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。     

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.     

浅埋独立或条形砖基础站房托换施工技术

目前地下建筑或通道等通过托换穿越地面保护性建筑日益增多。结合工程实例,介绍大跨度地下通道穿越采用独立或条形基础的柱、墙结构的沈阳站东站房的托换施工技术,主要包括托换结构设计形式、柱墙同托换板的节点处理、防止地上建筑沉降的技术措施等。本工程的总体沉降控制在5mm,远小于沉降警戒值。施工完毕后,沉降稳定,外墙及内部结构无裂缝等缺陷。     

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%.      

高层建筑物桩基托换的受力分析与接头强度试验

桩基托换在地下工程建设中是一项科技含量较高的应用性技术，深圳地铁一期工程国贸一老街区间隧道从百货广场大楼下桩基丛中穿过托换，该工程具有桩的荷载大、地层条件复杂、地下水位高、托换深度大等特点，难度较大。为给设计和施工提供理论依据，建立了百货广场大厦桩基托换区域的托换过程空间力学模拟分析模型，采用ANSYS软件对托换过程中百货广场结构及桩基的托换大梁进行了力学分析，并进行了1：4梁柱接头模型试验，通过试验选择合理的接头型式并确定其实际承载能力，检验其可靠性，确保了大楼桩基托换顺利进行。该工程施工过程中及竣工后，沉降变形未超过允许值。     

盾构下穿高架桥桩基的托换施工技术分析

以某区间盾构隧道下穿高架桩基为工程背景,本项目条件复杂,施工变形控制严格,对此类复杂环境下地铁盾构隧道下穿高架桥桩基的托换施工技术进行分析,突破托换过程中结构止水性能、稳定性及刀盘刀具改造等技术难点,同时采用平面应变的计算模式对托换桩的施工过程进行模拟。结果表明:桥墩、托桩最大沉降量均在预警范围内。通过研究分析施工方案技术可行、水平较高,可为类似工程提供一定的工程借鉴和参考。     

路堤下的水泥土搅拌桩复合地基性状的探讨

目前在路堤基础下复合地基的设计中仍沿用刚性基础下复地基的设计理论,因而造成实测值与设计值相差甚远.结合高速公路软土地基处理中的现场试验和数值分析,分析了路堤下桩土应力、桩土表面沉降、桩身附加应力、复合地基承载力、侧向位移等.结果表明:在路堤下这种复合地基桩土应力比变化总体趋势为逐渐增大,但总应力比不大,应力集中不明显;桩土沉降存在不协调,实测土的沉降量比桩的沉降量要大;群桩时复合地基的承载力小于单桩复合地基承载力;侧向位移较小.     

桩—网结构路堤施工填筑阶段数值模拟研究

结合高速铁路桩—网结构路基试验段进行数值模拟研究,探讨在填筑阶段桩—网结构的沉降特性及桩、网、土共同作用的承载特性。计算结果表明,桩间距对加筋垫层的相对变形影响显著;桩身应力随路堤填土高度的增加呈增大趋势,且应力分布逐步向线路中心桩靠拢,桩身应力沿深度方向先增大后减小;桩间距不同,土工格栅的拉应力随着路堤填筑高度的变化不同;在填筑初始阶段,桩土应力比较大,随着路堤填高的增加,桩土应力比逐渐减小并趋于稳定。以上结论可为桩—网结构路基设计理论提供科学依据。     

水泥粉煤灰处理湿陷性黄土路基承载性能

为揭示水泥粉煤灰后压浆对湿陷性黄土桩网结构路基的加固机理，开展后压浆水泥粉煤灰碎石桩室内静载试验，分析了后压浆对桩周土样湿陷系数的影响，研究了竖向静载作用下后压浆桩网结构路基沿深度方向附加应力、桩侧摩阻力及桩端阻力的变化规律；基于Boltzmann数学模型和荷载传递函数，分析了桩侧摩阻力和桩端阻力增强机理，给出后压浆桩侧摩阻力和桩端阻力计算式；利用数值模拟方法，探讨了桩体弹性模量、后压浆深度、桩网置换率和褥垫层厚度对桩网结构路基承载力的影响机制。研究结果表明：在相同荷载作用下，经水泥粉煤灰后压浆处理后的桩周土体的湿陷系数小于自然土样的湿陷系数，且小于0.015;压浆后，静载作用下桩网结构路基中桩顶的竖向附加应力逐渐减小，桩间土的竖向附加应力先减小后增大，桩侧摩阻力较未压浆桩增大了约1.54倍；随着注浆深度的增加，桩身深度方向上的应力最大值呈先增大后减小趋势，且在等桩长深度处取得应力最大值；当桩网置换率提高1倍时，沿深度方向的应力和沉降均减小，其中应力峰值降低24%,沉降量减小26%;桩网结构路基中随着褥垫层厚度的增大，路基深度方向上应力逐渐增大。可见，水泥粉煤灰处理湿陷性黄土路基能减弱...     

地铁暗挖区间下穿市政桥梁桩基托换方案研究

依托沈阳地铁3号线某暗挖区间下穿文化路立交桥工程，在工期、造价及对周边环境影响等角度对比分析明挖法进行桩基托换与暗挖法进行桩基托换方案的优缺点；从不影响地面交通角度出发，选择暗挖法进行截桩及桩基托换，通过风险分析确定暗挖风险处理措施，保证暗挖施工的安全性，并结合现场实施条件明确了桩基托换施工工序；最后，建立三维有限元模型，计算分析暗挖法桩基托换施工，计算结果表明：暗挖截桩方案施工引起的连续梁绝对沉降、差异沉降、倾斜及水平位移均小于桥梁变形预警值。     

交叉隧道不同接近度对既有隧道稳定性的影响研究

以隧道位移及衬砌应力增量为控制标准,通过建立不同净距的正交下穿数值模型,分析新建隧道不同净距(0.25D、0. 5D、0.75D、1.0D、1.25D)正交下穿施工对既有隧道的位移及应力增量变化,判断既有隧道结构的稳定性,结果表明:不同净距下穿过程中对既有隧道的影响范围基本一致,主要集中在新建隧道中线左右20m,最大竖向沉降随着净距的增大呈现先增大达峰值后减小的趋势,采用经典高斯曲线拟合得出经验沉降槽宽度系数;下穿施工过程中既有隧道的横向应力增量先为压应力增量,最终表现为压应力增量,纵向应力增量始终为压应力增量,随着两隧道净距的减小,拉压应力增量增大,通过拟合得出应力增量与隧道净距的变化关系,合理预测不同净距下既有隧道的应力变化。     

地震作用下高桩码头不同横排间距的三维动力响应分析

考虑了实际地层、桩-土动力相互作用的影响,采用瞬态动力时程分析法对不同横排间距直桩码头的水平地震荷载响应进行了分析;研究了码头结构在真实地震记录加速度作用下的位移、加速度、最大等效应力、剪应力以及桩的等效应力、弯矩变化规律.计算表明,横排间距平均每增大2 m:码头上部结构最大等效应力增大约9%~12%,码头上部结构最大剪应力增大约12%~15%,码头桩基的最大等效应力增大约8%~9%,码头桩内的弯矩增大约10%.随着桩间距的增加码头抗扭性能增加了,因此上部结构内力增量大于桩内内力的增量,而且整体码头结构跨间距增加到11 m时桩内等效应力接近屈服强度,但未出现应力集中屈服区,桩顶铰接后大大减小了地震的动力危害,可以把横间距增加到11 m.横排间距增大会使面板上产生较大剪应力,最大剪应力发生在面板与纵横梁形成的交角处,应对其采用局部加固的优化设计.研究成果可为深海码头结构的设计提供参考.     

不同垫层下管桩复合地基现场对比试验研究

为比较管桩+钢筋混凝土板复合地基、管桩+桩帽+土工格室复合地基、管桩+桩帽+土工格栅复合地基的受力和沉降控制效果,开展了3种复合地基处理深厚软土路基的现场试验,分析研究了不同垫层条件下管桩复合地基受力和变形规律,结果表明:路堤荷载作用下,桩顶和桩间土应力由路基中心向路肩、坡脚处逐渐减少,土工格栅垫层时桩土应力比为2.47~5.42,土工格室垫层加固桩土应力比为2.30~6.25;钢筋混凝土板垫层时桩土应力比为8.05~14.81;随着路基填土荷载的增大,土工格栅、土工格室拉力逐渐增大,路肩位置拉力最大,相同荷载作用下土工格室所受拉力大于土工格栅;3种复合地基加固措施中管桩+钢筋混凝土板对路基沉降的加固效果最好,稳定后地基面沉降分别为土工格栅和土工格室桩网复合地基地基面沉降的68.46%和72.56%.      

盾构过群桩基础的托换与除桩技术及其稳定性分析

随着我国城市建设的高速发展和轨道交通网络的不断完善,越来越多的城市在地铁建设过程中遇到新建隧道需要从既有建筑物桩基中穿越的难题。以上海地铁10号线曲阳路~溧阳路区间隧道穿越四平路沙泾港桥群桩基础这一施工难题为例,在参照国内外成功经验的基础上,提出了适合本工程的扩大板式基础托换以及盾构机直接切桩的施工方案。为了确保在桩基托换、除桩作业及盾构推进施工过程中桥梁和隧道结构的安全性,通过理论分析和数值计算等手段,对桩基托换施工过程中必要的地基加固范围、桩基合理开挖暴露长度、桩-筏体系受力转换机理、桥梁结构的稳定性、残桩对隧道结构的影响等问题进行了研究。研究结果不仅为工程的顺利实施提供了必要的指导作用,同时也为今后类似工程的设计与施工提供借鉴与参考作用。     

基础托换在工程建设中的应用研究

介绍了基础托换的原理和方法,并结合托换公路桥梁桩基的实例,对桩基托换的结构受力进行了计算。利用三维有限元软件对施工过程的沉降进行了分析,提出了施工的技术控制措施。     

地铁隧道盾构始发过程数值模拟分析研究

以苏州市吴中区的平行隧道施工为工程依托,利用有限元软件ABAQUS对盾构始发过程进行了仿真模拟,对地表沉降、地层位移、土体应力和围护结构应力进行了对比分析。模拟表明:土体强度对抵抗地层扰动能力具有有效性;土质强度越大,隧道结构在Y轴方向所受的地应力越小,这意味着管片受土压力越小,则隧道结构更为稳定;主动土压力随着盾构掘进深度的增加而增大,且伴随着主动土压力的增加,围护结构应力值也相应增大。     

桩基托换结构的动力分析

以津滨轻轨桩基托换工程为例,用有限元软件ANSYS模拟此托换结构,通过静力分析结果与施工实测的应力进行对比分析,验证模型的有效性及参数选择的合理性.按照建筑抗震设计规范GB50011-2001要求,选取合适的地震波,采用时程分析法,模拟了托换结构在单向地震荷载作用下的动力响应,结构在设计烈度地震下安全.可供类似桩基托换结构的动力反应分析参考.     

高速铁路CFG桩复合地基处理方案数值模拟

采用有限元分析软件对CFG桩复合地基特性进行了研究,分析了不同的复合地基处理方案,如水泥土、桩帽网、和桩板方案对沉降规律和桩土应力比的影响．研究表明：复合地基处理方案为水泥土方案时路基沉降量最大、桩土应力比最小,地基面有明显沉降盆;桩板方案时路基沉降量最小、桩土应力比最大、地基面沉降更加均匀．     

既有建筑物下明挖基坑施工对桩基及周围地层的影响研究

以广州某市政公路隧道下穿Z大厦桩基托换后,明挖法修建隧道为例,以数值仿真为手段,预测并分析了在既有建筑物下明挖基坑施工对周围地层、既有桩基及上部结构的影响,并对不同施工步序下引起周边位移、变形等的结果进行了比较,提出了更为适合此种条件下的明挖基坑施工工序.相应的结果可为类似的工程提供借鉴及参考.     

粘性土中大直径钻孔灌注桩单桩沉降分析

根据大直径钻孔灌注桩在桥梁工程中应用研究,以及试桩静载荷试验和桩身应力测试结果,在单桩沉降分析计算理论系统分析的基础上,采用了杆系结构有限单元法与荷载传迭代法耦合的混合法.采用Fortran语言,编制了计算程序SPSA1.单桩沉降分析计算中,采用三直线模型考虑了桩身与桩周边界上的剪切滑移非线性;并改进了有限单元法中初应力迭代技术,以考虑荷载传递关系的软化特征.同时,就桩身材料非线性,对单桩沉降分析计算的影响进行了讨论.笔者的方法和成果,可以作为今后大直径钻孔灌注桩研究和相关规范修订时参考.