地铁隧道穿越黄土地区桥梁桩基托换技术试验研究

以兰州市轨道交通1号线穿越饱和黄土区桥梁桩基工程为研究背景,采用室内模型试验研究桩基托换技术,分析原桩和托换桩轴力的变化规律,观测沉降.结果发现:承台的存在使得托换桩的整体沉降小于原桩,符合地表沉降规范要求;托换桩桩身轴力小于原桩,该桩基托换方案满足桩基承载力要求;承台荷载分担比与荷载总量正相关,荷载为3 kN时承台荷...     

兰州地铁1号线桥梁桩基托换技术模型试验研究

以兰州地铁1号线穿越鱼儿沟桥工程案例为研究背景,依据桩基托换设计方案填筑室内模型,研究托换前后既有桩和托换桩的桩基竖向位移、桩身轴力和侧摩阻力的变化规律.结果表明:截断3号、4号和5号桩至沉降稳定时,群桩基础的沉降值为0.34 mm,模拟隧道开挖并施作衬砌至沉降稳定时,群桩基础下沉了 0.53 mm,表明桩基托换过程中...     

大轴力桩基托换技术研究

深圳地铁一期工程国贸-老街区间单洞双层隧道直接穿过百货广场裙楼下6根桩基,需要进行桩基托换,该桩基托换工程中桩的最大轴力达1 8 000 kN,是目前国内外托换建筑层数最多、单桩托换轴力最大的工程.项目通过模型试验研究,提出了采用“企口 锚筋 预应力“的接头型式作为大轴力桩基托换的梁-柱接头连接方式,并用1:2模型试验验证了该种接头的可靠性.通过1:4整体模型试验,研究了大轴力桩基主动托换过程中托换荷载在托换结构中的分配关系及截桩过程中荷载的转换规律,并据以制定主动托换施工工艺和施工参数.同时建立自动实时监测系统,实施信息化施工.     

兰州轨道交通1号线被动式桩基托换技术的应用

以兰州轨道交通1号线穿越既有桥梁鱼儿沟桥工程为研究背景,首先采用MIDAS-Civil软件对其进行数值模拟,分析托换前后既有桩与托换桩的轴力变化规律及桩基竖向位移的变化;并进行室内模型试验,探讨桩基的承载性能。结果表明:桩基竖向位移最大值发生在托换后且同时截断两根桩的托换承台上方;托换桩荷载分担比随着距离既有桩的位置由近至远依次为29.3%、19.8%,既有桩所在位置处荷载分担比为40.6%;拉应力最大值出现在截断一根桩的位置处,为1.69 MPa;数值模拟承台荷载分担比约为14.3%。室内模型试验中,荷载分担比范围为14.1%～14.85%。     

饱和黄土区地铁隧道穿越桥梁桩基托换技术研究

在城市轨道交通中,地下工程往往需要穿越上部建筑物,为了保证建筑物安全正常使用,托换技术已成为解决城市建设施工的一种有效方法。在饱和黄土地区,由于黄土特殊的工程性质,桩基托换工程实例相对较少。以兰州市轨道交通1号线地铁隧道下穿既有市政桥梁为工程背景,详细介绍桩基托换设计方案,并建立三维有限元模型,进行数值分析。研究隧道开挖和切桩过程中地表沉降、桩基沉降和托换桩基受力机制,验证托换方案的可行性。研究结果表明:地表最大沉降为10.5 mm,桩基最大沉降量为9.7 mm,相邻桩基沉降差最大值为2.2 mm,满足相关规范要求。托换后桩底轴力为1 143.9 k N,小于单桩设计承载力4 739 k N,在初始阶段、新增承台及桩基、切除左右隧道内桩基及最后阶段衬砌左右隧道,托换桩基承载力均满足要求。     

黄土地区不同成孔方式灌注桩承载特性现场试验研究

为研究不同成孔方式对桩基承载特性产生的影响,依托吴定高速公路,开展旋挖钻孔、冲击钻孔以及人工挖孔3种成孔方式灌注桩的现场静载对比试验,得到不同成孔方式灌注桩桩身轴力、桩侧摩阻力及桩顶位移等主要参数。研究结果表明:人工挖孔桩的极限承载力最大,冲击钻孔桩的极限承载力最小;3种成孔方式桩基的桩身轴力衰减速率在各级荷载作用下的变化规律基本相同,其中人工挖孔桩桩身轴力的衰减速率最大,冲击钻孔桩的最小;此外,在同一荷载作用下,人工挖孔桩的桩侧阻力最大,桩端阻力最小而冲击钻孔桩的桩端阻力最大,桩侧阻力最小。研究结果可为黄土地区灌注桩基础选择合理的成孔方式提供理论和实践依据,且有利于桩基承载力的提高。     

地铁区间隧道下穿桥梁大轴力桩基托换设计与施工

西安北客站至机场城际轨道项目全长27.33 km,其中机场站站后折返线区间隧道长256.45 m,该段暗挖隧道下穿机场T3A航站楼主线桥桩基,采用桩基托换处理。被托换的既有桥梁部为异型钢筋混凝土连续箱梁,受力复杂,结构变形敏感;桥面最大宽度35 m,桥墩墩底轴力近13 000 k N;新建托换梁跨度大于20 m,采用预应力混凝土结构,如此大跨度、大轴力的桩基托换工程实例很少。以T3A航站楼桥梁大轴力桩基托换设计为依托,通过对托换方案、关键连接节点、荷载转移机理的分析、研究,详细介绍大轴力桩基托换思路、托换梁设计、托换体系转换,给出托换关键节点的施工方案及监测技术要求,可为类似工程提供借鉴。     

明挖隧道下穿既有桥梁桩基托换施工技术

机场路明挖隧道下穿多处既有桥梁,隧道穿越线路与7处既有桥梁基础发生干扰,设计采用桩基托换的方式,确保明挖隧道正常施工及上部桥梁结构安全。对于桥梁桩基托换过程中各工序施工工艺、大轴力体系转换以及全面实现信息化施工等均以实例进行介绍。该工程多处桩基托换的成功实施,为既有桥梁桩基托换施工总结了宝贵经验。     

侧向堆载下竖向受荷两桩基础的力学性状试验研究

通过可门港深厚软土地区被动桩基1∶1模型试验,研究了侧向堆载作用下前后两桩的桩身弯矩、轴力和位移的变化情况,结果表明:两桩桩身的弯矩、轴力和水平位移随着堆载距离的减小和堆载高度的增加而不断增长;侧向堆载对前桩的影响明显大于其对后桩的影响,验证了"遮拦效应"的存在。     

大轴力桩基托换监测分析

深圳市地铁一期工程百货广场大轴力桩基托换采用梁托换柱的结构型式,托换结构由托换大梁和两根支撑大梁的托换新桩组成,用主动托换方式,在托换大梁和新桩之间安装千斤顶,分级施加主动力。在托换的整个过程中对托换结构进行实时监测,通过反馈监测信息随时掌握托换结构和原建筑物的变形及受力状况,指导安全施工。分别用不同的测试仪测试原建筑物的沉降、梁板附加应力、梁柱接头的滑移,分析梁板附加应力、主动托换力的分配及荷载的转移规律,以及大梁的受力和变形状态。在托换新桩的桩顶垂直于梁轴线方向安装2个位移计,推测桩的沉降及大梁的偏转状况。将所有传感器集成一个自动测试系统,按照制定的监测控制标准,实施自动监测和安全控制。经过对第一根桩的全过程跟踪监测分析表明:托换结构和建筑物的变形及受力控制都在安全标准范围内;主动托换力保持在40%P时进行截桩,可使得托换前后柱的轴力变化和梁柱接头下沉达到最小。     

桩基托换监控量测技术的应用

随着城市地下构筑物建设日益增多,既有建筑的桩基础严重影响到了城市地下空间的开发,桩基托换技术随之得到广泛应用。桩基托换是信息化施工程度较高的一种工程,通过对托换过程中各监测项目的综合研究,总结出桩基托换工程监测的实施技术,包括监测项目、监测方法、监测数据的分析处理等。通过对监测数据及时进行分析,可得知被托换桩的沉降情况、托换梁的变形情况、被托换桩及相邻桩及梁板的受力变化情况、梁柱结合部分的受力情况,依据监测数据的分析结果,及时对千斤顶的顶升操作进行调整,做到信息化施工,确保建筑物及托换结构的安全。     

深圳地铁大轴力桩基托换模型试验研究

通过1∶4模型试验研究,分析凿毛、企口、锚筋和预应力等接头处理方式的梁—柱接头的抗剪性能,提出采用"企口 锚筋 预应力"的接头型式作为大轴力桩基托换的梁—柱接头连接方式。并用1/2模型试验验证该种接头的安全性和可靠性。通过1/4整体模型试验,研究了大轴力桩基主动托换过程中托换荷载在托换结构中的分配关系及截桩过程中荷载的转换规律。     

超静定主动桩基托换体系变形控制分析

以津滨轻轨桩基托换工程为例,通过有限元模型计算,分析顶力分配原则,得出各桩顶力分配系数,在截桩前通过分级预顶优化结构状态,使之接近"理想"状态,以减少截桩过程中结构体系的状态改变,更好地控制托换过程中结构体系的变形。     

深圳地铁3号线广深铁路桥桩基托换技术

深圳地铁3号线穿过广深铁路高架桥,需对既有桥桩基进行托换。根据该工程具有所处地层地下水位高且含量丰富,被托换桩基上部桥梁结构对位移的敏感性高,铁路高架桥上列车行车时产生很大振动荷载等特点,采用主动托换方案,并采取在桩基托换施工时将列车运行动载和上部梁部荷载转移到临时钢支架等措施。介绍该桩基托换工程的施工工序,重点阐述了线路加固及扣轨施工、既有承台植筋、桩基主动托换顶升、切断旧桩、施工监测等关键施工技术。在铁路运营干线上列车正常运行的条件下,按施工方案进行本铁路高架桥桩基托换,取得了成功。     

地铁区间隧道下穿既有桥梁的桩基托换研究

以深圳市地铁7号线黄木岗站区间隧道穿越华强立交桥桩基工程为背景,建立有限元模型,研究隧道下穿既有桥梁时桩梁式托换桩的主动托换和被动托换的荷载转化规律及桩基沉降规律。结果表明:被动托换的沉降主要由托换梁的挠曲变形引起,而主动托换时千斤顶的顶升作用可以有效抵消托换梁的挠曲变形;主动托换时,顶升位移为1.68 mm时为最佳截桩位置,此时截桩能有效减小托换工艺对桥梁上部结构影响;被动托换的总体施工前后桥墩柱顶面有较大隆起,不能满足桥面板平顺的要求。研究成果直接用于指导黄木岗站区间隧道现场施工,并可为今后类似工程提供参考。     

广州市轨道交通六号线省航运局宿舍楼桩基托换技术

广州市轨道交通六号线广东省航运局宿舍楼桩基托换工程中,采用钻孔灌注桩+托换梁的手段对该建筑物桩基进行托换。该工程地质条件和水文条件较为复杂,建筑物12根桩侵入盾构掘进区,经综合比较,采用桩梁托换技术。工程中对桩基托换桩基槽、周围建筑物、托换建筑以及桩梁的沉降和裂缝进行施工监测,以确保工程安全。计算托换桩的沉降及相邻桩的沉降差,均远小于规范规定极限值。本文比较详细地介绍了托换施工工艺、相关监测、桩基托换技术的控制要点和应急处理措施,可为此类设计和施工提供参考。     

堆载作用下桩基受力特性分析

以郑徐(郑州—徐州)高速铁路一特大桥桩侧堆载为背景,采用ABAQUS建立桩-土相互作用有限元模型,研究在不同堆载等级和堆载距离下桩侧摩阻力和桩身轴力的分布规律以及桩顶沉降规律。结果表明:桩侧负摩阻力主要分布在0.57倍桩长范围内,堆载等级越大桩侧摩阻力和桩身轴力越大,负摩阻力最大值出现在0.29倍桩长处,轴力最大值出现在0.52倍桩长处;堆载距离越大桩侧摩阻力和桩身轴力越小,堆载距离大于5倍桩径时,桩侧摩阻力和桩身轴力均明显减小;堆载等级越大堆载对桩基的竖向位移影响越大,堆载距离越大堆载对桩基的竖向位移影响越小。计算结果可以为桩侧堆载控制提供理论依据。     

循环荷载下冻土桩基力学特性研究

通过给冻土单桩模型上端施加循环荷载,分析循环荷载幅值、频率及冻土温度的变化对桩身应变、桩身轴力、桩侧冻结应力以及桩土相对位移的影响规律,开展循环荷载作用下冻土桩基力学特性的研究。研究结果表明:桩身应变随着加载时间先增加后稳定,且低温环境和小荷载条件下更有利于桩身应变的稳定;桩身的应变随荷载幅值及频率的增加而变大,随温度的降低而减小;桩身轴力沿着桩深不断减小,是由于桩侧土体使桩从上部开始受力;低温环境下桩身轴力相对较小,这是冻土地区桩基稳定的有利条件;桩侧冻结应力首先从桩基的上端发挥作用,并逐渐向下传递,分别增大荷载幅值、频率及降低温度都会增强桩侧冻结应力;桩土相对位移受荷载幅值、频率及温度的影响明显,频率能够影响桩土的承载模式。     

隧道施工对临近桩基影响的数值分析

以重庆轨道交通环线区间隧道下穿既有结构桩基为背景,利用有限元分析方法,对隧道施工影响下桩基变形受力进行研究。通过数值分析得出以下结论:隧道开挖通过土体变形对桩基产生影响,开挖过程中隧道、土体和桩基三者之间形成有机的相互作用体系;隧道施工对建筑物桩基的变形受力影响与其距隧道中线距离密切相关,离隧道中线越近,桩基沉降越大;桩身轴力的影响主要与桩身周边土体相对竖向位移有关。通过数值分析结果和现场监控量测数据对比发现,二者所反映的规律基本相同,因此,得出的数值分析结果可为今后类似工程提供借鉴。     

大轴力桩基托换变形控制值确定

研究目的:桩基托换是基础工程中的一个技术难题,而变形控制又是桩基托换的核心问题.本文简要介绍深圳地铁百货广场大厦下的桩基主动托换,并着重介绍变形控制值的分析确定.研究结果:确定了变形控制值,该控制值下的最大内力,是托换结构(托换大梁、托换桩等)设计的依据,也是托换施工过程动态监测的依据.