地表堆载对临近桥梁群桩受力和位移影响分析

以某地区地表堆载临近桥梁群桩桩基为例,采用有限元软件ABAQUS建立数值模型,重点分析了堆载对桩体的位移、轴力和桩侧摩阻力的影响,得到以下结论:堆载作用下,周围土体发生明显的沉降,加上桩土之间的相互作用,会对桩基的安全产生不利影响;角桩和边桩承担大部分桩顶荷载,中心桩分担的荷载比较小,堆载对中心桩轴力影响最小;从侧摩阻力方面来说,堆载对角桩侧影响最大,边桩次之,对中心桩影响最小;从桩身沉降方面来说,单侧堆载使得靠近堆载侧的桩顶竖向沉降最大,远离堆载侧的桩顶竖向沉降最小,且堆载对角桩的整体影响最大,边桩次之,中心桩最小。     

不同堆载形式对邻近既有桥梁桩基的影响

采用数值方法研究了不同堆载分布宽度和高度对邻近桩基的水平位移、应力以及弯矩的影响,结果表明:不同堆载分布宽度基本不会影响桩底水平位移;随着堆载分布宽度增大,桩身水平位移不断增大,在地面以上部分桩身水平位移基本一致,而在地面以下部分,桩身水平位移从桩底到地面基本呈线性增大;不同分布宽度堆载对桩身水平应力作用规律基本相同;不同分布宽度堆载对桩身弯矩影响基本相同。堆载高度对左右桩的竖向位移影响规律不同;对于邻近堆载体的桩基,堆载会影响整个桩身水平位移,随着荷载的增加,桩身水平位移整体呈现增长趋势,且最大值基本分布在顶部,位移方向水平向右,同时堆载还会影响右侧整个桩身水平位移。研究结果可为分析桥梁桩基稳定提供参考。     

堆载宽度对邻近桥梁桩基的影响

采用数值方法对堆载土体对邻近桩基的水平位移、应力以及弯矩进行模拟分析。结果表明:不同分布宽度堆载基本不会影响桩底位移,且位移主要发生在地表上侧桩身。随着堆载分布宽度增大,桩身水平位移不断增大,在地面以上部分桩身水平位移基本一致,而在地面下部分,桩身水平位移从桩底到地面基本呈线性增大。不同分布宽度堆载对桩身水平应力作用规律基本相同,即从桩底到桩顶,应力先增大到峰值后回落,应力最大值区间基本在-5～-15m范围内,且随着堆载宽度的增加,桩身最大水平应力逐渐增大,但增大速率逐渐减缓。不同分布宽度堆载对桩身弯矩作用规律相同,堆载在不同宽度时对桩身弯矩影响最大位置在地表以下标高-2m附近。     

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。     

软土地层隧道开挖对邻近桩基影响数值分析

以某典型软土地层中隧道侧穿桩基为例, 采用数值模拟方法开展了隧道开挖对不同位置处桩基的影响程度分析研究。 结果表明： 隧道开挖引起地表的竖向和水平位移显著影响的区域分别分布在距离隧道中心 0 ~ 3D 和 1D ~3D (D 为隧道外径) 范围内, 其沉降曲线与经验公式的一致性验证了数值模型的可靠性; 同时, 桩顶沉降受开挖影响的区域与地层显著沉降区基本一致; 随着桩基与隧道中心线的距离增大, 桩基的安全区范围逐渐增大而警戒区范围逐渐缩小; 对比桩身沉降和水平位移, 可考虑采用桩顶位移作为桩基变形的控制指标, 当盾构掘进通过桩基且与其净距达到 10L (L 为管片宽度) 左右时, 隧道开挖对桩基变形的影响最明显, 可为现场盾构施工中的变形控制提供参考。     

真空-堆载联合预压在高速公路软基处理中的应用

通过对某工程孔隙水压力及分层沉降资料的观测,分析采用真空-堆载联合预压法加固软土地基时土颗粒所受侧压力、渗流力和抗剪力的变化情况,从深层沉降和孔隙水压力变化方面分析了真空-堆载联合预压法对其加固效果的影响,为其在高速公路软土地基中的推广应用提供了依据和参考。     

风化岩地区桩基承载力试验与研究

介绍了桩基堆载试验的方法、试验成果。通过柘溪桥、芝溪桥试验桩实际受力状况的分析，对中风化岩地区桩基承载力计算参数的选取，计算模式及桩基施工提出一些建议。     

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。      

湿陷性黄土桥梁桩基竖向载荷下的承载特性研究

湿陷性黄土结构非常特殊,其沉降具有不连续性、突发性、不可逆等特点,因此常对桥梁桩基造成威胁。如何确定黄土湿陷性变形桥梁桩基在竖向载荷下的承载特性一直困扰着国内外学者。根据前人的研究现状,将新疆高速湿陷性黄土地区的桥梁桩基项目列为研究对象,首先对其进行非均匀变形下的承载实验,介绍了实验原理和模型装置,并给出实验流程。基于实验结果,研究桥梁桩基的承载特性,分析了单桩承载力、单桩桩身轴力、单桩桩侧摩阻力、群桩承载力等特性。通过对单桩、群桩的桩基静载试验研究,得出单桩摩擦阻力最大部分在桩身中下部,湿陷性黄土沉降随着桩数的增加而降低。希望为今后湿陷性黄土桥梁桩基承载特性研究提供理论帮助。     

路基堆载预压过程的数值分析

堆载预压法在路基工程中应用广泛,以二维比奥固结理论为基础,结合数值分析的方法对堆载预压法处理软土地基进行了数值模拟,研究了地基沉降和孔压的发展。结果表明:地基顶面路基中心线处的沉降最大,堆载方式对孔压曲线的形状具有很大影响;模拟结果合理,对于类似工程的设计和施工具有一定的参考意义。     

双线盾构隧道施工对既有桥梁安全影响的研究

以盾构隧道近距离穿越地下既有桥梁桩基为工程背景,采用FLAC3D有限差分软件,对施工过程中隧道开挖引起桩基的位移进行了计算分析,最后建立Midas civil荷载-结构模型,在最不利差异沉降工况条件下,对上部桥梁结构的附加内力及变形进行验算。结果表明,全部注浆加固地层时,隧道开挖引起的桩基最大沉降值为9.3 mm,最大差异沉降值为1.0 mm,桥梁承载力满足要求。     

软土区不平衡堆载下桩基负摩阻力的数值模拟研究

在沿海软土地区由于吹填造陆等原因,经常存在不平衡堆载现象.由于海滩涂的土体存在含水率和压缩性高等工程特点,使桩基在不平衡堆载下产生明显的负摩阻力.负摩阻力会在桩周产生很大的下拽力,很大程度降低了桩基的竖向承载力,同时,由于堆载的不对称,会在桩周产生不对称的负摩阻力,从而导致附加弯矩的存在.通过大型有限元法软件ABAQUS对软土区不平衡堆载进行建模,在建模过程中,对桩土模型进行一定的简化,模型参数按照经验取值.分别对桩基主动侧和被动侧的位移和负摩阻力进行分析,进而研究了不平衡堆载对单桩负摩阻力的作用性状,为实际工程提供参考.     

桥台桩基侧摩阻力分布特征有限元分析与消减措施研究

桩基侧摩阻力对桩基加固设计具有重要意义,但受影响因素较多,难以精确计算。依托雅泸高速石龙沟桥,开展有限元计算,计算获取桥台桩基侧摩阻力分布形式以及中性点变化规律,结果可为设计提供参考。此外,进行桩侧摩阻力消减措施的初步探讨,工程现场采用堆载预压、预制桩等施工措施以达到消减桩侧摩阻力的目的。     

软基处理方法比较

文中通过工程实例,分析比较了采用插板排水固结堆载预压法、水泥搅拌桩复合地基和桩基架空楼板法处理软土地基的技术、造价及工期,阐述了插板排水固结堆载预压法处理软土地基是最经济有效的方法。     

地震作用下桥梁桩基与土层相互作用的模型试验研究

采用有限元方法可建立地震反应计算模型。为进一步验证理论计算的可行性以及分析地震对桥梁桩基的影响,在1：50的基础动力结构模型试验中,应用相似原理将模拟地震波作用于桥梁桩基模型上来研究模型桩身不同深度处的轴力和土层位移的变化情况。试验结果表明模型桩轴力、土层位移与用两维四节点有限元预测原型的相应指标是相似的。     

基于FLAC 3D的盾构施工穿越高架桥梁桩基稳定性影响数值试验研究

针对盾构施工对桥梁桩基影响特性,利用FLAC 3D有限元数值软件建立网格模型,分析了简支梁与连续梁桥两种结构形式下,不同穿越形式工况下桥桩位移变化特征。研究了盾构不同穿越简支梁桥桩时,桩身X、Y、Z向位移分布变化以及各穿越形式工况下的差异性特征,其中前排桥桩Z向沉降变形高于后排桥桩,下穿越形势下左侧桥桩沉降高于右侧,6#桥桩沉降稳定在0. 26mm。获得了盾构穿越连续梁桥时X向位移具有递增态势,远近测桥桩Y向位移变化斜率为一致,侧穿越桩基上部时每米桩长增长位移值约0. 15mm,4#桥桩为最大沉降变形,其中下穿越形式下最大,达8. 1mm。对比了两种梁桥结构下穿越形式时,简支梁桥位移值水平向位移或沉降变形均是最大,受盾构施工扰动影响较敏感。研究结论为研究盾构施工对桥梁桩基影响分析提供一定参考。     

黄土湿陷性对桥梁桩基承载力的影响

为了研究黄土湿陷性对桥梁桩基承栽力的影响,基于弹性理论,建立了黄土湿陷性影响下桥梁桩基承栽力的力学模型,推导了湿陷性黄土中桥梁桩基承栽力的计算公式,利用编制的计算程序,分析了不同湿陷系数、不同湿陷厚度下黄土区域桩基承栽力的变化性状。公式计算结果与现场实测结果对比分析表明,其相对误差最小为5．2％,最大为6．7％,表明本文公式具有较好的实用性。     

桩基沉降控制方法在桥梁设计中的应用分析

桥梁中的桩基不但要满足承载重力的要求,而且对沉降的变形也有着诸多的限制。由于拓宽的工程日趋增多,所以桥梁桩基沉降的控制的标准也越来越严格。不同于以往传统的设计方法,沉降变形的做法更加适合运用于桩基设计的控制之中。主要研究桩基沉降变形问题、桩基控制设计方法、群桩沉降的计算桩基沉降的控制标准,以及沉降控制设计方法的应用优缺点     

软土地区桥梁桩基施工对既有路基影响分析

为了探讨分析软土地区道路建设期间桥梁桩基施工对邻近区域既有路基的影响,以张新高速公路所跨越的一段既有铁路路基为研究对象,依托桩基施工项目,通过现场变形监测,获取了深层水平位移以及路基沉降数据,分析了桩基施工对邻近铁路路基稳定性的影响。结果表明,地下深层水平位移变形变化较大部位出现在地面堆载较多以及软土层深厚区域,路基沉降变形变化主要发生在施工前期,后期逐渐趋于稳定。通过采取高压旋喷桩施工工艺结合软土表层处理技术,可以有效抑制土体变形,达到对既有路基影响小的良好效果。     

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．