原位测试专栏

• 基于CPTU原位测试的小应变硬化土模型参数确定方法及应用.pdf

  鲁泰山;刘松玉;蔡国军;吴恺;李赞;

  小应变硬化土(HSS)模型是基坑工程开挖分析采用的主要模型,其可靠性取决于土体参数的合理选取。本文提出基于地震波孔压静力触探(SCPTU)测试的土体HSS模型参数取值方法。由于SCPTU测试在土体原位状态下进行,克服了室内试验存在的取样扰动问题。通过太湖隧道基坑工程SCPTU测试,确定了土体的HSS模型参数。将该参数应用于室内试验和基坑开挖模拟,并且与实测结果进行了比较。结果表明:数值模拟获取的土体固结不排水三轴剪切试验及压缩试验应力-应变曲线与实测值较为吻合,基坑开挖完成后围护结构水平位移实测值与模拟值也较为一致,验证了基于SCPTU测试的土体HSS模型参数确定方法的适用性。

  2023年06期 v.5;No.141 451-459页 

理论研究

• 考虑竖向荷载作用时液化土中高桩基础水平动阻抗分析.pdf

  陈正;陈习华;侯靖;胡安峰;

  考虑竖向荷载与水平荷载的耦合作用,基于Biot饱和多孔介质理论,结合Novak薄层法,建立饱和土体中高桩基础的水平振动分析模型,引入势函数解耦,利用微分算子分解法和参数分离法,得到非液化饱和土中桩段的水平振动解析解。将上部液化土视作无黏性不可压缩流体,建立柱坐标下的流体运动方程,求解得到液化土中桩段的水平振动解析解。利用位移连续条件,通过矩阵传递法得到高桩桩顶的动力阻抗表达式,并退化与已有文献解进行对比验证,讨论液化土性质、竖向荷载等因素对桩顶动阻抗的影响。结果表明,高桩阻抗随液化土厚度的增加而减小;液化土厚度不变时,液化土密度在高频阶段对高桩阻抗影响更显著;竖向荷载的存在主要影响桩基动刚度,对桩基动阻尼几乎无影响。

  2023年06期 v.5;No.141 460-467页

• 蓄水后典型土质岸坡降雨与地震稳定性区域分析.pdf

  汪功茂;石安池;陈建平;周燕国;汪玉冰;

  强降雨、地震等自然灾害频发地区,边坡稳定性的区域分析通常采用无限边坡模型,然而以往研究所选用的土层深度通常为粗略估计。本研究将钻孔实测的土层深度数据导入ArcGIS地理统计分析模块,通过普通克里金插值方法构建区域边坡地层模型。运用插值所得土层深度数据,通过无限边坡模型计算蓄水前、蓄水后、蓄水后降雨、蓄水后地震等不同工况下的边坡稳定性系数,进一步分析蓄水后各工况下边坡稳定性系数的变化情况,并绘制相应地图用于定位各工况下稳定性相对较低的区域。本文将上述研究方法应用到白鹤滩水电站水库上游区域。区域分析结果表明,蓄水及降雨工况对于岸坡稳定性影响较小而地震工况下岸坡稳定性系数整体下降较大,其中局部区域下降比例达到50%以上。研究结果可为区域边坡工程设计和场地防灾减灾规划提供参考。

  2023年06期 v.5;No.141 468-476页 

• 虹吸联合堆载排水固结效果模型试验.pdf

  陈柯星;郎凌嘉;王旭;吴朝峰;周天翊;孙红月;

  软土具有高压缩性、高含水量、低渗透性和低强度等特点,排水固结是提高软土地基强度、减小工后沉降的重要手段。本文突破传统的井孔排水理念,利用虹吸免动力实现水体跨越输送的物理特性,提出了一种井点抽水控制群管虹吸的排水方案,以解决低渗透软土无法直接动力抽排地下水的物理制约问题。为了验证虹吸联合堆载预压方法的有效性,本文采用室内物理模型试验,通过测试虹吸排水流量变化情况、排水引起软土内部孔隙水压力变化特征、土体表面沉降变形特性,分析应用虹吸联合堆载预压的作用效果。试验证明在单纯虹吸排水、单纯堆载预压固结以及虹吸联合堆载预压固结3种工况中,虹吸联合堆载预压固结方法下的土体排水流量最大,虹吸对于降低软土体内的地下水作用显著,可将模型箱内软土中的水位下降至模型箱底部。通过80 d的排水固结试验,单纯虹吸排水引起的沉降值约为8 mm,仅堆载预压引起的沉降为12 mm,虹吸联合堆载预压引起沉降为16 mm,证明了虹吸联合堆载预压固结方法的优势。

  2023年06期 v.5;No.141 477-482页 

• 膨胀土锚杆（索）承载变形性状试验研究.pdf

  洪顺生;吴江斌;冯宇飞;

  针对蒙自盆地膨胀土地区高边坡设计需求,开展了锚杆(索)基本试验,包括全长黏结型锚杆、拉力型锚索、拉力分散型锚索,涉及黏土、全风化泥灰岩、强风化泥灰岩等地层。试验结果表明:现场实测极限黏结强度约为规范推荐值q_(sk)的1.2～1.9倍;在相同的锚固土层中,锚固长度15 m的锚杆黏结强度比锚固长度10 m的锚杆小约16%;全长黏结型锚杆与拉力型锚索在循环荷载-位移曲线形态上有较大差别,前者曲线滞回环呈细长型,后者出现了较大的滞回环;累积荷载-位移曲线表现出明显的非线性,塑性位移约占总位移的30%～66%,多循环曲线割线斜率约为单循环的50%;规范推荐锚杆(索)刚度估算公式没有考虑锚固体与土体之间的变形,与实测相比,会大幅高估全长黏结型锚杆的刚度。试验成果可为认识膨胀土地区锚杆(索)的承载性状和指导高边坡支护设计提供基础性数据。

  2023年06期 v.5;No.141 483-491页

• 水平荷载作用下斜群桩承载特性数值分析.pdf

  樊文甫;许银雀;

  为研究塔基斜群桩水平承载特性,建立三维有限元模型模拟了水平荷载作用下斜群桩基础的承载性状,分析了不同桩身倾角对斜群桩基础桩顶及桩身水平位移、桩身弯矩的影响,并分析了斜群桩各桩的桩-土接触压力。结果表明:斜群桩的水平承载力要比直群桩的水平承载力大,桩身倾角越大,斜群桩水平承载力越大;随着桩身倾角增大,桩身弯矩及剪力减小;斜群桩基础桩顶下的连梁对于桩身弯矩及剪力值均有影响;斜群桩中各桩桩-土接触压力不仅受桩身倾角影响,还与水平荷载作用方向和斜桩倾斜方向的相对关系有关;前排斜桩浅土层桩前桩-土接触压力最大值随着桩身倾角的增大而增大,且均大于直桩,桩后浅土层桩-土接触压力最大值随着桩身倾角的增大而减小。

  2023年06期 v.5;No.141 492-497页

工程应用

• 西安地区砂层地基上PHC管桩和CFG桩的应用分析.pdf

  丁小伟;高军程;李胜利;

  西安渭河阶地地表以下约20m深存在密实砂层,高层建筑能否选用以该层为桩端持力层的中短桩基础是设计面临的问题。结合同一场地两栋相同百米住宅楼的地基设计,通过方案分析、地基承载力和变形计算、载荷试验,采取调整筏板尺寸和沉降后浇带的位置,使结构重心与筏板平面形心重合等措施,选择基底下浅层密实中细砂层为桩端持力层,两栋楼分别采用11 m长PHC管桩和12 m长CFG桩复合地基,避免了该地区常用的长桩穿越砂层的困难和质量问题。结构封顶后的沉降观测数据结果验证两种方案可行,得出PHC开口管桩可利用土塞效应,其实际竖向抗压承载力比规范估算值提高约36%,管桩实际沉降量约为CFG桩的一半,且沉降稳定周期短,CFG桩复合地基采用Boussinesq解答分层总和法,计算沉降量与实测值差异不大。本工程充分利用地质条件,选择中短桩地基处理,节约了造价和工期,对类似场地的工程有借鉴作用。

  2023年06期 v.5;No.141 498-505页

• 孔内深层超强夯法与灌注桩组合在大厚度杂填土地基处理中的应用.pdf

  吕雪漫;刘帅;施怡;张鹏;任小江;穆国峰;

  随着城市建设范围和规模的不断增大,遇到越来越多的大厚度杂填土场地。大厚度杂填土地基处理是工程建设的关键,若处理不当,后期建筑物地基易出现不均匀沉降,威胁建筑物安全。本文以西安某工程为例,分析评价了孔内深层超强夯法(Super Down Hole Dynamic Consolidation,SDDC)与灌注桩组合在大厚度填土场地高层建筑物建设中的应用。所研究的建筑物基底下杂填土厚7.5 m,杂填土下的原状黄土层具湿陷性。SDDC处理时,采用冲击成孔工艺,与灌注桩重合位置以素土为填料,其他位置就地取材用杂填土为填料。采用SDDC与灌注桩组合处理地基后,通过地基检测、建筑物沉降观测,所得数据表明该地基方案有效提高了杂填土的密实度,消除了黄土的湿陷性,满足了灌注桩承载力的要求,建筑物沉降小。场地成功运用了SDDC与灌注桩组合处理的方案,可为类似场地工程建设提供借鉴。

  2023年06期 v.5;No.141 506-511页

• 软土地区高层建筑桩基加固技术的应用研究.pdf

  李明;

  软土地区高层建筑通常采用桩筏基础、独立承台桩基等形式。由于地层浅部土质软弱、施工速度过快、工序安排不合理、施工质量缺陷等原因,通常会造成桩基出现偏位、断桩等问题。建筑在施工完成后出现不均匀沉降,同时伴随着墙体开裂、倾斜等质量问题,后续使用存在安全隐患。本文通过对某高层建筑的基础形式、不均匀沉降原因进行研究分析,采用锚杆静压桩进行桩基加固,并针对桩基加固设计施工中遇到的技术难题提出了综合治理方法,解决了高层建筑桩基加固过程中涉及到的大吨位锚杆桩施工、低净空狭小空间压桩、独立承台桩基础无补桩空间、高地下水位封桩易渗漏等技术难题,取得了良好的效果。

  2023年06期 v.5;No.141 512-518页 

• 西安地区黄土台塬和黄土洼地土层特征分析及桩基工程应用建议.pdf

  熊维;唐浩;柳旻;魏长刚;

  西安地区地貌单元多,本文主要基于工程勘察资料对西安地区黄土台塬和底张洼地两种地貌单元的土层工程性质进行了对比,分析地下水对黄土工程性质的影响。从工程分析可知,湿陷性黄土受地下水长期浸泡后,土的物理力学性质发生明显的变化,含水率变大,孔隙比变小,液性指数变大,湿陷性消失,可压缩性增大,压缩模量锐减,土的强度明显降低。基于底张洼地场地静力触探试验、静载试验成果及桩基工程经验,对该区域或类似地层情况场地建设小高层或高层建筑物提出了适用的桩型、桩长方案及各土层桩的极限侧摩阻力及端阻力标准值的建议值,可为类似场地工程建设提供借鉴。

  2023年06期 v.5;No.141 519-526页 

• 杭州某国道明挖下穿对既有市政高架桥桥墩影响分析.pdf

  陈建军;刘延昭;吴高创;李俊;徐超;王金昌;

  为研究235国道明挖下穿对留祥路西延互通主线桥桥墩的影响,本文结合现场监测和有限元模拟对其展开了分析。基于依托工程,采用Plaxis 3D数值分析软件建立了地层与结构的三维计算模型,其中土体采用HSS本构模型模拟,对下穿段明挖隧道施工的全过程进行仿真模拟,分析了235国道隧道段明挖下穿施工对两侧桥墩的变形和受力的影响。隧道段基坑开挖施工过程中,围护结构水平位移的有限元计算结果与实测结果吻合较好,验证了计算模型的有效性,并说明了HSS本构模型能较好地模拟下穿段的明挖施工。有限元计算结果表明,在235国道隧道段的明挖施工、隧道建造等整个建造过程中,两侧高架桥桥墩均受到一定影响,主线桥桥墩的最大水平位移、竖向位移均满足变形控制要求,结构处于安全状态。

  2023年06期 v.5;No.141 527-533页 

新装备新工艺

• 强制搅拌斜向支撑桩在软土基坑中的应用.pdf

  金小荣;隋欣;郭永;莫立成;

  在开挖面积大但深度一般的基坑工程中,斜向支撑因其具有挖土方便、换撑工况相对独立、施工周期短的特点而被广泛应用。根据斜向支撑的支撑点不同,可以分为撑在基础底板、支撑桩与地基土三类。本文介绍了一种支撑点位于地基土中的斜向支撑体系在杭州某软土基坑中的应用。该支护体系由钢格构、预制方桩、强制搅拌体以及扩大底部组成。阐述了强制搅拌体斜向支撑桩的设计要点与施工工艺,并从经济性、安全性、施工可操作性等方面与传统斜向支撑进行了对比。相较于传统斜向支撑,强制搅拌斜向支撑桩具有施工工序少、可小净距施工、适用于多种地层、可控制变形的特点。施工现场反馈与监控量测结果表明,该支护形式可以充分发挥排桩、斜向支撑、桩间土体的协同作用,有效控制开挖过程中引起的变形,可为类似软土地区基坑工程的支护设计提供借鉴与参考。

  2023年06期 v.5;No.141 534-540页