冻土区桩基回冻过程对单桩承载力和桥梁施工的影响分析

考虑大气温度、水文地质条件，混凝土入模温度、冻土初始地温场的影响及相变效应，以传热学为基础，给出了冻土区单桩地温场控制微分方程、边界和初始条件，以及其空间分析的有限元计算模式。结合工程实例对青藏高原典型湿润性地段多年冻土区的钻孔灌注桩单桩回冻过程温度场进行了计算，给出了桩身温度随深度及吲冻时问的变化。以设计规范为基础对单桩回冻过程中温度场的变化对单桩承载力的影响及施工进程的影响进行了分析，所得结论可为多年冻土区桥梁工程施工计划的制定提供理论依据。     

有限元计算在多年冻土区混凝土灌注桩温度场分布

针对在多年冻土地区建设青藏铁路时混凝土桥灌注桩水化放热引起周围冻土温度场变化这一实际工程问题,采用伽辽金法推导出带相变的瞬态温度场问题的有限元公式,在考虑混凝土作为放热边界的条件下综合考虑了气温变化、风速等多种因素,建立了多年冻土区混凝土桥灌注桩水化放热的传热模型,计算了由于混凝土水化放热引起的冻土温度场变化。结果表明:混凝土水化热在浇筑后半年内对多年冻土的温度场影响很大,回冻时间(融化的冻土温度重新回到天然状态的时间)长达2年以上。而用粉煤灰和硅灰取代一定质量的水泥可以减少混凝土水化热对冻土热状况的影响。     

低温多年冻土地基大直径钻孔灌注桩未回冻状态承载性质试验研究

 多年冻土地基由于大直径钻孔灌注桩桩身混凝土水化热造成桩周冻土融化,而桩体混凝土灌注初期桩土体系不具备冻结强度,导致钻孔灌注桩初期承载力很低。研究低温多年冻土地基大直径钻孔灌注桩未回冻状态的承载力和变形性质,可为工程施工工期安排提供技术依据。结合青藏铁路索南达杰特大桥工程进行低温多年冻土大直径钻孔灌注桩地温测试及现场静载试验,为此设置桩土界面测温孔(SB)、桩侧测温孔(SC,距离桩壁30 cm)以及未受施工扰动的基准地温孔(JZ)。获得夏季灌注桩混凝土入模温度为11 ℃,不同龄期桩土体系的地温分布,并分析桩土体系的回冻过程。测试数据表明：混凝土灌注完成30 d以后,桩顶至地表下2 m为正温,地表下2 m到桩底桩身表面均为负温,在－0.43 ℃～－1.26 ℃范围内变化;灌注50 d以后,桩土界面地温逐渐降低,为－1.0 ℃～－1.85 ℃,与未受扰动天然地基地温相比,桩土体系尚未完全回冻。同时进行不同地温条件下基桩的现场静载试验,分析竖向承载力、变形及桩侧摩阻(或冻结力)分布特性。当加载到最大荷载(7 600 kN)时,桩顶竖向位移达到4.93 mm,卸载后未恢复的变形为1.01 mm,说明低温多年冻土地基钻孔灌注桩在未完全回冻状态下(试桩龄期30 d)基桩具有较高竖向承载力,且变形量小。     

多年冻土区未回冻钻孔灌注桩承载性质试验研究

为研究青藏高原多年冻土区钻孔灌注桩在未回冻状态下基桩承载力和变形性质,解决后续承台、桥墩(台)的施工、上部结构的铺架以及对工期的影响等问题,本文结合青藏铁路以桥代路特大桥工程进行高温细颗粒多年冻土钻孔灌注桩的现场静载试验,根据现场地温测试及静载荷试验资料,分析了桩-土体系回冻过程及其回冻过程中桩侧摩阻(或冻结力)的分布,获得钻孔灌注桩灌注后不同地温条件下的竖向承载力及变形性质,为后续工程的施工提供技术依据。     

岛状多年冻土地区桥梁桩基回冻后承载力的静载与动测对比试验研究

为了准确掌握岛状多年冻土地区桥梁钻孔灌注桩的回冻时间及桩基回冻后的承载力,在岛状多年冻土地区选择2个试验地点,每个试验地点浇筑了2根15 m长的试验桩,并在其中一根试验桩处布设温度监测系统,采集桩基回冻过程中的温度数据,根据温度监测结果判断桩基回冻状态,在桩基完成回冻后进行静载与动测试验,测出桩基极限承载力。监测及试验结果表明:试验桩所在区域岛状多年冻土地温约为-1.9℃,桩基完成回冻后桩身内部温度与桩侧1 m处的土体温度变化趋势相同,相同深度处的温差小于0.1℃;用静载法实测出的各土层回冻后的桩侧摩阻力值修正高应变动测法桩–土力学模型中的土层参数,计算曲线与实测曲线拟合较好;动测与静载试验所得到的桩基极限承载力误差为3.91%,试验结果相符合。研究成果可为类似冻土条件下的桩基设计及承载力检测提供理论依据。     

多年冻土地区桩基础承载力试验研究

试验通过在多年冻土地区进行桩基础承载力试验,对比冻土回冻前后桩基础抗压、抗拔及水平承载,得出了桩基础混凝土水化热加热冻土,使得冻土融化,在冻土回冻前,冻土的冻结强度降低很大；而在冻土回冻后,冻结强度有大幅度提升.试验结果对在多年冻土地区进行建筑基础施工的实际工程应用具有一定的实用价值和指导意义.     

混凝土水化热对多年冻土地温的影响研究

通过分析距桩中不同距离的冻土温度随时间的变化特征,得出了桩周冻土的回冻时间、不同距离的多年冻土地温随时间的变化曲线及变化规律,总结了桩周冻土的温度变化曲线特征是由于混凝土水化热释放热能以及周围冻土释放冷能的双向影响,得到了桩基础水化热的扩散半径.试验结果对多年冻土地区工业、民用建筑的建设研究具有很大的理论意义和工程实用意义.     

桩基施工对冻土地区桩基热影响分析

针对多年冻土地区灌注桩施工桩周温度场的热影响问题,研究水化热对桩基沿径向温度变化规律及影响半径问题。基于非稳态温度场控制方程,分别建立了桩和冻土的三维非稳态温度场控制方程,并考虑边界条件和冻融相变过程,最终建立了桩基非稳态温度场的有限元计算模型。运用该模型对实际工程中灌注桩基产生的水化热对桩周温度场的热影响问题进行分析,得出浇筑混凝土后,不同深度处随龄期增加沿径向桩基温度变化规律及水化热引起较大热扰动半径约为6倍桩径,水化热对桩周围土体有较大的影响而且时间长,应采取措施减小混凝土水化热,从而达到减小冻土区桩基热影响问题。     

岛状多年冻土地区复合地基承载力特性

由于冻土的热力学性质不稳定常引起冻土地区的建筑工程产生冻土病害破坏。文章依托大兴安岭南麓地区某公路的多年冻土段路基处理工程,研究CFG桩-筏板复合地基在岛状多年冻土中的承载力特性并进行现场试验,结果表明复合地基周围冻土回冻缓慢,复合地基的桩端反力占基础承载力的50%以上,并且随着荷载的增加,桩周土承担的荷载逐渐增大。     

多年冻土区桩基温度场监测及数据分析

为获取岛状多年冻土地区钻孔灌注桩和桩周冻土的温度场变化规律,依托大兴安岭岛状冻土区漠大线林区伴行公路工程,在K216+746处工程桥桩位置建立试桩试验场。通过对试验场地桩-土的温度监测,得到试桩浇筑完之后,桩体的温度随时间的变化曲线和桩侧冻土不同深度处的温度随时间的变化曲线。从中发现冻土上限位置以上部位的桩-土的温度受到外界大气温度变化的影响显著,越往下影响越弱;桩基的回冻期为2个多月;混凝土水化热横向传递速度为0.2m/d,热扰动范围为1~2倍桩径。     

桥梁钻孔灌注桩施工中高温冻土地基温度场动态监测与研究

通过对钻孔灌注桩地基温度变化进程进行为期 1 a 的监测,掌握了施工扰动下高温冻土地基温度场的变化规律。研究结果表明,采用冲击钻成孔工艺的混凝土灌注桩施工,对地基温度场的热扰动较大;寒季大气降温仅对浅层地基具有直接冷冻作用,而发生在深层自下而上冻结过程和桩侧土体由外向内的冻结过程却十分缓慢,温度降低幅度有限。高温多年冻土地段钻孔灌注桩群桩基础周围土体的温度,在有限的施工期内不能回冻到初始温度状况。     

人工冻土灌注桩桩身温度场及混凝土强度试验研究

采用物理模型试验方法,对人工冻土条件下混凝土灌注桩进行了桩身温度场监测及混凝土强度检测,并基于试验数据,研究了人工冻土中灌注桩桩身温度场发展规律和混凝土强度增长特性,可为人工冻土条件下混凝土灌注桩的施工提供技术指导。     

混凝土灌注桩施工质量与性能检测探讨

混凝土灌注桩施工质量与性能是既有区别又有联系的两个问题,桩承载力、桩身完整性及桩施工质量有不同的概念和特征,混凝土灌注桩承载力检验是桩验收的条件之一。本文就混凝土灌注桩施工质量、承载力检验、完整性抽样数量与混凝土强度评定等问题进行了探讨。     

冻土区桥梁群桩基础地基回冻过程的非线性分析

考虑大气温度、水文地质条件、混凝土入模温度、冻土初始地温场的影响及相变效应,以传热学为基础,给出了冻土区桥梁群桩基础地温场控制微分方程、边界和初始条件,及其空间分析有限元计算模式。结合青藏铁路冻土区某桥梁工程实例对群桩回冻过程温度场进行了计算,将计算值与实测数据进行了对比,提出了回冻率的概念,并对回冻过程及前景进行了分析。     

多年冻土区管桩基础抗拔承载性能试验研究

以青藏直流联网工程为背景,进行上拔和水平力组合荷载作用下管桩基础抗拔承载性能真型载荷试验。结果表明:冻结期冻土地基整体处于冻结状态,地基回冻情况良好;融化期最大融化深度与地基多年冻土上限较吻合,多年冻土层无明显退化迹象。上拔加载过程桩底接触土压力减小,冻结期活动层范围内桩侧土压力明显增大,融化期活动层范围内桩侧土压力大大减小,其余位置土压力变化不明显。冻结期基础位移量显著低于融化期,冻结期抗拔及水平承载力高于融化期,上拔承载力高于水平承载力;上拔荷载与位移关系可采用幂函数模型进行预测。试验所得基础抗拔承载力与规范法计算结果比较吻合,表明冻土地区桩基础抗拔承载力规范计算方法是可靠的。     

红外线加热融化桩周冻土

<正> 寒冷地区冬季在无保温措施的场地、冻深范围内桩和桩周土是冻结在一起的,做桩基承载力试验吋,需要将桩周冻土消除后才能进行。我们在哈尔滨市化工电站厂房工程冬季试桩时,没有采用人工刨除或用电热融化冻土的办法,而采用自制红外线加热炉融化桩周冻土。     

泥浆护壁扩孔压浆灌注桩冬季施工质量控制

扩孔压浆桩以其结构性能好,承载力大,对周围地基挠动小,施工方便,造价低等特点被广泛采用,以下介绍扩孔压浆灌注桩冬施施工作法。１桩位冻层引孔冬季施工时可利用天然冻深层,采用干螺旋钻孔机引孔确定桩位,利用冻层深度、强度,可不必埋设护筒,简化了工艺,同时防止水钻施工中因跑浆而影响桩位定位,提高钻进速度。２钢筋工程在负温下,钢筋伸长率和冲击韧性下降,存在冷脆倾向,应对钢筋作负温性能试验。钢筋焊接优先选用闪光对焊接头,采用电弧焊时,应防止接头处产生偏心受力,焊缝和热影响区应缓慢冷却,防止过热、烧伤、咬肉等缺陷,搭接长度应适…     

提高钻孔灌注桩单桩承载力的措施

钻孔灌注桩桩端和/或桩侧土的性质、桩身结构和强度、施工工艺和施工质量是影响其承载力的主要因素。从设计和施工两方面系统总结了提高钻孔灌注桩单桩承载力的各种有效措施,以确保钻孔灌注桩单桩承载力的正常发挥。     

浅谈灌注桩后注浆施工质量的控制

结合工程实例分析了灌注桩桩端后注浆技术在施工中容易出现的质量问题。介绍了灌注桩桩端后注浆施工技术的改进措施。根据单桩承载力检测结果,探讨了灌注桩桩端后注浆对单桩承载力的影响。     

钻孔灌注桩桩端桩侧后注浆技术在某工程中的应用

本文结合工程实例,并根据工程地质情况,详细分析阐述了钻孔灌注桩承载力和桩端桩侧后注浆施工技术及质量控制措施。试验结果表明,一般施工的钻孔灌注桩承载力迭不到设计要求,必须对桩端桩侧进行后注浆处理,处理后单桩竖向承载力有大幅度提高,且经济性能较好。