,减小了车站的沉降,解决了深厚软土地层强度不够的技术问题。利用超声波法进行检测,现场检测结果表明:采用跳挖法施工上部含空桩的超长钻孔灌注桩,保证了上部空桩孔壁稳定性;采用三轴搅拌桩加固超深软土地层地下连续墙,保证了超深地下连续墙槽壁稳定性。

劲性复合桩穿越连续软硬土层的超长送桩施工

为解决劲性复合桩穿越连续软硬土层施工过程中遇到的各类技术问题,结合工程实际,对钻孔方式、送桩方式、沉桩间隔等问题进行了分析,给出了相应的解决方案,并对施工的经济性与施工进度的平衡进行了阐述,以期为后续类似工程提供相应经验。

超缓凝混凝土在长螺旋咬合桩中的应用

结合南昌某工程,以白糖和葡萄糖酸钠作为复合缓凝剂,采用一次搅拌和二次搅拌2种制备工艺,配制超缓凝混凝土。通过对流动性、凝结时间、抗压强度等方面的测试分析,确定C35超缓凝混凝土的最佳配合比;通过对微观形貌的测试分析,探究缓凝剂对水泥水化产物的影响。结果表明,掺入缓凝剂可以改变水泥早期水化产物钙矾石(AFt)的晶体结构,减缓水化速率,延长凝结时间。缓凝剂掺量为0.38%时,混凝土有较长的凝结时间,较好的流动性,以及较高的力学性能,满足实际工程的施工要求。相较于一次搅拌工艺,采用二次搅拌工艺制备的超缓凝混凝土,流动性更好,凝结时间更长,更有利于长螺旋咬合桩的施工应用。