软土地基大直径超长钢管桩试验研究

通过对海南洋浦港软土地基中桩长74 m、桩径1.5 m的大直径超长钢管桩的高应变全程动测、压桩试验、拔桩试验和桩身轴力测试,探讨深厚入土地基层中大直径超长钢管桩工程性状和压桩及拔桩土侧阻力的分布规律,得出如下结论:1)同一土层侧阻力随着入土深度的增加而递增,一定深度后,其增幅减缓,趋向稳定;2)深厚软土地基中,大直径超长钢管桩拔桩和压桩侧阻力的比值为56.9%~75.0%;3)只有桩端位移达到1.1%~1.3%桩径时候,软土地基大直径超长钢管桩能充分发挥桩端土阻力,此时端阻力值约为承载力的19%。这对软土地基中的超长大直径超长钢管桩的理论研究和工程应用具有指导作用。     

湛江霞山港区深厚老沉积土地基钢管桩承载力试验分析

通过深厚老沉积土地区钢管桩的压桩试验、拔桩试验和桩身轴力试验,探讨了深厚老沉积土地区钢管桩压桩和拔桩的土阻力分布规律,得出如下结论:深厚老沉积土地区钢管桩压桩状态下侧阻力均值为76.79 MPa,比一般黏性土高27.5%~30.6%;老沉积土拔桩状态下的侧阻力值达到42.4~52.8 MPa;老沉积土拔桩侧阻力和压桩侧阻力的比值均值为0.84,比一般黏性土值要高5%;老沉积土压桩和拔桩侧阻力较为恒定,随着土层埋深和土层厚度的变化较小。这对深厚老沉积土地基中钢管桩的理论研究和工程应用具有指导作用。     

考虑波浪破碎冲击力的钢管桩水平承载力的数值研究

钢管桩广泛应用于码头等海岸工程结构中,其水平承载力因海洋荷载动力环境复杂而难以确定。特别是极端天气情况下的海浪易发生破碎,可对钢管桩产生巨大的冲击力。文章结合工程资料和波浪破碎理论,基于ABAQUS有限元分析软件,建立了卷破波作用下的钢管桩-地基相互作用模型,并应用此模型进行了破碎波产生的冲击力作用下直立桩的破坏分析,研究了工程区域百年一遇极端波浪对钢管桩Mises应力和泥面处位移的影响。分析结果表明,当考虑波浪破碎时,桩身的Mises应力远大于未考虑波浪破碎时的Mises应力,故工程设计时有必要考虑波浪破碎的影响。并进一步分析了钢管桩壁厚和桩径对水平承载特性差异的影响,发现当考虑波浪破碎时,随着壁厚和桩径的增加,水平位移减小的程度大于未考虑波浪破碎时水平位移减小的程度。     

软岩地层灌注桩抗压与抗拔承载性分析

纳米比亚油码头软岩地层无经验参数可取。根据1根抗压桩和1根压拔桩现场静载试验和应力测试结果,分析软岩地层中抗压桩和抗拔桩的侧阻和端阻,得出抗拔桩的上部砂土及粉土层中抗拔系数以及Q-s曲线呈缓变形的抗拔桩极限承载力取值。结果表明:上部砂土及粉土层中抗压桩的桩侧摩阻力充分发挥所需桩土相对位移为9~15 mm,单位侧摩阻力极限值可取30.1~48.1 k Pa;下部软岩侧摩阻力充分发挥所需的桩土相对位移大于40 mm;对2根桩的抗压过程,在最大加载条件下,实测桩端阻力分别为桩顶荷载的22.3%、27.3%,表现为摩擦型桩。采用双曲线模型预测抗拔桩极限承载力为4 896.7 k N。     

深厚软土区超长桩合理桩长的计算

工程实践证明,软土地基超长桩在轴向荷载作用下的荷载传递机理与常规桩基有较大区别。通过深厚软土区超长桩静载试验和桩身轴力测试,依据载荷-沉降变形关系推导的超长桩合理桩长估算公式,利用静载试验Q-S曲线数据对超长桩合理桩长进行计算,为确定深厚软土地区合理桩长避免盲目增加桩长提供参考。     

CFG桩在储罐地基处理中的试验研究

在东营软土地基上,采用CFG桩复合地基处理5万m3储罐软土地基。对储罐加水试压期间的竖向土压力及环墙基础沉降的监测数据进行深入分析,探讨CFG桩复合地基的桩土应力比及荷载分担比规律;从平面倾斜和非平面倾斜两方面进行不均匀沉降控制分析,并计算复合地基最终沉降量。分析结果显示,CFG桩复合地基中,CFG桩的桩体作用明显;储罐的竖向位移累计沉降量、沉降速率、平面倾斜以及非平面倾斜都满足规范的要求。     

不同风向和风速下跨长江航道输电塔桩基三维变形特性研究

为了满足长江南岸的用电需求，跨长江输电塔的建设规模不断扩大。依托江苏凤城至梅里385 m高的大跨越工程，开展精细化三维有限元数值模拟，系统研究了风速、风向角、土层参数和桩径对大跨越塔桩基变形特性的影响。发现风荷载作用下，大跨越塔所受的最大拉力和压力均位于塔脚位置。45°、60°风向对跨越塔桩基影响最大，45°、60°风向引起的桩基水平位移和沉降比0°、90°风向工况大13.0%和26.9%。上部土层压缩模量增加一倍后，风荷载引起的桩基最大水平位移降幅高达28.9%,而黏聚力增加一倍后桩基最大水平位移降幅不到3%。随着跨越塔桩基直径的增加，风荷载引起的桩基水平位移不断降低；但是桩径从1.4 m增至2.0 m后，桩基最大水平位移降幅不足10%。相比于采取大直径桩，上部软土层加固能更好地限制风荷载引起的桩基位移。研究成果为跨长江输电塔桩基设计提供一定的指导。     

高桩码头桩基在倾斜泥面中的水平承载性能研究

现有的高桩码头设计方法在进行桩基水平承载力计算时都是基于普通天然地基的水平泥面假设,而对泥面倾斜情况下,桩基的水平承载力计算至今没有一套成熟的计算方法可循。为揭示高桩码头排架在斜坡面上的工作机理。本项目通过室内模型试验系统地研究了单桩在斜坡面上的水平承载特性。通过对室内模型试验结果分析,提出了基于泥面水平时桩基水平受力性能来确定不同泥面坡度下桩的水平承载性能的修正计算公式,包括桩身最大弯矩、最大弯矩点位置、桩顶位移、泥面位移以及考虑泥面坡度和桩入土深度的土弹簧刚度修正公式．对于处于倾斜泥面的高桩码头桩基设计计算提供了理论依据。     

超厚软土层条件下码头超长摩擦桩分析

福建霞浦核电厂大件码头拟建位置具有40～50 m的超厚软土层,码头桩基采用的超长摩擦桩的桩-土间相互作用较短桩和中长桩相比更为复杂,很多问题均属设计规范的临界模糊范围。采用有限元法对超长桩在水平和竖向荷载作用下的位移、内力和侧摩阻力进行全面的计算分析,总结超厚软土层中超长摩擦桩的桩身节点水平位移和内力的分布趋势:对于超长摩擦桩,同一土层分层提供侧摩阻力更加合理,且泥面50 m以下的桩侧摩阻力会随着土层深度的增加继续增长,增长速率较50 m以上更快。     

水平循环荷载作用下群桩与软粘土相互作用离心模型试验研究

桩基是水工构造物常用的地基处理方式之一,在国内外水运工程建设中均有应用。在波浪、船舶等循环荷载条件下,桩基和软粘土之间的相互作用,易发生软土强度弱化、桩基变形位移,带来工程危害。为解决这种情况,应从水平循环荷载作用下桩和饱和软粘土之间的作用机理着手开展研究。文章通过离心机模型试验,研究了水平循环荷载作用下饱和软粘土与高承台群桩基础的相互作用。试验结果显示,在每个加载卸载循环过程中,随着施加荷载值的增大,引起桩基的最大位移和残余位移同时增加。每次加卸荷循环后,桩体内均产生残余弯曲应变。群桩的前排桩产生的弯曲应变值是后排桩的3.2倍。     

不规则桩基大平台数值分析与应用

桩基础平台在沿海软土地基中应用广泛。对某不规则桩基平台进行数值模拟,利用ANSYS有限元分析软件对某一大平台工程进行三维有限元建模,选取合适的接触模型模拟桩-土相互作用,在施加设计荷载后对模型进行整体运算。结果表明,模型中大部分桩体在桩-土相互作用下其桩节点高程12. 5 m附近摩阻应力达到最大,其中少数摩阻应力最大值发生于桩节点高程10或15 m处;各桩桩身摩阻应力沿着水平荷载合力方向不断增加。     

千枚岩上覆钙质砂层大直径钢管桩沉降特性分析

将高应变拟合分析的荷载-沉降(Q-S)曲线与静载试验直接测得的Q-S曲线进行对比分析,可获得千枚岩上覆钙质砂层大直径钢管桩的沉降特性。分析结果表明:当大直径钢管桩穿过较薄的钙质砂层且进入较硬的强风化千枚岩层足够深度时,Q-S特性表现为端承型桩,桩顶沉降主要由桩身压缩引起,残余沉降小;当大直径钢管桩穿过深厚钙质砂层且桩端支承于偏软的强风化千枚岩层时,Q-S特性表现为摩擦型桩,无论高应变还是静载试验,均能充分发挥土阻力,达到极限荷载时沉降急剧增大,累计总沉降量和残余沉降大;千枚岩层上覆钙质砂层的厚度对大直径钢管桩承载力影响微小,大直径钢管桩的极限承载力主要取决于穿过钙质砂层后进入千枚岩层的深度以及千枚岩持力层强弱。     

软土地基围堤外侧桩基础施工时机*

在软土地基上修筑港口工程时,外侧栈桥桩基础的施工时机和工程安全直接受到围堤填筑加载过程的制约和影响。依托某一级渔港工程,通过围堤加载过程中软土地基侧向变形分析及深层水平位移跟踪监测数据的多元回归拟合,分析预测了地基水平位移随围堤加载过程的变化规律和发展趋势,在此基础上通过ANSYS三维建模分析围堤加载过程中灌注桩的内力及变形,最终确定了外侧灌注桩基础的施工时机。研究表明：该软土地基在加载过程中的侧向变形符合指数函数变化规律;围堤加载而导致软土地基产生的侧向变形对外侧灌注桩位移的影响作用比对其自身内力影响要大;当地基土体上部产生最大水平位移150 mm时,灌注桩混凝土的屈服应力安全度仍较大,据此可提出外侧栈桥灌注桩基础的施工时机,该方法可供类似工程设计与施工借鉴。     

应变测量在海上桩基静载试验中的应用

原位试验是获取桩基设计参数和了解桩基力学行为最客观、可靠的方法.在进行海上桩基静载试验时,通过预先设在钢管桩上的电阻应变片进行应变测量,获得桩身在各土层中应变的变化,从而获得桩身轴力的变化、分析桩-土间的荷载传递规律,测定各土层的桩侧摩阻力、桩端阻力和水平荷载作用下桩身弯矩的分布规律.     

施桥船闸下游停泊锚地工程预应力管桩施工工艺

针对施桥船闸下游停泊锚地工程现场地质条件,对预应力管桩的沉桩工艺和管桩桩顶与底板的连接处理进行了研究,就送桩长度达6．38 m 如何控制沉桩的位置精度,以及在软土大开挖条件下如何减少地基表层裸露时间,保证桩顶与底板的连接质量,采取了有效措施,取得了良好的效果。     

新吹填淤泥浅表层加固中“土桩”形成机理及数值分析*

新近吹填的淤泥经浅层加固后出现凹凸不平的"土桩"现象,结合现场试验,分析了孔压监测和静力触探试验结果,同时根据大变形固结理论,对"土桩"现象进行了数值模拟,并与常规真空预压法进行了比较,试验及数值计算结果表明:"土桩"是排水板周围土体细颗粒在渗透力作用下向排水板聚集的结果,其形状呈倒锥形,横截面近似椭圆状,深度不大于1.6 m,在此深度以下,土体强度较为均匀;在同一水平面上,距离排水板越近,土体强度越高,桩间土存在"软弱带";考虑土体参数随固结过程的变化可以反映"土桩"的形成。最后提出了避免或减少"土桩"的建议,所得结论可供类似工程参考。     

深海石油平台锚桩承载力的研究

目前深海石油平台广泛采用桩基锚固形式,深海锚桩与浅海桩基的受力形式存在较大差异。采用三维有限元软件模拟深海锚桩的受力情况,重点分析深海锚桩在受缆索斜向拉力作用时,不同加载角度和系泊点位对桩基水平承载力和竖向抗拔承载力的影响,可供深海石油平台设计研发参考。     

基于水平钢架的全直桩系缆结构优化设计

与传统斜桩结构相比,全直桩结构完全以自身抗弯能力来承受水平荷载,在相同受力条件下存在桩径大、竖向承载力没有充分发挥、工程投资偏高的特点.针对该问题,提出一种新型含水平钢架的全直桩结构,以某工程系缆墩为例,采用空间模型进行计算分析,确定优化结构方案,并在该结构的桩基中间位置利用水平钢架与桩基进行连接.结果表明,增设水平钢...