大直径嵌岩斜桩冲击钻头冲击齿破岩数值模拟研究

大直径嵌岩斜桩的冲击成孔过程非常复杂,常规冲击钻头在钻进过程中存在效率低、磨损快、使用寿命低和成孔质量不高等问题,而钻头底部的冲击齿的类型和排布方式是解决这些问题的关键因素之一。基于此,本文采用数值模拟的方法,利用ANSYS LS-DYNA软件分析了三角棱柱齿、楔形齿和双锥形齿等3种冲击齿在不同冲程条件下冲击破坏不同抗拉强度砂岩的过程。研究结果表明,在岩石强度较低时,可以优先选择楔形齿,而受施工条件限制需要在低冲程条件下钻进较高强度岩石时,可优先采用三角棱柱齿。研究成果可为大直径嵌岩斜桩的冲击成孔施工选择钻头冲击齿提供一定的理论依据。     

大直径嵌岩斜桩冲击成孔速度的影响因素分析

随着工程建设向外海、深水区域不断发展,大直径嵌岩灌注斜桩因其具有更好的承受水平载荷能力,在港口、码头等构筑物基础施工中得到了广泛应用。受工程场地和桩孔设计参数等的影响,该类嵌岩桩多采用冲击成孔的施工方式,且其成孔速度相对其他灌注桩施工方法仍然非常低（约为0.1 m/h）。基于此,本文建立了大直径嵌岩斜桩冲击成孔过程中的冲锤下落受力模型,并通过单因素分析和双因素耦合分析的方式研究了冲锤质量、冲击行程、桩孔斜度,以及冲锤与钢护筒之间的摩擦系数等因素对冲击成孔速度的影响规律。分析认为,在桩孔斜度确定的情况下,冲锤质量和冲击行程是影响冲击成孔效率的主要因素,而摩擦系数的影响可以不作具体要求。     

码头嵌岩桩综合钻探成孔方法

介绍了在水上进行码头嵌岩桩孔施工时,根据不同孔位的条件,采用的不同综合钻探方法。      

大直径钢管斜桩全断面冲击成孔嵌岩桩的工程应用

通过大直径钢管斜桩全断面冲击成孔嵌岩桩在中奥能源集团舟山六横PX储运项目的应用,介绍了全断面斜桩嵌岩冲击成孔的工艺流程、冲击成孔常见事故处理,全断面斜桩嵌岩冲击成孔工艺在海域码头基础施工领域的成功运用说明其具有广阔的应用前景。     

旋挖钻机与冲击钻机组合在嵌岩桩施工中的应用

旋挖钻机施工工艺和正循环冲击钻机施工工艺相结合,充分发挥了旋挖钻机施工土层速度快和正循环冲击钻机施工岩层速度快的优点,从而打破嵌岩桩施工的传统工艺,为大口径嵌岩桩施工提供经验和技术参考。通过镇江市体育会展中心体育场桩基工程采用旋挖钻机施工工艺和正循环冲击钻机组合成孔工艺的成功实例,介绍了该工艺的施工技术措施及注意要点。     

软土地基中嵌岩桩嵌岩深度的研究

结合试验资料对嵌岩桩的嵌岩深度、端阻力以及桩侧阻力进行了分析。讨论了端阻比随嵌岩深度的关系、桩承载力与嵌岩比的关系以及不同岩层对桩的承载力的影响,并提出了软土地基中不同桩径的桩具有最佳嵌岩深度,认为不存在最大嵌岩深度。     

复杂岩层大直径嵌岩桩钻进技术

在软硬互叠产状变化大且岩层坡面偏陡的地层中进行大直径嵌岩桩基础施工是当今岩土钻掘工程界面临的主要技术难题之一。结合某桥址的工程地质特征,分析了滚刀的碎岩机理和滚刀的分布规律,采用大扭矩动力头液压钻机配组合式滚刀钻头钻进的施工工艺,改进了常规的气举反循环排渣方式,总结出回次钻进技术方法,探索出一套适应该地层的泥浆性能指标、钻压、转速和小时进尺等工艺技术参数值;研究发现泥浆对钻具的浮力影响是不能忽略的,提出了一种行之有效简易确定钻压的方法,这些技术参数和工艺方法对类似工程的施工具有一定的指导意义。     

软岩嵌岩桩嵌岩段的侧阻力研究

软岩嵌岩桩作为一种基础形式，目前国内研究较少。文章探讨了国内外对本课题的一些研究，分析了侧阻力的激发机理，详尽地阐述了嵌岩段侧阻力的影响因素，并且讨论了侧阻力的计算公式，分析表明岩石的强度、桩岩界面的粗糙情况、岩石的模量、岩石的初始应力等都对侧阻力有影响。研究表明，嵌岩段侧阻力受桩表面的法向刚度所控制，嵌岩段的单位极限侧阻力受嵌岩比的影响不大，规范上的公式不完全适合软岩嵌岩桩。     

泥湾门大桥浅海大直径嵌岩桩施工技术

介绍了在浅海施工直径２．２０ｍ嵌岩桩的技术问题。包括平台的搭设，用刮刀钻头与牙轮钻头钻进克取硬岩一次成孔工艺，利用冲洗液平衡原理处理浅海钻进护简断裂的成孔方法，改进浇灌清孔流程，保证浇灌质量。     

厚层沉渣嵌岩桩承载性状研究

首先对嵌岩桩进行了现场钻孔抽芯试验和静力载荷试验,试验结果表明：当采用冲击成孔工法施工且桩侧存在弱胶结土层时,桩底沉渣厚度普遍较大,远厚于规范允许值;当荷载达一定值时,呈现突发性下沉且下沉量较大,主要与厚层沉渣导致端阻力未发挥作用有关。试验结果说明：当采用冲击成孔工法施工且桩侧存在弱胶结土层时,现有嵌岩桩设计方法同时考虑端阻和侧阻作用是不妥的,嵌岩桩单桩承载力宜仅按土层和嵌岩段侧阻力确定。进一步基于数值分析对嵌岩段摩阻力分布及变形等承载性状进行研究。在施加荷载一定条件下,嵌岩深度与基岩强度越大,下沉量越小,且厚层沉渣嵌岩桩沉降存在嵌岩深度效应。随着桩顶荷载增大,嵌岩深度与基岩强度差异导致的下沉量的差值增大。嵌岩段桩侧摩阻力沿深度呈马鞍型分布,嵌岩深度与基岩强度较小时,嵌岩段下部峰值比上部峰值大;嵌岩深度与基岩强度较大时,嵌岩段下部峰值则比上部峰值小。在桩顶荷载一定条件下,嵌岩深度越小,下沉量越大,越有利于侧摩阻力发挥,嵌岩段桩侧摩阻力越大。由于厚层沉渣存在,嵌岩段桩身轴力沿深度方向从桩顶荷载逐渐衰减为0,嵌岩深度越小,衰减速度越快。     

Centrifuge model testing on super-long rock-socketed bored piles under vertical loading

There are no appropriate theories and methods of computation yet which could quantitatively analyze the stress and strain of super-long rock-socketed bored piles and simulate the full process of pile deformation. The bearing behavior and settlement characteristics are complicated because of the construction techniques, characteristics of overlying deposit soil and rock, pile material, geometrical configuration and load in particular. In this paper, the authors introduce the case of the Tianxingzhou Bridge pile foundation, analyzed through the Centrifuge Model Test (CMT). The results indicate that, for large-diameter rock-socketed bored piles, sufficient pile–soil displacement is essential for the effect of pile lateral friction in overlying soil layers. It is also shown that the load is borne by pile lateral friction and end resistance, and that the load transfer behavior of the rock-socketed pile group foundation has similar characteristics to large-diameter rock-socketed single pile.     

大直径嵌岩桩残余应变状态分析

通过对2根大直径嵌岩灌注桩（人工挖孔）加载前应变状态连续监测,初步分析了桩身残余产生的原因、分布规律和对桩受力性状的影响,并得到如下结论：（1）混凝土的干缩是产生残余应变的主要因素;（2）桩身的残余应变随空间和时间变化是有规律的,但诸多施工因素（如爆破,地下水和浇注方式）会使其分布不均匀或弱化桩侧岩石的约束力;（3）桩身局部的残余应变会超过混凝土的极限拉应变而产生裂缝,失去对桩身钢筋的保护能力,并且桩身整体收缩会减小桩端与地基的接触力。以上结论可为工程实践提供参考。     

基于分布式光纤测试技术的大直径嵌岩桩承载性能研究

采用分布式光纤传感技术对赫章特大桥195 m主墩下的大直径嵌岩桩承载特性进行了系统的研究分析。首先采用室内模型试验验证了光纤技术在桩基测试中应用的可行性;然后通过现场埋设和施工过程中的数据采集、整理与分析,系统研究了大直径嵌岩桩的承载特性及其荷载传递机制;依托工程的实测变形量进一步证明了光纤测试技术的可行性和正确性。基于全分布式光纤传感技术的研究结果对大直径嵌岩桩理论及其工程应用具有参考价值,同时对光纤测试技术在桩基测试中的应用具有借鉴作用。     

复杂地基反力模式下高承台嵌岩灌注桩的屈曲稳定分析

为探讨桩侧地基土反力对高承台嵌岩灌注桩桩身屈曲稳定的影响,假定地基反力系数呈更为复杂的幂分布,基于弹性地基梁理论建立桩土体系总势能方程,采用最小势能原理,导出了桩身屈曲临界荷载与稳定计算长度的解析解,并据此获得了地基反力系数分布模式、桩身自重及桩侧摩阻力等对桩身屈曲稳定的影响规律。工程应用分析结果表明,考虑地基反力系数为一般幂分布时,桩身屈曲分析结果更趋合理。     

旋挖钻机配套集束式潜孔锤硬岩施工方法研究

针对旋挖钻机在大口径硬岩地层嵌岩桩施工困难的问题,采用旋挖钻机配套集束式潜孔锤的解决方案,设计了JSQ-Z正循环及JSQ-F反循环2种类型集束式潜孔锤,并提出了3种施工方法及钻具配套方案,使旋挖大口径硬岩施工更加快速、高效、经济。     

采用空气潜孔锤钻进技术在井筒内施工泄水孔实践

袁店一井煤矿风井井筒基岩段施工中遇工作面大量涌水,排水能力无法满足掘砌需要。为保证井筒掘砌施工安全,提出施工钻孔直达风巷的方法进行快速泄水,但已无法进行传统泥浆钻进。通过采用长距离悬空钻杆结合空气潜孔锤钻进技术以及孔口管的安装等施工工艺和措施,有效解决了岩粉上返、水压过大、钻杆摆动等施工技术难题,快速地完成了泄水孔的施工,成功将井筒基岩段涌水排入井下水仓,从而确保了井筒的安全和快速施工。     

上海市东方医院青岛分院钻孔桩施工技术

上海市东方医院（同济大学附属东方医院）青岛分院桩基工程,工程量大,工期紧,因上部存在填土、淤泥质土,地层条件较复杂。根据工程实际情况采用了旋挖钻机、冲击钻机、回转钻机成孔工艺,采取加长钢护筒、泥浆护壁等技术措施,有效解决了缩径、孔壁坍塌问题,保质保量按期完成了施工任务,取得了很好的经济和社会效益。     

笏山金矿抢险救援6号钻孔快速准确中靶施工技术

笏山金矿发生事故后,我单位按应急救援指挥部的要求施工了6号救援钻孔。针对该矿区花岗岩硬度高,地层岩石破碎,以及地层含水丰富等特点,从设备安装到施工工艺及操作流程,制定了一套完整的施工技术方案。从而避免了误工误时,避免了救援过程中次生事故的发生。全孔采用气动潜孔锤钻进,合理调整钻进参数,不但解决了花岗岩地层进尺慢、钻效低的问题,还确保了钻孔一次性进入预定靶区,施工中做到了“稳、准、快”,最终圆满完成了救援孔的施工任务。     

全孔反循环中心取样钻进设备与试验研究

气动贯通式潜孔锤与双壁钻杆及专门研制的反循环钻头(获国家发明专利)配套使用,可实现反循环连续取心(样)钻进新工艺,连续获取的岩样采取率高,品质好,代表性强。经复杂地层金矿、铜矿等矿区使用,钻进效率比普通钻进方法提高3倍,成本降低为原成本的1/8~1/5,有效解决了复杂地层矿床勘探和取心钻进难题。