饱和软黏土路基中布袋注浆桩的挤土效应

为研究饱和软黏土路基条件下布袋注浆桩的挤土效应,以布袋注浆桩加固某饱和软黏土路基工程为例,通过现场试验对桩体成型过程中的桩周土体位移和超静孔隙水压力进行了分析. 运用测斜管监测了成桩时桩周土体的水平位移,得到了土体位移的分布特征和土体位移随注浆压力与时间的变化规律;运用孔压计监测了成桩时桩周土体中超静孔隙水压力,得到了超静孔隙水压力的分布规律与变化趋势. 试验结果表明:成桩后,桩周土体水平位移呈现“马鞍形”分布,在距离地表0.1～0.3倍和0.8～1.0倍的桩长位置处出现最大位移;桩体成型挤土产生水平位移的范围约为桩径的6倍;桩体养护成型后,标准施工下的注浆压力对挤土效应的影响甚微,同时桩周土体水平位移会出现明显回弹,回弹位移值为注浆当天的40%～60%;超静孔隙水压力在前10 d消散较快,超静孔隙水压比随土体与桩体间距离的增加而呈现近似于线性规律的衰减,其影响范围约为10倍桩径.      

涉铁桩基施工对地铁隧道影响分析

邻铁桩基施工过程中的土体扰动极易对既有地铁隧道产生不利影响,隧道主体结构变形是桩基施工过程中主要监测对象。依托宁马(南京至马鞍山)高速公路油坊桥互通工程,基于隧道结构监控数据,分析桩基施工过程中隧道结构水平、沉降及收敛变形特征,研究桩基施工对隧道结构影响。结果表明:桩基施工距隧道结构越远,影响越小,间距超过14m,扰动影响可以忽略;邻铁桩基采用全套管灌注桩施工会对隧道结构产生侧向挤压作用,产生较大的水平及收敛变形;施工过程应重点监测隧道结构渗水及管片错台病害,并及时进行病害治理,研究可为同类工程施工提供参考。     

软土地区桥梁桩基施工对既有路基影响分析

为了探讨分析软土地区道路建设期间桥梁桩基施工对邻近区域既有路基的影响,以张新高速公路所跨越的一段既有铁路路基为研究对象,依托桩基施工项目,通过现场变形监测,获取了深层水平位移以及路基沉降数据,分析了桩基施工对邻近铁路路基稳定性的影响。结果表明,地下深层水平位移变形变化较大部位出现在地面堆载较多以及软土层深厚区域,路基沉降变形变化主要发生在施工前期,后期逐渐趋于稳定。通过采取高压旋喷桩施工工艺结合软土表层处理技术,可以有效抑制土体变形,达到对既有路基影响小的良好效果。     

软土地基钻孔灌注桩受力性状分析

通过对冲孔灌注桩和旋挖灌注桩桩顶、桩端沉降量静载试验资料及桩身应力应变测试资料的分析,得出桩身荷载传递机理及不同施工工艺在不同荷载水平下桩的受力性状差异.并就影响桩侧摩阻力的因素进行深入探讨.这一研究表明:桩周土的性质、桩土相对位移、桩端沉渣、成孔时间、护壁清孔方式及加载反力装置均会对单桩极限承载力产生重要影响.     

桥梁施工对邻近高铁桥梁的影响研究

为探究桥梁施工对临近高铁桥梁建筑的影响,引入GIS岩土专用有限元分析软件,构建有限元分析模型,通过模拟新建工程施工,探究施工各个阶段对邻近高铁桥梁地表附加沉降以及箱涵结构的影响。分析计算结果表明,基础结构施工和桥梁墩柱结构施工阶段均会导致邻近高铁桥梁发生变化沉降及箱涵结构变化。施工中对邻近桥梁影响程度最大的施工阶段为支架搭建阶段和直接拆除阶段,且隔离桩结构与箱涵结构距离越大,则箱涵结构沉降最大值越小,土体位移阻隔作用越明显。     

盾构施工参数对土体及单桩的影响

采用对隧道洞室周边及开挖面的土体施加由盾构机引起的各种荷载的方法模拟盾构施工,通过变化注浆压力及推进力研究盾构施工对周边土体及单桩基础的影响.增加注浆压力是减小盾构推进对周围土体影响的最有效的措施.当注浆压力足够大,推进力、盾尾脱离及浆液硬化对土体的影响程度相同.若使隧道顶点的沉降及隧道底部土体的回弹减小相同的数量,底部注浆孔的压力要大于顶部注浆孔的压力.当推进力大于临界值时,推进力对隧道周边土体的影响明显增加.隧道周边及地表处各点的位移变化主要发生在盾构机通过这些点所在位置时,衬砌生成后,随后的开挖步对其影响很小.桩侧隧道洞室衬砌生成后,随后开挖步施加的注浆压力可以明显减小桩顶沉降,注浆压力越大,桩顶最终沉降越小.推进力对桩顶沉降影响不明显.盾构施工引起的桩顶和桩底的沉降始终相同,即桩整体下沉.桩顶无荷载及桩顶施加工作荷载时,开挖引起的桩顶沉降相同;桩顶施加极限荷载时,开挖引起的桩顶沉降明显增加.     

堆载宽度对邻近桥梁桩基的影响

采用数值方法对堆载土体对邻近桩基的水平位移、应力以及弯矩进行模拟分析。结果表明:不同分布宽度堆载基本不会影响桩底位移,且位移主要发生在地表上侧桩身。随着堆载分布宽度增大,桩身水平位移不断增大,在地面以上部分桩身水平位移基本一致,而在地面下部分,桩身水平位移从桩底到地面基本呈线性增大。不同分布宽度堆载对桩身水平应力作用规律基本相同,即从桩底到桩顶,应力先增大到峰值后回落,应力最大值区间基本在-5～-15m范围内,且随着堆载宽度的增加,桩身最大水平应力逐渐增大,但增大速率逐渐减缓。不同分布宽度堆载对桩身弯矩作用规律相同,堆载在不同宽度时对桩身弯矩影响最大位置在地表以下标高-2m附近。     

季节冻土地区深基坑桩锚支护体系安全性研究

通过对某越冬深基坑工程的现场监测,分析了基坑工程水平变形情况,研究了冬季基坑水平变形的原因.监测结果表明:桩锚支护超深基坑水平位移已超过现行地方规定,但支护体系的安全性仍可满足要求,应进一步结合该地区其他超深基坑的监测结果分析,提出该地区桩锚支护体系安全预警指标;冻融循环会引起锚索预应力损失,使桩锚支护超深基坑产生较为明显的水平位移,影响基坑安全.因此,在越冬基坑设计和施工组织等方面,应综合考虑坑壁保温、地表排水和桩后土体排水等问题,降低冻融循环的不利影响.     

粉喷桩复合地基处治高速公路软土路基影响因素分析

以某高速公路匝道软基工程为研究背景,运用PLAXIS有限元软件建立粉喷桩复合地基,针对不同桩长、桩径、桩间距、垫层厚度,对粉喷桩复合地基的沉降及水平位移进行数值模拟分析,得出以下结论:粉喷桩复合地基存在临界桩长,适宜的桩长才能有效控制复合地基沉降及水平位移;随着粉喷桩桩径的增大,复合地基沉降和水平位移均逐渐减小,但桩径过大对复合地基沉降及水平位移控制效果不明显;随着粉喷桩桩间距或垫层厚度的增大,复合地基的沉降量变化均不明显,粉喷桩桩间距过小或垫层厚度过大均不能有效控制粉喷桩复合地基沉降和水平位移,且导致施工难度及工程造价增大。     

深基坑桩锚支护结构变形的土体参数敏感性分析

为研究土体参数对深基坑桩锚支护结构变形的影响,利用有限元软件建立基坑计算模型,分别针对不同弹性模量、内摩擦角、黏聚力及泊松比对支护桩水平位移的影响进行敏感性分析,研究结果表明:增大土体弹性模量、内摩擦角和黏聚力,基坑支护桩变形量会逐渐变大;增大土体泊松比,基坑支护桩变形会逐渐变小;基坑支护桩水平位移最大水平位移发生在靠近桩中位置。研究结果可为不同土体参数的深基坑桩锚支护结构工程设计提供理论参考。     

盾构法隧道施工时高承台被动群桩的土拱效应

通过建立有限元模型模拟天津市地铁一号线盾构施工,有限元模型得到的土体沉降曲线与现场实测吻合,在此模型基础上进一步研究隧道开挖过程中被动群桩的土拱效应.隧道开挖时,3×3被动群桩中远离隧道的边排桩的桩间土一般形成了“反向土拱”;靠近隧道的边排桩的桩间土拱的形式主要取决于同一位置处桩与土体的相对位移.当桩的水平位移小于土体时,桩间土体形成了类似于边坡工程及堆载情况下的土拱;反之,桩间土体形成“反向土拱”.桩长增加,当桩、土水平位移接近时桩间土拱效应肖失;与地面堆载等典型的被动群桩不同,隧道开挖时当被动群桩的桩间距由4m减小至2m时土拱效应消失.     

预应力锚索支撑体系在地铁明挖基坑中的应用

沈阳地铁二号线某车站采用明挖法施工,设计选用了预应力锚索支撑体系。预应力锚索水平方向和竖向均有布置,其竖向锚索通过腰梁锚固在钻孔灌注桩上。一方面锚索的锚固力传递到防护桩上使土体密实;另一方面锚索施加的预应力作用改变了破裂面土体的应力状态,从而保证开挖基坑边坡土体的自稳能力。阐述了预应力锚索的施工原理与构造、施工工艺及技术要点。工程实践证明,深基坑施工采用预应力锚索支撑体系在围护结构的强度、整体稳定性和变形的影响方面优势明显。     

灌注桩套管振动贯入过程模型试验及数值模拟

为了研究灌注桩套管振动贯入引起的施工效应,通过物理模型试验,对套管贯入过程及贯入过程中孔隙水压力、水平向挤土应力和土塞闭塞程度的变化规律进行了分析;建立了能够有效模拟灌注桩套管振动贯入过程的数值分析模型,并对物理模型试验进行大变形数值模拟及对比.研究结果表明:灌注桩套管贯入深度每增加0.2 m,超孔隙水压力和水平向挤土应力分别增加1 k Pa和8 k Pa,但挤土效应的影响范围主要集中在距离套管中心半径为6倍管径的范围内;由于套管壁与土体的反复剪切,产生不完全闭塞的土塞,套管端部形成环形土拱,此段土塞承担了80%的内摩阻力;随着套管直径增大,土塞闭塞程度由不完全闭塞过渡到完全非闭塞状态;套管贯入相同深度时,饱和砂土地基中土塞高度为干砂地基中土塞高度的1.2倍.     

路基填筑土体参数对邻近桩基位移变化影响分析

以实际工程为例,采用数值模拟方法,分析路基填筑对临近桩基变形影响,并分别考虑填筑土的压缩模量、内摩擦角、粘聚力和桩体的弹性模量对桩顶沉降和侧向位移的影响,得到以下结论:桩身整体发生沉降,最大值为2.5 mm,桩体整体向右侧变形,桩顶水平位移最大,最大值为45.8 mm,且随着桩深的增加,其侧向位移逐渐减小;增大填筑土的压缩模量、内摩擦角、粘聚力和桩体的弹性模量均可减小桩顶侧向位移,且效果依次降低,对于桩顶沉降位移,通过增大上述4个参数后,其减小效果不明显;增大填筑土的压缩模量、内摩擦角对减小桩顶沉降效果明显,在工程上可以合理利用。     

浅基坑开挖对既有车站的安全影响分析

针对基坑开挖引起土体自重应力卸载,进而导致周边土体应力结构发生变化,使既有车站结构受力发生变化,从而改变既有车站安全性问题,采用midas GTS数值模拟和现场监测的研究方法,建立浅基坑和既有车站二维有限元计算模型,并结合现场对边坡竖向位移、水平位移、地表沉降、既有地铁结构水平位移、竖向位移的监测数据,分析现场安全控制情况。结果表明：在浅基坑分三层开挖,并及时控制边坡稳定的前提下,既有车站竖向位移为4.01 mm,水平位移为0.335 mm,均小于地铁安全控制标准20 mm,确认既有地铁结构安全可控。     

粘性土中大直径钻孔灌注桩单桩沉降分析

根据大直径钻孔灌注桩在桥梁工程中应用研究,以及试桩静载荷试验和桩身应力测试结果,在单桩沉降分析计算理论系统分析的基础上,采用了杆系结构有限单元法与荷载传迭代法耦合的混合法.采用Fortran语言,编制了计算程序SPSA1.单桩沉降分析计算中,采用三直线模型考虑了桩身与桩周边界上的剪切滑移非线性;并改进了有限单元法中初应力迭代技术,以考虑荷载传递关系的软化特征.同时,就桩身材料非线性,对单桩沉降分析计算的影响进行了讨论.笔者的方法和成果,可以作为今后大直径钻孔灌注桩研究和相关规范修订时参考.     

地表堆载对临近桥梁群桩受力和位移影响分析

以某地区地表堆载临近桥梁群桩桩基为例,采用有限元软件ABAQUS建立数值模型,重点分析了堆载对桩体的位移、轴力和桩侧摩阻力的影响,得到以下结论:堆载作用下,周围土体发生明显的沉降,加上桩土之间的相互作用,会对桩基的安全产生不利影响;角桩和边桩承担大部分桩顶荷载,中心桩分担的荷载比较小,堆载对中心桩轴力影响最小;从侧摩阻力方面来说,堆载对角桩侧影响最大,边桩次之,对中心桩影响最小;从桩身沉降方面来说,单侧堆载使得靠近堆载侧的桩顶竖向沉降最大,远离堆载侧的桩顶竖向沉降最小,且堆载对角桩的整体影响最大,边桩次之,中心桩最小。     

长江漫滩地区复杂地质基坑施工监测技术

介绍长江漫滩地区厚层淤泥质软土和下伏富含承压水的复杂岩土条件下,采用SMW桩和钢板桩围护结构,基坑开挖进行了地表沉降变形、桩顶水平位移、深层水平位移和钢支撑轴力监测,监测数据与现场检测数据吻合较好,并将数据及时反馈,指导基坑开挖,以确保施工安全。     

大连地铁109标段施工监测研究

针对大连地铁109标段施工过程进行监控量测,分析施工过程中边坡稳定性问题.主要采用电子水准仪二等水准测量方法对边坡沉降进行观测,并采用全站仪对边坡水平位移进行施工过程中的监控量测,全面分析了施工过程中的沉降及水平位移数值变化规律.结果表明:明挖基坑坡顶监测点累计最大沉降值为9.2mm,最大水平位移为17.8 mm,均符合规范要求,施工过程中边坡基本稳定,能够保证安全施工,可为同类工程施工监测提供参考.     

内河深水坡码头双排钢板桩挡水围堰施工及数值模拟研究

以长沙市中山路消防取水坡码头改造工程为依托,采用双排钢板桩挡水围堰方案,解决工期紧、施工水域有限、设备能力不足等条件下内河深水坡码头施工的难题.总结其施工工序包括钢板桩施工、围楞和对拉杆安装、填砂施工和抽水.采用数值方法研究了钢板桩挡水围堰体系协调工作机理以及前后桩水平位移和侧压力,研究表明:侧向水平作用逐渐增加,围堰拉杆先后对前后桩产生约束作用,使前后桩发生协同作用;侧向压力作用增加,前后桩位移比和应力比逐渐增加,超载作用使前桩位移减小、后桩位移增加,且同时增加前后桩应力;施工过程中适当增加超载作用,有利于提高围堰钢板材料利用效率和围堰稳定性.