不同支护结构的实测土压力及其分析

通过对南京某大厦深基坑支护结构侧土压力的实测研究 ,分析和研究了软土地区悬臂支护结构、单层支点混合支护结构、连拱支护结构侧土压力分布的基本规律。     

基于EDEM的混凝土板桩静压贯入过程三维颗粒流数值模拟

针对混凝土板桩在干粗砂地基中的静压贯入问题,为了明确贯入过程中的挤土效应及贯入阻力的发展规律,利用离散元数值模拟软件EDEM(Engineering Discrete Element Method)对干粗砂中混凝土板桩静压贯入过程进行了三维数值模拟。为此,提出了适用于类似试验的参数标定方法,分析了贯入过程中颗粒的运动特征。针对板桩结构的特点,对长边和短边方向的挤土效应进行了对比,并以短边为例,分析了不同高度处的挤土效应。最后,根据颗粒与桩结构的接触力,提取了桩端阻力和桩侧摩阻力的值,分析了两者在贯入过程中的变化规律。结果显示:在贯入过程中,颗粒的运动呈现"涡流状",并随贯入过程演化;板桩沿短边方向的表面隆起量约为沿长边方向的隆起量的2倍;随着长宽比的增加,板桩结构在短边方向和长边方向的隆起值相应增加,且短边方向的隆起值与长边方向的隆起值的比值与相应板桩的长宽比近似相等;随着贯入的进行,桩侧摩阻力所占的比重逐渐增加,在完全贯入后,侧摩阻力值约占桩端阻力的1/25;不同长宽比的板桩结构,其桩端阻力和桩侧摩阻力的单位值近似相等,并与准二维计算结果相近。     

砂土原位应力场中的灌注桩成孔卸荷收缩理论解

为了探究钻孔灌注桩在竖向成孔时伴随的孔周土体径向应力的卸荷情况,基于SMP屈服准则及非相关联流动法则,探讨了初始原位应力场条件下砂土竖向钻孔孔周存在的2个塑性区的应力状态工况,并推导了该工况的应力场、位移场的解答,给出了工况判别标准。结果表明:静止侧压力系数K₀、土体内摩擦角φ的选取关系到孔周塑性区半径r_e,r_p的变化,对塑性区的产生和发展有很大影响;不同K₀和泥浆重度r_mud下的孔壁相对位移、孔壁应力均随着钻孔深度的增大而呈线性增大,孔壁相对位移随K₀增大而增大,随r_mud的增大而减小,但孔壁径向和环向应力并不随K₀的改变而改变;砂土竖向成孔的孔周塑性区范围几乎沿深度不发生变化,塑性半径r_p对钻孔孔壁环向应力有较大影响。提出的理论解对于砂土初始原位应力场中的灌注桩成孔卸荷问题具有一定的理论意义。     

多溶洞地层桩端极限承载力下限有限元法分析

为计算多溶洞地层桩基的极限承载力,通过MatLab平台编制了用于分析多溶洞地层桩端极限承载力下限的有限元法计算程序。采用平面应变模型,并假定材料符合Mohr-Coulomb准则和塑性关联流动法则。定义无量纲参数N来衡量各参数对桩端极限承载力的影响。根据桩与溶洞间的相对位置关系,详细探讨了6种工况下桩端极限承载力的变化规律,并分析了嵌岩深度h_r、上覆土层自重q_s和溶洞直径D的影响程度。分析结果表明:桩端极限承载力随h_r的增大而增大,随D的增大而减小,而q_s的影响基本可忽略不计。此外,还对不同工况下桩端的极限破坏模式进行了分析。最后,通过考虑无溶洞、有溶洞下的2种桩基算例,验证了本文方法的正确性。     

印尼地区嵌岩灌注桩竖向承载特性现场试验

为更加深入研究不同竖向荷载作用下大直径嵌岩灌注桩的承载特性与荷载传递规律,以印尼地区某工程为依托,对3根直径为800 mm的嵌岩灌注桩进行单桩竖向抗压静载试验与桩身应力测试。试验结果表明:3根试桩的Q-s曲线均为缓变型,沉降量均不超过17 mm,回弹率较大,介于54.8%~70.9%之间,残余沉降较小,承载力较高,均满足设计要求。桩身轴力随桩顶荷载的增加逐渐增大,随深度逐渐递减;桩侧摩阻力的发挥具有异步性,随着荷载的增大,桩侧摩阻力逐渐发挥,在嵌岩段桩侧摩阻力最大,但仍未充分发挥;桩端阻力随桩顶荷载的增加近似呈线性增大,在最大荷载作用下,桩端阻力占比约55%,表现出摩擦端承桩的特性。研究结果对国内桩基规范的完善以及当地桩基规范的制订具有较重要的意义。     

水平荷载作用下单桩的虚拟桩解法及参数

根据Muki&Sternberg的虚拟桩方法,将水平荷载作用下单桩的问题分解为弹性半空间扩展土和一根虚拟桩的叠加,其中虚拟桩的弹性模量等于桩的弹性模量与土的弹性模量之差。基于水平位移协调条件推导出求解桩土间相互作用所需要的第二类Fredholm积分方程,通过广义胡可定律推导出该积分方程间断点的显式解,从而提高了Fredholm积分方程的数值计算精度并简化了计算程序的编写,根据Mindlin解推导出位移影响函数,简化了位移函数的推导过程。参数分析表明,桩土弹性模量比对单位水平力作用下桩身最大弯矩的位置有明显的影响,随着桩刚度的增加,桩身最大弯矩的位置随之加深。     

深厚淤泥中双排钢板桩结构安全稳定性研究

针对滨海地区深厚淤泥地基中双排钢板桩围堰结构受力复杂的问题,基于土力学理论,分别从运行工况下的抗剪切变形稳定、底部抗隆稳定、整体抗滑移稳定、抗倾覆稳定以及整体滑动稳定等方面进行分析,给出了安全稳定计算公式,同时通过数学理论推导计算,给出了钢板桩最小入土深度计算公式。以浙江省某大型围垦工程水闸的双排钢板桩围堰工程为例,依据该计算公式,得出最小入土深度建议值为17.01 m,与工程实际设计值18.50 m基本一致;同时利用有限元计算软件,对该工程中双排钢板桩围堰结构进行数值模拟计算分析,并将模拟结果与钢板桩实际水平变位监测资料进行对比分析,认为该双排钢板桩围堰结构设计安全可靠,可为相关工程应用提供参考。     

软土地区旧桩拔除技术和新建桩基础调整方案及施工措施

结合天津南开区某地块定向经济适用房项目,介绍其在基础施工中遇到旧预制方桩时,采用全套管高压喷气、射水振动沉管施工工艺清孔拔桩,并对该工艺进行分析得出:该拔桩施工工艺适用于软土地区旧桩拔除项目;并针对旧桩孔无法回填压实、部分新建桩基础与拔除旧桩孔距离较近等原因导致钻孔倾斜、串孔等问题,提出远离旧桩位置或调整至旧桩桩心位置等方法调整桩位,并采用加大桩径、增设承台等调整方案承担因调整桩位而产生的上部偏心荷载;采用拌和白灰、分层压实、回填静置等措施提高回填土的密实度,采用保证垂直度和调节泥浆配合比等措施,以改善不良施工条件,得出适当增加混凝土充盈系数保证成桩质量等施工经验,为后续类似工程提供借鉴。     

水平旋喷桩加固技术在隧道细砂层中的应用

国内隧道施工技术向“长、大、深”趋势发展,伴随而来的是开挖中遇到各类复杂不良地质,如何既保证施工安全又保证开挖质量,是隧道施工穿越不良地质研究改进的重点。文章结合浩吉铁路王家湾隧道细砂层段落开挖施工,运用水平旋喷技术对软弱不良地层进行加固,形成壳状止水固结体,提高了围岩稳定性,有效解决了隧道开挖过程中涌砂、涌水等问题,保证了施工安全,为类似不良地质隧道施工提供了借鉴经验,具有明显的经济效益和一定的推广价值。     

Control of floor heaves with steel pile in gob-side entry retaining

A new approach named as steel pile method is innovatively proposed in this study to control severe floor heaves in gob-side entry retaining. It is required that the steel piles be installed in the floor corners with a certain interval before the influence of the dynamic pressure induced by current panel extraction. Using numerical simulation and theoretical analysis, this study investigated the interaction between the steel piles and the floor rocks during the service life of the steel piles, and revealed the mechanism of the steel piles in controlling floor heaves. The effect of the steel pile parameters on the control of floor heaves was presented and elaborated. It is found that the effectiveness of the steel piles in controlling floor heaves can be enhanced with greater installed dip angle, longer length and smaller interval of the steel piles.Compared with traditional methods, e.g., using floor anchor bolts and floor restoration, the advantages using steel pile were successfully defined in terms of controlling effect and economic benefits. It is hoped that the proposed method can contribute to the development of gob-side entry retaining technique.