钢管板桩结构位移分析
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管桩中心位移偏差计算公式引言。
管桩是一种常见的地基基础工程结构,在建筑和土木工程中广泛应用。
管桩的中心位移偏差是评估管桩工程质量和安全性的重要指标之一。
因此,准确计算管桩中心位移偏差是非常重要的。
本文将介绍管桩中心位移偏差的计算公式及其应用。
管桩中心位移偏差计算公式。
管桩中心位移偏差是指管桩在竖直方向上的偏移距离。
为了准确计算管桩中心位移偏差,需要考虑多种因素,包括管桩的材料、直径、长度、地基土的性质等。
以下是常用的管桩中心位移偏差计算公式:1. 简单支承管桩的中心位移偏差计算公式:Δ = (P L^3) / (3 E I)。
其中,Δ表示管桩的中心位移偏差,P表示管桩所受的垂直荷载,L表示管桩的长度,E表示管桩的弹性模量,I表示管桩的惯性矩。
2. 桩顶水平位移引起的管桩中心位移偏差计算公式:Δ = (M L) / (E I)。
其中,Δ表示管桩的中心位移偏差,M表示桩顶水平位移所引起的弯矩,L 表示管桩的长度,E表示管桩的弹性模量,I表示管桩的惯性矩。
3. 地基沉降引起的管桩中心位移偏差计算公式:Δ = (q L^4) / (8 E I)。
其中,Δ表示管桩的中心位移偏差,q表示地基的单位沉降压力,L表示管桩的长度,E表示管桩的弹性模量,I表示管桩的惯性矩。
以上是常用的管桩中心位移偏差计算公式,通过这些公式可以较为准确地计算管桩的中心位移偏差,为工程质量和安全性的评估提供重要依据。
管桩中心位移偏差的影响因素。
管桩中心位移偏差的大小受多种因素的影响,主要包括以下几个方面:1. 地基土的性质,地基土的承载能力和变形特性对管桩中心位移偏差有重要影响。
地基土的强度和变形模量越大,管桩的中心位移偏差就越小。
2. 管桩的材料和尺寸,管桩的材料、直径和长度等尺寸参数对管桩中心位移偏差也有一定影响。
一般来说,直径较大、长度较长的管桩其中心位移偏差较小。
3. 外部荷载,外部荷载是指管桩所受的垂直荷载、水平荷载和地基沉降等。
精选全文完整版(可编辑修改)8.5 桩的水平承载力与位移建筑工程中的桩基础大多以承受竖向荷载为主,但在风荷载,地震荷载,机械制动荷载或土压力、水压力等作用下,也将承受一定的水平荷载。
尤其是桥梁工程中的桩基,除了满足桩基的竖向承载力之外,还必须对桩基的水平荷载进行验算。
8.5.1 水平荷载下基础的受力特性在水平荷载和弯矩的作用下,桩身产生挠曲变形,并挤压桩侧土体,土体对桩侧产生水平抗力,而桩周土体水平抗力的大小则控制着竖直桩的水平承载力,起大小和分布与桩的变形、土质条件以及桩的入土深度等因素有关。
在出现破坏以前,桩身的水平位移与土的变形是协调的,相应地,桩身产生内里。
随着内里与位移的增大,对于低配筋率的灌注桩而言,通常桩身首先出现裂缝,然后断裂破坏;对于抗弯性能好的混凝土预制桩,桩身虽未断裂,但桩侧土体明显的开裂与隆起,桩的水平位移将超出建筑物的容许变形值,使桩处于破坏状态。
影响桩水平承载力的因素很多,但桩的断面尺寸、刚度、材料强度、入土深度、间距、桩顶嵌固程度以及土质条件以及上部结构的水平位移容许值等。
实践证明,桩的水平承载力远比竖向承载力要低。
桩的刚度与入土深度不同,其受力及破坏状态也不同。
根据桩的无量纲入土深度αh(α为桩的水平变形系数,见式(8.28)),通常可将桩分为刚性桩(αh ≤2.5)和柔性桩(αh≥2.5)。
刚性桩入土较浅,而表层土的性质一般较差,桩的刚度远大于土层强度,桩周土体的水平抗力较低,水平荷载作用下整个桩身易被推倒或发生倾斜(图8.15(a)),故桩的水平承载力主要由桩的水平位移和桩身倾斜控制。
桩的入土深度愈大,土的水平抗力也就愈大。
柔性桩为细长的杆件,在水平荷载作用下,将想成一段嵌固的地基梁,桩的变形如图8.15(b)所示。
如果水平荷载过大,桩身土中某处将产生较大的弯矩值而出现桩身屈服。
因此,桩的水平承载力将由桩身水平位移和最大弯矩值所控制。
确定单桩水平承载力的方法,以水平静载荷试验最能反映实际情况,所得到的承载力和地基土的水平抗力系数最符合实际情况,若预先埋设量测元件,还能放映出加荷过程中桩身截面的内里与位移。
工程技术幸福生活指南40幸福生活指南打桩施工期桩体位移曲线分析丁 旭江苏鸿业建设有限公司 江苏 南京 210000摘 要:近年来,随着生产力的发展,我国各个行业的规模均出现了不同程度的扩大,为了满足生产需求,相关企业对生产厂房进行了相应的扩建工作。
相关研究表明,在此过程中,混凝土桩得到了广泛的应用,然而,由于受到多种因素的影响,在打桩施工期,部分预制混凝土桩的桩体往往会出现隆起与位移等情况,从而对工程综合质量造成不良的影响,本文针对打桩施工期相关桩体的位移曲线情况进行了分析,旨在有效提升我国打桩施工的综合质量。
关键词:预制混凝土桩;桩基工程;位移曲线;影响因素近年来,随着经济发展程度的不断提升,近年来,我国城市化进程不断加快,各类建筑工程的数量也逐渐增加。
在这一趋势下,建筑工程行业得到了飞速的发展。
相关研究表明,在桩基工程施工阶段,预制混凝土桩桩体位置往往容易受到多种因素的影响,例如,沉桩速度不合理、桩位密度较高且流水顺序错误等因素,均有可能造成桩体出现隆起与位移的情况,这种情况下,由于受到土地固结的影响,可能导致桩体出现弯曲与断裂的情况,从而对于建筑工程基础结构的安全性造成威胁。
因此,研究人员表示,应进一步加强对于打桩施工阶段桩体位移情况的分析与探索。
一、研究工程的自然情况概述本文以某化工企业厂房作为研究对象,该厂房位于蒲河北岸,地面标高在12.51~17.55m 之间,当地地下水位受到自然降雨干预,桩基工程范围内包括2个地层与6中土质,从土质属性上分析,可以将其分为可塑型黑土。
从总体上看,该厂房以混凝土和钢材作为主要结构,厂房层数为3层,总高度11.60m ,厂房基础以十字形地梁、承台与混凝土桩基为主,轴线东西跨度8.52m ,南北跨度2.35m~10.22m 不等。
在对其进行预制桩制作时,通过计算得出,预制混凝土桩的长度为22.00m 和25.00m 两种,预制混凝土桩的数量为2750根。
基桩承载特性的位移协调法分析研究
桩基在施工过程中常常会遇到整体位移的问题,因此,采用位移协调法进行桩基承载特性的分析已经成为施工技术学研究重点。
位移协调法是一种将建筑物土基和桩基结构耦合模型分析和计算的全过程耦合分析法。
通过考察不同土压力和位移要求下桩基承载力特性,可以找到桩基最优位移值和最大荷载值,从而改善设计质量,确保安全。
位移协调法的适用性主要取决于桩基结构的复杂性和结构的强度,而复杂的结构及桩基的强度又取决于插入深度、埋深和锚固系统等。
当桩基结构特征复杂,强度较弱时,位移协调法能够更好地反映桩基承载性能。
位移协调法分析桩基受力时,首先要构建一个耦合不同的模型,将土压力和桩力耦合起来,然后充分利用计算机技术建立耦合模型,实现有限元分析,确定桩基土压力及桩基的位移受力特性,进而了解关联的承载特性。
其次,在设计过程中,可以优化桩基位移,采用定位桩、撑架桩技术等,以达到小位移或没有位移的要求。
最后,需要根据有限元分析结果进行分析,控制位移,从而保证桩基特性的安全性。
桩基土压力与位移之间的协调作用非常重要,位移协调法是一种用于分析桩基承载特性的有效工具,可以反映桩基在土压力和位移要求之间的变化情况,有助于改善工程设计质量、确保安全性。
管桩施工中桩顶位移或上升的原因及预防措施
在沉桩过程中。
相邻的桩产生横向位移或桩身上涌,主要原因:一是桩人土后。
遇到大块坚硬障碍物,把桩尖挤向一侧;二是桩身不正直,或两节桩或多节桩施T时,相接的两桩不在同一轴线上,产生弯曲;三是桩数较多,土饱和密实,桩间距较小。
在沉桩时土被挤到极限密实度而向上隆起,相邻的桩被浮起;四是在软土地基施工较密集的群桩时,沉桩次序不当,使桩向一侧挤压造成位移或涌起。
预防措施:
一是施工前应对桩位下的障碍物进行清理;
二是对桩构件要进行检查。
发现桩身弯曲超过规定或桩尖不在桩轴线上的不宜使用;在沉桩过程中。
如发现桩不垂直应及时纠正。
接桩时要保证上下两节桩在同一轴线上,接头处应严格按照规程操作:三是采用井点降水、砂井和盲沟等降水或排水措施;四是注意打桩顺序,沉桩期间不得开挖基坑。
一般宜间隔14天。
待孑L隙压力消散后开挖。
桩基施工中的桩身纵向位移控制方法1. 引言桩基施工是建筑工程中重要的地基处理方法之一。
在桩基施工过程中,桩身的纵向位移控制是一个关键的问题。
本文将探讨几种常用的桩身纵向位移控制方法,希望能提供相关从业人员一些有益的参考和指导。
2. 桩基施工概述桩基施工是指通过将预制桩或钢筋混凝土浇筑桩等方式,将桩体插入地下以加固地基的工程技术。
桩基施工具有结构简单、技术成熟等优点,广泛应用于建筑、国防和交通等领域。
3. 桩身纵向位移的原因在桩基施工过程中,桩身纵向位移的产生主要是由于桩与土壤之间的相互作用引起的。
常见的桩身纵向位移的原因包括土体沉降、桩身自重作用、工作载荷和温度变化等。
4. 桩基施工中的纵向位移控制方法在桩基施工中,为了保证桩体的稳定性和使用寿命,有必要对桩身的纵向位移进行控制。
下面介绍几种常用的控制方法。
4.1 土壤改良土壤改良是通过改变地下土体的物理性质,提高其承载能力和稳定性的方法。
采用土壤改良的方式可以减少土壤沉降,从而降低桩身纵向位移。
4.2 断面形状设计桩基的断面形状设计也是控制桩身纵向位移的重要因素。
合理的断面形状设计可以提高桩体的承载能力和刚度,并减小桩身纵向位移的发生。
4.3 桩身锚固桩身锚固是通过在桩身周围布置锚杆或加固带等设施,将桩身与土壤锚固在一起的技术。
锚固桩身可以有效地控制桩身的纵向位移,并提高桩体的稳定性。
4.4 束缚支护在特殊情况下,可以采用束缚支护的方式来控制桩身的纵向位移。
束缚支护是指通过在桩身上加固钢筋或使用束缚材料等方式,使桩身与周围土体形成紧密连接,阻止纵向位移的发生。
5. 控制方法的选择原则在实际工程中,选择适当的桩身纵向位移控制方法需要考虑多种因素。
主要的选择原则包括工程所处地区的地质条件、桩基设计要求以及工程成本等。
6. 桩身纵向位移控制的应用案例本节通过介绍几个实际工程案例,来展示桩身纵向位移控制方法的应用效果。
这些案例可以帮助工程师们更好地理解和应用相关的控制方法。
双排钢板桩围堰板桩墙位移计算方法探讨摘要:双排钢板桩结构出现在近年来的围堰工程中,并且取得了很大的成功,但实际上其设计计算的理论远远落后于应用。
在设计中,对于板桩墙位移计算,目前没有很成熟的计算方法。
本文结合双排钢板桩模型试验,阐述目前双排钢板桩围堰设计中板桩墙位移常用的近似计算方法,并将其计算结果与模型试验实测结果进行对比分析,并简单探讨了这些方法在各种情况下的适用性,为以后双排钢板桩围堰的设计提供参考。
关键词:双排钢板桩;位移;m法;重力式结构1 引言双排钢板桩围堰结构经常出现在近年来国内外船坞建造工程中,许多项目已取得了很好的效果。
双排钢板桩围堰和单排钢板桩围堰相比,具有刚度大,成本低,施工简便,对场地要求较低等的优点[1]。
该结构形式虽然应用较多,但结构设计至今仍没有成熟的计算理论,设计时通常采用单排桩的计算理论或重力式结构计算理论,并辅以工程经验,因此对该结构的可靠性分析存在较大的经验性和局限性。
本文利用模型试验实测数据和计算结果进行比较,对现有计算方法进行探讨。
2 常用计算方法2.1 采用单排桩计算理论将开挖侧板桩视为板桩墙,另一侧板桩视为板桩墙的锚碇板桩,中间用拉杆连接,采用极限地基反力法或弹性地基反力法(如m法)对两排板桩位移进行计算。
2.1.1 极限地基反力法(极限平衡法)极限地基反力法事先假定土处于极限状态时地基反力的分布形状,根据作用在桩上的外力及桩的平衡条件来求桩的横向抗力,适用于入土较浅的刚性桩。
按假设土压力分布规律分为:1)土压力按二次曲线分布的方法;2)土压力按直线分布的方法;3)土压力为任意分布的方法[2]。
2.1.2 弹性地基反力法(弹性地基梁法)弹性地基反力法假定土为弹性体,认为桩身任一点的土抗力与该点的横向位移成比例。
具体的解法分为三种:1)先利用数学方法求解桩受荷后的弹性挠曲微分方程,再根据力平衡条件求得桩的内力及位移,如m法;2)将桩分为有限段,用差分式近似代替桩的弹性挠曲微分方程中的各阶导数,即有限差分法;3)将弹性桩分为有限个单元的离散体,根据力平衡和位移协调条件,解得桩各部分的内力和位移,即有限元法[3]。
PHC管桩偏位问题分析及处理摘要:PHC管桩具有抗压强度高、施工速度快、造价适中等优点,因而被广泛应用于各类工程中,但同时期还具有挤土效应明显,基坑开挖过程中可能产生桩基偏位或断桩等问题,本文结合工程实例对PHC管桩在是施工中产生的偏位等问题进行了详细的原因分析,并针对存在问题的不同程度,提出了相应有针对性的处理措施,取得了较好的效果。
关键词:PHC管桩;偏位;处理措施;1引言预应力高强混凝土管桩具有抗压强度高、施工速度快、造价适中等优点,目前被广泛应用于各类工业与民用建筑中,特别是在软土地基中的采用更为普遍,同时,由于PHC管桩存在挤土效应明显,在自身平面内抗弯刚度小,在基坑开挖阶段,当遇到较大的土体侧向压力时容易发生较大侧移及倾斜等问题[1-3],如果分析处理不当,往往容易留下安全隐患甚至引起工程事故。
本文通过结合工程实例对PHC管桩产生偏移的原因进行了分析,并提出了相应处理措施。
2工程概况某项目位于肇庆市鼎湖区,拟建建筑包括住宅、商业、办公等共16栋,总建筑面积约 15.5万㎡。
其中 1#~5#住宅楼为地上 29 层,地下 1 层,主楼结构布置采用剪力墙结构体系,基础形式采用管桩(PHC-AB600(110)-40)+承台,地库基础形式采用管桩(PHC-AB500(125)-40)+承台;基坑开挖深度约4.2米,采用拉森钢板桩及局部排桩支护体系。
根据《岩土工程勘察报告》,地质概况如表1。
表1 工程地质概况3 存在主要问题根据施工安排,位于场地西北侧的4~5#两栋楼区域最后施工,该区域桩基施工完成后,于2019年10月17日先后完成桩基检测和静载试验,检测和试验结果均满足相关规范及设计要求。
在其它楼栋施工均达到正负零后,4~5#楼栋及周边地库于2019年10月28日开始土方开挖,11月9日开挖完成后发现,工程桩出现较多偏位现象,随即对该区域桩基进行检测和测量复核,根据现场第三方检测和测量复核,部分桩基存在的主要问题如下表2。
Engineering Technology and Application | 工程技术与应用 |·49·(广州珠江实业集团有限公司,广东 广州 510000)摘 要:先张法预应力混凝土管桩(以下简称“管桩”)在广东地区广泛应用,但其抗剪性能较差,抗弯强度低,在施工过程中容易产生偏位、桩身损伤等问题,导致单桩承载力折减甚至作为废桩。
由于对管桩的施工没有规范或设计手册可循,设计人员往往根据周边地区案例参考或以往经验处理。
文章对常见的管桩偏移、桩身完整性不合格等工程问题的原因进行分析,并提出相应的处理措施。
关键词:管桩;偏位分析;补桩处理中图分类号:TU473.1 文献标志码:A 文章编号:2096-2789(2019)09-0049-02作者简介:伦豪(1986—),男,硕士,工程师,研究方向:装配式混凝土结构设计。
1 管桩偏位原因1.1 挤土效应在软弱土层中,沉桩时挤土效应明显,造成管桩偏位。
这种现象在厚软弱土层更为严重,尤其在含水量大的、具有流塑状的土层中,管桩很容易出现倾斜或整体性滑移的情况。
1.2 施工问题(1)施工时测量放线出错导致沉桩偏位。
(2)场地内地基承载力较差,桩机在施工时下陷,导致沉桩时不能有效控制桩身垂直度。
(3)桩机在移动过程中导致已施工管桩产生偏位。
(4)沉桩施工时施工流水安排不当,例如桩机行走路线不合理等造成桩位偏移。
1.3 开挖不当基坑开挖时,由于抢工期或施工组织不当,没有严格遵循“分层开挖”,开挖土体富含流动淤泥土,造成土体滑移带动管桩位移引起偏位。
另外在施工过程中,挖土机械操作不当会造成机械对管桩的碰撞移位。
2 管桩偏位处理当监控管桩施工发生质量事故后,应立即保护已施工管桩,停止周边土体开挖,避免事故扩大,同时充分调取施工记录,包括打桩数据、地勘资料、设计图纸、测量定位、桩基检测结果等,联合设计、监理等单位讨论确定桩基产生事故的原因,按照相关规范、设计要求、现场条件和检测结果等确定补救措施。
PHC管桩断裂偏移原因分析及处理措施摘要:本文笔者结合工程实例,分析了PHC管桩断裂偏移的原因,提出具体处理方法,并介绍了处理后的效果。
关键词:PHC管桩;断裂偏移;处理措施引言近年来,PHC管桩(先张法预应力混凝土管桩)由于具有桩身成型质量好、混凝土强度高、单桩承载力大、价格便宜、施工快捷且采取静压施工时对周围环境影响小等优点而被广泛应用于工业与民用建筑中。
但在土性复杂特别是土质较差的软弱地基的基坑开挖施工过程中,由于桩身为空心,其承受水平荷载、抗剪和抗裂性能相对较差,如果土方施工中基坑围护措施不到位或挖土方法不当,经常会发生桩体偏位、桩身断裂等事故,从而大大削弱了桩的承载力。
因此发生此种情况后如何对桩加固补强就成为设计施工中急待解决的一个问题。
1工程概况某冶金工程烧结主厂房及环冷机基础中深基础部分,采用钢板桩支护方式施工,支护桩周边采用大开挖方式,支护基坑后,施工钢板桩期间,发现部分工程桩发生倾斜,基坑周边的工程桩倾斜较为严重,最大倾斜量达到600mm,基坑中部工程桩没有倾斜。
2原因分析2.1桩体的质量由于PHC桩的壁较薄,抵御水平荷载的能力较差,在较大的侧向主动土压力和挤土效应产生的侧向推力的作用下,桩极易产生侧向位移,当侧向位移量超过一定数量时,PHC桩桩身将出现断裂现象。
2.2地质情况复杂施工表面土层为杂填土,土体松散、欠固结,下部为淤泥质土,土体流动性大、含水量高,又加上环冷机位置处于原有的沟道处,外围有临时道路、堆桩以及打桩施工,同时在钢板桩施工振动作用下,对基坑边坡土有一定程度的扰动,淤泥层灵敏度高,受扰动后强度明显下降,稳定性降低,出现滑坡现象和土体位移现象,从而移引起PHC管桩的偏位。
2.3没有及时卸荷在大开挖进行基坑支护时,没有进行卸荷,旁边堆放着建筑材料等重载设备。
2.4不同土层的影响倾斜工程桩的断裂初步估计在桩顶下8~9m左右,因为基坑下淤泥层与粉质粘土层的交界处,是基坑土体侧向力作用下桩身产生最大弯矩的相对位置。