软土地基大跨度双排钢板桩围堰结构稳定性研究

基于长兴造船基地大跨度双排钢板桩围堰的成功实践,介绍在软土地基下双排钢板桩围堰结构稳定性的系列设计分析方法,研究了软土地基条件下双排钢板桩围堰的变形特性,并探讨了保证围堰整体结构稳定性的技术措施.     

双排钢板桩围堰在超深厚软土地基中的应用

以瓯飞一期围垦工程北闸双排钢板桩围堰为背景,介绍滨海超深厚软土地基中双排钢板桩围堰方案与施工技术。为研究双排钢板桩围堰结构安全性,对围堰抗倾覆和整体稳定进行演算,并利用有限元法对围堰施工全过程进行数值分析,得到不同施工工况下钢板桩、拉杆的受力状态以及围堰变形情况。研究结果表明:围堰结构安全性满足相关规范规程要求,有限元法计算围堰变形比实际情况大,说明该计算方法分析围堰结构安全是偏安全的;围堰前后排钢板桩及拉杆内力最大值工况出现不一致,建议围堰设计时应对施工全过程进行模拟,选择出各个结构最不利工况;围堰外侧海水位采用平均高潮位分析围堰结构安全存在一定的风险,建议采用设计高潮位。     

临水软土基坑双排钢板桩支护结构变形分析

针对软土地层中双排钢板桩支护结构变形过大的问题,以某船厂基坑为依托,通过现场测试数据分析、理论计算及数值模拟等手段研究双排钢板桩在软土地层中的变形特性,分析变形过大的原因。采用极限状态识别和临界状态参数反演的方式,提出根据现场数据进行回填反压应急处理的方法以及采用大排距双排灌注桩进行加固的措施。结果表明,提出的应急处理方法和加固措施取得了良好的效果。双排钢板桩围堰在软土基坑中变形往往较大,进入临界状态后将迅速产生较大的变形,应采取有效的坑内加固措施,避免超挖。     

超长冷弯钢板桩的沉桩理论分析与工程实践

为解决超长冷弯钢板桩沉桩困难、易扭曲变形等问题,在理论分析的基础上推导了自重作用下细长桩的最大稳定直立长度计算公式和桩体可承受的激振力公式,为超长钢板桩的施工工艺选择提供理论依据,并在某修船坞围堰工程冷弯钢板桩施工中得到验证。解决了冷弯钢板桩易变形扭曲沉桩困难等问题,提高了工作效率。     

双排钢板桩围堰变形特性研究

针对上海地区河道工程中常见的双排钢板桩围堰结构,通过建立Plaxis有限元模型,研究围堰宽高比、钢板桩插入比、钢板桩型号、拉杆布置等对围堰变形特征的影响。结果表明:增大围堰宽高比在一定范围内能够减小钢板桩的水平位移,并针对不同挡水高度给出宽高比的建议取值;在4 m挡水高度情况下,钢板桩插入比设置为1. 1～1. 5较为合理;对于一般挡水高度,围堰可以只布置1根拉杆,且拉杆存在最优位置以保证围堰体系的整体变形协调。研究结果可为双排钢板桩围堰的设计提供参考依据。     

双排钢板桩施工围堰方案比选

面对复杂水文地质条件,双排钢板桩围堰具有施工较快,围堰体结构稳定等优点,逐步在水利工程中大量采用。文中对双排钢板桩的优缺点进行分析比较,通过双排加筋钢板桩的安全系数、投资费用和施工工期进行定量计算,为工程围堰选择提供了参考。     

基于ABAQUS的双排桩支护结构敏感性分析

基坑双排桩支护体系的稳定性是一个涉及多学科的复杂问题。本文基于有限元软件ABAQUS,对某基坑进行三维建模,分步模拟开挖过程中较关注的施工工序。计算结果与监测数据对比显示本模型对基坑的变形模拟较为合理。基于本模型进行双排桩支护结构敏感性分析,得出双排桩设计中桩长超过26m后,支护结构对沉降变形的控制作用极为有限;双排桩间距在4～8d之间,地表沉降值与双排桩间距呈线性变化;双排桩间距超出8d时,地表最大沉降值反而增加。     

双排钢板桩围堰设计参数冗余度分析

为了研究双排钢板桩围堰系统稳定机理,在对围堰的回填料、宽高比、土体加固等因素进行参数敏感性分析的基础上,提出围堰体系冗余度的概念和表达方式,并对冗余度进行定量计算,结果与工程实际相吻合,验证了冗余度理论在双排钢板桩围堰工程中适用性及可行性。设计中可根据冗余度的分析,对影响围堰受力稳定的关键因素进行控制性设计。     

双排桩结构在滩海软基中的受力特性研究

研究了双排桩在滩海陆岸平台中的应用。根据弹性抗力杆件有限元法,采用数值计算软件ANSYS,分析了双排桩结构在不同的工况下的受力特性及双排桩的刚度、入土深度对结构内力和变形的影响。研究结果表明,双排桩在滩海软土地基上有很好的适用性,双排桩入土深度对结构的整体稳定性有很大的影响。桩身刚度的提高在一定程度上可以减少双排桩的水平位移,但桩基直径增加到临界极限后,双排桩出现近似刚体的运动,这种情况对软土地基受力状态是不利的。     

船坞坞口水上基坑力学性状数值分析

结合某船坞坞口水上基坑围护结构的设计,采用有限元数值模拟研究了基坑施工全过程中支护结构的受力与 变形性态。采用Plaxis 2D建立考虑结构与土体共同作用的平面应变计算模型,并考虑不同水位及波浪荷载、地形地质条件 及复杂施工工况的影响。研究表明：外部条件的不对称导致水上基坑围护结构的变形及受力与陆上基坑存在明显差异,基 坑开挖并降水至坑底并非结构受力的最不利状态;基坑外坡护坡、压脚未施工前坑内降水是基坑围护结构变形的最不利状 态;不同水位及波压条件对单排钢板桩的影响比对双排钢板桩的影响明显,两种不同类型围护桩的整体受力状态也存在明 显差异;随基坑开挖和降水深度的增加,第1道混凝土支撑的受力会从受压变成受拉,下部各道钢支撑均处于受压状态;施 工中应密切关注第1道支撑受力状态的变化。     

新技术

<正> “新型双排大管桩码头上部结构研究”科研成果通过审查由上海港湾设计研究院承担的“新型双排大管桩码头上部结构研究”成果近日通过了交通部水运司组织的审查。新型双排大管桩码头结构兼顾了双排板桩和重力式结构的优点,采用无承载面板码头结构和桩间分层填沙加固工艺。研究中通过整体受力变形计算、桩基受力变形计算和     

格形钢板桩结构振动沉桩锤型选择与应用

为解决格形钢板桩结构振动沉桩选锤问题,分析了格形钢板桩结构特点及振动下沉阻力,总结了现有钢板桩振沉动侧阻力计算方法,编制锤型选择计算程序。港珠澳大桥香港人工岛工程格形钢板桩分项工程的案例表明,国外格形钢板桩振沉经验方法可以满足工程要求。格形钢板桩结构振沉时不可避免会发生挠曲变形,造成钢板桩锁口之间产生摩阻力,锁口阻力会大幅提高沉桩难度以至于决定钢板桩振沉不到设计高程。因此选锤时除要保证一定的富裕系数以外,需采取必要的工艺措施控制钢板桩的倾斜变形,尽可能降低锁口之间的摩阻力,从而保证钢板桩能顺利振沉至设计高程。     

株洲二线船闸深基坑双排桩结构的受力特性

对株洲航电枢纽二线船闸高挡土环境中的双排桩结构变形及内力特征,采用数值计算和工程观测相结合的方法,分析不同桩径、不同开挖深度时结构的变形及受力形态。结果表明:双排桩排距取3倍桩径时,不同开挖深度的前排桩最大位移值呈现二次抛物线形态;前排桩内力呈现单锚板桩的受力特征,后排桩内力呈现悬臂板桩的受力特征;通过设置卸荷板、采用抗剪强度大的材料回填可有效控制结构变形及内力。     

新夏港双线船闸双排对拉板桩结构受力特性

为研究新夏港双线船闸闸室中隔墙双排对拉板桩结构的受力特性,利用ABAQUS有限元软件进行双闸室完整建模分析。采用修正剑桥模型模拟两侧闸室土体的同步开挖,对比分析施工期对拉板桩与单锚板桩的结构特性差异。运行期对双排板桩施加水压力,研究中隔墙整体变形特征、桩间土承载变形特性。结果表明:施工完建期,对拉板桩位移远小于单锚板桩,但两者变形相似,弯矩和土压力分布规律一致,且差值极小。运行期,宽矮的中隔墙在向低水侧闸室的侧向位移中,以剪切变形为主。板桩土压力增量与各自承受的净水压分布有关,还受上部连杆传力和低水侧横撑反力的影响。桩间土在传递、扩散侧向压力时,产生侧向压缩,并可分担中隔墙的大部分剪力。中隔墙弯矩主要由两道板桩分担。现有的双排板桩结构简化计算方法,尚无法反映桩间土抗剪的作用,值得进一步研究。     

水利复杂滨海环境钢板桩施工应用

钢板桩在交通、内河水闸泵站、海工领域作为施工围堰已广泛应用,对于水利复杂滨海环境下水闸泵站的钢板桩施工围堰目前应用较少。文中通过某堤闸工程双排钢板桩围堰的施工实践,重点介绍钢板桩材料结构加筋优化、垂直度和轴线控制、特殊情况处理措施等施工技术,证明在复杂滨海环境的水利工程中,将双排钢板桩作为施工围堰是可行的和值得推广。     

中船长兴造船基地水工构筑物设计关键技术

长兴造船基地是我国规模最大的造船基地.介绍基地一期工程水工构筑物的规模及结构设计方案,总结了在本工程中获得成功的大型水上基坑建造双船坞坞口、大跨度双排钢板桩围堰建造双船坞坞口、大型钢浮箱结合桩基复合基床建造大型船闸闸首、格型地下连续墙建造超深船坞坞墙、超大面积船坞基坑工程钢板桩坞壁变形控制技术、考虑大面积卸载和周期重载作用条件下的船坞底板桩基设计技术等创新设计理念和设计技术.     

桩基重力式支护结构的不同计算模型

桩基重力式支护结构由重力式胸墙和双排桩组成,是一种半刚性半柔性支护结构。对该结构的设计,相关单位根据规范采用平面钢架弹性支点法计算下部双排桩,同时将上部胸墙简化为悬臂梁进行计算,但由于胸墙为刚性体,受力特征及对双排桩的约束与悬臂梁不同。为了系统研究该结构在不同计算模型中的变形及内力分布特征,对比规范设计和实体模型的计算结果。结果表明:参照相关规范设计时,上部胸墙产生线性位移,后排桩的弯矩及剪力都大于前排桩;而在实体计算模型中,上部胸墙发生平动位移模式,由于基坑开挖受到主要的土压力差作用,前排桩产生的弯矩和剪力都大于后排桩。     

双排板桩变形与应力分析

本文综述了双排板桩变形与应力分析研究现状，存在问题，结合大坞工程实例，利用梁杆有限元法，变形曲线拟合法计算双排板桩的变形与应力，计算结果与实测结果相互吻合。     

浅海隧道基坑双排钢板桩围堰支护数值研究

本文运用FLAC3D有限差分数值软件建立双排钢板桩围堰与基坑工程的数值模型,研究了不同设计参数对围堰支护、地下连续墙的变形影响,为工程设计提供了理论支持和优化方案。     

透空式双排圆筒防波堤消波性能数值模拟研究

双排圆筒防波堤是一种新型透空式防波结构,具有结构形式简单、利于水体交换、生态环境友好等优势,适用于软土地基海域的后方防护。双排圆筒防波堤利用前排桩、后排桩和后排挡浪板形成复杂的波浪掩护作用。为了研究该新型防波堤结构的消波性能,采用开源计算流体力学软件OpenFOAM,建立基于有限体积法和VOF模型的三维数值波浪水槽,开展了不同布置情况工况下的数值模拟。模拟结果表明,双排圆筒的消波性能受到前后排间距、前排圆筒间距等布置参数影响,模拟工况双排圆筒消波率在34%～50%。