高压旋喷桩在地下连续墙成槽施工中的应用

基于对高压旋喷桩和地下连续墙成槽机理的分析,结合某地下连续墙工程所在地的复杂地层结构特点,提出在施工区的一定范围内先采用高压旋喷桩加固土体,再开槽浇筑地下连续墙的施工方案,解决了软弱土层中地下连续墙成槽的技术难题,结合工程实例介绍采用高压旋喷桩加固软弱地基的技术要点和实施效果。     

水下高压旋喷注浆法加固软土地基在蒲洲海堤护岸工程中的应用

旋喷桩自上世纪70年代引入我国,主要应用于陆上地基加固、组成闭合的帷幕或用于截阻地下水流和治理流砂等。文章介绍了国内首次采用沉入式大直径钢圆筒结构的广州番禺蒲洲海堤护岸工程中,采用双重管对13个直径13.5m的钢圆筒底部的水下软土地基进行旋喷处理,通过对各参数的调整与控制使软土地基达到了设计强度要求,为今后水下软土地基加固提供了成功经验。     

软土地基上板桩码头结构方案研究

以某软土地基上的板桩码头工程为例,采用地下连续墙作前墙、混凝土梁连接前后桩基的设计方案。考虑到软土地基的材料非线性,地基土体采用邓肯-张模型,并使用有限单元法分析板桩码头各构件的应力分布规律和变形特点。另外,采用多种方案对比的方法对码头结构设计方案中的前墙入土深度和两排PHC桩基的桩长进行研究。分析前墙入土深度和PHC桩长对板桩码头位移和内力的影响,并给出前墙入土深度和PHC桩长的优化结果,为工程实践中板桩码头的结构优化设计提供依据。     

考虑固结过程的软土地基承载力数值分析

深厚软黏土地基在受到上部结构传递的荷载作用时将会发生进一步固结,进而影响软土地基的承载特性,因此考虑荷载作用下软土地基的固结特性对地基承载力分析有重要意义。文章以室内静三轴试验所得软黏土抗剪强度指标c、φ随固结度和静偏应力变化规律为基础,利用大型有限元软件ABAQUS,通过用户子程序USDFLD对土体材料进行二次开发,建立考虑土体抗剪强度指标随固结度和静偏应力变化的有限元模型,进而对重力沉箱式防波堤软土地基承载力进行数值分析。有限元计算结果表明:静偏应力作用下地基土体发生进一步固结,土体固结度随时间增长而增大,抗剪强度指标出现明显增长。依据极限承载力、允许变位的判别标准分别对软土地基承载力进行分析:伴随着土体的不断固结,两种判别标准下的承载力安全系数均明显增大,且后者计算结果相对安全,建议采用允许变位的判别标准来计算实际工程中的承载力安全系数。     

离岸深水全直桩码头竖向承载特性有限元数值模拟

建立结构-地基相互作用三维弹塑性有限元模型,分析软土地基上离岸深水全直桩码头竖向承载特性与失稳模式。通过研究得出,竖向荷载作用下,该结构竖向承载特性及失稳模式与土体强度密切相关。当地基较软时,结构竖向极限承载力由地基土体强度决定;当地基较硬时,结构竖向极限承载力由桩身及土体强度共同控制。为此,在进行该类结构设计时,应充分考虑软土地基软化效应等可能降低土体强度的不利因素对结构竖向承载特性及失稳模式的影响。     

水气分离抽真空技术在软土地基处理施工优化的研究

对传统软土地基处理真空预压水气分离技术施工存在的问题进行施工工艺优化,以工程实体为依托,对泥浆搅拌墙施工工艺和水气分离抽真空控制技术要点进行优化,并确定泥浆搅拌墙、水气分离真空预压技术在软土地基处理加固中相关施工参数,同时对地基处理加固及土体压缩效果进行分析,总结泥浆搅拌墙最佳施工参数及水气分离抽真空技术要点。     

深层真空振击法吹填软土现场试验研究

结合实际工程进行深层真空振击法加固吹填软土的现场试验,主要对土体的Ps值、含水率、压实度、塑性指数、颗粒级配和地基承载力等物理力学指标进行测试。通过对加固前后这些数据的对比分析研究地基土的强度增长特性。经过处理,吹填土的地基承载力及压实度达到了设计要求。证明该方法的可行性与实用性,说明该方法在吹填软土地基处理方面具有广阔的应用前景。     

电渗法与电渗法联合真空预压法加固超软土地基的室内试验分析对比

以滨海新区的超软土地基为研究对象,通过开展纯电渗法和真空预压联合电渗法加固超软土地基的室内试验,对比两种加固方法中土体孔隙水压力、土体沉降以及土体强度的变化,分析两种加固方法的适用性与经济性,为现场施工提供技术和数据支持。研究结果表明:真空预压联合电渗法对土体加固效果较电渗法更均匀,土体固结更完全,总耗电量是电渗法的2倍,而土体强度的提高值却是纯电渗法的7倍。     

软粘土强度变化对防波堤稳定性影响分析

在地基软弱的离岸区域建造新港区,建筑物的失稳和破坏很大程度上与地基土体的承载能力有关。实际工程中,在软粘土地基上建造港工结构物大多会通过打设塑料排水板等对软土地基进行加固,如何科学的考虑软粘土地基抗剪强度的提升,最大限度的利用软粘土地基的承载能力,获得更为经济有效的工程设计施工方案,将是我国防波堤建设需要面对的重要研究课题之一。文章根据室内静三轴试验数据,研究不同荷载作用下软粘土强度变化规律,采用ABAQUS提供的接口对数值模型的土体材料属性进行二次开发,并结合实际工程,分析考虑软粘土强度变化后对沉箱式防波堤极限承载力的影响,计算结果表明:在竖向荷载作用下,由于软粘土抗剪强度的提升,防波堤安全系数提高了1.1,防波堤更加稳定安全;在水平波浪荷载作用下,结构的失稳主要受护肩和基床承载特性的影响,强度指标的提升对防波堤失稳影响较小。     

不同加载方式下真空加固吹填软土的现场试验与数值模拟*

吹填软土在真空负压作用下发生排水固结时,其强度和变形特性与真空负压的加载方式关系密切。首先对吹填软土进行了真空预压现场加固试验,通过对地表沉降、真空度跟踪监测,研究并比较不同负压加载方式下地基沉降规律及加固效果;然后采用FLAC3D建立三维弹塑性数值模型,对软土地基采用不同加载方式进行数值模拟,并与现场试验的实测数据进行对比,深入探讨加载方式对软土地基固结影响的细观机理。研究结果表明：采用真空预压法加固吹填软土地基时,慢速加载方式比瞬时加载方式更有利于土体的加固,建议在实际工程中采用分级加载方式施加真空荷载。     

T型桩基地连墙组合式码头结构受力特性研究

为了研究T型桩基地连墙组合式新型码头结构在施工期、使用期受力和位移性状,寻求最佳施工方案,以实际工程为依托,通过FLAC 3D软件对码头结构进行三维数值模拟。论证了开挖桩间土的必要性,并分别进行了3组不同的施工方案的比选,并在最佳方案的基础上研究其施工过程中结构位移、弯矩、剪力及地连墙两侧土压力变化规律,及使用期不同荷载作用下分配情况。分析结果表明,以一定坡度开挖桩间土是有必要的,建议与前沿土同时分层开挖。     

深厚软土地基上插入式钢圆筒的结构稳定性

结合港珠澳大桥岛隧工程东人工岛工程实例,基于 PLAXIS 3D 有限元软件计算平台,利用可同时考虑剪切硬化和压缩硬化的土体弹塑性本构模型 Hardening-soil model,对深插式大直径钢圆筒岛壁结构三维数值计算展开研究,分析施工全过程中各控制工况下钢圆筒的变位情况,并与二维理论计算和现场实测位移相验证,探讨深厚软黏土地基上大圆筒结构的变形与稳定特性。结果表明,三维数值模拟钢圆筒位移和实测位移相近,两者均大于二维平面等效计算位移值;当钢圆筒有足够的直径和埋深时,即使其插入深厚软黏土地基,水平和竖向变位均较大,但是其结构稳定性也较好。分析成果对类似工程以及大直径钢圆筒结构在软土地基上的推广应用具有一定的参考意义。     

钢板桩接岸结构加固方法的有限元分析

在深入剖析钢板桩接岸结构破损机理的基础上,提出了3种加固方案,即帽板加固法、局部外包法和地连墙替代法。通过有限元分析软件ANSYS建立了有限元模型,分别对接岸结构及土体变形特征和钢板桩等结构的受力进行了分析,并对3种加固方案的施工可行性进行了比较。最终确定局部外包法为最终加固方案。     

圆形基坑地连墙支护结构监测分析

圆形基坑多为应用于特殊场合的深基坑,根据基坑支护结构监测的实测资料,对地下连续墙侧向位移、墙顶水平位移、墙体垂直沉降、孔隙水压力、土压力及墙体内力等监测结果进行了分析,认为:原支护结构偏于保守,支护结构可以得到进一步优化。     

大圆筒结构整体稳定性和水平变位三维数值模拟

大圆筒结构作为水运工程新型结构形式,受力机理复杂,行业内对其认识较为有限。为研究大圆筒结构整体稳定性和水平变位的影响因素,采用PLAXIS 3D软件模拟大圆筒结构在不同地基土密度、强度、刚度,不同筒内回填料密度、强度以及不同埋深工况下整体稳定性和水平变位。结果表明,大圆筒结构整体稳定性随地基土密度、摩擦角和埋深的增大而增加,随回填料密度增大而降低,与回填料摩擦角和地基土弹性模量无关;大圆筒结构水平变位随地基土密度、摩擦角、弹性模量和埋深的增大而减小,随回填料密度的增大而增大,与回填料摩擦角无关。该成果可为大圆筒结构设计提供参考依据。     

某煤码头工程基坑支护结构原位测定

地下连续墙是在地下深处分段施工形成的,无法直接观察到其质量特征,形成缺陷难以修复。本文立足于基坑支护结构监测的实测资料,通过对地下连续墙侧向位移、墙顶水平位移、墙体垂直沉降、孔隙水压力、土压力及墙体内力等监测结果的分析,为类似工程的设计、施工和监测提供一些借鉴。     

圆沉箱护岸结构波浪力试验研究

大直径圆沉箱护岸适用于水深较大的外海海域。采用物理模型试验,探究带有连接件的大直径圆沉箱压力分布的规律及影响因素,研究包括沉箱上部胸墙的位置,胸墙顶超高与波浪要素等因素。通过比较试验结果与各家水平波浪压力的理论公式,进行波浪总水平力的计算方法研究,给出合田良实公式的折减系数来拟合大直径圆沉箱护岸的波浪总水平力计算公式,供工程设计参考与进一步研究。     

堆载作用下装配式钢圆筒稳定及变形分析

针对深厚软土地基及堆载作用的复杂条件,采用装配式钢圆筒护岸结构,开展结构稳定及变形分析。首先确定合理的结构方案,并通过条分法分析护岸整体稳定性,其次采用数值模拟法分析钢圆筒在堆载作用下的变形特性,最后通过离心模型试验验证装配式钢圆筒护岸的可靠性。结果表明：在深厚软土地基条件下,利用深插式钢圆筒截断堆载作用下的深层滑动面,保障护岸的整体稳定;当堆载作用距离护岸轴线120 m时,钢圆筒顶部位移约10 cm,筒体向海侧倾斜0.09°。通过堆载距离的控制,其作用下钢圆筒变形对重要建筑物结构影响较小,为钢圆筒护岸建设提供理论支撑。     

基于MIDAS的抗滑桩三维数值模拟及优化

某港区护岸工程区域的地质条件较差,软土层较厚,岸坡整体稳定性不满足要求,采用抗滑桩进行加固处理。基于MIDAS GTS NX软件,建立三维有限元模型,根据边坡不打抗滑桩情况下的等效塑性应变云图,确定抗滑桩桩长,分析不同桩型、桩径、桩距、平面位置下的桩内力、整体稳定系数及工程费用,选择最优的抗滑桩布置方案。结果表明,桩距在3.5D范围内,桩弯矩随着间距增大而增加,桩距达到3.5D后,桩弯矩不再显著增加;桩距在3.5D范围内,岸坡整体稳定系数随桩距增大无显著变化,超过3.5D后会逐渐降低;抗滑桩能有效改变岸坡的塑性区分布,整体稳定性提高了近30%。     

基于旧码头改造的钢管板桩结构静力分析

结合国内某港区散杂货泊位改造工程,对基于高桩码头改造所产生的新建钢管板桩结构进行数值分析。首先,建立数值模型,将传统板桩码头前墙结构受土压力作用的数值计算结果与理论计算结果进行比较,验证数值方法的准确性;其次,基于此数值方法建立研究土体边界选取的三维数值模型,分析土体的边界范围对码头结构应力的影响;最后,对钢管板桩结构进行运营荷载作用下的三维数值模拟,对结构的应力及位移进行分析。通过数值模拟及理论分析发现:在钢管板桩结构数值模型中,当土体边界达到60～80 m时,可以忽略土体的边界效应;在码头面设计荷载作用下,新建结构所受土压力和产生的位移小于传统的板桩码头结构。