大型沉井实测下沉阻力分析

大型沉井下沉过程中摩阻力和底部的端阻力分布是沉井下沉可行性的主要控制因素,基于大直径桩和中、小型沉井的研究成果已不适用。结合马鞍山长江公路大桥南锚碇大型沉井下沉过程的实时监测数据,分析了大型沉井基础下沉机理和下沉过程中的受力特性,验证了不同地基极限承载力公式在沉井工程中的适用性;对比沉井下沉至不同深度时,底面阻力和井壁侧摩阻力的大小及分布规律,对现行规范建议的侧摩阻力的计算公式和分布特征进行初步修正,结论可供大型沉井工程借鉴和参考。     

大型沉井基础下沉阻力的现场监测及结果分析

对海口世纪大桥沉井基础下沉阻力地现场监测资料进行了全面的整理与分析，得出子大型沉井基础下沉过程中侧摩阻力呈上下小，中间大的抛物线型的分布规律，并据此提出了不同于现行规范的沉井下沉侧摩阻力的分布模式。     

超大型沉井基础下沉中后期摩阻力特性及突沉机制研究

针对平面面积不断增大的超大型沉井基础在下沉施工中后期因摩阻力增大导致的滞沉、突沉等问题,基于沉井下沉期间井底端阻力、刃脚埋深摩阻力、侧壁摩阻力等受力组成的理论研究,提出计算静、动摩阻系数的理论公式。以五峰山长江大桥沉井基础为对象,结合现场实测数据与理论计算结果研究下沉中后期的阻力特征及突沉机制,并探讨突沉控制对策。研究结果表明:侧壁摩阻力随下沉深度增加而增大,在下沉中后期约占总阻力的70%以上,是滞沉的主导因素;基底开挖不均匀及局部过挖时,瞬时静、动摩阻力变化力差是引起突沉的关键因素;根据多次突沉前后实测数据计算得到的静、动摩阻系数分别介于0.444～0.525,0.245～0.401,动摩阻系数为突沉前瞬间静摩阻系数的0.56～0.77倍,导致了显著的不平衡下沉力带动沉井瞬间加速下沉;空气幕及降水等措施有效降低静摩阻系数至0.225～0.325,提升下沉系数至1.10以上,是避免滞沉、突沉的关键措施。     

水中沉井下沉期侧壁摩阻力分布试验研究

以沪通长江大桥主墩沉井为背景,开展深水大截面沉井模拟下沉试验。通过对整个动态下沉过程的分析,确定了侧壁有效应力受下沉速率、压力松弛、倾斜、翻砂突沉等因素影响。停止吸泥后,侧壁有效应力由动态的分布形式转为准静态,整体呈减小趋势,表现为极值点的减小和压力松弛区的恢复。沉井侧壁台阶的设置可减小沉井侧壁总摩阻力,其减小主要来自沉井直壁段。发现阶梯式沉井侧壁受力分为线性区、台阶影响区、过度区和压力松弛区,建立了基于台阶影响的沉井竖直状态下侧壁摩阻力计算模型,并结合沪通大桥#29沉井现场监测试验加以验证。沉井倾斜会引起侧壁有效应力分布的改变,挤土产生的增大土压力可达对应侧主动土压力的3～4倍。     

超深沉井下沉周边环境效应与控制措施

针对镇江大港水厂一期取水工程中的超深沉井施工,利用耦合欧拉-拉格朗日(CEL)方法建立了三维数值计算模型,考虑沉井下沉深度、井内土体高度、井-土界面极限摩阻力等因素,分析超深沉井下沉周边环境效应。计算结果表明:沉井下沉影响范围约为距沉井侧壁0.5倍下沉深度;随着井-土界面极限摩阻力提高,土体变形和下沉阻力均增大;井内留有一定土体高度可有效降低环境变形,但会使下沉阻力增大。根据计算结果,提出了沉井下沉地表沉降计算公式,并从加固范围、注浆、井内土体高度等方面提出了沉井下沉控制措施,可为今后类似工程提供借鉴。     

沉井下沉系数及摩阻力计算取值初探

1 前言 沉井施工的工艺不复杂，施工时对邻近建筑物的影响较小，内部空间可以利用。因此，在工程上沉井有着广泛的应用，如铁路、公路桥梁的基础工程，市政工程中的给、排水泵房等。但关于沉井的计算迄今尚缺乏统一的方法，本文依据长沙市浏正码头泵站的实例，对沉井工程的下沉系数及摩阻力计算取值问题提出几点……     

超大沉井基础取土下沉端阻力变化规律研究

为合理确定超大沉井基础下沉端阻力,提出基于刃脚踏面土压力的沉井端阻力计算方法,依托常泰长江大桥主塔超大沉井基础工程,结合沉井下沉过程中刃脚土压力现场监测数据,计算得到沉井底部不同区域的端阻力,分析下沉过程中端阻力分布特征和变化规律,同时,对下沉过程中刃脚斜面与踏面土压力的比例系数(l)进行深入研究。工程实例分析结果表明:在沉井逐渐从内井孔至外井孔的取土过程中,沉井内隔墙和内井壁端阻力总体上逐渐减小;而外井壁和外隔墙区域端阻力则表现为逐渐增加的趋势,采用本文方法确定的沉井端阻力分布特征及其随取土过程的变化规律能够真实反映沉井的整体受力形态,为沉井基础的安全下沉提供了技术保障。     

基于被动土压力的沉井结构分析

对沉井的下沉进行分析,指出刃脚处所受的土压力为被动土压力,井壁所受的土压力为主动土压力或静止土压力。根据地基破坏理论,将与沉井同时移动的压实核作为基础的一部分,从位移、刃脚和土的物理力学性质等方面进行分析,指出沉井刃脚所受的被动土压力介于静止土压力与被动土压力极限值之间。由被动土压力折减系数,推导出被动土压力与侧摩阻力的计算公式。依据该计算公式对地下旋流池的结构进行分析和比较。指出沉井刃脚高度以及刃脚踏面的宽度对沉井的侧摩阻力和下沉系数影响较大。     

压入式沉井侧摩阻力的监测及分析

传统的沉井下沉工艺存在纠偏困难、下沉缓慢等弊端,而压入式下沉工艺可有效解决以上难题,并能实现井内带土塞下沉,以减小沉井施工对周边环境的影响。结合工程实例,详细介绍了压入式沉井的施工工艺,并且采用布设钢筋应力计及混凝上应变计的方法,对上海自龙港污水处婵厂2座沉井的侧摩阻力进行了现场监控。监测结果表明,总侧摩阻力与下沉深度近似二次曲线关系,但在呈流塑状的淤泥质土层中增长缓慢。最后,根据现场实测数据,对井内带土塞下沉的沉井,提出了总侧摩阻力的简化计算方法。     

不排水下沉施工技术在市政沉井工程中的应用

为解决软弱地层中高地下水位的市政工程沉井施工力学性能问题,以某市政工程污水处理厂主干管网过河顶管工程沉井施工为研究对象,针对不排水条件下市政工程沉井施工工艺,以现场监测为主要手段,观测沉井下沉过程中的侧壁摩阻力和土压力变化过程。研究成果可为厚层软弱土层中高地下水位的市政工程沉井施工提供参考。     

黏性土中开口与闭口模型管桩受力性状试验研究

为研究开口和闭口试桩在黏性土体静力沉桩过程中荷载传递规律及承载性能的差异性,采用桩身开槽预埋增敏微型光纤光栅传感器的方法,针对黏性地基土,开展两组不同桩端形式模型试桩承载性能对比试验,测得沉桩过程中压桩力、桩端阻力、桩侧摩阻力及桩身轴力发展变化规律。结果表明:光纤光栅传感器可实时监测沉桩过程中桩身受力状态;开口和闭口模型管桩的压桩力、桩端阻力等荷载均随着沉桩深度的增加呈增长趋势,而不同贯入深度下的桩身轴力却逐渐递减;黏性土中的静力压桩、开口管桩和闭口管桩的桩端阻力占比均超过50%;在桩侧摩阻力发挥上,双壁开口模型管桩外管是内管的3倍。当开口管桩贯入深度达到最大值90cm时,土塞高度稳定在33cm,此时,桩侧单位侧摩阻力的分布呈下大上小的形式。     

钻地弹侵彻岩石深度计算新原理与方法

 根据短波与岩体的内摩擦模型,利用波阵面上的动量守恒关系和弹体表面的连续运动规律,得到岩体对弹体的侵彻阻抗;通过破碎区与径向裂缝区的能量传输关系,揭示侵彻与贯穿问题的比例尺度关系的规律,最后,推得弹体侵彻过程中的参数及侵彻深度计算新公式。通过现有的经验公式计算结果对比验证本公式的可靠性。     

贯入双层土中的混凝土管桩桩模与土体作用研究

采用ABAQUS有限元法模拟了混凝土管桩桩模贯入试验过程中贯入阻力的变化规律和桩周土体的水平位移,通过试验数据与计算结果的对比,验证了采用有限元法模拟桩模贯入过程的适用性。在此基础上,探讨了桩模贯入深度、上层土体厚度、桩径、土体强度和桩土摩擦系数在桩模贯入过程中,对桩周土体水平位移和桩模贯入阻力的影响。结果表明：桩周土体水平位移与土体径向位置、桩径关系紧密,并得到了桩周土体水平位移与土体径向位置、桩径之间的关系式;上层土体厚度、桩径和桩土摩擦系数对桩模贯入阻力影响较大,总结了桩模贯入阻力与上层土体厚度、桩径和桩土摩擦系数之间的关系式。最后采用土体附加水平应力云图解释了贯入深度对桩周土体水平位移的影响;桩模贯入上软下硬土层时,桩周土体最大水平位移出现在上层软土中,计算结果可为现浇混凝土管桩在施工设计和桩土相互作用分析提供参考依据。     

不同直径单桩静压贯入力学特性模型试验研究

为探讨不同桩径静力压入单桩的贯入力学特性,设计了不同桩径的模型桩,基于光纤光栅(Fiber Bragg Grating,简称FBG)传感技术,开展了黏性土中静压贯入两种不同直径单桩的模型试验研究。结果表明:试桩的压桩力基本呈线性增加趋势,桩径越大,压桩力越大;桩径不同会影响单桩的荷载传递性能,由于桩径越大挤土效应越明显,沿深度方向的桩身轴力传递性能优于小桩径桩;桩身单位侧摩阻力随深度增大而增大,桩径越大,对土体的侧向挤压力越大,桩身单位侧摩阻力越大;同一深度,两种不同直径单桩桩身单位侧摩阻力都出现"侧阻退化"现象,"侧阻退化"现象随着贯入深度的增加越明显,且桩径越大,桩身单位侧摩阻力退化越显著;均质黏性土地层静压沉桩阻力主要为桩端阻力,沉桩结束时,试桩桩端阻力占沉桩阻力的比例分别为59.5%和66.2%,不同的桩身直径既影响桩端阻力,又影响桩侧阻力。确定静压贯入沉桩阻力时,考虑基于黏性土的侧阻退化后实际值更为合理。     

桩基自平衡荷载试验“预平衡”研究

预平衡研究旨在提出确定荷载箱距桩端高度的“预平衡公式”,确保自平衡荷载试验免除“不平衡”,成功实现自平衡。文中根据桩侧摩阻重心位移校正原理,采用“半桩系数”修正了桩侧摩阻对自平衡试验中产生不平衡的影响因素,建立了不同桩型的预平衡公式。通过10根自平衡试验桩的应用对比与鉴别,结果表明,在确保工程勘察提供的相关参数可靠的前提下,“预平衡公式”有良好的应用效果。     

基于美国标准的桩基竖向承载力计算分析

为了进一步提高中国海外项目质量,阐述了美国国家公路与运输协会桥梁设计规范AASHTO LRFD方法和基于静力触探试验的LCPC桩基础承载力计算方法,对比分析了中国标准与美国标准桩基承载力设计方法的异同。根据海外某工程的计算示例和对比分析,得到了不同桩基竖向承载力计算方法的结果及其规律。结果表明:AASHTO LRFD法和基于静力触探试验的LCPC法计算的桩基承载力较为接近; 《公路桥涵地基与基础设计规范》由于其桩摩阻力标准值较小,桩端在砂性土中承载力容许值存在限制等因素的影响,其计算得出的桩侧摩阻力和桩端阻力均较小; 采用AASHTO LRFD方法时,地下水位埋深和标准贯入试验等原位测试结果对计算结果影响较大; 基于美国标准的海外项目勘察侧重原位测试结果,在勘察外业工作中应重视其操作的标准性。     

静力触探确定桩承载力的理论方法

本文简要给出描述静力触探和打入桩贯入机理的计算模式以及贯入阻力、贯入阻力影响范围和贯入阻力临界深度的理论解。在此基础上推导出静力触探指标与桩竖向承载力的理论相关方程。本理论相关方程能反映尺寸效应和深度效应并与经验公式和实测资料相一致。     

太原地区大口径灌注桩影响因素浅析

利用大量静载试验绘制出的Q－S关系曲线,分析了太原地区大口径灌注桩的承载特性,又结合规范经验公式,在分析了灌注桩竖向承载力影响因素的基础上,提出了估算单桩极限承载力时侧摩阻力与端阻力的取值方法。并建议对冲击成孔灌注桩选取中间值估算偏低时可采用1．1－1．5的修正系数进行修正。