密实含砂碎石和卵石地层钢管桩沉桩试验研究

钢管桩是海洋工程最广泛采用的桩型,复杂地层条件下钢管桩沉桩施工往往具有较大的难度。依托实际工程,基于地层原位试验、沉桩模型试验、基桩可打性分析、现场足尺试验,开展密实含砂碎石和卵石地层钢管桩沉桩施工试验研究。结果表明：1）采用人工模拟地层进行模型试验,桩侧土摩阻力试验结果应适当提高。2）密实含砂碎石和卵石地层中钢管桩桩端闭塞系数可取0.7～1.0、桩侧单位面积摩阻力可取225 kPa、桩端单位面积阻力可取不低于13 MPa。3）密实含砂碎石和卵石地层中钢管桩振动和冲击法沉桩困难,为达到设计入土深度可能需要通过恰当的方法清除桩内部分土塞。     

风化岩层中开口钢管桩沉桩性状*

终锤贯入度、桩端持力层和极限承载力是保证基桩施工质量的要素。采用高应变全程动测试桩研究不同壁厚开口钢管桩在珊瑚礁灰岩地质中的沉桩性状,主要包括测试承载力、沉桩贯入度、打桩应力以及桩身传递能量等关键参数,并通过分析480根开口钢管桩的沉桩规律,得出以下结论:基桩持力层应选择强风化珊瑚礁灰岩,终锤判定条件应同时考虑终锤贯入度和入强风化岩深度2个指标。     

LNG码头引桥墩台桩基结构选型

以广西液化天然气(LNG)码头引桥墩台桩基为研究对象,根据工程地质及岩土设计参数、工艺荷载、设计水位等主要设计条件,提出钻孔灌注桩和钢管桩两种设计方案。从桩基承载力受力、结构受力、施工工艺、工程造价、沉桩情况及检测结果等方面分析比较两种方案,得出该工程引桥墩台结构的桩基选型采用钢管桩方案设计较为合理。     

海上风电测风塔项目钢管桩的参数敏感性分析

在实际打桩过程中,为避免钢管桩无法下沉到设计标高,需在施工前分析钢管桩的参数敏感性,为此以某海上风电场的测风塔为实验对象,运用GRLWEAP软件分析了不同钢管桩参数的敏感程度。结果表明,钢管桩数对桩长的影响最为显著,其次为桩径和布桩半径,桩斜率对桩长的影响最小,其敏感性从高到低依次为:钢管桩数、桩径和布桩半径、桩斜率。该成果可为今后类似工程的海上测风塔基础结构的设计提供理论依据和参考。     

位于水陆交界处的锁口钢管桩围堰设计与施工

湘江杨梅洲大桥22#主墩位于水陆交界处,为满足桩基、承台施工需要,采用直径40m的锁口钢管桩围堰作为围护结构。根据土质参数,论文采用理正岩土和MidasCivil分析钢管桩围堰与周边土体的相互作用,验算结构设计合理性。在此基础上,重点论述锁口钢管桩沉桩的改进工艺。结果表明,新工艺可缩短工期75天,节约成本104.9万元,研究成果对类似工程围堰设计与施工提供了参考与借鉴。     

基于ANSYS/LS-DYNA的PHC-钢管组合桩低应变检测可行性研究

PHC-钢管组合桩因承载能力高、自重轻、对地质适应性好等优点在工程中广泛运用,但因其所处地质条件复杂、施工条件等因素,对于PHC-钢管组合桩这种地下隐蔽工程的检测不易,传统的桩基动测法对于其完整性检测的适用性尚未可知。文章采用ANSYS/LS-DYNA有限元软件对PHC-钢管组合桩无缺陷状态以及上部PHC管桩出现破裂、上部PHC管桩与下部钢管桩脱开状态这两种典型缺陷状态进行模拟分析,探讨了低应变反射波法对于检测PHC-钢管组合桩缺陷的适用性,可为工程实际提供一定的参考依据。     

PHC钢管组合桩在复杂地质条件港口中的应用

针对当前复杂地质条件下PHC管桩沉桩困难问题，以三亚某公务船码头工程为依托，结合PHC管桩和钢管桩的优点以及相关行业规范确定了PHC钢管组合桩的结构形式。针对PHC钢管组合桩的特点，从穿透较厚砂层角度出发，通过结构计算软件以及相关规范公式给出码头结构极限承载力状态，对结构计算、受力特性与桩基检测结果进行分析，提出桩基改进措施和沉桩控制条件，得出满足工程设计要求的PHC钢管组合桩。结果表明：该种PHC钢管组合桩方法满足桩基承载力及应变要求；PHC钢管组合桩在穿透较厚砂层的条件下技术可行、经济合理。     

PHC钢管组合桩在复杂地质条件港口中的应用

针对当前复杂地质条件下PHC管桩沉桩困难问题，以三亚某公务船码头工程为依托，结合PHC管桩和钢管桩的优点以及相关行业规范确定了PHC钢管组合桩的结构形式。针对PHC钢管组合桩的特点，从穿透较厚砂层角度出发，通过结构计算软件以及相关规范公式给出码头结构极限承载力状态，对结构计算、受力特性与桩基检测结果进行分析，提出桩基改进措施和沉桩控制条件，得出满足工程设计要求的PHC钢管组合桩。结果表明：该种PHC钢管组合桩方法满足桩基承载力及应变要求；PHC钢管组合桩在穿透较厚砂层的条件下技术可行、经济合理。     

微型钢管桩在码头基槽开挖岸坡加固中的应用

为解决复杂环境下重力式码头基槽开挖问题,保证周边建构筑物的安全稳定。以阳江某码头工程为例,研究了微型钢管桩在重力式码头基槽开挖岸坡加固的应用,介绍了注浆微型钢管桩的加固机理、施工工艺及控制要点。监测结果表明:采用合理的微型钢管桩设计参数,合适的施工工艺,加强施工过程控制,可有效提高地基整体抗剪强度,减小岸坡水平位移,增强地基整体稳定性。对微型钢管桩岸坡加固的分析和总结可供类似工程参考借鉴。     

油品码头桩基优化设计和施工工艺

为了节约油品码头的工程投资,降低施工难度,缩短建设工期,针对工程所在区域岩面起伏大且覆盖层薄厚不一的典型海岛近岸地质条件特点,综合比选传统的嵌岩桩结构、锚岩桩结构以及钢管桩桩芯灌注混凝土的新型组合桩结构等桩基结构方案,推荐采用钢管桩芯灌注混凝土的组合桩方案。介绍该方案的施工工艺、技术创新性和经济效果,可为类似复杂地质条件下的高桩码头结构设计提供借鉴。     

钢管桩桩头剪力键间距优化设计

在码头和深海工程中常采用剪力键连接钢管桩与上部结构,以提高钢管桩的承载力及结构整体性。剪力键的间距是影响钢管桩桩头受力性能的重要影响因素。以桩头带两个剪力键的钢管桩为研究对象,建立8组有限元模型,利用Gebman试验报告中的试验值与数模值进行对比。结果表明:1)试验值与数模值误差较小,且变化趋势一致。2)钢管桩承载力和钢管桩桩头复合刚度随着剪力键间距的增大先增加后减小,剪力键间距介于1. 0D～1. 2D时,钢管桩整体受力性能最好。3)剪力键的最优设计间距始终在1. 0D附近,随着桩径的增加,剪力键的最优设计间距可适当减小。其研究成果为实际工程中钢管桩桩头剪力键的设计提供了重要的参考。     

考虑桩-土作用的PHC管桩极限变形及其影响因素分析

单调荷载作用下PHC管桩的极限变形是判断结构损伤的一项重要参数。为了解桩、土参数对PHC管桩在单调荷载作用下变形的影响,采用ABAQUS有限元软件的纤维梁单元模型和共结点法,建立考虑桩土相互作用的PHC管桩有限元模型,使用P-y土弹簧模拟桩土相互作用,混凝土采用UCONCRETE03本构模型,预应力纵筋采用USTEEL02本构模型,分析配筋率、桩基入土深度、土体不排水抗剪强度、轴压比等参数对PHC管桩极限变形的影响规律。计算结果表明:桩基极限位移随桩基配筋率的提高而增加,但随桩基入土深度、土体不排水抗剪强度、轴压比的增加而减少,并拟合单调荷载作用下的PHC桩基极限位移的计算公式。     

海港码头大管桩力学特性的实验测试与反演研究

利用光纤光栅传感技术,在现场对大管桩在外载作用下的变形情况进行了测试.根据测试结果,利用数值模拟方法对大管桩进行了反演,得出大管桩相关力学参数,为进一步分析大管桩在各种工况下的受力情况提供了基础数据.     

新型钢管桩桩尖在天津港高桩码头的应用

结合天津港某高桩码头的工程实例,针对钢管桩采用不同型式桩尖时的穿透能力进行分析比较,根据静载试桩数据研究钢管桩在不同人土深度时的承载能力和半封闭桩尖的闭塞效应。试桩结果表明高桩码头采用新型桩尖的钢管桩基础,能有效缩短桩长、节省投资,在减少单桩锤击次数和缩短工期方面效果明显,可为今后钢管桩桩尖的应用提供参考。     

地震作用下的液化砂土地基PHC管桩动态响应

为研究液化砂土地基上的PHC管桩在地震作用下的动态响应,利用FLAC3D有限差分软件建立土体、实体PHC管桩和桩顶等效质体组成的数值模型,同时考虑水体、土体和PHC管桩之间的耦合作用。通过在模型底部施加地震荷载进行完全非线性动力分析,研究土体的液化情况、场地的变形以及PHC管桩的响应。结果表明,地震作用引起了饱和砂土有效应力减小,全高度的砂土均发生了液化;液化的发生与否以及发生时间不仅与土体的埋深有关,也与地震荷载的序列和地震荷载的峰值加速度相关;埋入土中的桩身正应力呈先增大再减小的趋势,最大值出现在护坡和砂土交界处;埋深较浅处桩的侧向位移大于埋深较深处;由于PHC管桩在强震作用下的位移和内力值均较大,应在码头建造之前对极易液化的场地进行改善。     

软土地区PHC管桩垂直度检测与施工控制

PHC管桩具有承载力高、施工速率快、质量易控制等优点,在工程实践中得到了广泛应用。管桩地基的一些技术问题随之逐渐显现,其中较突出的一个问题是软土地区成桩垂直度对竖向承载力的影响。介绍了一种管桩施工后垂直度实用检测工艺,两个工程案例的检测结果显示管桩垂直度偏差的倾斜方向和位移量均差异很大,呈现明显随机性。在此基础上,指出软土地区管桩倾斜的主要原因是沉桩施工操作控制不严,次要原因是沉桩后重型机械行驶导致的挤压作用及相邻管桩的挤土效应。根据大量工程实践经验,分析了软土地区管桩垂直度偏差影响因素,并提出了切实可行的控制措施。     

PHC管桩在码头工程中的应用

PHC管桩在沿江、沿海等诸多大型港口码头建设中的应用越来越广泛,但在实际沉桩过程中仍存在诸多质量问题。本研究总结PHC管桩施工过程中常见质量问题,分析各种PHC管桩施工质量检测方法的适应性,提出码头PHC管桩应用中仍需解决的问题。     

大直径PHC桩竖向承载特性数值模拟研究

以珠海高栏港码头结构为工程背景,对码头的大直径PHC桩的数值模拟技术和承载特性进行研究。首先采用ABAQUS进行数值模拟,并将数值模拟结果与试验结果进行对比分析,验证了有限元分析的可行性,然后通过桩径、桩长,桩侧土和桩端土等一系列参数的变化,探讨这些参数对PHC桩Q-S曲线的影响。结果表明,有限元计算出的位移比实测结果高出2%~20%,桩长超过50 m的PHC桩属于超长桩。     

钢管桩码头地震易损性分析的单自由度模型

结构地震易损性分析的关键是确定结构在不同地震动强度下的反应值。由于需要考虑地震动的不确定性,须对大量地震动记录进行统计分析,特别是直接对码头结构进行抗震分析的情况下,计算量很大。为降低钢管桩码头易损性分析的复杂程度,提出一种可用于码头易损性分析的单自由度模型,该模型采用曲线型骨架线和Masing准则模拟钢管桩码头的恢复力特性。为验证该模型的合理性和有效性,将一个钢管桩码头结构等效为单自由度模型,并基于云图法分别对原型结构和单自由度模型进行了易损性分析,结果表明二者的易损性曲线吻合良好。     

静压桩沉桩过程的数值分析

考虑了沉桩过程桩周土的挤土效应，根据实测的土体参数，用柱形孔扩张对沉桩模型试验进行了分析。分析结果与模型试验结果较吻合。计算结果表明，分析沉桩引起的应力和位移时，应考虑桩周土的挤土效应及桩周摩擦力影响。