多年冻土区灌注桩的人工冷却试验研究

多年冻土区灌注桩修筑过程中，混凝土携带的热量和水化热会对周围冻土产生强烈的热扰动，由于基础在回冻前承载力非常小，因此桩基的快速回冻已成为该地区基础设施建设中备受关注的问题。为解决该问题，创新性地提出人工冷却法在多年冻土区灌注桩中的应用，以实现基础的快速降温和回冻，并在青藏高原北麓河进行现场人工冷却灌注桩试验。试验结果表明：人工冷却降温效果显著，试验进行到第2天，基础周围土体温度已经降至天然场温度以下；随着冷却试验的继续进行，基础和周围土体的温度会进一步降低；人工冷却有效降低了土体温度，并增加了桩基周围土体的冷储量，冷却试验结束后的第7个月试验桩的平均界面温度为-0.6℃，无冷却措施桩对应的平均界面温度为-0.37℃。承载力计算结果表明：人工冷却可以快速、大幅提高桩基的承载力，通过该措施的应用，试验桩的承载力可提高至2 231 kN，而无冷却措施桩对应时刻的承载力仅为549 kN；该措施有效缩短了冻土区灌注桩施工的后续等待时间，经过人工冷却的桩基承载力很高，冷却结束后即可进行上部荷载的施工。人工冷却可作为冻土地区桩基快速施工中的一种重要方法和有效途径，其不仅能够解决灌注桩对冻土产生热扰动这一难题，还能够有效缩短工程的建设周期，具有很高的工程应用价值。     

冻区盐渍土水热耦合效应及对力学性能的影响

水份迁移和温度场变化是引起路基冻胀融沉的直接因素.针对冻区高氯盐渍土,经水热场耦合作用后水份迁移和温度场分布规律进行了室内动态试验,研究了水热耦合作用对力学性能的影响.结果表明:单向冻结过程中,水份向温度较低的地方迁移,迁移量随土体深度的增加而增加;水热耦合作用后的土体冻结强度有不同程度上升,提升后的强度随土体深度增加而降低,远离冻区端因盐晶析出导致土冻结强度有所回升.     

岛状多年冻土桥梁桩基回冻后桩侧摩阻力的试验研究

为了研究岛状多年冻土地区桥梁桩基回冻后的桩侧摩阻力变化规律,在大兴安岭地区浇筑了1根长15m、直径1.2m的试验桩,并在试验桩所在区域布设了智能温度监测系统,结合采集的温度数据综合判断桩基回冻进程,并指导桩基回冻后的静载试验,测出桩基回冻后桩侧各土层的摩阻力值。试验结果表明:桩基回冻后桩侧各土(岩)层摩阻力的实测值均高于设计值,提高率在13%~35%之间。     

冻融循环作用下多年冻土区公路路基三场耦合分析理论模型

冻土体在冻胀、融沉过程中受控于土体中的水、热、力的变化规律,其本质是冻土多孔介质中颗粒、冰晶体、未冻水这3种物质在温度势、土水势、压力与变形等外界因素作用下的相互运动、迁移、扩散与相变。基于饱和冻土冻融循环过程中,土水体系冰-水相变及未冻水的迁移规律,采用热物理学基本原理,推导了冻土水、热、变形三场耦合的理论架构模型与基本方程。同时选取青藏公路典型路面建立冻土路基二维数值计算模型,对其趋势和规律进行了初步分析,验证了构建的三场耦合理论框架的合理性和可行性。     

季冻性类黏土降温速率及盐浓度对工程质量的影响

季冻区道路经常发生冻胀、翻浆、开裂、不均匀沉降等一系列冻害现象,深入研究冻害因素对土体性质的影响,对季冻区工程建设及维护具有重要意义。文章以呼和浩特地区的类黏土为研究对象,通过冻胀率试验和无侧限抗压强度试验,检测土体降温速率及土体中盐浓度对冻土工程质量的影响,结果表明降温速率与盐浓度对类黏土性质的影响明显。     

压桩过程中桩周土体的水平位移分析

从压桩机理出发,分析了贯入的过程,采用相应的方法对贯入进行分析,得到考虑贯入过程桩周土体的水平位移弹性解答,并对桩周土体的变形进行了分析。     

基于孔隙结构的土体未冻水含量滞回效应研究

冻结特征曲线（SFCC）是描述负温与土体内部未冻水含量之间的关系曲线，是非饱和冻土研究的重要基础。冻融循环是冻土研究的关键因素。以粉土和黏土为试验对象，采用低场核磁共振（NMR）技术，测得了土体在冻融循环作用下的冻结特征曲线和孔隙结构分布图，研究土体在冻融循环作用下冻结特征曲线的变化。试验结果表明：随着循环次数的增加，土体孔隙分布发生了变化，进而导致冻结特征曲线滞回圈和特征温度点的变化，冻结特征曲线变化的本质是孔隙结构的变化；从微观结构出发得到了基于孔隙结构的SFCC表达式，指出融化过程的冻结特征曲线是主冻结特征曲线；结合试验数据的对比分析，模型有效展示了多次冻融循环下土体冻结特征曲线的滞回效应，适用于多次循环下的非饱和冻土。     

青藏公路多年冻土地区桥梁桩基地基回冻时间的探讨

桩基础广泛应用于多年冻土地区,桩基施工带进多年冻土地基的热量,在自然传导过程中传给周围的多年冻土,使桩周一定范围内的多年冻土升温,冻土融化。桩周融土在冻土环境作用下逐渐冷却,进而恢复冻结状态,冻结承载力形成。这一过程需要的时间,控制着多年冻土区桥梁桩基及整个桥梁的施工工期,也是合理安排施工工期的重要依据,文中以直径1.2 m的桩基为研究实体工程,通过观测与有限元分析,对多年冻土区桩基回冻时间进行了探讨。     

振动压实系统的动力学特性分析

本文在分析振动压实时土体的不对称滞回特性和振动压实过程中振动与波在土体中传播及其压实效应的基础上,给出了土体的不对称滞回力模型,建立了振动压实系统的动力学模型和非线性运动方程并求其解。研究发现用考虑了不对称滞回特性的振动压实系统来描述土体运动规律,与实际振动压实工况相吻合,为进一步研究提供了理论依据。     

青藏铁路昆仑山隧道回冻预测分析

针对青藏铁路昆仑山隧道围岩多年冻土融化较多的问题，考虑水分迁移和冰水相变耦合影响，根据瞬态温度场问题的热量平衡控制微分方程和质量迁移方程，应用伽辽金法推导出了有限元计算公式并编制了计算软件。运用该计算软件对昆仑山隧道施工期间的融化进行了回冻预测分析。分析结果表明：保温材料对昆仑山隧道的回冻起着阻碍作用。在现场观测寒区隧道围岩的温度和应力时，必须考虑施工期间融化圈的影响，而且观测时间要长一些。否则，测量的温度和应力与隧道稳定后的温度和应力有较大的差异。     

杭州湾跨海大桥南航道桥主塔基础试桩承载特性分析

通过采用自平衡测试法对杭州湾跨海大桥南航道桥基础试桩进行测试,转换以后得到荷载~位移曲线、桩周土的侧摩阻力和端阻力的分布。测试结果表明:钻孔灌注桩的施工工艺能够达到设计要求;桩端注浆对提高桩基承载力和控制桩顶沉降效果显著。     

大直径灌注桩桩侧摩阻力试验研究

根据苏州地区4根大直径桥梁钻孔灌注桩桩侧摩阻力试验结果,给出了该地区主要土层的侧摩阻力及其极限摩阻力建议值。试验表明:相当一部分桩侧土层未能达到极限状态,只有54 5%～78 4%范围内的土层达到极限值;桩底沉渣直接影响桩顶沉降及极限承载力;随着长径比的加大,桩侧摩阻力发挥效率降低。     

钻孔灌注桩施工质量控制及常见事故处理

 通过对钻孔灌注桩的主要施工工艺控制方法的阐述，以及施工过程中常见事故的处理，指出在钻孔灌注桩施工过程中只要对这些工序加强控制，就能确保钻孔灌注桩的质量。     

钻孔灌注桩后压浆承载性能的分析与模拟

钻孔灌注桩后压浆后承载性能得以显著改善,运用有限元分析软件模拟分析了某实际工程钻孔桩在注浆前后的承载性能变化情况,计算值和实测值吻合较好。引入注浆加固体半径和注浆体强度来模拟后压浆对钻孔桩承载力的影响,并指出注浆量的大小对承载力的影响较大,基本上随着加固体半径的增加线性增加,而注浆体强度的影响存在临界值,超过该值后,强度增加的影响甚微。     

湘江隧道江心洲竖井上软下硬地层旋挖成孔关键技术

旋挖灌注桩成孔施工在长沙营盘路湘江隧道江中竖井施工中分别遇到严重塌孔、漏浆和无法钻进、效率低的问题,通过研究砂卵石地层和中风化岩层工程地质特性和分析旋挖工艺特点,采用严格控制泥浆指标、采用聚合物泥浆、采用耐磨合金子弹头截齿旋挖钻头和换填优质土等措施,克服了旋挖钻机在长沙地区砂卵石、中风化板岩地层中塌孔漏浆、无法钻进的问题,确保了围护桩按计划实施和桩体施工质量满足要求。     

自平衡法在大直径钻孔灌注桩检测中的应用研究

进入新世纪,我国东南沿海经济发展快速,区域特点为软土地质、河流众多,桥梁建设不可避免,而桥梁的安全离不开钻孔灌注桩的支撑。以某软土地区某桥梁的钻孔灌注桩承载力检测为例,在满足项目要求的基础上比选出了自平衡法检测方案,并为项目的建设提供了支撑,可以为类似项目的大直径、大吨位钻孔灌注桩承载力检测方案设计提供一定价值的借鉴。     

软土地质超大超深钻孔桩成孔施工技术研究

以金丽温高速公路东延线工程TJ03标段机场枢纽为实例,主要分析在填海围垦区域,软土地质条件下超大、超深钻孔灌注桩成孔施工的质量控制。主要包含成孔工艺、设备选型、工效分析、成孔质量控制要点及保证措施。根据不同的成孔设备,从能耗、工效、成孔质量进行对比论证,结合项目实施的实际情况配置设备。     

软土地区铁路桥梁桩基试验及数值分析

通过连盐铁路中山河特大桥桩基础单桩静载试验,对桩身应变、压缩量及桩顶沉降进行测试,利用试验结果对有限元模型进行修正,研究软土地区铁路桥梁桩基的荷载传递特性及沉降控制效果。结果表明:理论和试验曲线吻合较好,桩周土体的土性变化对桩身轴力传递和沉降的影响很大,在软土地区采用超长钻孔灌注桩能较好地控制桥粱基础沉降。     

正循环法钻孔灌注桩施工介绍及控制

钻孔灌注桩是按成桩方法分类而定义的一种桩型。按钻孔机械分正循环、反循环、选挖钻、冲击钻等;按施工条件分路上及浅水钻孔桩、深水钻孔桩、岩溶发育段钻孔桩、AM干取土全液压扩底钻孔桩及水中桩等。该文就正循环法钻孔灌注桩的施工方法作了阐述,并针对钻孔过程中出现的各种问题,提出相应的处理办法,供同行参考。     

钻孔灌注桩桩底压浆效果试验与分析

近年来,桩底压浆作为提高钻孔灌注桩承载能力的一种新技术措施,在桥梁工程中得到推广应用。通过试验,研究分析桩底压浆前后钻孔灌注桩桩端土体特性指标的变化,从机理上分析桩底压浆的作用和效果。