抗拔桩对地下结构受力的影响

讨论抗拔桩设计和计算中的几个常见问题,并结合工程实例对设置抗拔桩对地下结构受力产生的影响进行分析,提出了抗拔桩和压顶梁弹簧系数的计算方法。针对上部荷载和抗拔桩同时作用的地下结构,通过三维有限元分析,给出了其计算结果并提出了可行的设计方案,对地下结构尤其是地铁结构设计具有一些借鉴意义。     

抗拔桩与主体结构相互作用的三维有限元分析

由于沿海地区地下水位埋藏较浅,常常设计抗拔桩作为地下结构的抗浮措施,而抗拔桩设计最关键的问题为桩的受力状态、承载力以及和主体变形协调的问题.结合广州市某深挖地铁车站抗拔桩设计实际情况,采用ANSYS有限元分析软件,建立了车站主体结构和抗拔桩共同作用的计算模型,进行了车站主体结构与抗拔桩的三维有限元计算.分析研究了在水土各项压力及自重作用下,车站抗拔桩的抗浮应力及变形特征,并着重研究了车站底板、底纵梁及抗拔桩的应力、变形规律.     

抗拔桩与主体结构相互作用的三维有限元分析

由于沿海地区地下水位埋藏较浅,常常设计抗拔桩作为地下结构的抗浮措施,而抗拔桩设计最关键的问题为桩的受力状态、承载力以及和主体变形协调的问题。结合广州市某深挖地铁车站抗拔桩设计实际情况,采用ANSYS有限元分析软件,建立了车站主体结构和抗拔桩共同作用的计算模型,进行了车站主体结构与抗拔桩的三维有限元计算。分析研究了在水土各项压力及自重作用下,车站抗拔桩的抗浮应力及变形特征,并着重研究了车站底板、底纵梁及抗拔桩的应力、变形规律。     

浅析明挖隧道抗拔桩设计

通过对常熟青墩塘互通隧道抗拔桩设计过程的分析,介绍了城市明挖隧道抗拔桩的计算及分析方法,以及设计中应考虑的各种因素,以供类似工程参考。     

双向框架式湖底隧道抗拔桩受力分析及布置优化

目前国内外对明挖湖底隧道抗拔桩受力缺乏系统分析,导致抗拔桩布置存在不合理之处。基于合肥市方兴湖隧道工程设计与实践,对湖底隧道抗拔桩受力进行现场测试与数值分析,探究了双向框架式湖底隧道抗拔桩受力特征,提出抗拔桩布置优化方法。研究结果表明,方兴湖隧道左右边墙下抗拔桩承受压力,管廊下抗拔桩承受较小拉力,只有左右洞室跨中下抗拔桩较好地发挥了抗拔作用。根据内力和抗裂验算,受拉的抗拔桩具有一定的安全盈余。建议去掉左右边墙和管廊下未发挥抗拔作用的桩体,使抗拔桩数量减少20%,隧道结构-桩-土数值分析结果表明,抗拔桩结构体系得到明显优化,抗拔桩抗拉强度得到有效利用,而且上部主体框架结构的安全性变化不大,满足结构安全要求。     

软土中设抗拔桩底板的内力解析算法

在软土地区,采用抗拔桩作为抗浮措施较为普遍,但目前设置抗拔桩底板的内力算法在规范中尚无明确规定。本文在荷载结构法的基础上,结合文克勒地基模型作为土弹簧单元,提出一种分析设抗拔桩底板内力的简化计算模型。此法考虑了桩侧土体与抗拔桩之间的相互作用,并且允许桩体在水反力的作用下发生竖向位移。在将模型简化为结构力学中的超静定问题后,进一步明确了各支座处约束的转角、竖向刚度的取值方法。有限元计算的结果表明,此法较之以往的计算,其方法可行,结构内力更为科学合理,对地下结构的设计和施工具有一定参考与借鉴的价值。     

临海浅埋富水地层明挖隧道抗浮稳定性研究

根据港珠澳大桥珠海连接线的关键控制工程拱北隧道的特点,对海域明挖基坑深度较浅段落,通过建立三维复杂数值计算模型,考虑桩土的相互作用,模拟抗拔桩的实际负摩阻力工作机理,分析了抗拔桩在不同参数方案下的变形和受力特征,得到以下结论：①考虑底板抗拔桩不同参数方案,抗拔桩在底板抵抗扬压力上浮时发挥的作用显著,能有效的降低底板隆起最大值;②增加桩长和桩径都能够有效提高抗拔桩提供的抗浮效果,增加抗拔桩的桩长在控制底板在扬压力作用上浮隆起效果更加显著;③抗拔桩的不同参数对连续墙的水平位移以及地表沉降槽的影响很小,抗拔桩对抵抗基底隆起的作用比较大。     

压顶梁与抗拔桩对地铁车站结构内力和变形的影响分析

地铁车站抗浮设计时,选择合适的抗浮措施不仅能节省工程投资,还能提高地铁运营的安全性。为了研究压顶梁和抗拔桩对车站结构内力和变形的影响,对抗浮措施的选择提出合理建议,以成都某地铁车站为例,对不同抗浮措施的3种工况进行结构数值计算。对比3种工况的计算结果,表明抗拔桩对车站结构的内力和变形有改善作用。考虑工程投资的经济性,建议车站抗浮措施优先采用压顶梁,当采用压顶梁无法满足抗浮稳定性计算,或车站结构变形过大、结构整体配筋率过大时,可增设抗拔桩以满足抗浮稳定性计算,并改善车站结构内力和变形。     

抗拔桩的设计

依据现行设计规范,阐明了抗拔桩的设计要点.其中包括:依据地基土对桩的支承力和桩身材料强度确定抗拔桩的承载力;抗拔桩的配筋和裂缝计算;区分了几种常见类型抗拔桩的不同设计要求,明确抗拔桩设计的核心问题是配筋和裂缝控制.并以工程实例做样板,设计了一套包含不同类型的抗拔桩的计算例题.文中抗拔桩设计计算方法的讨论,还澄清了有关抗拔桩设计的一些认识误区,对抗拔桩的设计作了有益的启示.     

北京地铁盾构隧道管片设计合理性探讨

介绍了管片衬砌内力计算理论——修正惯用法和梁-弹簧模型法，并分别用其计算北京盾构地铁隧道的两个工程实例，通过比较分析得出梁-弹簧模型更符合北京地铁隧道工程实际。最后，通过理论分析，推荐使用梁-弹簧模型法对北京地铁隧道管片进行设计优化，可减少其配筋量，为北京地铁工程创造更高的经济效益和社会效益。     

考虑上拔力作用点位置影响的抗拔桩变形分析

上拔力作用点位置对抗拔桩摩阻力分布有决定性影响,是分析抗拔桩荷载变形机理的关键性因素。根据试验资料,将抗拔桩离散成作用点以上的上部承压桩和作用点以下的下部抗拔桩,两者在上拔力作用点所在截面满足荷载平衡条件和位移协调条件,由此可建立反映上拔力作用点位置影响的抗拔桩分析模型,该模型采用荷载传递法求解,得出了不同上拔力作用点下摩阻力分布、桩顶荷载位移、作用点所在截面荷载位移解析解。理论解表明,上拔力作用点以上和以下的桩体都存在临界桩长现象。文章还提出了最优上拔力作用点概念及其计算方法,对实际工程具有重要的指导意义。     

托底抗拔桩承载特性的模型试验研究

托底抗拔桩是一种通过无黏结钢绞线将上拔荷载传至桩底,使桩身混凝土受压工作的一类新型抗拔桩。能合理解决桩身受拉开裂问题和基础筏板受桩顶托问题,其承载特性与普通抗拔桩存在差异。通过室内模型试验,对比分析了普通抗拔桩与托底抗拔桩在极限抗拔承载力、桩身轴力传递、桩侧摩阻力分布方面的差异及其原因。探讨了泊松效应对上述两种桩承载力的影响。基于普通抗拔桩承载力确定方法,引入桩相对柔度参数确定托底抗拔系数,提出了托底抗拔桩极限承载力的计算方法与关键参数得取值建议,并通过模型试验数据对该计算方法的合理性进行了验证。     

抗拔群桩承载力的简化计算

抗拔群桩极限承载力是抗拔桩设计的主要内容之一,然而相对于抗拔桩单桩的极限承载力研究而言,国内对抗拔群桩极限承载力的理论研究相当有限,现有分析方法大多采用等效墩法预测抗拔群桩的极限承载力。等效墩法虽然计算方法简单,然而不能合理考虑桩-桩相互作用对群桩承载力的影响,因而有一定的局限性。本文采用边界元法分析群桩的极限承载力,该方法能较好的考虑桩-桩间的相互作用对群桩承载力的影响。在此基础上,本文对抗拔群桩的影响因素进行了详细分析,分析结果表明抗拔群桩效率系数随桩的距径比的增加而增大,随长径比的增大而减小,随桩数的增加而减少。由于边界元法计算过程较为复杂,本文通过回归分析方法给出了预测抗拔群桩承载力的经验公式,从而简化了抗拔群桩承载力的计算,便于应用于实际工程。通过与模型试验结果进行对比,对比结果表明本文提出的两个预测抗拔群桩承载力的分析方法可以较好的预测抗拔群桩的极限承载力,计算结果与实测结果较为相近。     

软土地区抗拔桩受力性状的现场试验研究

通过温州软土地区3根抗拔桩的静载试验研究了抗拔桩的受力性状。试验结果表明,抗拔桩桩身轴力随着深度的增加而减小,在桩端处桩身轴力始终为零,即抗拔桩始终表现为纯摩擦桩性状。对于持力层是卵石层的抗拔桩,桩身拉伸量是桩顶上拔量的主要组成部分。桩侧摩阻力的发挥程度和桩土相对位移有着很好的对应关系。当桩土相对位移较小时,桩长范围内...     

高寒环境下轻体结构混凝土短桩基础抗冻拔处理技术

桩基冻拔是高寒地区常见的建筑物病害,冻胀问题严重困扰着高寒地区的地基上轻型混凝土结构短桩基础的应用。研究其冻拔位移发展规律,把握冻拔发展的原因及其作用程度的轻重,制定有效的工程防治措施,防止冻拔位移对结构造成安全上和使用上的不良影响。对出现冻拨的桩基础,及时地采取补救措施可延长工程使用寿命。在介绍短桩的概念及冻拔原因和破坏形式,通过对桩基抗冻拔计算阐述了桩基础施工过程中抗冻拔措施以及冻拔的补救措施,并应用于工程实践。     

后张部分粘结预应力抗拔灌注桩的受力机理研究

随着地下空间的开发和利用,地下建筑结构埋深不断增加。当地下水位较高时,地下结构就会受到较大的浮力,因此需要在结构底板下设置抗拔桩。为了研究后张部分粘结预应力抗拔灌注桩的受力机理,首先通过试验测试了预应力钢绞线和水泥净浆的粘结强度。然后,运用ABAQUS有限元分析软件进行数值模拟,得出了粘结强度参数。在此基础上对后张部分粘结预应力抗拔桩进行数值分析,研究其受力机理,为工程应用提供理论依据。研究表明,后张部分粘结预应力抗拔灌注桩侧摩阻力由桩顶至桩底逐渐增加,持力点主要在桩底部,而预应力的施加不仅可以避免裂缝的产生,还可以抵抗“泊松效应”而产生的“颈缩现象”的影响,对提高桩体的抗拔性能十分有利。     

嵌岩旋挖扩底抗拔桩工程应用研究

 对于单轴抗压强度在14.4 MPa以下风化程度不同的泥岩、泥质砂岩互层的特殊地质条件,按照现行设计规范,抗拔桩基础往往难以找到合适的终孔地层,利用旋挖钻机成孔、扩孔施工工艺形成扩底抗拔桩解决上述问题,并根据现场原型试验,对嵌岩旋挖扩底抗拔桩承载规律进行研究。根据桩顶静载试验和桩身应变测量试验数据,分析抗拔桩的桩身开裂、桩身变形规律。分析后认为,嵌岩扩底抗拔桩极限承载力主要由桩侧摩阻力、扩大头抗拔力提供,桩侧摩阻力是逐渐发挥作用的,计算桩的极限抗拔力时不宜考虑全部的桩侧摩阻力,扩大头抗拔力在整个抗拔力中占较大比例。嵌岩扩底抗拔桩极限承载力主要受桩顶位移控制。极限承载力是桩顶位移达到极限值(即容许上拔量)所对应的承载力,而不是抗拔桩真正所能发挥出来的最大承载力。当上部结构对抗拔桩桩顶位移比较敏感时,宜采取措施控制桩身变形,而不是单一提高桩的极限抗拔承载力。     

基坑开挖引起下卧运营隧道变形的研究

各种基坑开挖活动在已经建成运营的隧道上方进行,必然会引起隧道的隆起变形。以上海东方路—张杨路下立交工程为实例,通过理论分析和数值模拟计算,得出了基坑开挖过程中影响运营隧道变形的关键因素。抗拔桩与周围土体的摩擦性能,可抑制回弹变形;分块施工,特别在施工条件允许的情况下,分块越多,隧道的隆起变形越小;限时施工,也可控制隧道回弹变形。     

深基坑开挖条件下抗拔单桩承载力性状研究

通过对基坑工程坑底工程桩桩顶位移与桩身轴力的实测结果进行分析总结,发现坑底工程桩在基坑开挖后,由于土体卸荷回弹产生较大的桩顶位移与拉力。为研究深基坑开挖条件下抗拔单桩承载力变化特性,采用有限元分析软件ABAQUS,建立二维轴对称模型,对不同桩长、桩距、开挖深度与开挖半径对坑底抗拔单桩承载力的影响进行了分析。研究结果表明,桩长和桩径可以显著影响开挖后抗拔桩承载特性,可以通过增加桩长与桩径提高抗拔单桩承载力;开挖深度和开挖宽度共同影响坑底抗拔单桩承载力,主要影响基坑开挖后桩体受力特性,对单桩承载力影响较小。因此,当基坑开挖宽度和开挖深度确定后,合理的选择桩长与桩径十分必要。     

单层导洞暗挖车站桩基差异沉降对结构内力影响分析

为研究单层导洞暗挖车站桩基差异沉降对结构内力的影响,以北京地铁16号线万泉河桥站工程为背景,通过建立车站平面有限元模型,分析桩基差异沉降加载方式和不同施工工况下桩基差异沉降值对车站结构内力影响.研究表明:两种不同的桩基差异沉降加载方式对结构内力影响差别不大,随着桩基差异沉降值的增加,车站结构内力不断增大.桩基差异沉降对...