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螺杆桩自动定位成桩工艺在软基处理中的应用

模具制造 2024年第4期24卷 171-173页

作者：魏开乾中铁十二局集团第四工程有限公司陕西西安710024

研究了螺杆桩自动定位成桩工艺在软基处理中的应用。软基是土木工程中常见的地基类型,其稳定性对工程的安全性和长期使用性具有重要影响。提出了一种基于螺杆桩的自动定位成桩工艺,通过引入现代化的测量和控制技术,实现了在软基处理过... 详细信息

研究了螺杆桩自动定位成桩工艺在软基处理中的应用。软基是土木工程中常见的地基类型,其稳定性对工程的安全性和长期使用性具有重要影响。提出了一种基于螺杆桩的自动定位成桩工艺,通过引入现代化的测量和控制技术,实现了在软基处理过程中的高精度成桩定位。实验结果表明,螺杆桩自动定位成桩工艺可以显著提高软基处理的效率和准确性,降低工程成本,并改善工程的稳定性和使用寿命。

关键词：螺杆桩自动定位成桩软基处理测量和控制技术

黄淮冲积平原地区高速铁路螺杆桩复合地基应用研究

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路基工程 2024年第1期 80-86页

作者：李盼中铁十八局集团第一工程有限公司河北保定072750

依托郑徐客运专线兰考南站路基工程螺杆桩复合地基项目,通过试桩和桩身质量检测,总结黄淮冲积平原地区螺杆桩关键施工工艺和质量控制措施,同时对螺杆桩承载力特性及复合地基进行工后沉降分析。结果表明:黄淮冲积平原地区粉质黏土、粉砂... 详细信息

依托郑徐客运专线兰考南站路基工程螺杆桩复合地基项目,通过试桩和桩身质量检测,总结黄淮冲积平原地区螺杆桩关键施工工艺和质量控制措施,同时对螺杆桩承载力特性及复合地基进行工后沉降分析。结果表明:黄淮冲积平原地区粉质黏土、粉砂、细砂、圆砾土土层中可以形成螺杆桩螺纹段桩身,成桩质量良好;螺杆桩单桩承载力和复合地基承载力满足设计要求;该地区同等条件下,螺杆桩极限承载力较普通灌注桩提高约24%;复合地基沉降主要发生在填筑期;双曲线法预测得出三个观测断面工后沉降量均小于15mm,满足无砟轨道铺设要求。

关键词：冲积平原螺杆桩复合地基承载力试验沉降监测质量控制

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杂填土地基中螺杆桩竖向承载特性研究

中国科技论文 2024年第3期19卷 300-304,312页

作者：孔德志于洋原华王鑫河南大学土木建筑学院河南开封475004

为了研究杂填土地基中螺杆桩竖向承载特性,基于极限平衡理论分析了桩-土咬合机理,结合桩-土之间的相互作用得到螺纹段等效侧阻力增大系数,在此基础上建立了单桩竖向承载力计算公式,并对杂填土地基中螺杆桩单桩进行缩尺模型试验。结果表... 详细信息

为了研究杂填土地基中螺杆桩竖向承载特性,基于极限平衡理论分析了桩-土咬合机理,结合桩-土之间的相互作用得到螺纹段等效侧阻力增大系数,在此基础上建立了单桩竖向承载力计算公式,并对杂填土地基中螺杆桩单桩进行缩尺模型试验。结果表明,螺杆桩在竖向荷载作用下,荷载-沉降曲线经历了弹性、弹塑性、塑性破坏3个阶段。根据模型试验所得桩身轴力和桩侧等效侧阻力沿深度的分布规律,总体上螺纹段等效侧阻力高于直杆段。当桩体达到极限承载力时,试验所得等效侧阻力扩大系数与理论分析结果基本一致。

关键词：杂填土螺杆桩等效摩阻力桩-土咬合

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高速铁路螺杆桩质量检测技术应用研究

铁道建筑技术 2024年

作者：苏祝政中国铁路济南局集团有限公司工程质量监督站

螺杆桩是一种直杆段与螺纹段相组合的异型桩体,通过螺纹对桩周土体进行挤压加密,成桩后部分土体形成螺纹,彼此相互咬合使螺杆桩抗压及抗拔承载力显著提高。螺杆桩具有施工工艺简单、造价低、承载能力强、环保效果好等优点,在高速铁路路... 详细信息

螺杆桩是一种直杆段与螺纹段相组合的异型桩体,通过螺纹对桩周土体进行挤压加密,成桩后部分土体形成螺纹,彼此相互咬合使螺杆桩抗压及抗拔承载力显著提高。螺杆桩具有施工工艺简单、造价低、承载能力强、环保效果好等优点,在高速铁路路基地基处理中得到广泛应用。通过对路基工程螺杆桩质量检测技术进行研究总结,提出采用低应变反射波法因直杆段与螺旋段分界、螺旋段以下桩身截面变化等复杂因素会对判识结果产生一定影响;现场检测应根据低应变检测结果,对有异议桩增加取芯检验、开挖验证、平板载荷试验等。同时对螺杆桩检测前、检测中、检测后提出了质量控制措施,以保障工程整体质量安全。

关键词：路基工程螺杆桩质量检测低应变反射波法综合判定

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竖向受荷螺杆桩工作性状试验研究

地下空间与工程学报 2022年第3期18卷 860-867页

作者：陈亚东于艳董云孙华圣龚成中淮阴工学院建筑工程学院江苏淮安223001 江苏淮阴水利建设有限公司江苏淮安223300

螺杆桩工作性状受众多因素影响,其中叶片间距和螺纹段长度是两个关键影响因素。为了研究竖向受压螺杆桩承载力及桩周土体变形渐进发展规律,进行了基于数字图像相关变形测量技术的模型试验,并利用现场实测结果初步检验了模型试验的可靠... 详细信息

螺杆桩工作性状受众多因素影响,其中叶片间距和螺纹段长度是两个关键影响因素。为了研究竖向受压螺杆桩承载力及桩周土体变形渐进发展规律,进行了基于数字图像相关变形测量技术的模型试验,并利用现场实测结果初步检验了模型试验的可靠性。研究揭示了叶片间距和螺纹段长度对螺杆桩极限承载力的影响规律,建立了归一化的叶片距径比因素和螺纹段长度比因素经验表达形式,给出了本次试验条件下合理的叶片距径比和螺纹段长度比取值。研究总结了不同沉降阶段直杆段、螺纹段和桩端截面周围土体位移场分布规律,提出了不同桩型参数螺杆桩桩周土体破坏模式。研究结果为螺杆桩设计参数优化和承载力计算理论建立提供了试验依据。

关键词：螺杆桩模型试验桩型参数承载力破坏模式

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螺杆桩承载特性的模型试验和三维离散元研究

螺杆桩承载特性的模型试验和三维离散元研究

作者：徐浩男长安大学

学位级别：硕士

螺杆桩是由圆柱段和螺纹段组成的变截面组合式灌注桩,因其独特的螺纹结构,有效提高了桩体承载力,同时使得其桩土作用机理较为复杂,而在螺杆桩承载特性方面的研究不够深入,研究螺杆桩承载特性可以更好地将螺杆桩应用到工程实际中去。本... 详细信息

螺杆桩是由圆柱段和螺纹段组成的变截面组合式灌注桩,因其独特的螺纹结构,有效提高了桩体承载力,同时使得其桩土作用机理较为复杂,而在螺杆桩承载特性方面的研究不够深入,研究螺杆桩承载特性可以更好地将螺杆桩应用到工程实际中去。本文通过室内试验和离散元数值模拟的方法,对不同上覆荷载作用下螺杆桩的竖向承载特性及桩身设计参数等因素对螺杆桩承载特性影响效果进行研究,主要研究内容和成果如下:(1)通过室内模型试验对比分析不同上覆荷载作用下螺杆桩与直杆桩的Q-s曲线、桩身轴力、桩侧桩端阻力和桩土荷载分担比分布规律等。结果表明:在不同上覆荷载作用下,螺杆桩的极限承载力较直杆桩约提高了50.8%～62.4%;直杆桩和螺杆桩的桩身轴力沿桩身逐渐减小,且螺杆桩轴力减小速度远大于直杆桩;桩顶荷载临近极限承载力时,在不同上覆荷载作用下,螺杆桩的桩侧阻力平均值较直杆桩提高了110%～130%,直杆桩端阻力约占总荷载的40.2%～49.4%,而螺杆桩端阻力约占总荷载的12.9%～15.1%;极限状态下螺杆桩复合地基承载力较直杆桩提高了30.8%,同时螺杆桩能够有效地削弱负摩阻力的影响,其负摩阻力区域较直杆桩明显减小。(2)利用室内试验结果进行细观参数标定及反分析建立的离散元模型,研究桩身设计参数对螺杆桩承载特性的影响,结论如下:随着桩长和桩径的增大,螺杆桩极限承载力逐渐增加,且桩顶沉降减小,而桩身材料利用率也随之降低,在承载力满足要求的前提下,尽量选择桩长和桩径较小的螺杆桩;螺纹段长度为(1/3～1/2)L时,桩周土承担荷载比例较高,且变截面处应力集中现象不显著;螺距为(0.8～1.2)D时,螺杆桩承载性能较好,桩侧阻力发挥程度较高,桩周土沉降能够得到较好的限制;螺纹宽度为(0.16～0.24)D时,对螺杆桩承载特性提升效果较好。(3)利用建立的离散元模型研究桩身模量和单桩置换率对螺杆桩复合地基承载特性的影响,结论如下:随着桩身模量的增加,桩土应力比逐渐增大,桩体承担荷载比例提高,当桩身模量增加到临界值后,对螺杆桩复合地基承载力影响效果减小;随着单桩置换率的增加,桩土应力比逐渐减小,桩周土承担荷载比例提高,单桩置换率增大到10%以后对螺杆桩复合地基承载力影响效果减弱,单桩置换率为10%～14%时螺杆桩复合地基桩周土利用率较高,且承载力提升效果明显。

关键词：螺杆桩复合地基模型试验离散元分析承载特性

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膨胀土地基螺杆桩浅层断桩成因及处理方法

铁道建筑 2023年第5期63卷 149-153页

作者：张志才湖北汉十城际铁路有限责任公司武汉430061

荆门—荆州铁路试验段路基地基加固螺杆桩浅层断桩率较高。为满足工程需要,本文分析了螺杆桩浅层断桩的原因,并根据低应变反射波法确定的断桩的位置,采用水泥灌浆+化学灌浆双液联合灌浆修复处理措施对断桩进行处理。采用水泥灌浆对宽度0... 详细信息

荆门—荆州铁路试验段路基地基加固螺杆桩浅层断桩率较高。为满足工程需要,本文分析了螺杆桩浅层断桩的原因,并根据低应变反射波法确定的断桩的位置,采用水泥灌浆+化学灌浆双液联合灌浆修复处理措施对断桩进行处理。采用水泥灌浆对宽度0.2 mm以上裂缝进行充填,采用化学灌浆对宽度0.2 mm以下水泥浆液无法灌入的微细裂隙进行充填。实践表明,双液灌浆能减少化学灌浆材料用量,节约成本,灌浆后桩基基本能达到Ⅰ、Ⅱ类桩标准。水泥灌浆+化学灌浆双液联合灌浆处理浅层断桩可以提高桩基的完整性,效果明显。

关键词：铁路路基膨胀土试验研究螺杆桩浅层断桩双液联合灌浆

粉砂土地基螺杆桩竖向承载特性及其影响因素研究

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粉砂土地基螺杆桩竖向承载特性及其影响因素研究

作者：谢锦倩长安大学

学位级别：硕士

螺杆桩是一种上部为直杆段,下部为螺纹段的新型变截面桩,其独特的螺纹构造可以与土体之间发生机械咬合作用,改变了桩土之间的受力方式,提高了螺杆桩的极限承载力,但这也导致桩土之间的作用机理更为复杂,使其表现出与普通灌注桩不同的承... 详细信息

螺杆桩是一种上部为直杆段,下部为螺纹段的新型变截面桩,其独特的螺纹构造可以与土体之间发生机械咬合作用,改变了桩土之间的受力方式,提高了螺杆桩的极限承载力,但这也导致桩土之间的作用机理更为复杂,使其表现出与普通灌注桩不同的承载性能。探究螺杆桩的承载性能是其在实际工程应用中的基础,然而当前对于螺杆桩承载性能的研究远落后于工程实践,为使螺杆桩能更好地运用于工程实践中,需对其承载机理进行充分研究。本文以波哥大地铁一号线车辆段粉砂土地基处理项目为依托,通过室内模型试验及有限元模拟方法,对螺杆桩单桩及单桩复合地基承载特性及其影响因素进行分析。主要研究内容如下:(1)总结分析了螺杆桩的承载机理及荷载传递规律,发现螺杆桩在处理软土地基方面具有明显优势,故本文选择螺杆桩复合地基对粉砂土地基进行处理。(2)通过室内模型试验及有限元模拟相结合的方法,对比了螺杆桩与直杆桩在竖向荷载作用下的承载特性,研究结果表明与直杆桩相比,螺杆桩具有显著的承载性能,这主要得益于螺杆桩螺纹段对桩周土体产生挤密效应,使得桩周土体强度增强,进而提高了螺杆桩的承载能力。(3)研究了螺杆桩桩身几何参数对其承载特性的影响,结果表明增加螺纹段的长度、减小螺距、增加螺纹宽度均能够提高螺杆桩的单桩极限承载力;然而上述参数的取值存在一定的合理范围,否则将会导致桩身或土体因出现应力集中而发生提前破坏。(4)研究了垫层模量及单桩置换率对螺杆桩单桩复合地基承载特性的影响,结果表明螺杆桩单桩复合地基极限承载性能随垫层模量及单桩置换率的增大而增强,但在实际工程中,需考虑桩身强度及经济效益对二者进行合理取值。论文研究成果有利于充分认识螺杆桩在粉砂土地基中的承载机制,促进螺杆桩这种新型桩基础在软土地基处理中的推广和应用。

关键词：桩基础螺杆桩复合地基承载性能模型试验数值模拟

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圆砾土地基中螺杆桩竖向承载特性研究

圆砾土地基中螺杆桩竖向承载特性研究

作者：陈卓长安大学

学位级别：硕士

螺杆桩是一种由上部直杆段和下部螺纹段组成的变截面挤扩异形桩,具有承载力高、污染小、成桩质量高等优点,但由于螺杆桩荷载传递规律以及承载机理的研究不够深入,造成螺杆桩承载力估算结果偏差较大,为工程带来安全隐患,因此探究螺杆桩... 详细信息

螺杆桩是一种由上部直杆段和下部螺纹段组成的变截面挤扩异形桩,具有承载力高、污染小、成桩质量高等优点,但由于螺杆桩荷载传递规律以及承载机理的研究不够深入,造成螺杆桩承载力估算结果偏差较大,为工程带来安全隐患,因此探究螺杆桩的承载机理具有指导工程的现实意义。文章采用室内模型试验、数值模拟和理论推导等方法对圆砾土地基中螺杆桩的竖向承载特性进行研究,主要研究内容和结论如下:(1)通过模型试验研究不同螺距和上覆荷载下螺纹段桩的单桩承载力、桩身轴力、桩侧阻力和荷载分担比例等分布情况,并与普通直桩对比分析。结果表明:不同螺距螺纹桩的单桩极限承载力较普通直桩提高约104%～117%;螺纹桩和普通直桩的桩身轴力随深度逐渐减小,螺纹桩轴力分布曲线的斜率大于普通直桩;极限状态时的桩侧阻力平均值随上覆荷载的增加而增大,螺纹桩桩侧阻力平均值为普通直桩的2.88～3.70倍;极限状态时,不同上覆荷载下螺纹桩桩端阻力约占总荷载的12.0%～14.6%,普通直桩桩端阻力约占总荷载的39.8%～48.7%。(2)利用模型试验的数据反分析建立螺杆桩数值模型,分析螺杆桩的荷载传递规律及桩周土位移分布情况,并研究桩身几何尺寸对螺杆桩承载特性的影响,结论如下:极限状态下螺纹段的桩侧土体位移影响半径约为1～2D,桩端处位移影响半径约为1D;随着桩长的增加,螺杆桩的极限承载力逐渐增加,同一荷载水平下的桩顶沉降逐渐减小;随着桩径增加,螺杆桩极限承载力得到提高但桩身材料利用率逐渐下降,且下降速率随桩径减缓,选桩径较小的螺杆桩能节省材料;螺纹段比例为30%、40%时,桩土咬合作用明显,桩周土体的利用效率较高,变截面处的应力集中不显著;螺纹宽度为0.2D左右,桩侧阻力发挥较好,承载力提高效果较明显;螺纹间距为1D左右,桩身材料利用率达到最大。(3)结合数值分析结果和前人研究成果,研究不同螺距螺杆桩极限状态下桩周土体等效塑性区的分布情况,提出“单独梨形”破坏和“圆柱形”破坏两种破坏模式,并根据迈耶霍夫深基础承载力计算方法,并考虑桩身几何参数的影响,分别推导出两种破坏模式下螺杆桩极限承载力计算表达式,分析两种破坏模式的判断标准。

关键词：螺杆桩圆砾土地基模型试验竖向承载特性数值模拟承载力公式