山地微型桩单桩抗压承载机理及数值模拟

在山地“上土下岩”的特殊地质条件下,确定微型桩的极限承载能力是较为困难的。然而,关于此类问题的研究是比较少的,且普遍对计算理论缺乏系统性的总结。文章对此类地质条件下微型桩单独承受下压荷载的极限承载能力进行了理论推导;使用ANSYS有限元软件,对一个具体的微型桩模型进行了数值模拟,并引用相关的微型桩试验数据,与理论计算结果进行了对比;对极限承载能力的影响因素做了系统性分析。通过研究,提出了“上土下岩”地质条件下的微型桩极限承载力和极限变形的计算方法,并验证了这种方法的可行性,发现微型桩自身参数、土层和岩石层的参数都会对微型桩的承载能力造成影响。     

桩间距和布桩形式对微型桩受力的影响

建立了独立式、连系梁式及承台式微型桩支护体系模型,探讨了不同布置形式及桩间距下,各类型微型桩体系的受力特性.研究结果表明,相同荷载下承台型微型桩抗滑效果好,其最大桩身弯矩分别为独立式和连系梁式微型桩的1.36倍和1.35倍;梅花形布桩形式下,同类型微型桩的桩身最大弯矩约为矩形布桩形式微型桩的1.02倍;桩间距取1.5~2.0m更有利于微型桩体系抗滑效果的充分发挥;最佳的微型桩布桩形式为承台式微型桩呈梅花形布桩,桩间距为1.5~2.0m.     

路桥施工中微型桩具体应用与分析

本文主要介绍了微型桩在路桥建设及基础加固中的具体应用,并通过工程实例对用微型桩加固桩基的设计和施工做了分析.     

颜春岭隧道微型桩基础加固施工技术研究

微型桩施工技术较为简单，施工方便，施工机具小、适于狭窄施工作业区，承载力高，沉降量小，近年来迅速发展，在地基加固、基础纠偏等方面广泛应用，均取得一定的成功。该文介绍了微型桩技术在颜春岭隧道明洞段及复合衬砌段玄武岩全风化层基底加固中的应用，阐述了微型桩施工工艺，探讨了施工过程中出现坍孔、缩孔、埋钻和卡钻、钢筋笼上浮、混凝土灌注堵管等问题的处理，以控制施工质量，期望为微型桩技术的研究与应用提供参考。     

微型CFG桩侧阻力提高系数试验研究

为分析微型CFG桩单桩承载力实测值比按现行CFG桩规范公式所得计算值大的原因,选择150 mm和250 mm这2种桩径、不同长径比的微型CFG桩进行现场足尺试验。试验桩采用先挤土成孔后分段填混合料振密法施工工艺,桩端阻力通过土压力盒测定,单桩承载力通过静载荷试验测定,并对试验桩进行实地开挖。提出微型CFG桩单桩承载力计算修正公式。研究结果表明:微型CFG桩单桩承载力实测值大于按规范公式所得计算值,单桩承载力提高主要是由于桩侧阻力提高,为此引入微型CFG桩侧阻力提高系数k;在相同桩径条件下,长径比增大,微型CFG桩侧阻力提高系数减小;当长径比相同时,桩径小的单桩侧阻力提高系数大;工程运用时k可取1.1~1.4。     

微型桩轻型挡墙在边坡滑塌治理中的应用

针对边坡滑塌治理工程中存在的周边环境复杂、支护空间受限且工期紧迫的特殊工况,提出了一种新型挡土结构-微型桩轻型挡墙。结合具体工程实例,详细介绍了其结构设计参数、主要施工方法;基于有限元数值计算方法,研究了土体中位移分布、微型桩位移、内力分布、桩侧土压力分布等规律,并探讨了其工作机理及可能的破坏模式。结果表明：微型桩刚度和锚杆排数对支护结构悬臂段水平位移影响较大,但一味增大微型桩刚度值及锚杆排数,并不会显著改变位移分布规律及位移大小。     

基于滑坡稳定性的锚索微型桩组合抗滑结构分析

为了给锚索微型桩组合抗滑结构的设计提供技术支持,对其开展理论研究非常必要.讨论了组合抗滑结构的工作机理,建立了锚索-微型桩-岩土体协同工作的计算模型,采用有限元法进行了求解.基于MATLAB平台开发了面向对象的分析软件,通过微型桩试验验证了分析方法和计算程序的有效性.最后结合算例,采用提出的计算方法对无锚索和不同直径锚索的微型桩抗滑结构进行了分析,并与数值模拟进行了对比,两者吻合较好.结果表明:锚索微型桩结构具有良好的承载性能,桩体弯矩、剪力和水平位移分布趋势相似,其值均为后桩最大、前桩最小,而轴力为后桩最大、中桩最小;随着锚索直径增大,锚拉力增大,边坡水平位移明显减小;滑坡推力作用下组合结构发生压弯变形,设计时前桩和中桩按拉弯验算,而后桩按压弯.提出的计算方法可为抗滑结构的设计提供理论依据.     

单排微型桩的稳定性计算与受力性能数值模拟

为研究微型桩加固边坡的效果与加固后边坡的受力机制,基于强度折减计算准侧与切向和法向耦合弹簧准则,建立了单排微型桩-边坡抗力分析有限元模型,分析单排微型桩桩位对边坡安全系数与桩身受力性能的影响,确定单排微型桩加固边坡的最佳位置。结果表明:随着单排微型桩体离坡脚距离的增加,微型桩加固的边坡安全系数先增大后减小,lx/l为0.6时为最优加固位置。当边坡内无微型桩或微型桩布置在边坡顶部与坡脚时,坡体内部产生了整体向下滑移的塑形剪切带,边坡发生了整体滑移;当微型桩布置在边坡上时,边坡滑动破裂面被切断,坡体由原来的整体滑移转变为了局部滑移变形。模拟结果可以为类似微型桩加固边坡工程稳定性计算提供参考,进而提高微型桩加固边坡的效果。     

微型桩抗拔承载特性的数值模拟分析

开展微型桩抗拔承载特性的现场载荷试验,通过建立微型桩三维有限元数值分析模型。在利用现场载荷试验资料反演有限元计算参数和验证有限元模型合理性基础上,探讨桩长、桩径、二次注浆和水平荷载等因素对微型桩抗拔性能的影响规律。结果表明:三维有限元模型适于微型桩的抗拔承载特性分析,接触系数Ri为合理模拟不同注浆施工工况提供了有效途径,数值模拟得到的相关结论对优化抗拔微型桩设计有积极的指导作用。     

无缝桥引板微型桩-土共同作用试验研究

利用MTS加载系统开展砂土中微型桩水平受荷室内足尺模型试验,对微型桩的桩身位移、桩身弯矩和桩周水平土抗力的分布进行研究,同时探讨了微型桩-土p-y曲线的特性.研究表明,桩身位移主要发生在桩顶下10倍桩径的范围,桩身弯矩主要集中在桩顶下15倍桩径的范围;采用双曲线模型拟合比抛物线模型拟合和双曲正切曲线模型拟合的p-y曲线精度更高.     

微型桩加固路堤边坡数值分析

该文结合朔黄铁路某工段微型桩现场试验实测,利用有限元差分软件对现场斜向微型桩试验进行数值模拟,详细介绍了有限元分析计算过程,分析了其在路堤边坡加固应用中的工作性能。通过有限元差分软件对微型桩加固路堤边坡进行数值模拟,探讨了微型桩在竖向附加载荷作用下的工作性能,分析了微型桩的各个参数变化对其加固效果的影响,为工程设计施工提供了理论依据。     

整体桥扩孔微型桩－土相互作用拟静力试验

为研究不同扩孔参数对整体桥扩孔微型桩受力性能的影响,以扩孔微型桩为研究对象,通过单向循环位移荷载进行控制,进行5根不同扩孔参数下微型桩的拟静力试验研究;同时对微型桩的桩顶位移-荷载曲线、弯矩分布、桩身位移和土抗力等进行分析.结果表明:扩孔内填料刚度越小,微型桩变形能力越好,在3.0D～6.0D(D为桩径)埋深范围内,其土抗力也越小,且对于桩身位移影响也较小,但桩身弯矩增大;相比于浅扩孔,深扩孔的微型桩承载能力小,但变形能力好和桩身弯矩较大;扩孔孔径越大,桩身土抗力越小,桩身弯矩越大,且对桩身侧向位移影响较大;扩孔深度和扩孔孔径一般控制在3倍桩径时可有效提高微型桩的变形能力.     

输电线路微型桩基下压承载力特性的模型试验

小型钻孔灌注的微型桩是输电线路的一种新型环保基础形式,具有布置灵活且节约材料等优点。本文设计并制作2个微型单桩、1个群桩基础的室内试验模型,开展桩基下压承载力特性的试验研究,考察单桩及群桩基础的荷载-变形特性,探讨微型桩基础的承载力计算理论,并与试验结果进行对比。研究结果表明:微型单桩承载力计算值与试验值相差较大,群桩基础抗压承载力的理论计算值与试验值吻合较好,说明群桩中的承台及群桩效应对提升桩基承载力有贡献。     

输电线路杆塔基础微型桩原型试验研究

针对微型桩在输电线路杆塔基础中的应用问题,采用现场试验方法,通过对软土地基中微型桩单桩、群桩的抗拔、水平、抗压现场试验,研究其载荷-位移特性、施工工艺等,以期为微型桩在输电线路中的应用提供设计依据。试验结果表明:二次注浆工艺能明显提高微型桩单桩的极限承载力,带钢管的微型桩能显著增强其抗倾覆能力。     

微型钢管桩超前支护复合土钉墙研究现状

本文总结了微型钢管桩超前支护复合土钉墙产生、主要构造以及主要优点,并对微型钢管桩超前支护复合土钉墙的作用机理、研究方法、主要结论进行了总结,最后提出建议.     

微型桩组合结构加固边坡稳定性耦合分析

采用数值分析方法,对微型桩组合结构加固边坡的稳定性进行耦合分析,通过分析微型桩组合结构加固前后边坡破坏模式的变化,系统研究微型桩组合结构的桩位、桩长、岩土类型及顶梁布置方式等对边坡稳定性的影响。研究结果表明:耦合作用下均质土边坡的破坏模式与微型桩组合结构的布设位置关系较大,对于常见的均质黏土边坡,将微型桩组合结构布置在边坡中上部能够取得更好的加固效果,微型桩的最优锚固长度约为滑面以上自由段长度的2倍;微型桩组合结构加固不同岩土类型边坡的效果相差较大,黏土和粉砂质边坡的加固效果较好,砂性土边坡的加固效果较差;顶梁布置形式对微型桩组合结构加固边坡效果有重要影响,采用行列式布置顶梁的效果优于锯齿状等顶梁布置方式。研究成果对微型桩组合结构加固边坡、滑坡的工程设计和安全评价具有借鉴意义。     

多次注浆微型桩水平承载力试验与数值模拟分析

通过不同施工工艺微型灌注桩的现场水平荷载试验及数值模拟,研究微型灌注单桩水平承载力的主要影响因素.试验考察多次注浆工艺对微型灌注单桩水平荷载位移曲线形式、临界荷载、极限荷载、桩周土抗力系数的比例系数(m)等的影响.数值模拟对比分析注浆量及注浆范围对单桩水平承载力的影响程度.结果表明:多次注浆工艺可明显改善水平荷载作用下微型灌注桩的变形及工作性状,有效提高微型单桩的水平承载力;在对多次注浆微型桩进行水平承载力设计时,m应取规范所给的最大值;桩土最优刚度比为100∶1,最佳注浆深度为4D.最后初步探讨了微型桩桩周多次注浆施工工艺提高单桩水平承载力的机制.     

地震作用下微型桩群桩支护黄土滑坡的土-桩动力响应分析

微型桩具有施工快速便捷和扰动小等优点,已在黄土滑坡快速治理中得到了应用。为揭示微型桩群桩支护黄土滑坡动力响应规律,该文基于动态黏弹塑性本构模型(VEP模型),研究微型桩与滑坡地震动力相互作用机制,探讨合理桩间距。结果表明：激振后VEP模型计算结果对地震量级较敏感,模型考虑了土的黏弹塑性,能够合理的反映地震作用下坡体位移规律;地震作用下微型群桩的桩身产生弯剪组合破坏,主要破坏位置位于滑面上下2～4倍桩径处;建议微型群桩的列间距采用5～7倍桩径,排间距采用3～4倍桩径进行布设。研究结果可为地震作用下黄土滑坡防治的数值分析与抗震设计提供依据。     

微型抗滑群桩受力特性模型试验

通过模型箱试验,对微型抗滑群桩工作受力性状和桩顶连梁的作用进行了分析。分析结果表明:微型桩各排桩最大剪力在滑裂面附近,且从前排向后排依次减小,最大剪力截面位置依次上移。滑坡推力在微型桩上近似呈三角形分布,桩身中下部滑坡推力较大。桩身变形经历了一个整体弯曲到滑裂面附近的局部剪弯的过渡,抗滑合力下移,各排桩承担滑坡推力比例为1.00∶0.64∶0.44。桩顶连梁使极限承载力提高了11%,并且减小了坡体位移和桩身整体弯矩。连梁使前排桩上拔,后排桩下压,且能增大桩前桩间土压力,减小桩前桩身土压力。     

微型集群钢管桩在滑坡体基坑支护工程中的应用

目的研究设计非开挖护坡微型集群钢管桩在深基坑支护工程中的施工方案,并在建筑工程应用中验证其可行性.方法对位于已经通过治理滑坡体原抗滑桩下方的某地一高层建筑的基坑支护工程,设计了微型桩群+锚索横梁+挂网喷锚结构、三纵四横的阵列布置方式;根据弹性地基梁的"m"法通过微型桩抗滑桩受力模型转换为由单根微型桩受均布荷载模型和刚框架顶部受集中荷载模型的计算叠加得出抗滑桩内力的计算方法,由深基坑岩土相关软件计算出微型桩体系的抗剪切、抗弯曲内力及最大位移.结果施工后经对桩体变形监测得出,累计平均整体位移数值15.1 mm,小于《建筑基坑工程监测技术规范》(GB50497—2009)位移预警值30 mm,微型桩群设计方案技术指标符合国家规范要求.结论对于近距离周边有滑坡体的深基坑开挖采用非开挖护坡微型集群钢管桩的深基坑支护施工设计方案是完全可行的.尤其在大型机械不能到达的边坡、空间狭小的位置有着很强的适用性.