Geotechnical interpretation of cedar piles at the Mietsu Naval Facility World Heritage Site

The Mietsu Naval Facility (MNF) was established as a Western-style military facility by the Saga Clan in 1858. The aim of the present study was to examine the purpose and installation method of cedar logs preserved in the Small Boat Dock (SBD) section of the MNF. In order to restore the scale and shape of the superstructure at the SBD to those at the time of its construction, it was necessary to determine the role of the cedar logs. The movement of the soil particles in a laboratory model, made of Kawasaki clay and penetrated by a foundation pile, was examined in order to simulate the deformation behavior around the cedar logs. The deformation around the pile, caused by the pile penetration, increased within the range of the pile diameter. The changes in the natural water content and the undrained shear strength around several piles in the SBD were measured. The model test results revealed that the cedar logs were driven piles, and thus, not posts of the building. Based on this knowledge and additional research into architectural history, it was possible to determine the scale and shape of the superstructure, potentially leading to the restoration of the original buildings and remains.     

内蒙古中西部地区农村房屋现状分析及加固修缮实践

为贯彻落实精准扶贫政策,解决农村群众基本安全住房,统筹做好农村危房改造工作,对内蒙古中西部9个乡镇4817户农村房屋进行实地调研和安全性鉴定等级评价,并根据农村房屋现状和窑洞生土结构、砖木结构等多种危房结构形式的破坏特征提出相应的加固修缮方法,并对加固修缮后房屋的安全性进行评价。结果表明：内蒙古中西部地区房屋的主要结构形式有窑洞生土结构、土坯墙木檩条结构、四角落地结构和砖木结构,其中土坯墙木檩条结构所占比例为94.06%,待修缮改造房屋所占比例为51.48%。通过对农村房屋现状分析,认为房屋破坏主要是由于该地区特殊的气候环境造成的腐蚀、风化、冻涨及未设置抗震构造措施等原因所致。根据4种结构出现的基础不均匀沉降、墙体裂缝、檩条断裂等破坏特征,提出了水泥砂浆面层加固、配筋砂浆带加固等加固修缮的方法。通过对农村危房加固修缮,使房屋的安全性得到明显提高,居住环境也得到了相应改善。     

水泥土连拱抗滑墙加固软基边坡的应用研究

软基边坡处理中常采用水泥土搅拌桩复合地基。但受水平推力作用时桩体存在弯折效应且施工时易出现劣质层。本文采用水泥土连拱抗滑墙加固软基边坡,采用数值分析的方法建立三维模型,分析加固前后边坡的水平侧移、沉降、应力、边坡稳定性的变化,并深入的分析了连拱抗滑墙抗滑机理。研究表明连拱抗滑墙加固边坡技术具有性能可靠、施工方便的优势,在软基边坡加固领域具有广阔的应用前景。     

宝钢马迹山港卸船泊位桩基工程地质条件分析

大型中转港码头均拟建在近海的深水区,码头傍依的海岛基岩起伏大,桩基工程地质条件复杂。通过宝钢马迹山港卸船泊位软基区打入桩试桩和基岩区嵌岩桩水平荷载试验,结合地层发育情况,对坡洪积、残积土层的沉桩特征及受水平荷载嵌岩桩的桩顶水平位移、弯矩特点进行了分析。提出了在此类桩基工程地质勘察中进行全曲线重型动力触探试验的必要性。     

Lateral bearing capacity of rigid piles near clay slopes

Analytical equations were derived to determine the undrained lateral bearing capacity of rigid piles in cohesive soil. Piles in level ground and piles placed at a distance from the crest of a slope were examined, taking account of the effect of the adhesion at the pile–soil interface. The derived analytical solutions were used to develop charts relating the lateral pile capacity to the pile length/diameter ratio, the pile–soil adhesion, the distance of the point of load application from the ground to the pile diameter ratio, the inclination of the slope and the distance of the pile from the crest of the slope to the pile diameter ratio. They were also used to derive a reduction factor which, when multiplied by the lateral bearing capacity for level ground, gives the bearing capacity of the same pile near a slope. In addition, a critical non-dimensional distance between the pile and the crest of the slope, at which the bearing capacity approaches that for a level ground, was determined. The bearing capacity charts obtained for level ground were compared to the classic Broms' charts and to others derived using several different lateral earth pressure distributions along the pile. Comparisons were also made between the results of the proposed method for piles near slopes and those obtained from charts based on upper bound calculations. Finally, the proposed new method was validated through a comparison with the results of a large number of pile load tests, in which a remarkable agreement was observed between the analytical results and the measurements.     

不同支护模式下黄土高边坡开挖变形离心模型试验研究

 为研究不同支护模式下黄土高边坡的开挖变形特征和支护结构性状,以观音堂隧道进口明洞段黄土高边坡为实例,采用土工离心机,开展黄土高边坡在无支护、全断面土钉支护、上部土钉下部预加固桩复合支护模式下的离心模型试验,试验结果表明：(1) 桩–钉复合支护体系能够显著提高黄土高边坡的稳定性,坡体上部土钉的布设有效地调动了边坡更大范围内土体变形的调整,使得边坡土体的潜在滑移面向坡体内侧转移,将潜在滑移面的剪出口位置限制在预加固桩桩顶以下,而下部预加固桩的布设则有效地承担上部滑体的推力作用,保证坡体在开挖过程中的稳定性。(2) 全断面土钉支护在一定程度上起到了加固边坡土体的作用,但由于土钉支护范围有限,当潜在滑移面深度超出土钉加固范围后,边坡土体发生更大范围内的失稳现象,加剧坡体的破坏。(3) 对于黄土高边坡的加固,桩钉复合支护要优于全断面土钉支护。     

疏排桩-土钉墙组合支护结构离心模型试验研究——稳定性与破坏模式

疏排桩-土钉墙组合支护是疏排桩与土钉墙相结合的一种新型支护形式,它不但充分利用了排桩抗弯能力强的优点,同时有效地克服了疏排桩桩间距受桩间土体失稳的限制和土钉墙变形难以控制的缺点.这一新型组合支护结构目前在工程中已有广泛应用,但是对于疏排桩-土钉墙组合支护结构的加固机理和破坏模式还有待于深入研究.采用同济大学中型岩土离心机进行了7组疏排桩-土钉墙组合支护基坑的离心机模型试验.离心机模型试验结果表明,疏排桩-土钉墙组合支护基坑的整体稳定性较疏排桩支护和土钉墙支护都有显著提高.疏排桩-土钉墙组合支护结构中土钉的长度和布置间距,以及排桩间距对支护基坑的稳定性影响非常显著.     

Geotechnical forensic investigation of a slope failure on silty clay soil—A case study

Qila Bala Hisar is one of the noteworthy places of Peshawar, Khyber Pakhtunkhwa. The fort was constructed on a filled ground during the 18th century and it was renovated several times by the occupants ever since. Recently, due to an earthquake of magnitude 7.3, the upper part of the south-western wall of the fort collapsed. The collapse of the wall was attributed to the failure of the retained slope. This research was undertaken to characterize the slope material, study causal factors of failure and evaluate remedial strategy. The investigation involved conventional field and laboratory testing and geophysical investigation using electrical resistivity technique to evaluate the nature of stratum. Also, X-ray Diffraction and Scanning Electron Microscopy was used to study the slope material at a molecular level to evaluate the existence of swelling potential. The analysis has shown that excessive seepage of water caused by the poor maintenance of runoff and sewage drains is the causal factor triggered by the seismic event. A remedial strategy involving soil nails, micro piles and improvement of the surface drainage is recommended.     

船撞作用下斜桩基础动力响应研究

东海大桥100MW海上风电示范项目中风机采用斜桩基础,必须考虑船撞作用。本文利用有限元方法,研究了斜桩基础在船撞作用下的动力响应。模拟不同工况,研究船舶吨位、船舶速度、倾斜角、桩径、桩周土体等因素对桩基的动力响应的影响。研究表明:船舶吨位和船舶速度对斜桩的动力学响应影响最大;桩的倾斜角会影响最大桩项位移,最优倾斜角约为10°;在既定的土质条件下,桩径增大到某一值后,桩基动力响应基本不变;土体较软时,桩身的最大应力较小,但最大桩顶位移较大。因此,进行斜桩设计时,必须在理论分析的基础上,选取合适的倾斜角与桩径。本文研究结果对斜桩基础在考虑船撞作用下的设计和施工有一定参考价值。     

利用原有围护桩的基坑工程设计实例与分析

某基坑工程的设计是在原方案基础上修改而成。通过对边坡稳定安全系数的计算和围护桩的一维杆系有限元分析,新的围护方案在充分利用原有围护桩的情况下,采用在坑内注浆加固、增加角撑、大深度放坡开挖等技术措施,达到了安全、经济与可行的目的。     

基于减小筏板差异沉降的刚性桩复合地基试验研究

针对高层建筑筏板荷载分布特点,采用内密外疏布桩和仅在筏板中心布桩方式,通过现场缩尺(1:10)模型试验,完成了带上部结构无桩筏板和刚性桩复合地基筏板静载荷试验。分析了筏板沉降、桩端平面以下地基沉降和筏板外侧地面沉降、筏板下桩土反力分布、桩土荷载传递及桩土荷载分担比。研究了工作荷载下不同布桩方式降低筏板差异沉降的效果。     

PHC管桩锤击施工效应分析

PHC管桩施工效应对地基土性质和桩体受力特性有很大的影响。为了查明PHC管桩施工效应,以PHC管桩加固某电厂古河道地基为依托,进行了PHC管桩沉桩效应的测试和分析。通过观测沉桩的锤击数和土塞效应,分析了PHC管桩沉桩规律性;利用静力触探、标准贯入试验、孔隙水压力和侧向位移观测等现场测试手段,研究了PHC管桩对桩周土体的影响。研究发现:沉桩锤击数与地基土性质有很大相关性,土芯长度与总桩长之比为22%～35%,且桩壁越薄其土塞效应越明显,在桩体承载力计算时忽略土塞效应是很不经济的;沉桩过程产生很大的挤土效应,不仅产生超孔隙水压力,而且随孔压消散,地基土得到密实、消除或降低液化性,其侧摩阻力可提高80%以上,有利于桩体强度的发挥。     

上海软土地基超长打入PHC桩工程性状研究

通过对上海软土地基中64～77m的超长打入PHC桩打桩过程中锤击数、土塞高度随深度变化的跟踪监测及土塞的标准贯入试验和竖向荷载下的静载试验,探讨了超长PHC桩在上海软土地基中的贯入度与土层的关系,分析了打入承压水层中对土塞闭塞效应的影响以及桩的竖向承载力性状。这对软土地基中的超长PHC桩的设计、施工和深入研究具有重要指导作用。     

土质边坡建筑桩基水平荷载试验研究

结合工程实际，在土质边坡进行桩基水平荷载试验，研究在水平力作用下的桩体变形特征及承载力。试验结果表明：（1)由位移控制的该工程下部结构设计是安全的；(2)试桩因离土质边坡坡脚距离不同而力学响应有明显的不同，在水平位移一定的条件下，离坡脚愈近，水平承载力愈大，这表明了在坡内土体竖向分力作用下，桩体本身受到较大的球应力作用，整体抵抗能力提高；(3)对于土质边坡建筑桩基础，桩体的承载能力与荷载施加方向是否和坡向一致未见有明显关系，显示了土质边坡均匀性特点，这与岩质边坡地质结构有明显的方向性有很大的不同。     

支护桩与地下主体结构相结合的永久支护结构

为研究基坑支护桩在永久工况下的使用价值,对济南市某基坑桩锚支护结构进行永久化设计,通过设置支撑构件将支护桩与地下主体结构相连,形成共同抵抗坑外侧向土压力的永久支护结构体系,借助PLAXIS-3D有限元软件对该结构进行全工况模拟。结果表明:永久支护结构可有效减小地下室外墙土压力,基坑外侧土压力主要由支护桩承担,地下室外墙只承担少量回填土体的侧土压力,只需按构造要求设计;换撑之后,桩身弯矩和基坑外地表沉降均有明显增加,对支护桩受力和周边建筑环境均产生不利的影响,对支护桩设计提出更高要求;裂缝计算结果显示支护桩满足现有规范对混凝土结构耐久性的要求,为永久支护结构的推广奠定基础。     

考虑桩间水平土拱效应的边坡桩间墙组合结构受力计算方法

抗滑桩桩间水平土拱效应目前主要用于确定桩间距,在桩间组合结构的受力计算中应用较少。如桩间墙,设计者多按设桩处的剩余下滑力计算桩上荷载,采取将土压力或剩余下滑力折减,或将土体参数提高的方法估算墙上荷载,未充分考虑桩间水平土拱的影响。首先理论分析了桩间水平土拱对桩间墙组合结构受力的影响,认为在桩间水平土拱影响下,抗滑桩的受力应为土拱拱顶处的剩余下滑力;挡土墙的受力应为拱前土体产生的主动土压力或剩余下滑力。在此基础上,推导了考虑土拱效应时该组合结构中抗滑桩和挡土墙的受力计算方法。以某实际铁路堑坡为例,通过计算考虑桩间水平土拱效应的桩间墙受力分配,说明了桩间水平土拱效应对桩间墙组合结构受力的影响。     

斜坡基底软土桩–网复合地基变形特性离心试验研究

为探究斜坡基底软土–桩网复合地基的变形特性,以沿海铁路线某深厚软土地基断面为原型,开展比尺为1∶100室内离心模型试验。通过对试验数据的整理分析,结果表明:(1)路堤顶部两侧的竖向和横向位移、两侧沉降差在运营期都有明显增长,但竖向和横向位移主要产生于路堤施工阶段,而沉降差基本产生于运营期内;(2)加筋垫层对其下方的地基表层横向位移有明显约束。地基右侧土体的竖向和横向位移关于路堤中心不对称,表现为右侧大于左侧,地基表面呈现出明显偏向斜坡外侧的非对称"沉降盆";(3)斜坡桩和悬浮桩的桩顶竖向和横向位移明显大于平台桩,平台桩潜在破坏模式为弯拉或弯剪破坏,斜坡桩为倾斜破坏,悬浮桩为倾斜+横移破坏;(4)桩发生明显上刺和下刺现象,且淤泥质黏土表现出流体特性发生绕桩横向流动。     

低碳环保型建筑基坑支护新技术

传统的土钉墙都是由高耗能高排放的水泥和钢筋构成。毛竹是一种可再生资源,具有抗拉强度高,短期强度相对稳定,长期强度逐渐降低。毛竹的这种特性,符合建筑基坑支护临时性特点。本文提出的低碳环保型毛竹复合土钉墙基坑支护技术,具有取材科学合理、绿色环保、经济、安全等优点,有着广阔的应用前景,是对现行土钉墙的结构用材和构筑理念上的重大突破。具体措施是,在基坑土钉墙支护结构中以毛竹取代了钢质土钉,面层砼中用竹篾网取代钢筋网,基坑坡脚的毛竹排桩与毛竹土钉连在一起构成复合土钉墙结构,能使基坑得到可靠的支护。文章详细阐述了毛竹复合土钉墙基坑支护机理、数值分析、计算方法及工程应用。     

超长大直径PHC管桩在某码头工程的应用

在淤泥质较厚地区的高精度海湾工程中,需要采用超长管桩控制工程主体沉降.某码头采用PHC管桩,试桩桩长分别为78.5、81.5m,为国内目前最长的PHC管桩.介绍了PHC管桩的制作、运输、沉桩控制措施及采取的新工艺、新材料.通过高应变动测试验和静载试验,证明试桩完整,均为Ⅰ类桩,桩基极限承载力均满足设计要求.     

边坡支护结构岩土荷载计算若干问题

为计算不符合朗金条件和库伦条件的边坡支护结构岩土荷载,一些研究者提供了在经典土压力理论基础上扩展而成的岩土荷载计算方法。研究表明,这些方法在岩土荷载方向、在岩坡上填土时岩石坡面视为滑面的条件、考虑与不考虑地震力的岩土荷载公式之间的关系、地下水形成渗流时的土体荷载计算、有潜在滑动面边坡桩板式挡墙岩土荷载计算等方面存在一些问题,导致其实际适用范围明显缩小。