旋喷桩在桥梁基础中的新应用

旋喷注浆一般用于土层地基的加固和处理 ,也可用来加固现有桥梁的基础 .为了直接用旋喷桩作桥梁基础 ,作者研究了一种新方法 :运用旋喷直桩和旋喷斜桩 ,形成组合桥台 ,用斜桩抵抗上部结构传来的水平推动 ,用直桩承担桥梁垂直压力 .该方法为旋喷注浆开辟了一个新的应用领域     

隧道管棚注浆超前支护在特殊条件下的应用

对超前管棚注浆支护在破碎地层大跨度隧道开挖中的加固机理及应用进行了分析,通过对某隧道采取超前管棚注浆预加固防护措施前后,隧道在施工中的受力、变形情况的有限元模拟分析,得出在不良地层地质条件及大跨度隧道施工过程中采用管棚注浆法能显著改善地层的物理力学性质,提高松软地层的整体性,减小隧道施工过程中的预应力集中,从而达到增强隧道自身整体稳定性的结论.     

湿陷性黄土隧洞水平旋喷桩加固效果研究

针对引洮工程总干渠7#隧洞4#吴家坪支洞含水疏松砂岩洞段施工难题,为保证施工安全和工程质量,采用水平旋喷桩超前加固措施。借助大型有限元软件ANSYS,对隧洞开挖过程进行数值模拟,对开挖过程中围岩应力、位移及地表沉降量的变化进行了分析,并将有、无旋喷桩两种情况进行比较。分析表明:在湿陷性黄土隧洞含水疏松砂岩洞段采用水平旋喷桩超前加固措施,围岩受力、变形及地表沉降都相对较小,水平旋喷桩能有效提高地层自稳能力,保障施工安全。     

直斜组合高压旋喷桩基础抗压承载性能数值试验研究

山地区域高压线铁塔基础施工具有难度大、周期长、成本高、机械化施工程度低等特点。为提高塔基基础施工效率,本文提出了一种新型的塔基基础形式——直斜组合高压旋喷桩。利用有限元软件PLAXIS 3D对直斜组合高压旋喷桩基础的竖向承载性能及桩身内力演化规律开展数值试验研究。研究结果表明：1)斜桩倾角相同时,桩身弯矩变化规律基本相同,其最大弯矩值位于桩顶附近且随桩长径比的增加而减小;2)竖向荷载作用下,直桩的轴力大于斜桩;3)桩长径比相同时,直斜组合高压旋喷桩基础抗压承载力随斜桩倾角(0°、10°、20°)的增大而呈非线性递增关系;直斜组合高压旋喷桩基础竖向承载性能较好,值得推广与应用。     

武汉地铁6号线岩溶发育特征及治理方案比选

基于岩溶专项勘察资料,通过数学统计方法分析研究区岩溶发育特征。根据上覆盖土层和基岩之间的组合关系将岩溶地质结构分为两大类,并结合岩溶发育特征提出对应治理方案。运用数值模拟手段研究岩溶塌陷发生时,I类岩溶地质结构治理方案中两种不同类型的隔离桩的受力情况。研究结果表明,研究区岩溶主要发育于基岩面以下15 m范围内,以垂向发育形态为主。绝大部分溶洞高度小于3 m,充填形式以全充填为主。岩溶治理方案由帷幕注浆、区间满铺注浆、隔离桩及溶洞注浆等措施组成,其中B型隔离桩(单排旋喷桩+单排灌注桩)的受力特性优于A型隔离桩(三排旋喷桩),建议优先采用。     

桩锚支护体系下深基坑开挖过程有限元分析

基坑施工过程失稳因素多,危险性较大,因此在基坑设计和施工过程中必须考虑内力和变形的发展变化问题.运用PLAXIS软件对钻孔灌注桩+三重管高压旋喷(摆喷)桩+预应力锚索支护体系支护条件下深基坑开挖过程进行模拟计算,分析了基坑水平位移、竖直位移和围护桩内力,并与实测值进行比较.结果表明,利用有限元法可以很好地模拟各开挖工况,计算出基坑的水平位移和竖直位移,围护桩和锚索的轴力、剪力和弯矩,能够形象直观地反映基坑各工况下的受力状态.     

泥水平衡跟管钻进联合旋喷桩技术在浅埋暗挖洞口管棚中的应用

通过工程实例,探讨了市政浅埋暗挖施工洞口管棚工程,水平高压旋喷桩+泥水平衡跟管钻进管棚施工联合措施,很好地控制地面的沉陷变形量。     

基于双液高压旋喷注浆处理后桩基持力层安全厚度分析

岩溶发育地区大跨度桥梁桩基不易满足现有规范中桩端以下硬持力层厚度不宜小于3d(d为桩径)的相关规定.针对此类桩基问题,通过双液高压旋喷注浆法形成人造持力层参与溶洞顶板受力,分析了注浆前后溶洞顶板的不同受力模式,得出了注浆形成人造持力层后溶洞顶板弯曲破坏、冲切破坏的相关公式.结合工程实例,建立三维有限元桩基-顶板-人造持力层相互作用力学模型,进一步分析了双液高压旋喷注浆处理后溶洞顶板的安全厚度.研究结果表明,采用双液高压旋喷注浆处理后形成人造持力层的处理方法,可使溶洞顶板安全厚度限值相对于处理前大幅减小,降低了岩溶地区桩基的施工难度和施工风险,缩短了施工工期,节约了工程造价,为岩溶发育地区大跨度桥梁桩基持力层设计提供了一种新思路.     

闽南山区软弱围岩小净距隧道超前支护力学机理与施工技术

以福建三明莆炎高速公路布盂隧道工程为依托,建立了基于Winkler弹性地基梁理论的管棚力学模型,通过理论和数值模拟相结合的方法,研究了软弱围岩浅埋偏压小净距隧道超前支护力学特性及施工控制技术.研究结果表明:在隧道开挖过程中,掌子面处管棚受力较大,支护稳定后受力较小且较为均匀.采用管棚超前支护后,能够有效控制隧道拱顶沉降...     

杂填土地层深基坑微型桩-锚-撑组合支护体系受力特性原位试验

为深入研究杂填土地层深基坑桩-锚-撑组合支护体系受力特性,依托青岛市某深基坑工程开展微型桩-锚-撑原位试验,分析不同开挖工况下双排微型钢管桩桩身弯矩与预应力锚索轴力的演化规律,揭示该支护体系下前、后排桩的受力性状、预应力锚索应力分布特征,探讨邻近建筑物、基坑暴露时间及钢支撑拆除对该支护体系内力的影响。研究结果表明：1)在基坑开挖过程中,前排桩在受力中起主导作用;当开挖至基底时,桩身最大正、负弯矩极值呈现增大趋势,且极值点不断下移,开挖面以上桩身弯矩均呈正“S”型分布。2)开挖深度增加引起开挖面上、下1.0 m范围内桩身弯矩显著增大,前排桩桩身的反弯点分别位于钢支撑下方0.5 m、开挖面位置。3)在开挖过程中,锚索轴力沿埋深方向呈现减小趋势,锚固段前端1.5 m之后的轴力基本不变或呈微小波动。4)锚索锚固段应力高度集中在锚固段前端4.0 m以内的区域,约为锚固段长度的44%,锚固段末端基本未产生轴力,可对该段长度进行优化处理。5)邻近建筑物对微型钢管桩桩身受力影响较小;随着基坑暴露时间增加,桩身弯矩呈微小增长趋势;钢支撑拆除后,前排桩的弯矩变化集中在0.38H～0.96H(H为基坑开挖深...     

某体育馆结构设计及关键技术分析

体育馆跨度大,造型独特,采用大钢拱及钢管桁架屋盖,下部混凝土框架结构,具有屋盖推力大、柱内轴力和弯矩大、基础设计难的特点,目的就是为解决上述难点.采用型钢混凝土柱提高承载力,抵抗较大的轴力和弯矩;设置钢筋混凝土斜撑和双排柱的框架体系,合理分担体育场挑蓬产生的弯矩,并支撑钢屋盖大拱;对屋盖下混凝土圈梁和与型钢混凝土柱相连的看台层圈梁和斜梁进行加强,以平衡屋盖推力,增强结构的整体性.屋盖大拱拱脚墩下基础采用考虑柱身水平承载力的联合柱承台加连梁的方案.设计结果表明,结构满足规范的各项要求,文中方法和结论,可为类似工程设计提供参考.     

基于砂土形成的SMW工法桩型钢 内力现场试验研究

SWM工法桩在我国软土地区应用广泛且研究较多,为推广其在砂土地区中的应用,在郑东新区郑州地铁1号线文苑北路站深基坑围护结构中采用了SMW工法桩。选取基坑中部3根具有代表性的工法桩为实测对象,通过在H型钢若干截面布置钢筋测力计,监测得到型钢的应力分布,并计算得出型钢的轴力和弯矩分布以及随施工过程的变化规律。研究表明：在基坑开挖过程中,型钢各个截面均为压应力,且基坑开挖深度越深,型钢下部所承受的轴力越大;随着基底位置下移,型钢所承受弯矩不断增大,反弯点逐渐下移,工法桩嵌固端也逐渐下移到基坑底部位置以下;与基坑开挖过程相比,在施筑内部结构和回填过程中,型钢轴力和弯矩均有所减小,但减小幅度有限。     

水平井段管柱屈曲与摩阻分析

利用有限差分法和Newton迭代法 ,计算了斜直井段管柱螺旋屈曲临界力、沿螺旋段分布的管柱与井壁接触力以及后屈曲平均侧向接触力。分析了钻杆接头对水平井段钻柱屈曲临界力和弯曲应力的影响 ,提出了计算钻柱正弦屈曲临界力的新方法。结果表明 ,当轴向压力较小时 ,钻杆接头引起钻柱弯曲应力 ;当轴向压力较大时 ,接头会抑制螺旋屈曲的发生 ,降低钻柱的弯曲应力。另外 ,给出了水平井段钻柱出现反转的判别式。     

基坑排桩支护结构选型的技术经济分析

针对某粉土地质条件进行建模,利用弹性地基梁法计算了不同桩间距、桩径、嵌固深度在不同开挖深度等多种组合下的最大水平位移,最大弯矩,最大剪力,以及不同锚杆位置在不同开挖深度下对应的的最大水平位移,最大内侧弯矩、外侧弯矩,最大剪力和锚杆轴力,采用支护结构变形控制标准,通过分析发现其中的规律和技术可行的方案,并进一步结合支护桩常用施工方法与现行定额进行经济分析,寻找经济方案,以提出具有工程指导意义的建议.     

近距侧穿高铁桥桩盾构施工影响规律及加固措施

依托西安地铁14号线盾构侧穿大西高速铁路特大桥群桩基础工程,采用三维有限元数值模拟、结合现场监测,对盾构施工近距离穿越超长群桩的影响及加固方案进行了研究。研究结果表明：盾构施工过程引的起前排桩桩体位移变化大于后排桩,竖向位移均为负值,且桩底沉降均大于桩顶,水平位移变化主要在隧道所在深度及以上区域,桩体最大弯矩和轴力均出现在隧道拱顶对应位置;无隔断、加固措施的工况下,桥台沉降最大值为4.19 mm,超过控制指标;提出的三种加固方案效果呈现以下规律：袖阀管注浆加固<钻孔灌注桩隔断<注浆+隔断桩+钢横撑综合加固,采用综合加固方案对桩身位移、内力优化效果最优,水平、竖向位移及轴力、弯矩分别减小65%、20%、80%、50%,并且桥台沉降最大值为1.47 mm,满足控制指标。     

地下连续墙-桩组合基础的水平承载性能

地下连续墙-桩组合基础是将地下连续墙与桩基础结合的一种新型变刚度基础形式。从设计理念上讲,地下连续墙-桩组合基础具有较好的抵抗侧向变形的能力且兼具经济型,然而目前还缺乏从受力特性角度对该新型基础形式的受力机理进行系统的研究。基于开展的大比尺现场模型试验真实模拟新型组合基础在水平荷载下的受力,将试验和数值模拟结果对比得出基础的荷载与位移的变化规律。通过分析不同等级荷载下组合基础的变形特性,揭示基础的荷载传递规律,并对桩墙组合基础的水平承载力进行了初步近似计算。结果表明：水平荷载作用下组合基础出现整体倾斜破坏;墙身弯矩远大于桩身弯矩,桩墙弯矩随加载等级的递增而逐渐增大,且弯矩最大处位置与弯矩峰值位置不变;随埋深、荷载的增加,墙侧土压力呈现非线性变化,地连墙边侧土压力大于中间土压力,并且最大土压力出现在连续墙中下部。     

衬砌-锚杆加固碹窑民居的力学行为及稳定性分析

为了提高碹窑民居的安全性能,提出了一种碹窑民居衬砌-锚杆加固技术,通过数值模拟研究方法,分析了加固碹窑民居的力学行为和稳定性能,研究了加固体系的力学机制。结果表明：衬砌结构作为传力构件,可与拱券结构共同传递窑顶自重荷载。加固结构可有效减小接触面的切向应力,同时改变切向应力的分布形态。碹窑民居加固后,最大强度折减系数由2.0增加至5.6,其稳定性能显著提升。衬砌结构左、右两侧拱顶、外侧窑腿及拱脚部位弯矩较大,该部位钢筋网应适当加密,以增大弯矩承载力。     

钢管-水泥土组合桩的抗拔性能

为改善水泥土搅拌桩的抗拔性能,在搅拌桩内插入钢管,构成钢管-水泥土组合桩,利用ANSYS有限元软件分析钢管长度对组合桩承载力的影响。结果表明：钢管-水泥土组合桩的主要受力构件为钢管,钢管的荷载传递作用可以克服水泥土搅拌桩桩身材料的缺陷。钢管长度l=8m时,与l=6m的钢管-水泥土组合桩相比,极限承载力提高了32％,钢管长度l〉8m时,对提高组合桩的极限承载力贡献不大。     

钢-混凝土组合梁弹性屈曲的力学性能

为避免钢混凝土连续组合梁发生局部失稳 ,对负弯区钢梁腹板在弯曲应力、轴向压应力和剪应力联合作用下的力学性能进行了研究。基于偏心受压与剪切作用下的相关方程和各种简单受力条件下的屈曲分析结果 ,计算了钢梁腹板在复杂应力状态下的弹性屈曲因数 ,并提出了组合梁在弹性受力阶段钢梁腹板不设横向加劲肋的高厚比限值。计算表明 ,连续组合梁负弯矩区钢梁腹板的弹性临界高厚比主要受弯曲应力的影响 ,其次为剪应力。与现有规范相比较 ,该计算方法具有更广泛的适用性     

路堤高边坡桩锚与悬臂式挡墙联合支护特性分析与监测

目前在实际工程设计中组合结构应用越来越广泛,但协调作用理论和受力特性尚未完善.为了系统研究桩锚与悬臂式挡墙联合支护结构受力特性,采用有限元方法与监测手段结合,建立三种分析模型.分析表明:单独悬臂挡墙设计模型立面板弯矩稍低于联合设计模型,变化幅度小且变化规律基本一致;单独悬臂挡墙模型底板弯矩高于联合设计模型,底板配筋量将远大于实际需要配筋量,造成材料浪费;与联合设计模型相比,单独桩锚设计会使桩身变形计算偏于危险,不利于桩锚支护结构安全,锚杆锚固段轴向拉力大于联合设计模型锚杆轴向力;与监测结果相比,单独悬臂挡墙设计模型坡顶的水平位移偏高,低估了坡顶沉降.本研究所得结论和成果可为类似工程设计以及组合结构设计计算理论研究提供参考和借鉴.