高频液压振动沉桩工艺具有沉桩效率高、降低噪声、经济环保等优点被广泛应用于岩土工程施工领域.结合云南省昆明市昆纺原址改造项目钢管桩高频液压振动沉桩工程实例.采用数值模拟方法对高频液压震动桩桩径敏感效应分析,桩径分别取0. 83、1. 00、1. 20、1. 40 m采用Midas GTS-NX三维动力有限元数值模拟、得出四种不同桩径下三维整体动力模型、位移场云图、钢管桩沉桩位移曲线、加速度场云图、周地表土体竖向加速度变化曲线、周地表土竖向加速度变化曲线.结果表明,随桩径的增大钢管桩沉桩位移降低,竖向加速度也随桩径的增大而减小.钢管桩的沉桩位移量随着钢管桩桩径的增加而逐渐减少.

薄膜压力传感器因厚度薄、测试单元面积小和灵敏度高等优点在土木工程领域逐渐得到应用。为探究薄膜压力传感器在液压振动沉桩中监测桩侧法向应力的适用性,在砂土中开展液压振动沉桩大比尺模型试验。试验结果表明:液压振动沉桩的桩侧残余法向应力显著小于振动时的法向应力;在合适的保护措施下,薄膜压力传感器能有效监测沉桩过程中的桩侧法向应力。

高频免共振液压振动沉桩作为从国外引进的一种新型的沉桩方法,随着设备性能的不断提升改进,技术日益成熟,近几年在国内较多大型基建项目上得到推广应用。其沉桩原理是基于高频振动破坏桩周土体降低桩侧摩阻力来实现快速沉桩,但土体的破坏会造成桩的承载力降低且恢复缓慢,从而导致承载力短期内难以满足设计要求。结合上海及周边地区城市快速高架路采用高频免共振液压振动沉桩施工工艺的工程案例,通过不同休止期高频免共振液压振动沉桩承载力检测成果分析研究承载力随时间的变化趋势,提出了一些经验可供类似工程的设计和施工参考。

引江济淮S12高速淮河大桥四号桥改建工程临时保通桥为大型临时结构桥梁,将承担2年的高速运营任务,因此保通桥参照永久结构进行设计,受地形条件限制,项目采用永安YZ-400L液压振动锤进行钢管桩施工,正式施工前,通过对钢管桩进行试桩荷载试验,对比分析设备参数是否匹配钢管桩成桩承载力要求,最终确定施工设备是否可行,同时明确成桩控制指标,为临时保通桥钢管桩施工提供可靠依据。

针对高频免共振液压振沉钢管桩极限承载力的估算问题,对比了桩基规范、上海规范以及公路规范在计算方法中的差异。对某改建工程现场6根试桩开展高应变试验,检测结果显示在休止期达到82 d时,试桩实测极限承载力已达到所有规范的要求;55 m试桩在36 d~91 d休止期内的承载力增长了约28.4%。休止期82 d对应的实测值接近于上海规范计算得到的极限承载力,偏差不超过2%。对应的休止期越长,试桩承载力恢复越为明显;规范中应进一步说明休止期对振沉钢管桩极限承载力的影响。

以上海S3公路1标钢管桩沉桩施工为实例,简要阐述钢管桩沉桩异常概括、原因分析、处理方法和处理技术.钢管桩沉桩应充分考虑工程地质条件和钢管桩设计情况,选择合适的施工工艺和施工设备,以便能够顺利沉桩,保证工程质量.工程实践表明:工程采用的钢管桩沉桩异常处理方案可靠有效,可为类似情形的钢管桩沉桩异常处理提供一定的参考和借鉴.

与传统工艺相比,高频免共振液压振动锤沉桩具备噪声低、振动小、免共振、低荷载、适用地质条件广且工期短的优点,近年来应用范围逐步扩大。依托上海市某工程项目,通过现场试验,分析其对于桩周土体的影响,结果表明:高频免共振液压振动锤长期振沉钢管桩使周围土体产生一定的沉降和侧移,并改变了桩周土压力和孔隙水压力;随着沉桩过程的不断进行,分层沉降、水平位移、土压力和孔隙水压力整体呈增大趋势。沉桩全部结束后,水平挤压位移最大达37 mm,上抬位移最大达35 mm,孔隙水压力最大增量达76 kPa,土压力最大增量达150 kPa,表明长期振动沉桩施工对于桩周土体水平位移存在一定影响,对土体竖直位移影响较小。沉桩结束后,土压力和孔隙水压力有恢复至初始值的趋势。

本文应用瞬态动力学方法对某超大型液压打桩锤打桩系统基本模型进行仿真分析。结果表明,锤芯和钢管桩冲击作用面存在高应力区且存在两次应力峰值,第二次应力峰值因锤芯和钢管桩内部应力波叠加作用而显著增加;增加垫层可以调整高应力区应力峰值,但同时也会降低冲击效率,合理垫层结构是冲击作用效果提升关键。