膨胀土基坑悬臂桩支护设计中土压力计算方法探讨

在基坑支护设计中,膨胀土压力的计算尚未有统一标准。实际工程中,膨胀土地区土压力计算往往采用抗剪强度参数折减的方法处理,导致基坑支护结构失效的情况时有发生。通过研究"成都黏土"基坑支护现状及已有的设计方法,对膨胀土基坑土压力计算方法进行改进,主要从土体抗剪强度参数确定、膨胀土压力分布和支护桩锚固段有效深度3个方面分别进行讨论。分析结果表明:在基坑设计中膨胀土体的抗剪强度指标应依据抗剪强度与含水率关系的试验结果进行确定,膨胀土压力按照三角形进行分布,锚固段有效深度宜在计算值的基础上加本地区大气影响急剧层深度。在上述分析的基础上,以时代欣城和科创中心基坑为例,采用改进方法进行设计并与原设计对比,时代欣城基坑改进后桩的锚固深度为6.4m,大于原设计计算值1.8m和采用值5.0m,科创中心基坑改进后桩的锚固深度为5.6m,大于原设计计算值3.4m,小于采用值6.0 m,改进的计算方法在实际工程支护中的应用合理、可行。     

扩底抗拔桩抗拔作用机理的研究

通过对钻孔扩底灌注桩(以下简称为扩底桩)进行现场抗拔试验,研究了扩底桩抗拔时荷载的传递机理,由实测桩身内力确定了荷载沿桩深度的变化、桩侧摩阻力沿桩深度的分布规律及桩的荷载传递规律,从而为抗拔桩抗拔承载力的确定提供理论基础。     

深水浅覆盖层倾斜岩面河床围堰设计及应用

在浅覆盖层、倾斜岩面河床区域通常采用双壁钢围堰方案,因受限于钢管桩难以插打入岩层,较少采用锁扣钢管桩围堰方案。以合安高速公路渠江特大桥2号墩基础施工为例,针对其深水、浅覆盖层、倾斜岩面河床的特点,从方案比选、围堰设计、应用实践等方面进行了深入研究。该项目最终采用嵌岩式锁扣钢管桩围堰方案;通过冲击钻提前引孔,将钢管桩端部嵌入基岩,再进行钢筋混凝土桩锚固,并对桩端锚固方式进行预备方案设计;钢管桩锁扣处采用灌入中粗砂法进行止水,与注入胶凝材料相比,提高了钢管桩回收率。通过现场实施效果可以看出,在深水浅覆盖层倾斜岩面河床条件下,设计采用嵌岩式锁口钢管桩围堰方案是成功的,可以有效减少施工难度、大幅度降低成本、缩短施工工期。     

水泥土支盘桩的抗拔机理及应用研究

为了解决地下结构的抗浮问题,分析了国内多种抗拔措施,如"一压二拉"、降水等。阐述了水泥土支盘桩的结构组成、抗拔机理,对比分析了抗拔承载力的几种计算方法,并结合郑州东区某工程应用实例进行研究,研究结果表明:与混凝土灌注桩相比,水泥土支盘桩具有造价低、承载力高、施工速度快等显著优势,相同条件下,水泥土支盘桩每m可节约造价23%,承载力提高22%,施工工期缩短30%,建议推广使用。但在应用过程中还存在一些不足之处,如对影响桩抗拔性能的因素考虑还不够全面,使得桩的抗拔承载力未能充分发挥,需要进一步对桩身结构进行改进和优化,以确定合适的支盘直径、数量、间距等。     

嵌岩桩抗拔承载特性的离心模型试验研究

针对目前在抗拔桩设计中对嵌岩桩承载力影响因素理解不足,导致桩基设计不合理的问题,采用离心机模型试验,研究嵌岩深度、岩土体性质和桩型对桩基极限抗拔承载力的影响。研究结果表明:等截面桩极限抗拔承载力随嵌岩深度的增加呈近线性增加,扩底桩极限抗拔承载力呈非线性增加;较软岩与软岩比较,扩底桩极限抗拔承载力增幅超过200%;扩底桩极限抗拔承载力高于等截面桩88.7%～95.2%。     

高温及围岩粗糙度对锚杆灌浆料抗拔强度影响的试验研究

为研究高地温隧道干热环境中锚杆支护结构锚固性能劣化问题,设计不同温度及围岩粗糙度下锚杆灌浆料抗拔强度试验。采用不同类型钢管模拟围岩粗糙度,并将试件在不同温度下养护。通过试件拉拔试验,得到不同养护温度及围岩粗糙度下锚杆的荷载-位移曲线,利用SPSS软件对试验数据进行回归分析。结果表明:锚杆养护温度对其抗拔强度有一定影响,养护温度低于35℃时,锚杆的抗拔强度随温度升高而增大,养护温度高于50℃时,锚杆的抗拔强度随温度升高而减小;对于无螺纹锚杆试件,锚筋与灌浆料界面的黏结强度大于钢管与灌浆界面;围岩粗糙度对锚杆的抗拔强度有较大影响,围岩粗糙度越大,锚杆的抗拔强度越大,锚固效果越好。     

深水区无覆盖层钢栈桥基础锚固方式对比分析

在深水桥梁施工中,无覆盖层裸岩河床中栈桥钢管桩底部难以形成固定端,在流水压力作用下容易发生整体倾覆,三峡大坝上游河流水位季节性升降幅度大,同时伴有强降雨引发的洪水波运动,钢栈桥结构设计与施工较难。为方便栈桥施工方案选择,通过对人造覆盖层、板凳桩基础以及混凝土锚桩三种不同桩底锚固方式进行下部结构设计参数研究与分析,得出钢管桩在超深水位下最佳锚固方式。理论及实践结果表明:混凝土锚桩能够在钢管桩底部形成固结,大幅度提高栈桥整体承载力,因此在水深、流急和裸岩条件下混凝土锚桩更加可靠,这可为类似水域条件下的钢栈桥底部锚固设计提供参考。     

无砟轨道跨涵洞桩板结构路基及过渡段设计

结合遂渝线无砟轨道路基综合试验段,以桩板结构路基段为研究对象,根据无砟轨道桩板结构路基段所经不同地形,在分析其结构特点和使用要求基础之上,研究了桩板结构路基、跨涵桩板结构路基及桩板结构路基过渡段的设计方法及理论,最终通过桩板结构路基强度、稳定与变形检测,进一步评价无砟轨道桩板结构路基的适用性。结果表明,桩板结构路基承载板长度以20～50m为宜,板与板之间设置宽度为2cm伸缩缝,设伸缩缝处的板与桩通过设置承台进行连接;对跨涵桩板结构特殊路段采用不等跨纵向桩间距方法(一般桩板结构路基纵向间距采用5.0～7.5m,跨涵工点采用10.0m)均满足铺设无砟轨道横向及竖向位移的设计要求;桩板结构路基过渡段采用搭板连接,进一步提高了桩板结构路基的抗裂性能。     

基于承台消弯作用的新型桩板墙结构

铁路工程中桩板墙结构变形控制标准严格，在土质地基条件下桩结构设计尺寸较大，成本普遍偏高。针对传统桩板墙受力变形特点，提出一种基于承台消弯作用的新型桩板墙结构，并采用矩阵传递法分析其力学性能及经济效益。结果表明：新型桩板墙结构在桩身锚固点引入承台，利用填土自重大幅度降低锚固段弯矩，可有效减小桩顶水平位移；结构尺寸相同时，与传统桩板墙结构相比，新型结构锚固段最大弯矩降低67%，桩顶水平位移减小61%，桩身所受最大土反力减小57%；土质地基条件下，新型结构最大填高由传统结构的12 m提升至16 m，承台设计长度宜为0.46～0.48倍填高；新型桩板墙结构综合工程造价仅为传统结构的50%，经济效益显著；新型结构锚固桩桩井可由人工挖孔优化为机械成孔，在提高施工效率的同时可降低安全风险。     

螺纹道钉锚固抗拔力的分析和研究

螺纹道钉锚固抗拔力会因螺纹道钉的锈蚀及锚固剂老化等因素而变小,从而影响列车的安全运行,为解决这一问题对螺纹道钉锚固抗拔力进行分析.同时,以锚固剂的结合应力、螺纹道钉的锈蚀程度和偏心度等3个因素为变量对轨道螺纹道钉抗拔力进行实验,采用多元回归分析的方法对实验数据进行计算分析.计算分析表明,锚固剂的结合应力和螺纹道钉的锈蚀程度是影响螺纹道钉抗拔力的主要因素,应避免采用硫磺及有腐蚀性的化学品作为螺纹道钉的锚固剂.初步得出以锚固剂的结合应力、螺纹道钉的锈蚀程度为自变量的螺纹道钉抗拔力的表达式.     

抗拔试验桩的受力分析

针对具体工程需要而进行现场足尺抗拔桩试验。桩长 10m、断面 1 5m× 1 5m ,通过千斤顶及预应力钢绞线施加上拔力 ,同时用钢筋计测量桩体内力。文章介绍了根据试验得出的桩身内力分布的大致规律 ,并对该类桩的设计、施工提出建议     

锚杆位移变形分析

假定锚固体与其周围土体之间的剪应力与剪切位移呈线性递增关系 ,锚固体所受的轴力呈抛物线分布 ,将锚杆的抗拔位移分解成自由段的弹性变形、锚固段的拉伸变形和锚固体与土层之间的相对剪切位移 ,建立了锚杆位移计算模型 ;并将计算结果与工程实例进行对比 ,二者较为吻合     

大吨位钢管拱吊装扣锚系统组合式桩基承台锚施工技术研究

云桂铁路南盘江特大桥主桥为单跨416 m上承式劲性骨架钢筋混凝土拱桥,该桥钢管拱共分为39个节段吊装,单节段最重约130 t,采用斜拉扣挂悬臂拼装施工工艺。结合现场地质条件及钢管拱吊装的受力特点,研发并采用了组合式桩基承台锚碇,其主要由桩基、承台、锚固钢筋、锚块、锚座、销轴、锚箱组成。该锚碇结构受力明确,安全可靠,同时还实现了工程"永临结合",节约了施工成本,为后续类似桥梁施工提供了借鉴。     

在卡海子隧道进口段施工中高压旋喷桩的设计与施工控制

卡海子隧道进口段分布有长110 m、深度达40 m的罕见膨胀性软土,通过室内和现场试验,确定采用高压旋喷桩进行处理,整治施工取得了很好的效果。     

热带雨林地区火山灰堆积层浅埋偏压隧道变形控制技术

雅万高速铁路（雅加达—万隆）地处热带雨林地区，土质为火山灰堆积层。针对雅万高速铁路2号隧道施工时出现洞内沉降、地表塌陷等问题，参考类似工程提出钢管桩牛腿加固技术。通过室内压缩固结试验、直剪试验得出火山灰堆积层黏土的黏聚力、内摩擦角和压缩模量均随含水率增大而减小。通过数值模拟分析了钢管桩不同桩心距、桩径、入岩深度下地表和隧道各关键部位的位移。结果表明：桩心距、桩径越小，钢管桩对隧道和地层变形的控制效果越好；增加入岩深度有利于控制隧道拱顶竖向位移，入岩深度15 m时地表竖向位移最小。从减小隧道和地层变形、经济性方面综合考虑，建议桩径取500 mm，桩心距取2倍钢管桩直径，入岩深度取15 m。     

云南水麻高速公路路基桩板墙病害分析

针对云南水麻高速公路豆沙关立交匝道路基桩板墙的变形破坏特征,从变形过程、地质条件、力学计算等方面进行了分析。结果表明,桩板墙偏压大、桩前部土体抗力不够、锚固段过短且下部存在倾向临空的结构面(层面),并在降雨作用下降低了土体的强度和承载力,同时增加了土压力,当土压力大于桩抗滑力时,引起桩板墙的整体破坏。采用在现有桩上设锚索,挡墙外增设桩的加固方案,加固效果良好。     

某高速铁路动车段地基处理沉降研究分析

为满足某境外高速铁路动车段淤泥质土地基的不同沉降要求,选出最优工程方案,首先根据工程地质条件、铁路等级以及工期等因素筛选适用于该动车段的地基处理方法;之后,根据地层条件和地基处理工程经验拟定各区域加固深度;最后,通过造价比较,确定各区域的最佳地基处理方案。研究分析结果表明:适用于该动车段淤泥质土的地基处理方法有水泥土搅拌桩、预应力管桩以及塑料排水板。沉降要求为300 mm的区域Ⅰ,采用长16 m、间距1. 2 m、桩径0. 5 m的水泥土搅拌桩复合地基;沉降要求为15 mm的区域Ⅱ,采用长24 m、外径0. 4 m、桩间距1. 3 m的预应力管桩;沉降要求为400 mm的区域Ⅲ,采用深度为14 m、间距1. 0 m的塑料排水板结合堆载预压。     

钢管微型桩极限抗滑力的工程实例分析

研究目的:微型桩具有施工简便、施工快速、布置灵活、抗滑能力较强的特点,在山区边坡(滑坡)加固中得到了广泛的应用.基于钢管微型桩加固边坡的破坏实例,采用有限元方法进行反分析,对钢管微型桩的极限抗滑力进行研究.研究结论:对于采用了桩顶连系梁的钢管微型桩组合结构而言,桩后滑坡推力呈上部大、中间小、下部大的“U”型分布形式;桩前土体抗力呈上部大下部小的倒三角形分布.钢管微型桩组合结构(四排钢管桩+连系梁)的极限抗滑力为596 kN,单根钢管微型桩的平均极限抗滑力为149 kN.在实际工程中,可采用改良桩间土、桩前设置支撑结构、优化结构布置形式等工程措施来提高钢管微型桩的抗滑能力.     

杭州湾跨海大桥南岸栈桥桩基打拔施工技术

本文切合杭州湾跨海大桥南岸滩涂区的工程地质和施工特点，针对栈桥基础钢管桩的打拔方案进行了比选；对振打设备的选择，应用了振动沉桩计算理论，对该理论进行了分析验证，成功解决了滩涂施工中钢管桩打入和拔出的技术难题，有力保证了南岸栈桥施工的快速顺利进行，同时，可为今后同类钢管桩施主提供借鉴。     

压力型锚索锚固段应力分布规律及锚固段设计

根据Mindlin问题的位移解和弹性力学理论,基于变形协调假定,导出了压力型锚索锚固段粘结应力和轴力分布弹性理论解.采用岩质边坡条件下的参数,对锚固段应力分布进行了计算,总结了软岩条件下锚固段应力分布特征,并具体分析了锚固体半径对应力分布的影响,提出在设计中可以利用应力分布弹性理论解计算得到的应力分布曲线和应力峰值进行锚固段设计的思路,为压力型锚索的设计计算提供了一种参考依据.