既有建筑物基础托换技术中的钢管纤维桩工法

钢管纤维桩工法是建筑物基础托换技术中较为先进和实用的工法。目前在国内托换工程实践领域应用还比较少,现行的相关规范尚未专门涉及。钢管纤维桩工法具有施工快捷,质量可靠,对基础土层及周围建筑物扰动小的特点,特别适合既有建筑物的基础托换工程（特别是旧城改造和古建筑物地基加固工程）,是一种值得推荐的建筑物基础托换技术。文中全面介绍了这种工法的特点、设计以及施工环节,并结合成功的实例,展示了该工法的实际工程应用效果。     

微型钢管桩在上海古旧建筑基础加固中的应用

在上海市某保护性古旧建筑基础托换加固中采用了微型钢管桩，介绍了振冲法沉桩的施工工艺及取得的效果。     

微型钢管桩和钢筋锚固技术在厂房基础加固中的应用

采用微型钢管桩和钢筋锚固技术对原有旧承台进行托换加固,在国内的基础托换施工中还较少采用,通过对某厂房基础托换加固实践的总结和分析,在工艺、技术上进行了有益的探索,实施效果较理想,具有推广价值。     

大口径钢管斜桩竖向承载特性数值模拟与现场试验研究

目前对倾斜桩现场试验的研究比较少。结合东海大桥风电场二期项目,对40#和41#风机桩位处的4根(2根直桩,2根倾斜桩)试桩用自平衡法进行了竖向承载力现场试验。在试验之前运用有限元软件ABAQUS在合理建模及选取土体参数的条件下对直桩及倾斜桩进行了前期分析,计算结果与后期试验结果接近,将计算及试桩结果进行了分析对比得到:(1)在该工程场地条件下,有限元计算及试验结果均表明斜桩(倾角12°)的竖向极限承载力小于直桩的竖向极限承载力;(2)有限元结果表明,倾斜桩在轴向荷载的作用下,背斜侧土体的沉降值及沉降范围要明显大于向斜侧;(3)试验表明,有限元分析及土体参数的取值是比较合理的,可以为类似工程前期分析提供参考;(4)试验结果表明,2根直桩的极限承载力小于设计值,2根斜桩的极限承载力大于设计值,2根斜桩的桩端阻力所占比例高于2根直桩,桩侧阻力所占比例低于2根直桩。     

钢管桩加固软土地基的数值模拟分析

针对广乐高速公路先行段,分别建立天然软土地基和钢管桩处理地基的两种平面应变有限元模型。通过施工阶段分析,分别计算得出在两种条件下地基在路堤施工过程中每阶段的位移场和应力场。通过对比分析揭示钢管桩加固软黏土地基的机理。结果表明软土地基经过桩处理后的整体性得到改善,桩通过承担很大的上部荷载减小了软弱土层的受力进而减小地基变形。此外,路堤中心处土层的应力和变形均较大,从经济角度考虑,可在路堤中心小范围内加密桩,两侧减少桩。     

微型钢管灌注桩基础托换技术

为解决既有建筑基础加固工程中有限的施工空间和成本控制问题,研究采用了微型钢管灌注桩基础托换技术,实践表明,该技术是一种实用可行的施工方法。介绍了微型钢管灌注桩基础托换技术的机理及施工工艺,并通过工程实例阐明了该技术的可行性和有效性。     

锚杆静压桩技术在既有建筑物增设地下空间中的应用

运用锚杆静压桩技术在既有建筑物中增设地下空间是可行的,一方面可利用既有建筑物的自重荷载作为压桩的反力,另一方面将压好的桩作为临时托换构件支撑的既有建筑物,建筑物下方的土体才可以开挖。对于黏性土,采用逐根压桩的方案,把所有桩压至设计标高后,待超孔隙水压力消散,才开挖承台下的土体。对于砂性土,可以边开挖土方边压桩,通过控制压桩和挖土速度,很好地控制建筑物的沉降。桩身四周的土体开挖后,其稳定性按照自由长度较大的高承台桩的模型进行分析。锚杆静压桩的压桩阻力是根据土层动力触探的指标确定的,锚杆静压桩的数量根据使用阶段、施工阶段的荷载以及桩身自由段的屈曲稳定性综合确定。按照新旧混凝土界面初始滑移承载力,进行承台的抗冲剪设计是有足够的安全储备的,此时冲剪承载力由几个斜向混凝土柱承担,而承台的下部受拉。锚杆静压桩之间的沉降差会在上部结构中产生附加内力,影响到结构安全。沉降差的计算采用分层总和法,计算时应考虑桩身的重力荷载、桩顶集中荷载等产生的附加应力以及土体开挖附加应力的减少。     

海上超长大钢管桩的高应变动力检测

海上,超长、大直径钢管斜桩,设计极限承载能力超过50MN。通常情况下是无法对这样的桩的承载力进行静载荷试验的。但由于在打桩过程中,桩端未达预定深度,需要知道实际桩的承载力情况,于是采用高应变动力检测方法来完成这一任务。该文介绍采用高应变方法检测海上超长大钢管桩承载力的一些情况。     

高压循环注浆结合钢管托换在桩基补强中的应用探讨

灌注桩施工过程中,经常遇到不良地层,导致在灌注桩身混凝土的过程中,孔壁局部坍塌,使得土体进入混凝土中,造成灌注桩断桩、桩身混凝土存在缺陷及桩端承载力不足等情况。而高压循环注浆结合钢管托换补强技术可以很好地对上述问题进行处理。结合桩基补强工程实例,对其设计、计算和应用进行探讨和分析,并对高压循环注浆结合钢管托换补强技术加固效果进行抽心检测,检测结果表明：经补强加固后的桩基承载力满足设计要求。     

微型静压桩托换技术回弹研究

运用最小二乘法定量探讨了微型静压桩在托换过程中回弹力与回弹量之间的关系;运用桩-土相互作用机理定性分析了回弹产生的原因,并研究了静压桩桩顶的最大回弹量,同时得到了回弹力、托换力、实际回弹量与最大回弹量四者之间的关系式。     

钢管混凝土结构在桩基工程中的应用探讨

从钢管混凝土的优越性能出发,分析了钢管混凝土在桩基工程具有广泛应用的原因,并提出了钢管混凝土在桩基工程中应用时应注意的原则,同时举出了多项钢管混凝土桩基的工程实例。     

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。     

现浇混凝土筒桩简介及试验分析

介绍了现浇薄壁筒桩技术,并以实测资料为基础分析了单桩及复合地基受力特性。现场试验研究表明:沉管灌注筒桩竖向承载性能突出;同时,（由于大直径所产生的薄壳效应）能够提供较大横向抗力。筒桩复合地基在沉降和承载方面均能够很好地满足工程需要,更具有质量可靠,造价低廉等优点。     

现浇混凝土筒桩承载特性试验分析

介绍了现浇薄壁筒桩技术,并以实测资料为基础分析了单桩及复合地基受力特性。现场试验研究表明,沉管灌注筒桩竖向承载性能好,同时由于大直径所产生的薄壳效应能够提供较大横向抗力,筒桩复合地基在沉降和承载方面均能够很好的满足工程需要,更具有质量可靠,造价低廉等优点。     

夯实水泥土桩复合地基有效桩长与桩身强度关系试验研究

通过室内模型试验,实测得到水泥土材料的破坏形式、夯实水泥土桩复合地基桩土荷载分担比、桩土应力比、桩间土深层变形等承载及变形性状。给出了文中试验条件下,给定桩身强度的夯实水泥土桩复合地基的有效桩长或有效复合土层厚度,认为设计夯实水泥土桩复合地基时,应考虑桩身强度对承载力的影响桩体,设计应以桩身强度控制,使由桩身强度确定的单桩承载力大于（或等于）由桩周土和桩端土的抗力所提供的单桩承载力。     

地面超载条件下土体侧移模式及对邻近桩基影响分析

建立了三维数值模型,进行堆载-弹塑性地基-桩基共同作用有限元数值分析。在地面超载条件下,对自由场土体的侧向位移模式进行了探讨,得出了土体侧向变形规律。在此基础上,对堆载作用下邻近桩基的力学性状进行了分析,包括不同堆载大小、不同堆载距离和不同桩间距等情况下桩基的侧向变形和弯矩的变化规律。分析结果表明：随着堆载的增加,桩基的变形和弯矩都有显著的增长,桩基逐渐弯曲。在同样条件下,增加桩的刚度,桩身弯矩迅速减小,桩身刚度很大时,会发生整体侧移。桩间距和堆载距离对桩身弯矩和变形有重要影响,随着桩间距和堆载距离的增大,桩身的变形和弯矩都将减小。     

基于差异沉降和轴向刚度控制的竖向荷载作用下群桩基础优化分析

目前在群桩设计中仍大多数采用均匀等长布桩的方法,这种方法在基础受力、变形等方面存在较大的缺陷。考虑增大群桩轴向刚度和减小群桩基础差异沉降的条件下,将群桩基础位移函数与桩长优化函数相结合,在对基础采取行变换、平面变换的方式下,通过设置不同的桩长比值ξ、连接曲率值η设定不同布桩方案,分析不同方案下群桩基础轴向刚度比、差异沉降比的变化规律;并利用数值模拟法对所得优化结果的可靠性进行验证。此外,针对不同桩土刚度比、不同桩间距对群桩基础的轴向刚度比和差异沉降比进行了参数分析。研究结果表明：不同群桩基础优化变换方式、不同桩长对群桩基础优化结果会产生不同的影响;当优化目的是为增加群桩基础刚度时,应主要考虑行变换的优化方式,当优化目的是为减小基础差异沉降时,应主要考虑平面变换的优化方式;基础轴向刚度比随着桩土刚度比的增加而增大,随着桩间距的减小而增大;基础差异沉降比随着桩土刚度比的增加而减小,随着桩间距的减小而减小。     

钢管爆炸破坏的数值模拟分析与试验研究

在三峡工程二期下游围堰拆除爆破中,其难点问题为混凝土防渗墙的一次性爆破拆除成功。由于混凝土防渗墙内有预埋的灌浆钢管及固定钢管的保持架,这种结构在以往的围堰水下防渗墙爆破拆除工程中是没有先例的。如果混凝土防渗墙爆破拆除仅仅只将混凝土爆碎,而钢管不炸断、保持架不松散则会使爆渣的水下开挖无法进行,因此将混凝土预埋灌浆钢管炸断及保持架炸散是关系到二期下游围堰拆除爆破成败的关键问题。针对这一问题,利用ANSYS/LS-DYNA计算软件和现场试验,研究了不同装药结构、药包直径等因素对钢管爆炸破坏效果的影响,讨论了钢管爆炸炸断破坏形态与装药结构之间的关系,在此基础上确定钢管爆炸炸断破坏的合理爆破参数及装药结构形式。二期围堰爆破拆除结果表明研究成果是可靠的。     

基于二次抛物线型强度包络线的管桩挤土效应分析

假定管桩在沉桩时的挤土过程是一个圆柱形孔扩张过程。基于具有抛物线型强度包络线和圆孔扩张理论对管桩的挤土效应进行分析研究。分析了桩周土体周围土体的弹塑性力学行为,得到应力场和位移场等的表达式,并求得其塑性区半径、孔内最终压力。其结果可以为管桩工程问题提供理论依据。     

路堤荷载作用下柔性桩复合地基的沉降分析

为了寻求路堤荷载下柔性桩复合地基沉降计算的简便方法,基于已有的研究成果,将桩侧摩阻力分布简化为分段线性模式,根据桩长与临界桩长的大小关系,结合桩-土-垫层三者在交界面上的应力与压缩变形协调条件,运用单位元法推导了柔性桩复合地基加固区的沉降计算公式,并采用分层总和法计算复合地基下卧层的沉降量。结合工程实例对计算结果进行验证,结果表明:采用理论方法计算的柔性桩复合地基沉降量与现场实测沉降结果吻合较好,证明理论计算方法的合理性,且能较好地反映路堤荷载作用下柔性桩复合地基的工作性状。进一步分析表明:在临界桩长范围内,桩与桩间土相互作用,最大限度发挥了复合地基桩间土的承载能力;此外,由于桩侧负摩阻力对桩体有拖拽作用,桩身轴力在桩体中性面位置处达到最大值。因此,在工程设计中要高度重视和运用临界桩长和中性面的概念。