洞庭湖大桥组合式沉井施工关键技术及仿真分析

洞庭湖大桥N003#墩组合式沉井直径31.6 m,高17.7 m,埋深16.1 m,下部为钢筋混凝土结构,上部为钢板桩。以该组合式沉井施工为研究对象,总结了大型组合式沉井施工的要点,并对施工安全进行验算。建立仿真分析模型对施工过程中沉井的应力状态、稳定性进行分析。计算结果表明沉井下沉系数、下沉稳定系数满足下沉要求。钢板桩最大有效应力116.5 MPa,最大剪应力66.6 MPa,最大变形7.9 mm,混凝土沉井最大有效应力7.3 MPa,均满足结构受力及变形要求。     

超大平面沉井基础下沉施工全过程受力特性

研究目的:大型沉井基础具有整体性好、承载力强等优点,在桥梁基础中应用广泛。随着桥梁跨度的不断增加,沉井基础的面积也不断增大,给下沉施工中的沉井结构安全与施工控制带来越来越大的困难。本文针对连镇铁路五峰山长江大桥北锚碇超大平面面积沉井基础,对其下沉期间不同阶段施工工艺下沉井结构受力特性进行详细的计算与分析,从而为相应施工控制提供对策。研究结论:(1)随着沉井平面面积的增加,沉井结构在初期施工过程中受弯效应明显,变形量非常小;(2)传统的"大锅底"施工方法不再适合,而需要均匀开挖下沉及中部土体支撑;(3)沉井终沉前摩阻力增大会导致滞沉,空气幕及射水等措施能够有效助沉;(4)提出增加预应力钢束以增强抗裂性及异常工况抵御能力;(5)本研究结论可为类似超大平面沉井基础设计提供参考。     

超大沉井排水下沉的安全控制研究

随着大跨度桥梁的发展,超大规模沉井得以广泛的应用。超大规模沉井排水下沉时的安全控制不同于中小型沉井。其下沉方法和首节沉井的高度必须同时考虑地基承载力和沉井自身安全两种因素。由于计算参数的不同选择,下沉系数和稳定系数的计算值与实测值存在较大差异。通过某桥的实测数据,研究了超大沉井排水下沉时的支承力分布和应变特性。结果表明,在下沉过程中,沉井必须具有一定的刚度;同时,随着下沉深度的增加,沉井中的应变水平在不断减小。     

浮运沉井施工期在水流中的受力特性研究

对泰州长江公路大桥中塔沉井基础下沉过程中在水流中的受力特性开展了模型试验研究,并对相应规范所取的水流阻力系数进行探讨。研究表明:沉井结构在水中所受的横向力时均值很小,但最大值可以达到按公式计算的纵向力的75%,随着沉井下沉深度的增加,最大横向力的增长率高于最大纵向力的增长率。沉井在流速较小时,波动较剧烈。沉井所受纵向水流力的时均值和流速的平方成正比,时均纵向力与最大纵向力比值的增长率与流速增长率的平方根成正比。     

大型沉井施工期局部冲刷模型试验及工程验证

泰州大桥中塔采用了目前我国最大规模的水中沉井基础,浮运沉井施工过程中,由于沉井、水流、泥沙三者的相互作用,将会产生浮运沉井施工期冲刷,进而影响沉井施工,准确地了解沉井下沉过程中的局部冲刷深度具有重要的工程意义和实用价值。通过河工模型试验分析大型水中深井下沉过程中的局部冲刷情况,并提出相应的计算公式。施工期间对河床的局部冲刷进行监测,监测数据表明模型试验的结果基本可靠,并根据实际局部冲刷数据,提出了有关的沉井施工建议。     

芜湖长江大桥软基沉井施工技术

结合芜湖长江大桥软基沉井的施工实例 ,介绍软基深大沉井制作、下沉、封底及软基加固等关键技术 ,提出软基深大沉井施工中应注意的一些问题。     

沉井施工中常见的问题及解决方法

针对在沉井施工中遇到的沉井下沉过程中出现的沉井倾斜、位移及沉井下沉困难等问题进行了分析,并提出具体解决办法.     

胶新铁路五龙河大桥沉井基础施工技术

沉井基础具有施工工序复杂、技术含量高的特点。以胶新铁路五龙河大桥沉井基础施工为例，阐明施工方案设计结合工程特点，主要考虑了沉井采用排水开挖下沉、挖制土模，整体拆装式井孔模板、集中搅拌站现场浇灌等问题。简述了沉井制作、下沉、清基、封底的施工过程，重点介绍了施工定位测控，沉井制造监控，下沉过程(中心位置、接高、刃脚标高及偏斜)监控和沉井就位监控，保证了沉井基础施工的质量。     

高速铁路采空区群桩受力机理数值模拟

对高速铁路采空区桥梁群桩基础的受力机理研究,目前还非常少见。以合肥至福州高速铁路官山底特大桥采空区群桩基础为原型,通过数值模拟获得群桩受力规律。研究表明:随着荷载增大,桩上部轴力变化明显,桩身轴力沿深度逐渐减小,在采空巷道内桩身轴力不变,所有桩均为端承摩擦桩;桩侧摩阻力沿桩身先增大后减小,整个桩的侧摩阻力分布重心下移,穿过采空区的桩侧摩阻力分布重心比未穿越采空区的桩下移深度略深;承台下中部的桩间土应力要大于承台边角位置的桩间土应力,随着荷载增大,桩间土应力增长速率小于桩顶应力,桩身开始承担更多荷载。     

沉井基础竖向承载特性的离心模型试验研究

基于离心模型试验对饱和砂土地基中沉井基础在竖向荷载作用下的承载特性进行研究,初步掌握地基极限承载力随基础埋深和基础宽度变化的规律,并对试验结果进行对比分析,结果表明:(1)基础埋深不大于5 m时,荷载-沉降曲线为陡降型,有明显的拐点出现,可取拐点对应的荷载作为极限承载力;基础埋深不小于10 m时,荷载-沉降曲线为缓变型,未出现明显的拐点,建议取相对沉降量(基础的实测沉降量与基础宽度的比值)对应的荷载作为极限承载力。(2)在均质地基环境中,极限承载力随基础相对埋深的增加近似呈指数型曲线增长。(3)进一步推求沉井基础极限承载力随基础宽度和相对埋深变化的函数表达式,其成果可用于估算砂土地基中沉井基础的地基极限承载力。     

大厚度湿陷性黄土场地铁路桥梁灌注桩负摩阻力计算方法

当铁路桥梁桩基穿越大厚度湿陷性黄土场地时，桩基负摩阻力和中性点深度的合理取值与计算，是目前需要解决的工程难题。针对现行规范的不足，在分析总结湿陷性黄土场地桩基浸水试验结果的基础上，采用抛物线拟合负摩阻力达到稳定状态时的分布，并对中性点深度比、负摩阻力最大值出现深度、负摩阻力最大值与平均值等参数进行分析与探讨；根据负摩阻力的力学机理与分布模式，考虑湿陷性土层厚度对动摩擦系数的影响，提出负摩阻力计算方法。结果表明：浸水前桩顶承受一定竖向荷载时，湿陷性黄土层下限深度采用室内试验计算值，确定的中性点深度比与现行规范推荐值较为一致；负摩阻力最大值出现深度基本为中性点深度的0.5倍，负摩阻力最大值为其平均值的1.5倍；采用该方法计算的负摩阻力平均值与《湿陷性黄土地区建筑灌注桩基技术规程》推荐值较为一致，可作为大厚度湿陷性黄土场地灌注桩单桩竖向承载力计算时的特征值，研究结果可为湿陷黄土地区的桩基工程设计提供参考。     

考虑复合地基侧摩阻力作用下土中竖向应力解

为了估算新建路基对既有路基影响,以半无限体内Mindlin应力方程解为计算基础,假设复合地基为一个加固整体,对复合地基侧壁摩阻力进行积分,推导复合地基侧摩阻力在土体中引起的附加应力的解析表达式,计算在复合地基作用下距填筑坡脚处一点的土竖向附加应力。     

沉积粉煤灰工程特性试验研究

粉煤灰作为地层时的工程特性研究较少,直接影响粉煤灰场地的勘察与设计.采用钻探、静力触探和十字板剪切试验相结合的方法研究湿排沉积粉煤灰层的工程特性.结果表明:沉积粉煤灰的静力触探曲线呈锯齿状,没有临界深度;锥尖阻力比粉质粘土和细砂小;侧壁摩阻力小于填筑粉质粘土、接近沉积粉质粘土、大于细砂;摩阻比小于填筑粉质黏土、大于沉积...     

闭合型地下连续墙竖向承载性状分析

研究目的:采用数值计算的方法,考虑土芯的承载作用,对闭合型地下连续墙基础的沉降特性、内外侧摩阻力、端阻力、土芯顶部反力及其荷载分担比特性进行分析和研究,并探讨基础的荷载传递特性。研究结论:闭合型地下连续墙基础呈整体沉降形式;墙内土芯中上部土体其沉降与墙身基本同步;土芯底部附近的土体以压缩变形为主;基础的竖向承载力由其沉降控制,且具有"端承摩擦墙"的承载特性;墙身内、外侧摩阻力的发挥过程和机制不同,墙身外侧土体以剪切变形为主,其外侧摩阻力由上向下发挥;而内侧摩阻力,只有当土芯底部受到足够大的反力时,土芯才会产生相对于墙壁向上的压缩变形而使其内侧摩阻力由下而上逐渐发挥出来。墙身内侧摩阻力、外侧摩阻力和端阻力存在异步发挥现象,外侧摩阻力先于端阻力发挥,而内侧摩阻力最后发挥,且内侧摩阻力沿深度具幂函数分布形式。     

王万铁路松花江特大桥基础施工技术

通过松花江特大桥深基础的施工,总结了在不同水文、地质条件下,随基础埋置深度的变化,各种施工方案的分析比选,介绍了利用钻孔平台拼装、下沉双壁钢围堰的施工工艺、钢筋混凝土沉井围堰及大口径管井降水明挖基础施工方法,对类似深基础施工方案的选定有一定参考作用。     

大直径超长钻孔灌注桩荷载传递特性现场试验研究

通过无锡市地铁1号线高架桥段钻孔灌注桩试桩工程的现场静荷载试验及其桩身应力测试结果,分析层状地基中大直径超长钻孔灌注桩在竖向荷载作用下的荷载传递规律。试验结果表明:大直径超长钻孔灌注桩的荷载-沉降曲线无明显拐点,属缓变型;桩端承载力仅分担了桩顶最大加载值的6.8%,该试桩承载特征为典型的摩擦桩;桩身侧摩阻力与桩端阻力并不是同步发挥的,且两者之间相互影响;桩侧摩阻力呈由上而下逐步发挥的变化趋势;在具有相似物理力学特征的土层中,埋深对桩侧摩阻力的影响较显著,部分土层中桩侧摩阻力的实测值与规范的推荐值有明显差异。     

湿陷性黄土区桩基负摩阻力统计分析及建议

研究目的:在黄土地区桩基设计中,桩基负摩阻力和中性点深度的合理取值一直是研究及设计人员所关注的难点问题。本文在对湿陷性黄土地区桩基负摩阻力和中性点深度影响因素分析的基础上,搜集国内近30余项黄土地区桩基现场浸水试验研究成果,对黄土地区桩基负摩阻力的取值和中性点深度进行总结及统计分析。研究结论:(1)通过大量测试数据的统计分析,明确了负摩阻力取值和中性点深度的上下限范围;(2)在桩顶标高低于-5 m、桩周土湿陷性土层厚度不大于6 m且湿陷等级不大于Ⅱ级的范围内,桩周土对桩体基本没有负摩阻力产生;(3)在实际工程中,桩顶往往承受较大荷载,且工作过程中浸水湿陷几率和湿陷量远不及现场注水湿陷充分,这些因素均使实际工作桩基的中性点上移,分析建议桩基中性点出现位置(中性点深度比ln/l0)选择在0.5～0.7之间;(4)通过对大量实测数据的统计分析,建议深厚层强湿陷性黄土地区桩基设计时负摩阻力取15～35 k Pa是符合实际的,并建议进一步开展黄土地区桩基础负摩阻力性状的原位试验研究,以期利用本次研究成果为深厚层强湿陷黄土地区的桩基设计提供依据。     

高速铁路CFG桩-筏复合地基桩侧负摩阻力及其受力特点的试验研究

通过京沪高速铁路CFG桩-筏复合地基的现场试验研究,获得了桩身弹性模量及路堤填筑过程及路基静置期间的桩身应变,分析了CFG桩身轴力和负摩阻力的变形规律.结果表明,在路堤填筑期间,负摩阻力就已经存在,桩身轴力随着深度的增加先增大后减小;静置期间,桩身负摩阻力和轴力仍有明显增长.桩身负摩阻力与路基填筑高度和固结时间密切有关.     

深水坡岩高低刃脚钢沉井施工技术

在深水坡岩水文地质条件下进行钢沉井施工 ,难度较大。结合渝怀线阿蓬江大桥主墩基础施工 ,介绍水下深孔爆破开挖、支撑桩式高低刃脚钢沉井的结构及其下沉定位、浮运龙门船的结构、斜岩面上钢沉井抗滑移等技术     

高速铁路螺杆桩复合地基桩侧摩阻力原位试验研究

结合太焦高速铁路螺杆桩复合地基工程,开展螺杆桩复合地基桩侧摩阻力原位测试试验,通过分析获得的螺杆桩单桩静荷载-桩顶沉降曲线以及桩身内力分布曲线,研究高速铁路复合地基中螺杆桩侧摩阻力演化规律及螺杆桩的荷载传递过程。结果表明:螺杆桩-土接触面荷载传递过程可划分为弹性、弹塑性和极限状态3个阶段,弹性阶段桩侧摩阻力比小于等于0.5,弹塑性阶段桩侧摩阻力比为0.5~0.7,极限状态阶段桩侧摩阻力比为0.7~1.0;螺杆桩直杆段和螺纹段侧摩阻力演化规律为,在弹性阶段螺纹段侧摩阻力小于直杆段侧摩阻力,在弹塑性阶段螺纹段侧摩阻力接近直杆段侧摩阻力,在极限状态阶段螺纹段侧摩阻力大于直杆段侧摩阻力。