大面积群桩施工常见问题及防治措施

在建筑领域,大面积群桩(预制桩)施工广泛存在(如冶金行业的焦炉基础、电力行业的锅炉基础及民建中的高层基础等),施工过程中常见问题主要有:桩顶平面位移超差、桩体上浮及桩体破坏等。对大面积群桩施工常见问题进行分析,并提出预防或处理措施     

考虑施工顺序及遮栏效应的静压群桩挤土位移场研究

基于应变路径法及源汇法理论,建立了已存在桩情况下单桩挤土位移场。在此基础上,结合拉格朗日插值函数推导出了考虑施工顺序及遮栏效应的群桩挤土位移场的解析解。该解较各桩的简单叠加更符合工程实际情况,而且能够简化为不考虑施工顺序的静压群桩挤土位移场的解答。利用得到的解析解对群桩产生的挤土位移场进行了分析,结果表明:与忽略施工顺序及遮栏效应的群桩挤土位移场相比,考虑施工顺序及遮栏效应的迎桩面挤土位移较大,而背桩面的挤土位移较小。     

深层搅拌桩施工引起下方隧道位移的研究

为了减少基坑开挖引起地铁隧道的位移,采用大面积深层搅拌桩进行加固,但加固施工时也会引起地铁隧道的隆起,需对其进行严格的控制。结合上海东方路下立交工程,对在地铁隧道上方大面积加固深层搅拌桩引起隧道的竖向位移进行了理论分析。考虑深层搅拌桩施工卸荷、隧道等效刚度以及隧道上方部分加固土体对隧道回弹的抑制等因素,推导了基于弹性地基梁理论计算隧道竖向位移的预测方法。在研究的基础上,提出了大面积深层搅拌桩施工对运营地铁隧道位移的控制方法,可以在相似工程中直接应用。     

微型钢管桩加固既有基础变形特性现场试验

依托河南理工大学锅炉房既有基础加固工程,优化微型钢管桩群桩加固既有基础的施工步骤,将既有灌注桩基础与柱身简化为一端固接一端简支梁模型并验证其准确性; 开展微型钢管桩加固既有基础变形特性现场试验,测得微型钢管桩群桩施工过程中既有柱子和两柱之间的地表位移以及柱子角度的变化规律,比较顺逆结合和单一逆时针群桩施工顺序对既有柱子以及地表位移的影响,探讨加固施工过程对既有上部柱子结构的变形(位移、倾角)机理。结果表明:顺逆结合的群桩施工顺序相对优于单一逆时针压桩顺序,地表位移最大值可以减少约50%,顺逆结合或单一逆时针施工顺序引起的地表位移最大值分别为既有上部柱子位移的1/6和1/4; 先施工的微型钢管桩会对周围土层产生一定的遮帘加筋作用,后施工桩朝此方向造成的土体扰动和位移相对减小,从而减小了微型钢管桩施工对既有上部柱子结构的影响; 2种施工顺序试验条件下,位移与应力最大值一般出现在第3根桩或第4根桩施工过程中。     

盾构掘进施工对群桩基础变形的动态影响研究

针对苏州轻轨1号线盾构隧道区间施工情况,采用三维有限元数值计算模型,研究了盾构施工对侧边群桩变形的动态影响,结果表明:当盾构机切削面逐渐逼近群桩时,各单桩的隧道轴线处横向位移背离隧道,承台背离隧道发生倾斜;当盾构到达各单桩时,横向位移在隧道轴线处偏向隧道且为最大,承台发生了双向倾斜;当盾构逐渐远离群桩时,各单桩横向位移变化较小,承台的双向不均匀沉降减小。随着盾构的掘进,群桩整体沿着掘进方向移动,桩身沿隧道轴向位移在隧道轴线处达到最大。当群桩基础的桩底位于隧道轴线处和隧道轴线以上时,群桩承台仅仅发生偏向隧道的单向倾斜;当群桩基础的桩底位于隧道轴线以下时,群桩承台则产生了双向倾斜。     

软土地基超大型密集群桩沉桩施工中的质量控制

在软土地基超大型密集群桩沉桩施工中，以合理的沉桩顺序，采取消散孔隙水压力和减缓土体挤压作用的措施，并通过对地下孔隙水压力、桩体位移及土体变化的监测，动态调整沉桩顺序和沉桩速率，较好地控制了桩体位移。     

群桩施工时周边土体位移分析

由于土体的复杂性及环境条件下的多样性和边界条件理论模拟的局限性,目前群桩挤土问题尚处在定性分析阶段。打桩时产生的深层土体水平位移并非各单桩效应的简单叠加,其机理比较复杂,本文就一个工程实例进行分析,给出群桩施工对周边深层土体位移影响的一般规律。     

粘性土地基中群桩施工产生土体内的位移场

本文用土体内空穴球形扩张模型和源-源影射的方法,根据土塑性力学的基本原理,推得了粘性土地基上单桩及群桩施工产生周围土体内各点位移的表达式。并用工程实例进行对比,初步探讨了群桩施工产生位移场的一些规律。     

隧道施工条件下临近群桩水平力学反应分析方法

采用两阶段分析方法,提出隧道施工对群桩水平位移和内力影响的简化解析计算方法:第一阶段采用Loganathan解析解估算隧道开挖引起的土体水平自由位移场,第二阶段首先基于Winkler地基模型把桩视作弹性地基梁,将自由土体位移施加于桩并建立单桩水平位移控制方程,然后应用简化Mindlin方程,考虑被动群桩的桩-桩相互影响,计算被动群桩的遮拦效应,最后得到隧道开挖对被动群桩的影响,并与边界元法分析结果及工程实测数据进行对比,得到了较好的一致性。     

温州323m超高层超长单桩与群桩基础实测沉降分析

根据单桩静载试验和基础沉降实测资料表明:超长单桩在设计工作荷载作用下的桩顶沉降量St主要为桩身混凝土压缩量Ss,且侧阻力很大,端阻力发挥很小。超长单桩上部黏性土中桩侧摩阻力充分发挥所需的桩土极限相对位移约17～20 mm。当桩土相对位移大于该极限位移后,桩上部土层发生桩土滑移呈现侧阻软化现象。群桩基础的沉降随着施工荷载水平的增加而增大。其规律为:施工层数很低时(5层以下),主裙楼一体沉降;随着主楼施工层数(8层后)增加,主楼沉降增大,同时由于主楼的"促沉"作用会使得裙楼沉降得以延续;随着主楼施工层数(30层后)继续增加,由于主楼核心筒相对裙楼沉降较大引起的对裙楼的"牵拉作用"会使裙楼出现轻微上翘的现象,但由于总体沉降量较小,所以裙楼、主楼、主楼核心筒的角点和边点沉降值相差不大。群桩效应沉降比Rs随着荷载水平(施工层数)的增大而先增大后减小。     

盾构施工对临近桩基影响的数值分析

基于GTS软件，建立盾构近距离穿越临近桥梁桩基影响的三维弹塑性模型，模拟实际施工过程，从整体上研究地基中承台-群桩-土-隧道四者间的作用特征。结果表明：盾构施工引起地层产生位移，隧道周围土体有变形趋势，使得桩体产生垂直于隧道的水平位移；桩土的变形和受力状态不仅与施工过程有关，而且与桩的位置、长度和数目紧密相关。     

地铁盾构穿越建筑物施工位移的数值分析

文章对盾构施工的控制原则、力学原理与邻近群桩动态预测进行了分析，基于实际工程开展了数值模拟分析，探究了分别处于穿越群桩以及穿越一般底层这两类情况下地铁盾构的土体位移状况，对比数值模拟分析结果并得出相关结论。     

软土地基微型桩抗拔试验研究

微型桩具有布置形式灵活,施工机械小型化,经济环保等优点,针对杆塔基础交通不便、环保要求高、地质情况差等工程特点,微型桩的优势在杆塔基础中能够得到充分发挥。承受上拔荷载是杆塔基础的主要功能之一,而以往对软土地基上微型桩抗拔特性的研究较少。通过软土地基中微型桩单桩和群桩的抗拔试验,研究施工工艺对微型桩单桩抗拔承载力的影响,实测单桩桩身轴力和桩侧摩阻力的分布,研究微型桩荷载—位移特性、群桩效应系数等。试验结果表明采用二次注浆工艺能显著提高微型桩抗拔极限承载力,有效地减小抗拔桩位移;由于二次注浆对桩周土体加固作用,群桩的荷载–位移曲线呈"缓变型",桩土共同作用的群桩效应明显,实测群桩效应系数相对较小,这对于软土地基上杆塔基础的设计具有参考价值。     

考虑群桩相互作用的层状地基沉降研究

针对群桩相互作用及沉降问题,根据剪切位移法以单桩位移积分方程为基础,导出了桩顶位移与轴力和桩底位移与轴力之间的关系。在此基础上,考虑土体的成层特性及群桩"遮帘效应"和"加筋效应",对两桩间相互作用系数的计算方法进行改进,建立了层状地基群桩沉降的计算公式。为验证本文计算方法的有效性,将理论计算值和实测结果进行了对比。结果表明:由于本文计算方法考虑了土体分层特性和群桩的"遮帘效应"和"加筋效应",其计算结果与实测值较为接近。     

粉细砂中敞口 PHC 管桩群桩锤击施工效应

管桩的施工效应对其可打性和承载性能有着重要的影响,然而,管桩群桩施工效应的工程实录却并不多见。为此,结合某电厂粉细砂地基中敞口预应力高强混凝土（ PHC ）管桩群桩基础工程,通过土体水平位移、孔隙水压力和土塞长度的现场测试,开展了锤击施工挤土效应和土塞效应研究。考虑了群桩施工引起土体水平位移的不定向性,采用由摆式测斜仪工作原理建立的数据处理方法,分析了土体合成水平位移和运动方位角的变化规律。同时,考虑了锤击过程中孔隙水压力动态变化的实时性,采用采样时间间隔为 28 s 的自动化监测系统,对全过程孔隙水压力的变化进行了测试和分析。结果表明：在松散逐渐过渡到密实的粉细砂地基中,管桩的挤土效应和土塞的闭塞效应随入土深度的增加逐渐减弱;管桩群桩的挤土效应受到前期管桩施工引起土体的挤密作用而减弱,群桩内部的挤土效应比群桩外部的挤土效应更显著;管桩施工只引起桩头贯入位置附近土体孔压的短暂上升,而群桩的施工并不引起孔压的积聚 。     

MJS工法群桩施工对周边土体影响实测分析

结合苏州某基坑工程,现场实测并分析了坑内土体,全方位高压喷射工法（以下简称MJS工法）群桩加固施工引起的土体孔隙水压力、土压力、深层土体水平位移、分层沉降、地表沉降等的变化规律。结果表明MJS工法桩施工时,引起的超孔隙水压力和土压力增量总体较小且随与施工桩的距离增加而减小;MJS工法桩群桩实行跳打施工,可降低和防止施工对周边环境影响的群桩效应。     

微型钢管群桩在基坑工程事故处理中的应用

近几年来，随着城市建设的发展，地下建筑工程数量和规模迅速增加，深基坑开挖与支护技术也得到了发展。由于基坑工程技术是一个综合性的岩土工程难题，受诸多因素的影响，基坑工程事故时有发生。因此，如何对已发生基坑边坡失稳、垮塌、滑动破坏等事故的加固处理是每个从事基坑工程设计、施工、监理以及管理人员面临解决的主要问题。实践证明，微型钢管群桩对基坑工程事故的加固处理是一种有效的方法，其具有适应性强、见效快、安全度高、节约材料、施工方便、施工时间短以及桩顶位移小等特点。通过分析微型钢管群桩的特点，结合应用微型钢管群桩成功处理基坑工程事故的实例，总结出在加固处理设计与施工中的主要问题，提出类似基坑工程事故处理对策，对于类似基坑工程事故的处理具有一定的指导和帮助作用。     

隧道开挖对群桩影响的简化分析方法

市区隧道开挖的一个关键问题是评估隧道施工对邻近桩基潜在影响。对隧道开挖引起的桩基础弯矩与轴力进行简单可靠的预测，对于隧道开挖安全性具有重要意义。本文提出一个简单的两阶段分析模型来确定隧道开挖引起的桩群变化。第一阶段，利用Loganathan和Poulos提出的解析解来评估隧道开挖引起的自由场内土体的竖向和侧向位移。第二阶段，假设桩土接触面没有侧移，首先在多层土体情况下结合有限差分法利用Winkler模型模拟桩土相互作用；然后，基于Randolph和wroth提出的垂向对数衰减作用和水平相应的明德林解，考虑两被动桩间的相互作用产生的遮拦效应；最后，由于隧道开挖引起的被动群桩响应通过叠加原理获得。隧道开挖引起土体位移进而影响单桩或群桩，通过这种分析方法得到的解与利用边界元软件GEPAN求得的解进行了比较，同时还与离心模型实验结果和实地观测数据进行比较。结果显示本方法基本可以较理想的预测隧道开挖对被动群桩影响。     

地铁盾构穿越建筑物施工位移的数值解析

我国现代城市的建设过程中,高层建筑以及高架桥梁等建筑物十分常见,而这些建筑物大多都是采用的桩基基础,但是由于受到线路以及地下空间的限制,盾构隧道往往不可避免地要从桩下或者桩侧处穿过。本文就是在总结地铁盾构施工的控制原则以及盾构通过临近群桩的动态预测方法的基础上,分析了盾构穿越建筑物时的施工位移情况。     

激振荷载作用下桩基础动力响应的现场试验分析

为了研究水平和竖向激振动力荷载作用下单桩和群桩的承载特性，设计了水平和竖向激振荷载下单桩、两桩、三桩和四桩在多层土中的动力试验方案。对现场试验数据采集得到了单桩、两桩、三桩和四桩的桩头位移，分析了桩头位移随着激振频率和桩数的变化规律。基于试验结果，给出了单桩、两桩、三桩和四桩的水平和竖向刚度，分析了桩头刚度随着桩数和激振频率的变化规律。并采用刚度得到了群桩动力效率系数，分析了动力效率系数随着群桩桩数和振动频率的变化规律。试验结果给出了位移、桩头刚度和群桩相互作用系数的变化规律，为简化理论计算方法和验证计算模型提供了宝贵的数据。