基于有限元方法的岩溶区桩基础稳定性影响因素分析

岩溶区由于地质条件的特殊性,该区域桩基稳定性的影响因素较为复杂。以张花高速公路某岩溶地段的桩基作为研究对象,在分析该岩溶区与桩基工程特点的基础上,利用ABAQUS软件对地质工程参数、桩基础自身参数等进行分析,探究了各因素与溶洞临界厚度、临界嵌固力之间的规律。分析结果认为:溶洞的临界厚度随地质强度值的增大而减小、随溶洞高度增加而增加、当高度保持不变时随溶洞宽度增加而减少;临界嵌固力随摩擦系数的增大而增大、随临空面倾角的增大而减小、随结构面倾角的增大而减小、随桩径的增大而增大。     

双护简钻进技术在岩溶区桩基施工的应用

工程概述及地质情况 工程概述 某特大桥设计上部结构为28×20m先张空心板梁,桥梁全长560m,该桥基础全部采用钻孔灌注桩,桥墩桩径Φ=150cm,桥台桩径Φ=120cm,嵌岩桩设计,桩长范围25～35m。     

山洪冲刷对陡坡桥梁桩基竖向承载特性的影响分析

为研究山洪冲刷对陡坡桥梁桩基的竖向承载特性的影响,采用MARC有限元软件模拟山洪冲刷作用下不同桩长、桩径与坡度的桩基竖向承载变化规律,并通过计算分析得出:1桥梁的桩径或桩长越大,桩基竖向所受的承载力越大;坡度越大,桩基竖向承载力越小;2相同坡度、桩长的桩基在同一冲刷深度中,其桩径愈大竖向所受承载特性变化越大;3同一冲刷深度作用下,相同桩径、坡度的桩基其桩长越短竖向所受承载力变化越大;4相同桩径、桩长的桩基在同一冲刷深度中,坡度越小桩基竖向承载特性变化越明显;5冲刷深度小于2倍桩径时,山洪冲刷引起桥梁桩基的竖向承载力变化较弱;反之,则较强。     

滨海地区地基沉降对桥梁结构的影响及处治方法

跨越河口及沿海海域的桥梁在施工及使用过程中,经常由于地基不均匀沉降,引起桥梁上部结构产生应力集中和开裂。采用ABAQUS分析了原设计工况,改变桩径,各桩径下增加锚索,桩径基础上增加钢围堰,改变0#台布桩数量、布桩形式6种工况下地基沉降作用中桩基的侧向位移情况。针对不同工况下桩基位移情况,提出上部结构保持桥梁跨径不变,但上部调整为简支结构,采用空心板。下部结构桩基直径仍采用1.2 m,并通过设置大直径钢护筒围堰减小土体对桩基的推挤作用,设置空箱桥台及增加锚拉结构,应力消散孔等辅助措施的处理方案。这套处理方法在实际运用中取得了良好的效果。     

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。     

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。      

岩溶区桥梁桩基承载力试验与合理嵌岩深度

为研究岩溶区桥梁桩基的承载特性, 依托平顶山市西斜立交桥实体工程, 进行了桩基静载试验, 通过在桩端和桩顶布设应变传感器和位移计, 测得了桩身内力, 分析了岩溶区桥梁桩顶荷载(Q)-沉降(s)规律; 考虑现有桩基设计的局限性, 结合静载试验结果, 采用不同函数模型预测了单桩竖向极限承载力; 基于岩-桩体系宽梁力学模型和溶洞顶板拉-弯破坏模式, 探讨了桩基嵌岩深度的计算方法, 提出了一种适于岩溶区桥梁桩基嵌岩深度的优化方法。研究结果表明: 各级荷载作用下桩基Q-s曲线呈缓变型发展, 当桩顶荷载较小时, 曲线基本呈线性, 当桩顶荷载大于6 000 kN时, 曲线逐渐变为非线性, 虽然桩已嵌入灰岩较深, 但仍表现为典型的摩擦桩承载性状, 当加载到8 400 kN时, 桩顶沉降为3.69 mm, 远小于0.03D (D为桩径) 或40mm的破坏标准, 桩端阻力为122.9 kN, 仅占桩顶荷载的1.6%, 桩的承载力尚有富余; 在静载试验全过程中, 桩的受力状态处于Kulhawy理论的第1阶段, 桩侧阻力和桩端阻力同步发挥; 双曲线模型拟合精度在0.99以上且预测值偏安全, 建议在同类工程中优先考虑采用; 在同时满足溶洞顶板安全厚度和桩基承载力与稳定性要求的前提下, 采用提出的计算方法可使桩的嵌岩深度减小2.4 m。      

临时栈栈桥施工方案设计

渠阳渠水大桥是怀化至通道高速公路一座跨河大桥，桥梁上部为高速车道，下部为地方车道，高速车道为9×40m预应力砼连续T梁，地方车道为4x40m预应力砼简支T梁，桥梁下部结构采用双柱墩．基础采用钻孔灌注桩。桩长16～45m不等，桩径为18m、2．2m、2．5m。桥梁上游有一电站．河道还有船舶通行，因此栈桥在设计时既要考虑通航的要求，又要考虑上游发电放水河面上涨的高度，同时还要兼顾经济型。     

单桩穿越大型溶洞的竖向承载特性分析

在大型溶洞地区,由于开挖不便、回填难度大等原因,处理溶洞较为困难,因而常常采用桥梁桩基直接穿越溶洞进入持力层的施工工艺,通过有限元仿真分析,分析了桩长、桩径、洞高以及洞跨对桩基极限承载力的影响,并利用灰色理论对洞高与洞跨影响下的桩基极限承载力的计算公式进行数据拟合,基于此提出了溶洞地区桩基础施工与设计的技术要点和注意事项。     

梅山根大桥50米T梁的预制和质量控制

工程概况梅山根大桥是丽龙高速公路云和段的关键性节点工程,该桥上部构造为14跨×50m先简支后连续后张法预应力砼T梁结构;下部构造为双柱式变截面矩形桥墩,桥梁平均高度达34.39m,最高为36.89m,是浙江省高速公路桥梁     

盾构掘进速度对既有桩体切削变形规律的研究

盾构隧道施工在其推进过程中不可避免地要穿越地下桩,这是当前盾构隧道施工中的难点问题之一。为保证在隧道工程中盾构机切削地下桩基的施工安全和掘进效率,探究不同掘进参数下桩体的变形规律,采用PFC^3D颗粒流软件,模拟在不同掘进速度下盾构切削桩基的施工过程,分析和研究在不同掘进参数下桩体沿盾构掘进方向、垂直盾构掘进方向的桩体变形和桩顶竖向沉降的变化规律。并依托江苏省苏州市桐泾路北延隧道工程进行实证分析。研究结果表明：桩体的变形主要发生在桩体与盾构机上部相交的交点至该点往上的11倍桩径范围内。当盾构机推进速度不超过15 mm/min,刀盘转速不超过2.0 r/min时,桩体沿垂直盾构掘进方向的变形大于沿盾构掘进方向的变形;反之,当盾构机推进速度超过15 mm/min,刀盘转速超过2.0 r/min时,桩体沿垂直盾构掘进方向的变形小于沿盾构掘进方向的变形。因此,当盾构机分别切削桩长为20、40 m的桩底,或者切削桩长为40 m的桩身时,其推进速度不应超过10 mm/min,刀盘转速应不应超过1.0 r/min;当盾构机切削桩长为20 m桩身时,应控制其推进速度为1～5 mm/...     

增补桩对重载铁路桥梁横向振幅影响研究

增补桩基加固是目前重载铁路扩能改造中墩台基础常用的加固方法,而如何选择科学合理的增补桩数量和长度则是加固前的首要工作。以朔黄铁路磁河特大桥浅基桥墩加固为工程背景,采用有限元软件模拟和现场施工监测相结合的技术手段,开展增补桩数量和长度对桥梁横向振幅的影响研究。结果表明:当增补桩数量为12根时,梁跨中横向振幅与墩顶横向振幅抑制比增长最为明显,分别为10.5%和13.2%;增补桩长度越大桥跨结构振动越小。当增补桩长度为24 m时,对跨中横向振幅的抑制比最大为34.6%,对墩顶横向振幅的抑制比达到44.5%,但当增补桩长度超过24 m时,加固对桥梁结构横向振幅的抑制比增长趋势变缓,24 m桩长是最优增补桩长度。     

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。     

水泥搅拌桩处治软土地基沉降规律分析

为了研究水泥搅拌桩的不同桩长、桩径对于处治软土地基沉降规律的特性以及对行车平顺性影响,本文结合实际工程,以水泥搅拌桩的不同桩长、桩径作为参考因素进行有限元数值模拟分析,通过对水泥搅拌桩的不同桩长、桩径在统一工况下进行数值模拟,得出水泥搅拌桩的桩长因素对软土地基沉降的影响较大,水泥搅拌桩的长度增长2m,软土地基沉降的幅度大致降低13%,路基顶面沉降的幅度大致降低11%,软基沉降受桩径影响较小。     

高陡横坡双桩柱式桥墩差异沉降加固处治设计

结合贵州水盘高速公路某特大桥双桩柱式桥墩差异沉降加固处治设计实例,探讨注浆微型钢管桩的设计与施工等。介绍了注浆微型钢管群桩处治高陡横坡地段双柱式桥墩差异沉降设计。对桥墩进行长期观测,显示加固效果良好。说明山区普通桩基施工条件受限的高陡横坡路段采用注浆微型钢管群桩加固双桩柱式桥墩的技术优势,且该工程钢管桩长度达45 m,在该地区尚属首次运用,其经验可供类似工程借鉴。     

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。     

桩端压力注浆桩承载力径向基遗传神经网络研究

压力注浆是目前有效解决桩基施工工艺固有缺陷的有效手段,影响注浆加固效果的因素较多.本文采用径向基遗传神经网络实现持力层性状、桩长桩径、注浆压力、注浆量与承载力增大系数之间的非线性映射,研究结果表明,承载力增大系数随着注浆压力的增加而明显增加;存在最大的桩端注浆量,当超过最大的注浆量以后,承载力增大系数几乎不再增加.     

桥梁桩基础竖向承载力特性研究

桩基础作为建筑结构与地基之间连接的重要结构，主要起到支撑上部结构的作用，广泛应用于桥梁等建筑结构中。本文结合现场桥梁桩基础的单桩静载试验数据，进行桥梁单桩竖向承载力特性分析，结合桩长、桩径等分析桥梁桩基础的竖向承载力特性，总结出桩基竖向承载力特性影响因素及影响规律，基于此规律提出优化桥梁桩基础的设计方案，提高桩基础的使用效率。     

顶管井深基坑近接高架桥桩施工影响及参数优化研究

依托某污水管顶管井深基坑近接高架桥梁工程,基于Midas Gts Nx建立基坑与桥梁三维有限元模型,研究了顶管井深基坑开挖对基坑稳定性及桥梁桩基变形影响与坑外注浆加固保护措施对桥梁位移的控制效果,通过现场监测验证了加固参数的有效性.研究结果表明:顶管井基坑开挖过程中工作井井壁最大水平位移出现在井壁中上部;顶管井基坑开挖对桥梁桩基变形影响较大,引起桩基向基坑发生侧移,且桩身中部位移最大,施工过程中应对邻近基坑侧桥梁桩、基桩身中部水平位移进行重点监测;在采取坑外注浆加固措施下,桥梁桩基沉降及水平位移显著减小,深基坑坑外加固的合理宽度为2 m,深度为20 m,研究成果可为类似基坑近接高架桥桩工程提供借鉴.     

梅山根大桥50mT梁的预制和质量控制

工程概况 梅山根大桥是丽龙高速公路云和段的关键性节点工程,该桥上部构造为14跨＆#215;50m先简支后连续后张法预应力砼T梁结构;下部构造为双柱式变截面矩形桥墩,桥梁平均高度达34.39m,最高为36.89m,是我省高速公路桥梁建设中并不多见的大跨径、高墩柱预应力T形梁大桥。