长期服役高桩码头岸坡-结构体系侧向变形实测与数值模拟*

长期服役高桩码头的侧向变形会导致桩顶变位,进而影响桩帽与横梁之间的连接,使得码头的工程安全处于危险状态。依托天津港某长期服役码头,开展结构位移和地基深层土体水平位移长期监测,在监测结果的基础上开展数值模拟分析,研究长期服役高桩码头岸坡-结构体系在蠕变影响下土体水平位移、沉降以及桩身水平位移、沉降等相应规律,并且研究岸坡后方不同填土厚度对岸坡-结构体系侧向变形的影响。结果表明,土体蠕变是长期服役高桩码头岸坡-结构体系侧向变形的一个重要影响因素,土体的蠕变变形主要集中于后方堆场沉降和坡面表层淤泥质黏土的竖向位移。岸坡土体的蠕变速率随时间增大而减小。桩身的竖向位移从桩顶到桩底不断减小;码头结构的受力最不利位置处于桩顶附近,各排架桩基在水平位移方面差异明显,越靠内侧越大。随着填土厚度不断增大,岸坡-结构体系侧向变形不断增大。     

天津港高桩码头岸坡变形规律研究

近几年天津港突堤转角处的高桩码头岸坡变形比较明显,岸坡变形导致了码头后方接岸结构出现明显的错位、变形等破坏情况,严重影响了码头结构安全。通过对转角处岸坡土体以及接岸结构变形的原型观测,探求岸坡变形规律及主导因素。     

强震区高桩码头接岸结构设计

针对强震区高桩码头的接岸结构设计,依托某实际工程,采用定性、定量分析方法,对比研究工程中常用的斜坡式挡土墙、悬臂板桩、有锚板桩等接岸结构的适应性及特点,提出一种新型沉降板式接岸结构,并对该新型接岸结构的特征进行论述。研究表明,相比于传统的接岸结构,该新型接岸结构在强震区更为经济、合理,对岸坡的沉降、变形具有更好的适应能力,对保障码头运营以及震后快捷修复更为有利。     

岸坡土体变形对天津港高桩码头的危害

总结了天津港高桩码头由于岸坡土体变形造成破损的型式、破损程度和分布规律,分析了岸坡土体变形引起码头基桩变位的破损机理,提出了岸坡土体变形引起码头基桩变位破损的防治对策。     

地震作用下岸坡土体影响分析

地震作用下,岸坡易发生土体液化、岸坡失稳、地基沉降等破坏。各破坏形式之间存在着一定关联,准确的液化计算是分析地震作用影响的基础与关键。通过对比规范法和简化法等常用液化判别方法,分析不同方法的适用性和准确性;根据液化程度判断土体在地震下的强度损失,并用于岸坡稳定分析;通过实际工程,将3种破坏形式结合起来,整体分析地震作用对岸坡土体的影响。结果表明,土体强度损失和沉降与液化程度密切相关,岸坡稳定分析须采用地震荷载水平下的土体参数,而地震沉降须根据液化与否确定不同的计算方式。     

高桩码头钢板桩接岸结构锈蚀残余承载力有限元分析

针对天津港9～11段码头钢板桩接岸结构出现的锈蚀和破损现象,采用ANSYS有限元建立了钢板桩结构与土相互作用的数值计算模型,并进行了钢板桩在完好、锈蚀和局部破损3种情况下的有限元计算分析,得到了以上3种情况下的接岸结构及土体变形和钢板桩的受力状况。为钢板桩的安全性判定提供了依据。     

塑料排水板超载预压在斗轮机软基处理中的应用

介绍了一个采用塑料排水板超载预压处理不均匀软土地基的工程实例,对地面沉降、深层土体位移、孔隙水压力的变化进行监测和分析。结果表明,各沉降剖面均呈锅底状,上覆压缩层厚度越大,中心点与边侧点沉降差异越大;卸载前沉降变形纵剖面形状与粉质粘土层顶板面形状非常一致;地面沉降变形大的断面,深层土体位移也大;次固结引起的深层土体位移不容忽视;超载预压造成的侧向挤压很大,应设“减挤沟”。     

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。     

上海洋山深水港区三期工程接岸结构承台施工技术

上海洋山深水港依托外海岛礁地形通过填海造地形成港区,陆域吹填高度大,平均23～25m。洋山深水港区三期工程接岸结构接岸结构型式采用斜顶桩板桩承台结构。本文重点介绍接岸结构承台施工技术,并对施工要点及沉降位移情况进行分析总结,为类似工程台施工提供参考。     

吹填土地基长期沉降与预测技术

以天津港某吹填土地基加固工程为依托,以现场监测和数值模拟为主要手段,对吹填土地基加固期(施工期)和使用期(长期)沉降进行现场监测,确定吹填土地基施工期和长期沉降的发生发展特性;运用有限元软件对施工期监测结果进行拟合,确定吹填土长期沉降的数值预测模型;并通过该模型分析吹填土地基长期沉降的发生机理。研究结果表明:文中提出的数值模拟方法可有效模拟吹填土地基的施工期和长期沉降,但由于未考虑土体的次固结沉降,长期沉降模拟结果偏小,二者相差16.7%;排水板打设区的土体孔隙水压力消散较快,固结效率高;排水板下卧层软土的持续固结变形是造成吹填土地基长期沉降较大、时间较长的主要原因。     

高桩码头岸坡变形加固技术的应用研究

CDM格构式挡土墙、MCDM挡土墙和钻孔灌注挡土桩三种加固方案是针对高桩码头软土地区岸坡变形问题的方案。将以上三种加固方案的基桩桩身水平位移、土体水平的位移和沉降、以及桩身应力进行对比后发现MCDM挡土墙是进行加固的最佳选择。基于此,文章以实际工程为例,首先对有限元模型进行介绍,然后分析不同加固方案的受力及变形情况,对加固效果进行对比分析,并确定方案,使人们对其优缺点有清楚的了解,以期为我国高桩码头岸坡变形加固技术的发展提供参考与借鉴。     

高桩码头-岸坡相互作用有限元数值模拟

高桩码头-岸坡体系的相互作用机理一直是困扰工程界的难题。基于某突堤的现场勘察资料和土体参数,建立了高桩码头与岸坡相互作用的二维平面应变问题和三维空间问题的弹塑性有限元模型,采用与M ohr-Co lum n准则匹配的D rucker-P rager准则作为土的屈服准则,分析了桩基-岸坡体系的变形机理,同时,针对二维和三维情况各种工况组合进行了对比分析,并结合土体参数和现场测斜资料,分析了高桩码头-岸坡体系的变形规律,并指出了影响桩、梁和岸坡体系变形的主要因素,并建议了合理的治理方案。     

天津港岸坡土体蠕变对高桩码头的影响

岸坡土体的变形将导致高桩码头桩顶变位,影响桩帽与横梁之间的搭接,使得码头结构处于危险之中,蠕变则是形成土体变形的原因之一。以天津港高桩码头为例,分析了高桩码头的桩顶变位特征,对岸坡土体进行了蠕变特性试验,利用试验结果参数进行了结构与土相互作用的蠕变变形计算。结果表明,蠕变是影响桩基侧向变形的一个重要因素,岸坡土体蠕变主要分布在坡顶下方淤泥质粘土和坡面的淤泥层,蠕变随时间增长而增长,但增长速率降低。相关结论可为天津港和类似高桩码头的检测评估及加固提供指导。     

壁式CDM结构在码头接岸工程中的应用

通过对壁式CDM结构的施工工艺和施工质量检验效果的分析，指出采用深层水泥搅拌技术对高桩码头引桥接岸结构的软基进行处理是可行的，可以有效地解决以往接岸结构中的差异沉降大的难题。     

高桩码头接岸结构尺度对岸坡稳定性影响及其优化研究

对高桩码头重力式挡土墙接岸结构的岸坡,采用有限元强度折减法,分别针对挡土墙前后土体高差、岸坡坡肩宽度、岸坡坡比等因素对岸坡尺寸进行了优化。结果表明,合理增加挡土墙前后土体高差,并在保证岸坡稳定的前提下,适当的减小岸坡坡肩宽度、增大岸坡坡比,可以有效减小后方承台的宽度,从而达到节省工程投资的目的。     

二线船闸基坑施工对既有一线船闸扰动实测影响分析

依托北江航道扩能升级工程清远水利枢纽二线船闸深基坑工程，通过开展既有船闸水平位移、沉降、振动与闸间土体深层水平位移实时监测，分析了二线船闸深大基坑开挖对临近一线船闸的扰动特征。结果表明：二线船闸基坑开挖过程，既有一线船闸闸室水平位移与沉降呈现两侧大中间小的分布规律；基坑开挖深度大于5 m后，既有一线船闸沉降速率显著增大，且一线船闸两侧易产生不均匀沉降；闸间土体水平位移与临时支撑轴力的设置密切相关，最大累积变形为11.6 mm;一线船闸振动监测点最大振速为0.079 6 cm/s。由结果可知，二线船闸深大基坑开挖过程中，临近一线船闸的变形扰动控制在安全范围，确保了船闸结构及通航运营安全，研究成果可供船闸监测借鉴与参考。     

南沙地区真空预压法加固软土地基效果分析

全面分析南沙某真空预压区的监测成果,从土体的变形、孔隙水压的消散、水位的变化加固前后土层土工参数的变化、十字板试验等各方面评价了真空预压加固超软地基的效果,监测结果说明真空预压加固后,土体强度得到明显提高,工后沉降大大减少。     

高桩码头岸坡变形加固技术研究及方案优化

针对软土地区高桩码头的岸坡变形问题,提出MCDM挡土墙、CDM格构式挡土墙、钻孔灌注挡土桩三种加固方案。以有限元软件ABAQUS为分析平台,建立高桩码头与土相互作用的三维弹塑性蠕变有限元模型,对比分析蠕变影响下三种加固方案的码头基桩桩身水平位移、桩身应力以及土体水平位移、沉降等,研究确立MCDM挡土墙为三种加固方案的最优化方案。进一步从MCDM挡土墙施工可行性及经济性进行论证,建议实际工程中采用MCDM挡土墙作为码头岸坡加固方案。     

考虑渗流影响的深基坑开挖模拟与监测分析

某专业化煤炭码头翻车机房圆形深基坑地下水位较高且临近办公楼,基坑开挖安全需着重考虑地质条件、地下水位及周边环境的影响;结合此基坑开挖监测实例,应用有限元软件模拟基坑分步开挖时渗流及近接建筑物对基坑稳定的影响,并利用仿真结果指导监测点位的布置及监测方案优化;仿真结果显示,考虑渗流作用时,土体内的有效应力值增加,基坑开挖时邻近建筑物地连墙顶部将产生22 mm侧向位移,距离地连墙10 m处产生59 mm沉降,土体孔隙水压力随施工进展逐渐消散;监测结果与计算结果差异较小,考虑渗流作用的有限元模拟能很好地对高水位基坑开挖进行仿真分析,建议在进行高水位深基坑变形计算时考虑渗流引起的有效应力的变化。     

土工测试技术在澳门国际机场地基处理工程中的应用

澳门国际机场系大型人工填筑工程，进行现场土工监测对保证工程质量具有重要意义，现场监测内容包括：孔隙水压力；深层土体位移；土体分层沉降；面层沉降以及表层位移等。资料分析使用了Ｅｘｃｅｌ４ｆｏｒ ｗｉｎｄｏｗｓ软件，用实测资料推算的固结度与室内试验值接近，现场监测成功被及时运用到工程有关部位的预留标高、土体沉降分析和土方平衡等方面。