注浆微型钢管桩单、群桩力学性能的数值分析

基于位移加载法模拟微型钢管桩受力性能,综合分析了加载过程中,桩长L、桩体数量N、桩间距S、桩体排布形式、嵌岩深度等因素对单、群桩力学性能和群桩效应的影响.研究结果表明:单桩极限承载力随着桩长增加逐渐增加,;群桩最大轴力变化规律:角桩>边桩>中心桩;同等条件下,增加桩数量,承载力和群桩效应系数η相应增大;桩数不变,承载力...     

施工顺序对微型钢管桩加固既有基础变形的影响试验研究

微型钢管桩由于具有施工效率高、对周围环境友好等技术优点,被广泛应用于既有建筑物的增层改造、加固及纠偏工程中。施工顺序会影响加固或纠偏效果,甚至影响建筑物的安全,然而围绕施工顺序对微型钢管桩加固既有基础的变形特性影响的研究仍相对不足。基于透明土材料和粒子图像测速（Particle Image Velocimetry,PIV）处理技术,开展不同沉桩顺序（逆时针、顺逆时针结合、Z字形及对称形）下既有基础微型桩加固的可视化模型试验,分析加固过程引起的桩周土体位移场变化,以及不同沉桩加固顺序对既有承台的影响规律,并确定最优的加固方案。结果表明,在试验条件下,承台面下方的桩对桩周的土体有挤密作用,在承台周边压桩时,承台面下方的桩周围土体位移较小,相对于无承台情况影响范围缩小42%,最大位移缩小36%;对称加固顺序相对最优,施工过程中对既有基础的抬升位移仅为最不利加固顺序时的56%。     

钙质砂中单桩水平承载特性模型试验研究

通过室内模型试验研究钙质砂地基中桩基的水平承载特性,分析桩长对桩顶位移、桩顶转角、桩身弯矩以及桩侧土体压力分布的影响,并与福建标准砂地基中的模型桩进行了比较.试验结果表明:桩长对水平承载特性具有显著影响;增加桩长能明显提高单桩水平极限承载力,桩身变形逐渐由刚性转动转变为弯曲变形;弯矩沿桩身的分布范围由全段分布转变为集中...     

基于 tij 本构模型类矩形土压平衡盾构隧道施工环境影响数值分析研究

以类矩形盾构隧道和宁波淤泥质黏土为研究对象,开展标准固结试验和三轴压缩试验,得到淤泥质黏土的物理力学指标。采用 Subloading Tij 有限元计算软件模拟土体参数,确定有限元计算用参数。建立类矩形盾构隧道施工环境影响的有限元计算分析模型,对不同本构模型模拟计算、分析隧道施工应力释放率为10% 的施工影响、隧道掘进对不同桩长、不同近接程度的建筑物的影响及设置隔离桩的保护效果。结果表明,采用 tij 本构模型弹塑性水土耦合分析,较准确地模拟了宁波高灵敏度淤泥质黏土性质。隧道施工应力释放率为 10% 时,接近实际施工工况。对于桩底位于隧道侧上方的建筑物,隧道施工环境对其影响最大。采用隔离桩措施进行加固,当桩底埋深小于隧道底时,加固效果较明显,桩顶水平位移减少约 30%,桩顶沉降减少约50%。     

浅圆仓砂土地基中静压单桩沉桩和承载力特性研究

为探究浅圆仓中静压桩沉桩及承载力特性,采用大型模型试验方法,还原了单桩沉桩和静载荷试验过程,分析了桩长、桩尖角对沉桩及承载力特性的影响。结果表明：静压单桩沉桩力学机制与桩尖角和桩长有关,且桩长对其影响较大;沉桩端阻力占终压桩力的比例高达80%,且存在沉桩极值深度为25D(D为模型桩的直径);沉桩挤密作用导致桩周侧压力随深度增加而逐渐趋近于被动土压力,但随着桩长增加相同埋深位置的桩周侧压力存在“退化”现象;单桩极限承载力随着桩尖角和桩长增加而增大,且为沉桩终压桩力1.04倍。研究结果对浅圆仓砂土地基中静压单桩设计和沉桩施工提供了理论依据。     

扩大支盘桩群桩抗拔特性的有限元分析

桩基础在工程建设中得到了广泛应用,从安全性上考虑,对群桩抗拔承载力的研究尤为重要.根据Plaxis3D Foundation模拟结果,分析了在上拔荷载作用下桩数、桩距及桩长对群桩上拔位移的影响.模拟结果表明,桩长对群桩效应系数几乎没有影响;桩距越小,桩间土体的位移越大;桩数、桩间距是影响群桩抗拔承载力的主要因素.     

大直径扩底桩竖向承载力影响因素分析

运用国际上通用的大型有限元软件ANSYS建立了桩-土作用的有限元模型,结合某工程实例,分析了大直径扩底桩竖向承载力的影响因素.通过把模拟结果与桩基静载荷试验对比,得出有限元结果与实测值接近;然后采用有限元方法模拟分析了不同扩底直径、扩底高度和桩长对大直径扩底桩竖向承载力的影响.结果显示,大直径扩底桩的竖向承载力随着扩底直径的增加而提高,当D/d大于2时,承载力的增长幅度开始变缓;承载力随着扩底高度的增加而提高,但是增长幅度比较缓和;承载力随着桩长的增加而提高,但桩长增大到一定程度时,承载力的增长幅度变得缓慢起来.     

大型储油罐碎石桩地基差异沉降有限元数值分析

为减少大型储油罐碎石桩地基差异沉降,采用轴对称有限元方法进行数值模拟和计算,研究了桩长、置换率、褥垫长度等参数对差异沉降的影响,及负向侧向位移与差异沉降的关系。结果表明,3个不等桩长的分布范围在某一定值时,差异沉降最小;油罐中心范围内复合地基,通过固定桩径不变,增加桩间距来增大置换率,可使复合地基在相对较小的置换率条件下获得更小的差异沉降;保持置换率不变,桩径越大（即桩间距越疏）,复合地基差异沉降越小;调整桩长、置换率对差异沉降的改变较为明显,而改变褥垫长度对其影响不大;油罐地基负向侧向位移的出现是差异沉降调整的一个重要特征。     

竖向加载方式对桩侧向应力及侧阻性能的影响

为了研究竖向加载方式对桩侧阻性能的影响,采用数值模拟分析方法,分析了在桩顶下压、桩顶上拔和桩底上顶3种加载方式下由竖向荷载引起的附加的桩侧向应力.结果显示:在桩顶下压加载方式下附加的桩侧向应力为压应力,在桩顶上拔和桩底上顶两种加载方式下附加的桩侧向应力为拉应力;产生附加的桩侧向应力的主要部分位于桩顶下15～20m范围内及各土层分界面上下2.5m范围内;附加的桩侧向应力的最大值可达土自重产生的侧向应力的±80%以上,但沿桩长变化的梯度很大;桩周土类型、桩长和桩径对附加的桩侧向应力的数值及沿桩长的分布有不可忽略的影响.根据桩侧向应力与桩侧阻力之间的定性关系,讨论了竖向加载方式对桩侧阻力的影响.指出:通常不考虑土层的部位、不考虑桩长和桩径将桩顶下压加载方式下的桩侧阻力乘以一个折减系数作为桩顶上拔或桩底上顶加载方式下的桩侧阻力的做法是不适宜的.     

微型桩加固公路路肩数值模拟分析

为研究重型汽车运行过程中引起的振动荷载对路基稳定性的影响,采用有限差计算软件建立了重型汽车运行条件下高级公路路基三维仿真模型,重点对其动力响应及桩的支护效应进行分析.结果表明:随着测点与振源水平距离的增加,测点峰值加速度逐渐减小;与无微型桩加固路堤相比,路肩用微型桩加固后,地表各测点的竖向振动峰值加速度衰减的相对较快;当桩径和桩长一定时,随着桩间距的增大,路基面上各测点的竖向位移也相应增大,且重车荷载激励作用处竖向位移最大;同时,随着测点与振源水平距离的增加,路基表面竖向位移逐渐减小.当桩径4m,桩长3m时,桩身最大动弯矩基本位于桩顶以下2m处,并且达到最大动弯矩后,微型桩桩身动弯矩随埋深的增加而逐渐减小.     

Three-dimensional finite element analysis on effects of tunnel construction on nearby pile foundation

A three-dimensional finite element simulation was carried out to investigate the effects of tunnel construction on nearby pile foundation. The displacement controlled model (DCM) was used to simulate the tunneling-induced volume loss effects. The numerical model was verified based on the results of a centrifuge test and a set of parametric studies was implemented based on this model. There is good agreement between the trend of the results of the centrifuge test and the present model. The results of parametric studies show that the tunnelling-induced pile internal force and deformation depend mainly on the pile-tunnel distance, the pile length to tunnel depth ratio and the volume loss. Two different zones are separated by a 45° line projected from the tunnel springline. Within the zone of influence, the pile is subjected to tensile force and large settlement; whereas outside the zone of influence, dragload and small settlement are induced. It is also established that the impact of tunnelling on a pile group is substantially smaller as compared with a single pile in the same location with the rear pile in a group, demonstrating a positive pile group effect.     

近距离桥桩与地铁隧道相互影响研究及展望

为了阐明桥桩与地铁隧道的相互近接施工影响及控制保护技术的研究,总结分析涉及的关键问题,包括新建地铁隧道施工对邻近桥桩基础的影响及控制保护技术、桥桩施工对邻近地铁隧道的影响和保护技术等方面的研究现状.综合现有研究发现：目前尚缺少全过程施工现场的实测数据分析和基于室内大比尺模型的试验结果探究;施工影响及工后荷载作用的长期效应研究有待加强;微扰动施工和新兴的控制保护工序体系亟待完善;桥桩与地铁隧道近接施工的影响区域划分和风险分级标准的建立须作进一步的探讨.     

新建高层建筑对下方隧道影响的测试分析

在既有地下工程上方新建高层建筑,则高层建筑施工将对地下工程产生不利影响.通过采用现场监控量测与有限元数值模拟相结合的方法,对高层建筑施工整个过程对隧道的影响进行了研究.计算结果与现场实测数据相比较,得出隧道处于安全的工作状态.因此,在既有地下结构上方新建建筑时,宜采用桩基础形式,并采取施工措施降低对其不利的影响.     

隔离桩对盾构掘进引起邻近高铁桩基水平位移的影响分析

在城市建设过程中,盾构隧道开挖对邻近既有高铁桩基产生较大威胁,在隧道和高铁桩基之间打入隔离桩可以有效减小盾构掘进对高铁桩基的影响。在研究桩土相互作用领域中,Winkler地基模型和Pasternak地基模型得到了广泛的运用。基于这两种地基模型,采用差分法,利用Maple数学运算软件对某实际工程案例分析,将计算结果与已有工程监测数据进行对比验证,并深入分析隔离桩各项参数对高铁桩水平位移的影响。结果表明,当隔离桩弹性模量较小时,Pasternak地基模型计算结果比Winkler地基模型更加精准;随着隔离桩桩径的增大,高铁桩基水平位移显著减小;在隔离桩桩体参数不变的条件下,缩短隔离桩与隧道中心线的水平距离能减小高铁桩基的水平位移。     

Response of carrying capacity of piles induced by adjacent Metro tunneling

Construction of tunnels in urban areas requires assessment of the impact of tunneling on the stability and integrity of existing pile foundations. We have focused our attention to the analysis of the carrying capacity of pile foundations provided by the impact of construction of urban tunnels on adjacent pile foundations, under the engineering background of the construction of the # 2 Line of the Guangzhou subway. It is carried out using a fast Lagrangian analysis of a continuum in a 3D numerical code, which is an elastoplastic three-dimensional finite difference model, to simulate the response of piles under the entire process of metro tun-neling (deactivation of soil element and activation of the lining). The adjacent stratum around the tunnel is classified into three re-gions: Zone Ⅰ(upper adjacent stratum of tunnel), Zone Ⅱ (45°-upper-lateral adjacent stratum of tunnel) and Zone Ⅲ (lateral adjacent stratum of tunnel). In each region one typical pile is chosen to be calculated and analyzed in detail. Numerical simulations are mainly conducted at three points of each pile shaft: the side-friction force of the pile, the tip resistance of the pile and the axial loading of the pile. A contrasting analysis has been conducted both in the response of typical piles in different regions and from computer calculated values with site monitoring values. The results of numerical simulations show that the impact on carrying ca-pacity of the piles lies mainly in the impact of construction of urban tunnels on the side-friction forces and the tip resistance of piles. The impact differs considerably among the different strata zones where the pile tips are located. The complicated rules of side-friction force and tip resistance of piles has resulted in complicated rules of pile axial loading thus, in the end, it impacts the carrying capacity of pile-foundations. It is necessary to take positive measures, such as stratum grouting stabilization or foundation underpinning, ete, to deal with the carrying capacity and the settlement of pile-foundations. The results are of value to similar engi-neering projects.     

PHC桩桩端改进后的沉桩与承载力探讨

PHC桩在沉桩过程中受土层特性和桩长的影响较大,随着桩长的增加,在中密~密实的砂性土层中沉桩的难度会加大.根据2个沿江电厂的桩基工程实例,在57 m长的PHC桩施工时采用了钢板环进行桩端处理,结合静载荷试验与高应变测试成果,对桩端改进型PHC桩的沉桩参数和承载力作了对比分析,试桩及工程桩的施工、试验与检测结果表明,采用钢板环处理的PHC桩,不但有利于沉桩施工,而且单桩承载力基本不受桩端改进措施的影响.通过探讨,为类似工程的桩基设计与施工积累了有益的经验.     

辽沈地区静压管桩终压力与单桩极限承载力的关系研究

目的建立静压管桩施工终压力与单桩极限承载力之间的关系，指导辽沈地区静压管桩工程实践．方法通过对辽沈地区不同地质条件下大量静压管桩的载荷试验研究，依据Q～S曲线等试验成果给出单桩极限承载力，采用数理统计方法对终压力和单桩极限承载力的关系进行分析．结果建立了不同地质条件、不同桩长的静压管桩终压力与单桩极限承载力之间的关系，依据实验结果及辽沈地区两者关系的效应系数，提出在静压管桩的施工中应采用设计标高和终压力双重控制．结论由于地质条件的差异，静压管桩的承载特性明显不同，辽沈地区静压管桩的终压力和单桩极限承载力的关系与南方地区有很大的差别，工程实践表明：在辽沈地区静压管桩的施工中．施行设计标高与终压力双重控制是适合的．     

盾构开挖对桩基内力和变形的影响

为研究盾构开挖对建筑物的影响,以某6层框架结构为研究对象,考虑上部结构-桩基-土体的共同作用。采用有限元软件ABAQUS6.14-1建立了盾构隧道、土体、桩基、上部框架的整体三维有限元模型,计算分析盾构下穿框架结构对桩基础变形和内力的影响。有限元计算结果表明:桩距盾构轴线的距离不同对桩底水平位移的影响比桩顶大,不同位置的桩的轴力受盾构开挖的影响各有不同,当开挖面推进到桩轴线并前进4倍洞径以内时桩的水平位移、弯矩和轴力的变化最为显著,桩上部所受弯矩较大且距地面0.2倍桩长处弯矩最大,应用采桩基础托换的方法减小该位置处的桩身弯矩。     

沉降控制复合桩基沉降影响因素的有限元分析

为研究上海地区的沉降控制复合桩基的沉降影响因素,利用ANSYS对桩-土-板基础模型进行有限元模拟,并探讨不同的桩径、桩长与桩距对沉降控制复合桩基的具体作用效果.研究结果表明：在设计沉降控制复合桩基时,桩距应大于等于6～7倍桩径;桩径的选取范围最好是在300mm之内,以最大限度地利用桩的沉降控制效率;沉降控制复合桩的桩长与桩径比以80～90为宜.     

盾构机掘进对基桩影响的工程分析法

盾构向前推进会对附近基桩产生不利影响，根据隧道与基桩空间位置的3种不同情况，提出了基桩稳定性，沉降的简便工程分析方法。