盾构隧道侧穿高铁桥梁桩基的影响分析与措施

结合国内某城市盾构隧道下穿的实际工程,采用三维有限元数值模拟方法,研究盾构穿越施工对高铁桥梁桩基的影响和控制措施。结果表明：在中风化泥质粉砂岩中,隧道施工完成后,桥梁桩基水平位移背离隧道方向;盾构隧道施工引起桩的最大水平位移为0.24 mm,承台中心最大沉降为0.52 mm,产生的最大附加轴力为230 kN,变形值及桩底承载力满足规范要求,不必对桥梁桩基进行主动加固。结合下穿之前的实际掘进试验,提出了盾构近距离下穿高铁桥梁的施工控制措施。计算结果与现场监测数据基本一致,从而说明模型的合理性。     

深基坑中型钢结合水泥土搅拌桩作为立柱桩的应用

立柱是大面积基坑水平支撑体系的重要组成部分,而在基坑围护设计施工时,采用型钢结合水泥土搅拌桩作为立柱桩的情况较为少见。为此,介绍了某SMW工法桩围护基坑工程中,型钢结合水泥土搅拌桩作为立柱桩的应用情况,以期为类似工程提供一定参考。     

考虑溶洞空间形态的岩溶桩基稳定性分析方法

岩溶桩基的应用随岩溶地区交通工程建设的快速发展而越来越普遍,如何评价桩端岩溶顶板稳定性成为岩溶桩基设计的关键问题之一,针对目前桩端岩溶顶板稳定性分析平面假设的不完善性,考虑溶蚀作用形成的溶洞所具有的空间形态特征进行岩溶桩基稳定性分析。首先,将基桩作用下的岩溶顶板分别简化为固支梁、抛物线拱、圆拱与固支双向板等承载模型,采用结构力学与双向板分析理论建立不同模型的桩端岩溶顶板抗弯最小安全厚度计算方法;其次,通过计算结果对比分析,揭示岩溶顶板最小安全厚度随矢高的变化规律;在分析岩溶顶板冲切破坏与剪切破坏形式的基础上,探讨桩端岩溶顶板破坏模式的控制因素及其影响规律,进而获得桩端荷载、石灰岩抗拉强度、溶洞跨度与矢高等因素对桩端岩溶顶板承载特性的影响规律;然后,基于溶洞钻孔探测所得地质勘查信息构建岩溶桩基稳定性分析流程,提出考虑溶洞空间形态特征的岩溶桩基稳定性分析方法;最后,通过工程案例具体分析桩端岩溶顶板最小安全厚度及其破坏模式随矢高的变化规律。研究结果表明：桩端岩溶顶板破坏模式不仅与溶洞跨度、桩径有关,而且与溶洞形态及其矢高也密切相关,此外,石灰岩抗拉强度对岩溶顶板稳定性的影响同样较大,详细全面的工程勘察资料能使桩端岩溶顶板稳定性分析结果更接近实际情况。     

桥侧大面积堆土致斜交梁桥倒塌事故分析

以杭州绕城高速上发生垮塌的斜交桥梁为案例,通过现场调查取证,获取了案例桥施工图纸、地质情况和现场的破坏信息。在此基础上,采用摩尔-库仑模型模拟土体的弹塑性性质,用实体单元来模拟盖梁、承台、桥墩、桩基等桥梁结构,用不同区域的均布荷载来模拟堆载作用,并且设置接触单元来考虑桩-土相互作用,模拟桩-土之间的滑移和分离,建立三维有限元模型。同时研究了土体的物理参数（淤泥层和亚黏土层弹性模量）、堆载高度和斜交角对桥梁结构的影响。研究结果表明：大面积堆土导致近堆土侧桥墩、桩基发生比远堆土侧更大的位移,对于斜交桥,该位移方向与两侧桥墩连线即盖梁的方向成一定角度,从而导致近侧桥墩、桩基在轴力、弯矩和剪力外,需要承受较大的扭矩;随着斜交角从0°增加到40°,近侧桥墩、桩基承受的扭矩持续增大,扭矩逐步成为控制桩基破坏的主要因素;堆载引起淤泥层的沉降会导致该部分土层产生较大的负摩阻力,进一步改变了桩身轴力的分布;土体的弹性模量、堆土高度对桥梁在堆载作用下的横向位移和内力有很大影响;杭州绕城高速垮塌的主要原因是在软弱层上堆土导致桩基发生压、弯、剪、扭破坏。     

圆形钢筋混凝土桩局部破除后抗弯能力计算及应用

深基坑工程中常常出现围护桩成桩垂直度偏差以致侵入主体结构限界的现象,为保证后续主体结构尺寸符合要求,需要对侵限部位进行凿除,进而导致其抗弯承载能力下降。针对圆截面桩体局部凿除后的抗弯承载能力计算问题,基于二次逼近法,建立圆形钢筋混凝土桩局部破除后正截面抗弯承载能力计算方法,结合实际工程分析围护桩局部破除后对基坑围护结构体系的安全性影响。结果表明： 桩身局部破除后,纵向受力钢筋切断和桩身截面面积的减小将导致桩身正截面抗弯能力快速下降;依托工程中800 mm 的围护桩,凿除18 cm 厚度（含切断6根主筋）后,其正截面抗弯能力下降至原设计值的55%,剩余承载力已不能满足安全支护的要求,需进行加固处理。     

基坑开挖对邻近管线的位移影响分析

隧道基坑常位于地下管线数量较多的闹市区,为避免施工过程中对周边管线的破坏,如何准确分析基坑开挖对周边管线的影响至关重要。利用三维有限元软件MIDAS GTS对基坑周边不同管线进行计算,通过对计算数据的观察分析,归纳总结基坑开挖对不同管线所造成的位移变形特点,为隧道基坑周边管线的合理保护优化提供了重要依据。     

软土地基摩擦桩承载特性的有限元方法研究

利用有限元方法建立了软土地基中摩擦型桩基础桩土相互作用的轴对称模型,在考虑桩与土摩擦作用的基础上,分析了摩擦桩随桩长变化的承载力特性、摩擦桩桩侧摩阻随桩长的变化特征以及桩身沉降对桩周土体塑性变形的影响.在对软土地基摩擦桩的承载特性进行深入研究的基础上,提出了工程实际中摩擦桩设计合理桩长的概念,为工程师进行桩基方案设计提供了理论依据.     

粒料桩复合地基承载力发挥值试验研究

结合实体公路工程,通过现场试验段土压力监测,计算复合地基承载力发挥值;结合破坏模式,对其复合地基承载力发挥值进行分析。研究结果表明:粒料桩复合地基按照土体先破坏计算的复合地基承载力发挥值,接近现场载荷试验结果,复合地基承载力可通过桩墩间土压力进行计算确定;不论是强夯置换砾石墩还是振动砾石桩,其破坏形式是桩（墩）间土先破坏引起的整个复合地基的破坏。     

高速公路路堤边坡内承台基坑支护结构设计与施工

在太中银铁路跨河口庙水库特大桥（75m+120m+75m）连续梁的两个主墩承台施工中,采用钻孔围护桩对青银高速公路砂质路堤进行支护,并对其进行设计和施工。实践结果,既保证了承台施工安全和高速公路行车安全,又获得良好的社会效益和经济效益。     

跨越断层路堤减隔震措施研究

为研究跨断层路堤的减隔震措施,基于Abaqus软件建立三维路堤数值模拟,研究断层错动过程中路堤在加和不加筏板基础两种工况的动力响应,并进一步讨论在加筏板基础情况下,筏板位置对路基减隔震效果的影响。研究结果表明:第一,合理放置筏板基础可阻断断层从上覆土层向路堤顶面的传递,使断层在路堤中的传播倾角变小,破裂带分散,起到耗散能量的作用,最后达到减小路面竖向位移的目的,起到减隔震的作用;第二,路堤高度的增加可以减小断层错动对路面变形的影响,使断层带上的路面变形曲率减小,增加路面的平稳性。