桩靴对饱和粉土中锤击管桩沉贯阻力的影响

带桩靴管桩有利于提高打入桩的贯入效率,并且会改变桩身荷载传递规律减小桩身破损。为探究饱和粉土中开口管桩锤击沉贯机理,对双壁开口模型桩进行了室内贯入试验。锤击沉桩下考虑不同桩靴形式的影响,采集沉桩过程中桩身应变和土塞变化。研究发现,沉桩进入硬质砂土层后沉桩阻力明显增大,桩端阻力占比较大,桩靴能有效减小沉桩阻力;在同一土层位置处,外侧摩阻力会出现衰退现象,内倾30°桩靴桩内单位侧摩阻最大;桩端形式对土塞影响显著,沉桩结束时土塞率内倾30°桩靴试桩、外倾30°桩靴试桩、无桩靴试桩分别为41％、35％和31％。桩靴可有效降低穿越硬质土层的贯入阻力,研究结论可用于指导打入桩施工,为预制管桩打入过程选用合适的桩靴形式提供参考。     

深圳软土地基管桩施工中挤土与土塞效应的数值模拟分析

挤土效应和土塞效应是软土地基基坑管桩施工中常见的问题,其对桩的承载力和桩周土体均有重大影响。以深圳市大空港新城区截流河综合治理工程为工程背景,选取典型施工断面,通过PFC软件建立数值模型,对闭口管桩和开口管桩沉桩过程中桩周土体的运动模式、位移变化、土体细观结构变化以及桩端阻力变化进行了计算分析。结果表明,闭口管桩沉桩过程中浅部土体隆起变位明显,中部土体以径向变形为主,在不同的贯入阶段,同一深度处桩周土体的主要位移模式随着与桩端部相对位置的改变而不断变化;开口管桩在沉桩深度为8m时,土塞高度达到最大,约为4m;闭口管桩和开口管桩桩体对土体的横向和纵向影响范围均随沉桩深度的增加而增大,开口管桩桩端最大阻力为1800kN,远小于桩端最大阻力为3900kN的闭口管桩。     

负压桶基础沉贯试验研究与分析

作为新型基础,负压桶基础具有较好的技术经济性。针对负压桶施工关键控制指标土塞隆起率的控制,通过开展粉质黏土中的负压桶沉贯模型试验,研究不同负压加载模式对施工效率及土塞隆起率的影响。试验加载负压均位于DNV规范方法获得的所需负压和临界负压之间。相同贯入深度条件下,消散模式施加的负压值大于持荷模式,且较大单级荷载下的负压消散模式在保持一定施工效率的同时,对土塞隆起率的控制效果较优。理论分析表明,深度变化率越大内侧摩阻力越大,土塞越难以形成,并从超孔隙水压力结果解释了负压消散模式下的土塞隆起率降低机理。土压力分析结果表明:负压消散模式下桶内土体对桶壁的有效应力高于负压保持加载模式,前者的侧摩阻力也更大。     

管桩振动沉桩施工对地基软土的影响

饱和软粘土地基沉桩过程中,挤土效应形成的超静孔隙水压力对工程有着重要的影响,介绍了沉桩过程超静孔隙水压力计算方法和消散规律的理论计算方法,并对照中远船务舟山造船基地船台管桩施工中地基软土超静孔隙水压力观测数据进行比较分析,分析结果表明计算结果和实测数据比较吻合;对工程实测孔隙水压力和水平位移观测资料进行分析,研究管桩加固施工过程中对船台软土地基稳定安全的影响。     

不同安装法对管桩桩周土影响的有限元分析

利用有限元方法模拟钢管桩的贯入过程,研究贯入过程中桩周不同深度土体的应力变化过程。管桩贯入土体这一过程为高度非线性问题,通用的接触和网格划分方法难以解决大变形问题,通过采用ALE网格划分技术以及"zipper-type"方法解决了管桩贯入过程中的大变形和接触问题,运用ABAQUS模拟了直径2.134 m的钢管桩采用静压和锤击两种方法的安装过程。根据贯入过程中桩壁内外土体应力变化可知,静压贯入过程中管内土水平应力明显高于管外土体的水平应力,更容易形成土塞,挤土效应也比较明显。通过对桩周土体中某点在安装过程中应力变化历程的分析,可以看到锤击安装方式在桩周土中造成应力增加的数值较大,对周围土体影响范围也较大,在评估桩基承载力时,应适当考虑这种影响。     

混凝土芯砂石桩振动沉管成桩效应及其累积特性研究

混凝土芯砂石桩是由高强度预制混凝土芯桩和透水的砂石外壳组合而成, 常采用振动沉管施工工艺进行软土地基加固。针对混凝土芯砂石桩新颖的桩型特点,对软黏土地基中振动沉管工艺引起的成桩效应及其特性进行了现场测试分析和理论计算研究。通过对远距离四桩施工全过程、全场地持续施工过程进行孔压、周边土体深层水平位移和混凝土芯桩桩身应力的实时跟踪监测,得到各监测量的变化规律和特点,揭示了振动沉管持续施工对各监测量消长变化的累积特性,指出振动沉管施工过程综合了静、动荷载对地基土的共同作用,体现荷载传递引起的能量在时间和空间上持续累积的特点。运用圆孔扩张理论对混凝土芯砂石桩沉管挤土的超静孔压和径向位移进行计算,探讨了理论解答与实际情况的适应性。     

半无限体静压沉桩挤土位移弹性解答

以现有半无限土体中球孔扩张挤土位移的解答为基础,运用球体体积和圆柱体体积相等的原则,通过线弹性叠加法,模拟了静压沉桩贯入土体的动态过程,得到静压沉桩挤土位移的简化计算公式,并对土体弹性模量和泊松比等因素对挤土位移的影响进行了分析。结果表明:随着弹性模量的增加,挤土位移显著减小,且在较硬土体中压桩会对周围建筑和管线产生较为严重的危害;泊松比对挤土位移的影响较小,但总体来说,随着泊松比的不断变大,产生的挤土位移也越大。文中解答半无限体条件下的静压沉桩以及相关扩孔问题的设计和施工具有一定的指导意义和实用价值。     

振动沉模打设防渗墙

1振动沉模打设防渗墙原理振动沉模的原理是在施工的过程中依靠模板震动使墙体材料自然结合消除板块之间的结合缝。施工中,钢模板在振动力的作用下打入土中,模板的位置依靠限位装置控制,在沉桩的过程中一边沉桩一边射水,用高速水流冲切土体形成泥浆,     

考虑土塞效应的大直径 ＰＨＣ管桩竖向承载特性

大直径ＰＨＣ管桩贯入土体时,桩端土体进入管桩内形成土塞,产生土塞效应。为了研究土塞效应对大直径ＰＨＣ管桩竖向承载特性的影响,对大直径管桩静载试验进行数值模拟,得到不同因素下桩顶荷载－沉降及桩身轴力变化曲线。研究结果表明:桩径、土塞高度对桩顶沉降和桩身轴力影响最大,相同荷载作用下,桩径越大,土塞高度越高,桩顶沉降越小,桩身轴力减小速度越快;桩－土塞摩擦系数与土塞弹性模量的影响效果类似,其值较小时,桩顶沉降变化明显,增大到一定值后,沉降变化速率基本为零;土塞黏聚力与内摩擦角变化不会对桩顶沉降产生明显影响。     

饱和砂土吸力基础沉贯过程中渗流场分布

针对不同长径比的传统吸力基础及裙式吸力基础,采用有限元数值模拟的方法,研究其在饱和砂土内吸力沉贯过程中的土体渗流场分布规律。研究结果表明:传统吸力基础在沉贯过程中,土中渗流场均呈现层状分布,水头等值线密集分布于主桶内部土体,相对比较平缓;而主桶外部水头等值线变化较小且分布比较稀疏。裙式吸力基础渗流场主要存在于主桶内部和裙结构内部,并向外扩散至部分土体。吸力沉贯过程中土体的水头损失主要集中在主桶内部和裙结构内部,土体中的孔压分布和传统吸力基础规律一致,即成层状分布并未出现泡状的孔压分布形式。研究成果对揭示吸力基础沉贯机理有理论指导意义。     

海洋平台射流辅助沉桩试验研究

为探寻海洋石油平台桩基高效的建设方法,针对停锤后打桩困难甚至出现拒锤现象,提出高压水射流辅助沉桩的技术设想,并设计了海洋平台射流辅助沉桩模型试验装置,测试了6种不同形状喷嘴产生的射流对土塞表面的作用力。同时,通过对土体内应力分布状态进行数值模拟,得到6种喷嘴射流作用下土塞内的最大应力和最小应力,验证了模型试验结果。结果表明海洋平台桩基建设过程中,采用高压水射流辅助沉桩提高桩基建设效率是完全可行的,且6种喷嘴中等变速型喷嘴有限喷距最长,作用在土塞表面中心处的压力也最大。研究结果为海洋平台射流辅助沉桩原理样机采用等变速喷嘴试制提供了重要依据。     

PHC管桩土塞效应分析

结合实际工程运用山原法、Randolph法、murff法对扬州地区预应力管桩的土塞效应进行了分析计算,解释了管桩承载力较试桩提高的原因。建立了管径、管壁厚度、桩长与土塞效应相对关系,可为扬州地区预应力管桩设计施工提供参考。     

土塞效应对PCC桩振动特性影响的数值模拟

采用ABAQUS建立土塞效应作用下PCC桩的三维有限元模型,对土塞效应下PCC桩的低应变瞬态动测响应进行模拟,得出不同土塞率、不同土塞与桩壁摩擦系数下的桩顶速度时域和频域响应。结果表明:(1)随着土塞率的增大,速度时域曲线中的第一阶反射波峰的幅值减小,且幅值减小依然受三维效应的影响。(2)随着摩擦系数的增大,速度时域曲线中的第一阶反射波峰与第二阶反射波峰的幅值逐渐减小,且第一阶反射波峰幅值的减小程度较为微弱、呈线性变化,第二阶反射波峰幅值的减小程度更为显著、呈非线性变化,波形在第二个反射波峰之前才开始出现分离现象。(3)土塞效应导致波动在土塞段传播的速度减小,土塞效应越强,削减作用越强。(4)土塞效应削弱了纵向振动,横向振动与弯曲振动的耦合,从而导致PCC桩导纳曲线共振峰幅值下降。     

宝珠寺水电站左岸高边坡处理综述

宝珠寺电站左岸边坡开挖垂直高度２００余ｍ，地质情况复杂，存在多处断层及夹泥层，构成１０余组不稳定楔形岩体。施工中，根据不同的地质情况，分别采取了混凝土抗剪置换洞，锚筋桩，系统锚杆及爆破控制等综合处理措施。确保了施工期间的稳定及安全，保证了施工工期。本文以该工程为例，简要介绍了边坡处理的施工方法，以供借鉴。     

阿海水电站水2号导流洞进口结构稳定复核

阿海水电站2号导流洞进口段采用大型通用有限元软件ANSYS,调用Drucker-Prager模型考虑围岩的塑性行为,调用混凝土单元及William-Warnke强度模型模拟村砌的开裂及压碎失效,调用面-面接触单元模拟围岩与衬砌的接触行为,综合多种结构非线性方法,对进口结构在下闸蓄水后的极限承载能力进行复核分析.能承受极限外水头为41～52 m,而永久堵头施工期间的设计水头82 m,故建议在施工永久堵头前,先在低水位下快速施工临时堵头挡水,以保证永久堵头的顺利施工及质量.     

潘口水电站建设期间水土保持损益初步分析

根据潘口水电站工程建设期间水土流失及水土保持的特点,从经济损益分析的角度,采用《开发建设项目水土保持损益分析研究》中推荐的水土保持损益分析方法,研究该电站建设过程中对水土流失的主要影响因素,并初步分析了其水土流失影响状况。分析结论认为,在电站建设过程中,水土流失影响指数略低于水电业同类项目的平均值,其开发建设活动对水土流失的整体影响较小。针对存在的问题提出了对策措施。研究结果为开展水电站的水土保持工作提供了依据。     

积石峡水电站导流洞堵头稳定性分析

积石峡水电站导流洞堵头设计主要采用了两种解析法进行计算分析,为确保安全,考虑到施工技术、封堵条件、堵头所在交叉段位置等的影响,在初拟计算长度的基础上,采用三维有限元方法对堵头变形、位移等进行了分析,并对解析法成果进行了复核,最终确定了满足稳定需要的堵头设计长度。     

瀑布沟水电站导流洞封堵施工

瀑布沟水电站两条导流洞均布置于左岸,洞轴线相距45 m,在封堵施工中,于永久堵头施工前先完成临时堵头施工,在临时堵头的保护下再施工永久堵头。临时堵头浇筑不分层,通仓浇筑,确保其施工快速完成,发挥挡水功能。永久堵头分两段、分层施工,在仓内布置钢筋并布设了固结灌浆、回填灌浆和接缝系统,并在永久堵头与临时堵头接合处设置钢筋网。     

用局部冻结法修复损坏的地铁隧道

京沪高铁桩基施工中造成上海某地铁隧道管片破损,大量淤泥流入隧道内部,工程采用台阶式封堵墙对隧道内部土体进行封堵,并对破损隧道内部进行注浆充填。隧道上部土体采用地面充填加固注浆的方法加固扰动土层;修复段采用“地面垂直冻结加固土体, 结合隧道内水平冻结加固土体,隧道内开挖构筑”的施工方案;在破损隧道上部及四周3 m范围内进行局部冻结,形成强度高,封闭性好的冻土帷幕。冻土帷幕形成后采用暗挖矿山法进行修复段隧道的开挖构筑施工,对破损管片采用原位修复方案,施工取得圆满成功。通过介绍隧道修复设计方案,并对现场监测数据进行分析,为类似工程提供借鉴。