哈萨克斯坦扎姆希河桥项目群桩基础特性的应用研究

依托哈萨克斯坦共和国国级公路第6标段中的扎姆希河跨河桥工程,采用预制群桩技术提高施工效率和质量。通过分析群桩基础不同桩长、桩间距和桩端阻力对沉降的影响,绘制荷载与沉降的关系曲线,研究预制桩基础的特性和应用。研究表明,该桥桩基设计的最优方案为桩的长径比约为20,桩间距为桩径的3.4倍,桩长9 m。     

洞内桩基托换数值模拟及分析

针对北京地铁蒲天区间隧道桩基托换工程实际情况,采用增加隧道支护通过植筋、剥桩、托拱、断桩及再次托拱的方式进行洞内桩基托换,利用3D-σ有限元计算程序对其施工过程进行三维数值模拟,得到桩顶沉降、承台沉降和拱顶下沉值,发现隧道开挖过程中桩及上部承台基本上是均匀沉降,且沉降量较小;剥桩、断桩过程引起的桩基础沉降较大,剥桩、断桩为桩基托换工程的控制工序.     

粉喷桩复合地基处治高速公路软土路基影响因素分析

以某高速公路匝道软基工程为研究背景,运用PLAXIS有限元软件建立粉喷桩复合地基,针对不同桩长、桩径、桩间距、垫层厚度,对粉喷桩复合地基的沉降及水平位移进行数值模拟分析,得出以下结论:粉喷桩复合地基存在临界桩长,适宜的桩长才能有效控制复合地基沉降及水平位移;随着粉喷桩桩径的增大,复合地基沉降和水平位移均逐渐减小,但桩径过大对复合地基沉降及水平位移控制效果不明显;随着粉喷桩桩间距或垫层厚度的增大,复合地基的沉降量变化均不明显,粉喷桩桩间距过小或垫层厚度过大均不能有效控制粉喷桩复合地基沉降和水平位移,且导致施工难度及工程造价增大。     

锚杆静压桩在预制拼装桥墩中的沉降特性研究

在城市高架桥施工时,为减小桥墩及基础施工对道路交通的影响,可采用快装桥墩及锚杆静压桩施工工艺。以某快装桥墩锚杆静压桩基础为背景,针对桩基后压成桩的特点,研究了锚杆静压桩的沉降特性;分别建立了无桩承台和压桩后群桩基础2种工况的有限元模型,对比分析了上土层弹性模量E_1、下土层弹性模量E_2和桩侧摩阻系数f对基础最大沉降量s_(max)及桩土荷载分担比η的影响。结果表明:在无桩承台和压桩后群桩基础2种工况下,随着E_1及E_2的增大,基础最大沉降量s_(max)不断减小;E_1对无桩承台基础s_(max)的影响较大,E_2对群桩基础s_(max)的影响较大;随着f的增大,群桩基础的s_(max)及土体荷载分担比η_(soil)逐渐减小,但影响有限。     

隧道下穿既有高架桥对桩基的影响

基于隧道下穿既有高架桥工程背景，为保证施工过程结构的安全性，隧道下穿部分桥梁进行桩基托换。通过建立三维数值模型研究了桩洞水平距离的影响。研究表明，托换桩基的承台的作用使得中心位置处的地表沉降值有所降低，而在远离中心位置处的地表出现沉降增加的现象。桩洞水平距离主要对托换桩基的水平变形和原有桩基竖向变形有显著影响，增大桩洞水平距离虽能减小托换桩基的水平变形。综合安全性和经济性，本工程的合理的桩洞距范围为1.0m～2.0m。隧道横断面方向的桥台差异沉降起控制作用，隧道施工时需加强监测，控制盾构掘进参数，控制出土量，保证桥梁结构安全。     

盾构施工对3×3群桩的沉降、变形及桩侧摩阻力的影响

利用有限元分析方法对盾构开挖对3×3群桩的沉降、变形及桩侧摩阻力的影响进行研究.当桩与隧道中心距离相同时,由于桩间土中附加应力叠加(群桩效应)的影响,隧道开挖引起的群桩中基桩的桩顶沉降大于单桩桩顶沉降;隧道开挖会引起群桩的竖向荷载在各基桩中重新分配,一般来说,中间桩的桩顶竖向荷载增加,边桩的桩顶竖向荷载减小;隧道开挖引起的群桩中各基桩的桩顶沉降主要取决于三个因素:基桩与隧道中心的距离、群桩效应的影响及基桩桩顶荷载的重分配;群桩基桩的水平位移主要取决于该基桩与隧道中心的距离,同时,由于承台的连接作用群桩中其它桩会增加或减小该基桩侧移;隧道开挖过程中桩侧摩阻力主要受到下面因素的影响:桩间土中附加应力叠加(群桩效应)、前排桩对中间桩及后排桩的桩侧摩阻力的保护(屏蔽效应)、桩顶荷载的重分配及桩身变形.     

盾构施工对3×3群桩的沉降、变形及桩侧摩阻力的影响

利用有限元分析方法对盾构开挖对3×3群桩的沉降、变形及桩侧摩阻力的影响进行研究.当桩与隧道中心距离相同时,由于桩间土中附加应力叠加(群桩效应)的影响,隧道开挖引起的群桩中基桩的桩顶沉降大于单桩桩顶沉降;隧道开挖会引起群桩的竖向荷载在各基桩中重新分配,一般来说,中间桩的桩顶竖向荷载增加,边桩的桩顶竖向荷载减小;隧道开挖引起的群桩中各基桩的桩顶沉降主要取决于三个因素:基桩与隧道中心的距离、群桩效应的影响及基桩桩顶荷载的重分配;群桩基桩的水平位移主要取决于该基桩与隧道中心的距离,同时,由于承台的连接作用群桩中其它桩会增加或减小该基桩侧移;隧道开挖过程中桩侧摩阻力主要受到下面因素的影响:桩间土中附加应力叠加(群桩效应)、前排桩对中间桩及后排桩的桩侧摩阻力的保护(屏蔽效应)、桩顶荷载的重分配及桩身变形.     

路基填筑土体参数对邻近桩基位移变化影响分析

以实际工程为例,采用数值模拟方法,分析路基填筑对临近桩基变形影响,并分别考虑填筑土的压缩模量、内摩擦角、粘聚力和桩体的弹性模量对桩顶沉降和侧向位移的影响,得到以下结论:桩身整体发生沉降,最大值为2.5 mm,桩体整体向右侧变形,桩顶水平位移最大,最大值为45.8 mm,且随着桩深的增加,其侧向位移逐渐减小;增大填筑土的压缩模量、内摩擦角、粘聚力和桩体的弹性模量均可减小桩顶侧向位移,且效果依次降低,对于桩顶沉降位移,通过增大上述4个参数后,其减小效果不明显;增大填筑土的压缩模量、内摩擦角对减小桩顶沉降效果明显,在工程上可以合理利用。     

盾构法隧道施工时高承台被动群桩的土拱效应

通过建立有限元模型模拟天津市地铁一号线盾构施工,有限元模型得到的土体沉降曲线与现场实测吻合,在此模型基础上进一步研究隧道开挖过程中被动群桩的土拱效应.隧道开挖时,3×3被动群桩中远离隧道的边排桩的桩间土一般形成了“反向土拱”;靠近隧道的边排桩的桩间土拱的形式主要取决于同一位置处桩与土体的相对位移.当桩的水平位移小于土体时,桩间土体形成了类似于边坡工程及堆载情况下的土拱;反之,桩间土体形成“反向土拱”.桩长增加,当桩、土水平位移接近时桩间土拱效应肖失;与地面堆载等典型的被动群桩不同,隧道开挖时当被动群桩的桩间距由4m减小至2m时土拱效应消失.     

竖直荷载下群桩承台土反力的三维仿真数值模拟

承台土体反力分布对桩基承台结构的设计与计算有重要影响。采用三维非线性有限元-无限元-接触面单元耦合数值模型,研究了竖向荷载作用下不同桩长、桩间距群桩基础中承台下土体反力的分布特征,并且为群桩承台结构的优化设计提出了一些建议。     

路堤荷载下刚柔长短桩复合地基承载特性研究

为研究路堤荷载下刚柔长短桩复合地基的承载特性,结合某桥头过渡段带帽薄壁管桩（pre-stressed thin-wall concrete,PTC）联合水泥土搅拌桩（cement deep mixed,CDM）的软基处理工程,开展了PTC-CDM组合式长短桩复合地基承载特性现场试验,对路堤填筑过程中桩土应力比、荷载分担比以及桩土沉降差的变化规律进行了分析,并进一步采用有限元对刚柔长短桩复合地基的路堤荷载传递规律进行了数值模拟.试验与计算结果表明:CDM桩顶与桩间土应力增长缓慢,PTC桩帽上应力增长相对较快;填土达到一定高度土拱完全形成后,大量的路堤荷载转移至刚性长桩;刚性长桩和柔性短桩的桩土应力比分别达到7.5和2.1;短桩的存在减少了长桩桩顶荷载和上部桩身出现负摩阻力的深度,中性点位置上移;短桩达到一定桩长时再增加其长度,对路基总沉降影响不明显,因此,短桩桩长可根据承载力要求的临界桩长来设计.      

塑料套管混凝土桩加固公路软基沉降性状有限元分析

为了研究塑料套管混凝土桩（TC）桩加固公路软基的加固机理和变形特性,采用有限元方法分析了桩长、桩间距、填土高度对路基沉降的影响。TC桩未打穿软土层时,沉降较大,为减少沉降及工后沉降,TC桩宜打穿软土层进入相对持力层0.5-1.0m。TC桩桩端为相对硬土层时,调节桩间距,可以起到调节沉降的效果,但调节桩长更为明显,在满足稳定及有一定预压期时,适当加大桩间距对总沉降及工后沉降影响不大,设计时可适当放大桩间距,以降低工程造价。     

武广高铁CFG桩复合地基工后沉降影响因素

为了研究软土地区高速铁路CFG(cement flyash gravel)桩复合地基工后沉降,以武广客专试验段为例,基于有限元理论,借助ABAQUS软件,对多个影响CFG桩复合地基工后沉降的因素进行数值模拟,分析各因素对其沉降的影响程度和规律,确定控制沉降量的主要因素.研究结果表明:增大桩的弹性模量或桩径,桩土应力比均增大;增大垫层厚度,桩土应力比减小;采用钢筋混凝土管桩和CFG桩组合时,在CFG桩桩顶的最大沉降为2.01 mm,与全为管桩的情况相比,不均匀沉降减小了46.5%.      

旋喷搅拌桩加固含易液化粉土夹层软基的现场试验

依托含易液化粉土夹层软基加固实体工程,采用现场试验的方法研究了旋喷搅拌桩加固含易液化粉土夹层软基的适用性和加固效果;通过钻孔取芯和静载试验测量分析了旋喷搅拌桩在含易液化粉土夹层软基中的成桩质量和桩芯强度;监测了路堤荷载下旋喷搅拌桩加固含易液化粉土夹层软基典型断面的施工期间及工后的地表沉降、深层水平位移、桩体荷载分担比、...     

微型群桩在弹性范围内的折减系数研究

采用ANSYS有限元程序建模方法,主要对弹性范围内的微型桩进行模拟,选取单桩、两桩、6桩和9桩计算在不同桩距（2d、3d、4d、5d）、不同桩长下的桩基沉降,得出折减系数。模拟研究认为：无论桩的长短,随着桩距的增大,群桩折减系数都在减小;桩距不变时,桩长相等的群桩,桩数的变化基本不引起群桩折减系数的变化。     

基于Mindlin位移解的超大群桩基础沉降计算

针对18根和64根超长大直径群桩基础,采用Mindlin位移解,假定桩端阻力为集中力和桩侧摩擦阻力呈向下线性增加分布形式后,推导出沉降计算公式.在苏通长江公路大桥主桥索塔群桩基础离心试验的模型地基条件下,按照变形比法来确定压缩土层的计算深度,对这两类超长大直径群桩进行沉降量计算.研究结果表明,与离心模型试验沉降值相比,两类群桩理论计算沉降值均偏低,18根群桩基础沉降理论计算值偏低16.8%,而64根群桩基础偏低39.9%.可见,用基于Mindlin位移解对超长大直径群桩基础进行沉降计算时,理论值偏低,同时也表明群桩效应对桩数较多的群桩沉降计算影响较大.     

钉形水泥土双向搅拌桩处理软土路基的设计与施工技术探讨

介绍钉形水泥土双向搅拌桩用于软土路基处理的设计、计算、施工工艺及检查标准,并将其与传统搅拌桩进行对比,认为前者克服了水泥搅拌桩成桩质量不易控制的缺点,且单桩承载力、处理长度均高于水泥搅拌桩,桩距要大于水泥搅拌桩,经济性要优于水泥搅拌桩,且随着处理深度的增加,其优势愈加明显。     

桩-土-断层耦合作用下桥梁桩基竖向承载特性

基于海南铺前大桥, 采用室内模型试验与数值仿真, 分析了断层-桩-岩土相互作用时桥梁桩基的距离效应与承载特性。研究结果表明: 在模型试验中, 对于直径为6.3 cm, 长度为60 cm的桩基, 当断层与桩基水平距离由9.45 cm增加到22.05 cm时, 承载力增幅为26.7%, 当水平距离由22.05 cm增加到31.50 cm时, 承载力增幅仅为3.8%, 断层与桩基水平距离对桩基承载力影响度降至6.5%, 可以忽略; 当桩长一定, 荷载相同时, 断层与桩基水平距离越小, 桩身轴力变化越小; 当断层与桩基水平距离由9.45 cm增加到22.05 cm时, 桩身30 cm处桩侧阻力增大了0.059 kN, 水平距离对桩侧阻力影响度降低了44.5%, 当水平距离由22.05 cm增加到31.50 cm时, 桩侧阻力增大了0.029 kN, 水平距离对桩侧阻力影响度降低了8.3%。在数值仿真中, 在桩基直径为1.5 m, 长度为30 m, 覆盖层厚度为10 m的工况下, 当断层与桩基水平距离由1.5 m增加到6.0 m时, 承载力增幅由11.0%减小到6.5%, 当水平距离由6.0 m增加到7.5 m时, 承载力增幅减小到4.9%;当断层与桩基水平距离由7.5 m减小到1.5 m时, 桩身轴力沿桩长方向减小趋势逐渐变缓, 当桩长一定, 荷载相同时, 断层与桩基水平距离越小, 桩身轴力变化越小; 当断层与桩基水平距离由1.5 m增加到6.0 m时, 桩身16 m处桩侧阻力增大了1.90 MN, 水平距离对桩侧阻力影响度降低了28.0%, 当水平距离由6.0 m增加到7.5 m时, 桩侧阻力增大了0.33 MN, 水平距离对桩侧阻力影响度降低了5.0%。模型试验与数值仿真结果均表明, 在5倍桩径范围内, 桩基竖向承载特性受断层与桩基水平距离的影响较大; 超出5倍桩径后, 水平距离的影响较小, 甚至可以忽略; 断层与桩基水平距离对承载力、桩侧阻力的影响度与桩侧阻力占比的仿真值均减小较快, 在水平距离为5倍桩径时, 较模型试验值分别降低了2.2%、6.0%、0.174, 结果较理想化, 可用作工程参考。      

浅埋暗挖隧道施工影响下桩基沉降量与承载力损失的关系

基于Bobet等提出的无水地层浅埋圆形隧道施工地层内应力状态解析解,通过非耦合方法建立了浅埋隧道施工影响下桩基沉降量与承载力损失之间的关系．分别以荷载传递法与弹性力学法求出桩体弹性压缩量与桩端土体压缩量,从而得到隧道施工影响下桩基承载力损失与桩基沉降量之间的关系,证明了在实际工程中通过减少桩基沉降来实现桩基承载力损失控制的正确性,为今后类似工程实现风险定量控制提供了理论依据．     

Analysis of Negative Skin Friction on Single Pile above a Tunnel

1　Introduction　　Itiswellknownthatthedirectionofskinfrictionisdecidedbytherelativedisplacementbetweenpileanditssurroundingsoil.Ifsettlementvelocityoftheneighboringsoilisgreaterthanthatofthepile ,therewillbenegativeskinfrictiononpile ,otherwiseitwillprod…