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。     

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.     

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。     

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。     

盾构下穿楼房桩基主动托换优化技术研究

研究目的:随着城市地铁的快速发展,盾构机在下穿楼房过程中需对侵入隧道的桩基进行切除,减少盾构掘进施工对所下穿楼房安全的影响,因此对建筑物基础沉降与变形控制进行研究显得尤为重要。本文以某煤厂宿舍下部盾构施工为研究对象,探究隧道盾构穿越时的结构安全,基于现场实际施工条件,研究优化主动托换技术。通过设计"一梁托多柱"的主动托换体系,并集成静力水准测量技术和PLC位移自动控制技术,开发沉降监测和自动调控系统,分析地基处理和托换桩组合工作效应。研究结论:(1)盾构下穿对建筑物造成扰动,影响原有的支护稳定,致使地下隧道下部工程结构受到破坏;(2)采用主动托换优化技术可以解决施工中的稳定问题;(3)运用PLC系统可以有效的对沉降变形进行监测;(4)通过后期监测结构可知,沉降量控制在合理范围以内,满足施工要求;(5)本研究成果可为具有相同施工条件的工程施工提供参考。     

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.     

超静定平台结构二次主动托换设计与施工

杭州运河隧道下穿亲水平台结构,须对平台D轴11根立柱进行主动托换。亲水平台主动托换特点在于"柱—梁"、"梁—墙"两次力的转换。本文介绍了二次托换的设计原则、设计要点、施工过程、信息化施工控制。通过设计优化和施工实践验证,二次托换的关键在于荷载有效转换、变形主动控制、新旧混凝土可靠连接和实时信息化施工指导。     

不同垫层结构形式复合地基的数值分析

复合地基的受力变形特性与垫层结构形式密切相关.采用ABAQUS软件,针对加筋碎石、水泥土垫层和混凝土板3种垫层结构形式和4种桩间距进行弹塑性数值分析.分析表明,混凝土板的桩顶附加应力较大,加筋碎石的沉降较大;3种垫层桩底平面沉降占总沉降的主要部分,沉降基本一致.桩间距s>2.0 m,碎石垫层的应力增长率显著减小,沉降显著增大;s>2.3 m,水泥土垫层和混凝土板应力增长率显著减小,沉降显著增大.计算结果可供设计复合地基垫层结构形式时研究参考.     

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。     

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。     

基于双层永久衬砌结构的桩基托换施工力学行为研究

以西安地铁1号线矿山法区间下穿太平河桥工程为背景,运用有限元方法分析研究基于双层永久衬砌结构的桩基托换体系的施工力学行为,并论证超前注浆预加固地层的效果。研究结果表明:基于双层永久衬砌结构的桥梁桩基托换体系安全可靠、环境影响小,可为后续类似桩基托换提供宝贵的借鉴和参考;桥桩托换段桩基出露施工环节对桥跨结构的沉降变形影响较大,是衬砌结构洞内托换群桩基础的关键工序,故施工过程中应予以重点关注;基于双层永久衬砌结构的桥梁桩基托换体系在完成承载体系的有效转换后托拱结构节点处产生明显的应力集中现象,因此应适当加厚桩基托换节点处结构厚度并增加配筋量以满足结构安全要求;桩基托换施工过程中桩基开挖暴露长度愈短,托换体系施工引起的桥跨结构沉降变形及桩基托换节点区域主应力值愈小;洞内预注浆加固能够显著降低桥跨结构沉降变形及托拱结构受力,从而确保隧道修建时桥梁结构的安全性。     

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。     

超临界桥桩基施工对既有隧道影响数值与实测分析

某新建立交桥多次跨越地铁盾构区间隧道,其桩基基础工程离盾构隧道结构较近,属于近接施工。在新建立交桩基施工过程中,由于钻孔扰动、施工荷载等因素会引起地层产生移动和变形,导致附存于地层中的区间隧道结构随之发生移动和变形。通过数值模拟,分析桥梁桩基施工对隧道结构的内力及位移影响,进一步对桥梁设计及施工方案进行优化,以减小近接施工的影响,规避一定量风险。通过数值模拟软件Midas/GTS计算得出的管片位移、盾构隧道拱顶最大沉降变形与径向收敛变形均未超过控制标准,其模拟计算结果与现场监测数据基本相符。     

高速铁路轨道板沉降与水平偏位机械复位技术

高速铁路的安全运行对轨道的线性要求十分严格,但随着我国高速铁路的大量建设,轨道板沉降现象时有发生。结合郑徐高铁某段路基沉降与水平偏移工程,简单分析位移偏差原因,提出并设计针对高铁无砟轨道板沉降和水平偏位的机械式双向偏位复位体系,体系包括由底座、提升分配梁、提升吊杆、顶升千斤顶组成的竖向提升体系和水平反力支座、水平复位千斤顶组成的水平复位体系两部分。介绍工程中的复位控制单元划分方案和同步位移控制方案,单元划分方案中采用单元重叠、二次加载方法解决了单元相交部位受力影响的难题;位移同步控制采用PLC自动位移同步控制系统。给出该体系实施过程中吊杆提升力、吊杆锚固部位底板冲切承载力、横梁支承部位轨道板局部受压的计算方法,方案在郑徐高铁工程中成功实施,为铁路轨道板偏移复位提供新的技术思路。     

地铁深基坑开挖与支承轴力、围护结构变形监测分析

就北京地铁八号线二期回龙观东大街站明挖基坑、明挖区间施工,对开挖过程中基坑围护结构变形、支承轴力、地表管线沉降数据进行监测分析,得出围护桩体位移、支承轴力随开挖时间及开挖过程的变化关系,可为同类工程施工提供参考。     

铁路客运专线相关技术研究

铁路客运专线技术新,标准高,工程庞大,系统复杂。经研究和论证,提出客运专线建设总体技术路线,分析了铁路客运专线在速度目标值、线路平纵段面、路基工程、桥梁工程、隧道工程、轨道工程、站场等方面的主要技术特点,并围绕无砟轨道和高速道岔设计理论等方面的关键技术开展研究。通过采用CFG桩、预应力管桩等设计和工程措施,控制路基沉降,建立路基沉降变形精测系统网,定期观测与评估。对桥梁基础沉降与梁的徐变,采取基础沉降控制、预应力混凝土梁徐变变形控制和区域沉降地区的桥梁沉降控制等措施。隧道施工采用台阶法、交叉中隔壁法和双侧壁导坑法,衬砌采用复合式衬砌或整体式衬砌。     

多线预应力混凝土斜拉桥上无缝线路纵向受力与变形

为探讨大跨度斜拉桥上无缝线路纵向受力与变形规律,以一座多线预应力混凝土斜拉桥为例,采用有限元法建立了"塔-索-梁-轨"空间耦合有限元模型,分析了温度荷载、列车荷载以及制动荷载对桥上无缝线路纵向受力与变形的影响。结果表明:当桥塔温度变化时,钢轨伸缩力、钢轨纵向位移和桥梁的纵向位移均无明显变化,钢轨伸缩力最大幅值出现在连续梁两部,并在简支梁梁缝处出现峰值;在列车荷载作用下,各条线路的钢轨挠曲力和钢轨纵向位移随着距加载线路距离的增大而逐渐减小,钢轨挠曲力最大幅值出现在连续梁端部;在制动荷载作用下,钢轨制动力最大幅值出现在连续梁端部,并在加载的起点与终点出现峰值突变,加载的起点或终点与连续梁端部重合时为最不利位置。研究结果可为大跨度斜拉桥上无缝线路设计提供理论参考。     

斜拉桥波形钢腹板箱梁的力学特性研究

研究了斜拉桥中波形钢腹板箱梁在成桥状态下的力学特性。以新密市溱水路波形钢腹板箱梁斜拉桥为工程实例,通过有限元计算与分析得到主梁的竖向位移、波形钢腹板的剪应力、混凝土板的正应力和竖向挠度、主梁的纵向正应变、混凝土板的应力传递等各项力学规律。结果表明,波形钢腹板的竖向剪应力沿梁高方向近似均匀分布;波形钢腹板的竖向变形在整个主梁的竖向变形中起主要作用;波形钢腹板的纵向正应变小于混凝土板;按波形钢腹板承担全部剪力的传统理论进行结构设计偏于保守。