沉埋桩的有限元设计方法探讨

沉埋桩的有限元设计方法探讨
沉埋桩的有限元设计方法探讨

第25卷 增1

岩石力学与工程学报 V ol.25 Supp.1

2006年2月 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering Feb.,2006

收稿日期:2005–01–01;修回日期:2005–09–06

基金项目:国家重点基础研究发展规划(973)项目(2002CB412708)

作者简介:雷文杰(1974–),男,1998年毕业于焦作工学院采矿工程专业,现为博士研究生,主要从事滑坡治理、渗流的理论与数值分析方面的研究工作。E-mail :leiwenjie@https://www.360docs.net/doc/f08893628.html,

沉埋桩的有限元设计方法探讨

雷文杰1,郑颖人2,冯夏庭1

(1. 中国科学院 岩土力学重点实验室,湖北 武汉 430071;2. 后勤工程学院 军事建筑工程系,重庆 400041)

摘要:采用有限元法针计算不同桩长的埋入式抗滑桩在设桩位置的滑坡总推力,计算桩身所受推力分布形式、推力大小和桩顶至坡面的滑坡推力分布形式、大小,计算桩长变化时滑坡体加固后的稳定性。计算表明:桩长变化,设桩位置的总滑坡推力大体相等。桩长度变短,桩身的滑坡推力、桩的最大弯距与最大剪力降低。增加桩的锚固段的长度可以降低桩身的最大剪力。综合桩长变化滑坡体加固后的稳定性、滑坡推力和桩身内力的变化规律,发现沉埋桩既可使滑坡体达到足够的稳定性,且有很大的经济效益。 关键词:边坡工程;沉埋桩;有限元法;滑坡推力;桩的内力;加固设计

中图分类号:P 642.2 文献标识码:A 文章编号:1000–6915(2006)增1–2924–06

STUDY ON FINITE ELEMENT DESIGN METHODS OF SLOPE

STABILIZED BY DEEPLY BURIED ANTI-SLIDE PILES

LEI Wenjie 1,ZHENG Yingren 2,FENG Xiating 1

(1. Key Laboratory of Rock and Soil Mechanics ,Chinese Academy of Sciences ,Wuhan ,Hubei 430071,China ; 2. Department of Architectural and Civil Engineering ,Logistical Engineering University ,Chongqing 400041,China )

Abstract :Nonlinear finite element method is used to analyze the slope stability reinforced by deeply buried anti-slide piles whose length is variable. According to computed results ,the distribution and magnitude of lateral force on the piles and that between the top of the pile and top of the slope can be acquired ,then the rule that the lateral force and internal force of piles varying with pile length is concluded. For the interaction of piles with surrounding soil ,the magnitude of the lateral force is less than that on the cantilevered anti-slide piles. The whole lateral force at pile location is nearly equal as pile length varies. But the lateral force on the pile ,the maximal moment and maximal shear force of piles decrease as pile length is shortened. The maximal shear force reduces as the length of anchorage part of piles increases. Conclusion from above analysis results can be made that slide body can acquire effient stability when stabilized by deeply buried anti-slide piles and such reinforcement design is more economical and rational. Key words :slope engineering ;deeply buried anti-slide piles ;finite element method ;lateral force ;internal force ;design of slope reinforcement

1 引 言

抗滑桩加固滑坡设计的原则要求滑坡加固后,

滑坡体仍保持足够的稳定性,支挡结构所受的滑坡推力、结构体内力分布要合理,结构设计经济,能够降低工程造价。经济合理的抗滑桩设计成为当前滑坡加固中亟待解决的课题。

第25卷增1 雷文杰等. 沉埋桩的有限元设计方法探讨 ? 2925 ?

传统的悬臂抗滑桩没有利用桩前土体的抗力,所受的滑坡推力大。肖世国等[1]说明了岩石高边坡开挖工程中最下一级坡通常采用悬臂式抗滑桩结构的一些弊端,并在此基础上,建议在桩前仍适当保留部分岩土体而形成埋入式抗滑桩结构。对比分析了埋入式与悬臂式抗滑桩的优缺点,阐明埋入式抗滑桩应用的经济合理性。

熊治文[2]介绍了沉埋式抗滑桩模型试验,发现沉埋式抗滑桩所受的滑坡推力只是全部滑坡推力的一部分,并总结出滑坡推力是以矩形分布作用于桩身,桩前滑体抗力亦为矩形分布。雷文杰等[3]研究了桩长、桩位与潜在滑面、边坡安全系数及桩身内力之间的关系。沉埋桩的内力(剪力、弯距)比全长桩低,这是因为沉埋桩可以充分发挥滑坡体本身岩土强度,从而使桩长和内力减少,降低抗滑桩造价。

综合以上文献可以看出,如何确定作用于桩上的滑坡推力对于沉埋桩加固滑坡设计至关重要。本文采用有限元法计算出桩身所受推力大小和推力分布形式;同时计算设桩位置的坡顶至滑面的滑坡推力大小和分布形式。用有限元法直接算出桩的弯距和剪力。本文主要采用有限元法进行滑(边)坡沉埋桩加固设计,为提出沉埋桩设计方法能够起到抛砖引玉的作用。

2 沉埋桩加固边坡的设计步骤

单排沉埋桩用于滑坡加固不仅要考虑加固后滑坡体整体的稳定性,而且还要考虑桩长不同时抗滑桩的滑坡推力和内力的大小和分布,从而选择合理、经济的桩长。有限元法可以直接计算出滑坡体在给定安全系数时桩上的滑坡推力、桩的内力、挠度,而不作任何的假定,并且考虑桩土的相互作用[5~8]。本文综合以前的研究成果,基于有限元法提出沉埋桩用于滑坡加固设计的一般步骤:

(1) 计算滑坡在给定位置、给定桩间距,设置某长度的沉埋桩时坡体的安全系数,找出滑坡体相应的滑动面;

(2) 计算滑坡体在设计安全度情况下无桩时设桩位置的滑坡推力、桩前无土体时悬臂桩所受的滑坡推力、桩的内力;计算桩前有岩土体时滑坡推力、桩的内力(弯距、剪力);

(3) 计算桩长变化时沉埋桩的内力(包括剪力、弯距和挠度),分析滑坡推力随桩长的变化规律,选择经济合理的沉埋桩长度;

(4) 验算锚固段岩土体的承载力,如果桩体对周围岩土体作用力大于岩土体自身的最大允许承载力,需增加桩的锚固段长度。沉埋桩施工完毕后将挖桩形成的碎石土分层回填并压实。

本文研究的重点是步骤(1)~(3)。

3 滑坡治理中沉埋桩加固滑面的形式

根据以前对沉埋桩加固滑坡滑面形式的研究结果,总结出以下4种桩加固后滑面的形式见图1,前两种滑体沿桩前滑出,后两种滑体在桩后滑出:(1) 桩长较短时,滑面沿桩顶滑出并贯通至原滑动面,基本上都是沿原滑面滑出;桩长较长时,滑面偏出原滑面较多,并在某一位置与原滑面贯通;(2) 桩长继续增长时滑面越桩顶并沿边坡下部另一位置滑出而形成新的滑面形状;(3) 桩长增长到一定长度时,滑面在桩顶上部一固定位置滑出;(4) 全长桩时滑面有可能沿桩后坡体某一位置滑出。只有当上述滑面的稳定系数达到设计要求的安全系数时,沉埋桩的设计才是有效的,这是沉埋桩桩位与长度设计必须满足的要求。

(a)

(b)

(c) (d)

图1 桩长与滑面位置的变化关系

Fig.1 Variation of pile length and location of slide surface 4 沉埋桩加固滑坡的有限元法设计

根据一个滑坡实例来说明沉埋桩加固的有限元法设计思路,滑坡模型取自于重庆市三峡库区滑坡堆积体的一个典型断面,岩土体材料参数见表1。

斜坡由3种岩土材料组成:滑体、滑带和滑

? 2926 ? 岩石力学与工程学报 2006年

床[4]。滑体和滑带可认为是理想弹塑性材料,而滑床为强度很高的稳定层(见图2)。有限元强度折减法计算滑坡体的安全系数为1.03,勘察报告提供的安全系数为1.04,滑面形式为滑带沿滑床滑动,与地勘报告提供的滑动面位置相同。假定滑坡体治理设计需达到的安全系数为1.15。

表1 材料物理力学参数

Table 1 Physico-mechanical properties of materials

材料名称 重度 /(kN ·m -

3) 弹性模量 /MPa

泊松比 黏聚力/kPa 内摩擦角

/(°) 滑体 21.4 30 0.3 34 24.5 滑带

20.9 30 0.3 24 18.1 滑体下伏稳定岩层 23.7 1.7×103

0.3 200 30.0 桩(C25混凝土)

24.0

29×103

0.2

按弹性材料处理

图2 滑坡断面示意图

Fig.2 Sketch of cross-section of slope

本文采用有限元强度折减法,将滑体与滑带的强度参数进行折减[3],使滑坡体处于极限状态或给定的安全系数状态下,就获得斜坡受抗滑桩加固后的安全系数、滑动面的位置和形状。由于斜坡稳定性分析只涉及力与强度问题,它对本构模型没有太高要求,所以在工程分析中通常还是采用理想弹塑性本构模型,但它对屈服准则有严格要求。本文采用的屈服准则是平面应变条件下Mohr-Coulomb 准则精确相匹配的Drucker-Prager(DP 4)(采用关联流动准则),它是Mohr-Coulomb 准则在π平面上的内切圆,为平面应变条件下的Mohr-Coulomb 准则。由于本文采用ANSYS 商业程序,该程序只有Mohr- Coulomb 的外接圆Drucker-Prager 准则。采用DP 4准则时,需将滑体与滑带的强度参数c ,?值的DP 4准则进行转换,就可以获得校正的c ,?值。

桩间距取为4 m ,桩的断面为矩形断面,尺寸为2 m×3 m ,桩的锚固段长度根据常规的抗滑桩设计方法分别取为桩长的1/2和1/4。桩的埋设位置

为58.967 m 处,桩的抗滑段长度为22.054 m(桩顶位于坡面,桩顶至设桩处滑面竖直距离为22.054 m ,此时的桩简称全长桩),16.88 m(桩的抗滑段长度为全长桩的3/4,简称3/4长桩),11.25 m(桩的抗滑段长度为全长桩的1/2,简称半长桩),7.51 m(桩的抗滑段长度为全长桩的1/3,简称1/3长桩),桩的长度参数见表2。

表2 桩长与滑坡治理的稳定系数 Table 2 Pile length and stability factor of slope

参数

稳定系数

44.11 1.340 全长桩/m 29.58 1.340 33.76 1.245 3/4长桩/m 22.60 1.245 22.50 1.190 半长桩/m 15.00 1.190 15.02 1.170 1/3长桩/m

10.01 1.170

4.1 桩长变化与滑坡治理的稳定系数、滑面形状

采用有限元强度折减法,将滑坡体中滑体和滑带的强度参数进行折减,使滑坡体进入极限状态。在给定的桩长加固、滑坡体整体处于极限状态时滑体与滑带的强度折减参数即为滑坡体的稳定系数,

桩长变化,滑坡体加固后处于极限状态时滑面形状见图3,滑坡治理后的稳定系数结果见表2。

(a)

1/3长桩 (b) 半长桩

(c)

3/4长桩 (d) 全长桩

图3 滑动面的位置和形式 Fig.3 Location and shape of slide surface

桩抗滑段长度为全长桩的1/3时,滑面为沿桩顶滑出并贯通至稳定层;桩抗滑段为全长桩的1/2、

桩长为15.02 m

桩长为22.5 m

桩长为33.76 m

桩长为44.11 m

第25卷增1 雷文杰等. 沉埋桩的有限元设计方法探讨 ? 2927 ?

全长桩的3/4和全长桩时,滑面沿桩顶滑出并贯通

至坡体表面。

从滑坡受不同长度的桩加固后稳定性结果表

明:如果抗滑段的长度相同,锚固段的长度采用全

长桩的1/4或1/2,滑坡治理的稳定系数保持相同,

这说明桩锚固段的长度变化并不改变滑坡体的稳定

性。抗滑段的长度从全长桩降低到全长桩的3/4,滑

坡体的稳定系数从1.340降低到1.245;抗滑段长度

为半长桩时,滑坡体的稳定系数降低到1.190;抗滑

段长度为全长桩的1/3时,滑坡体的稳定系数为

1.170;这说明桩的抗滑段长度改变,滑坡体的稳定

系数也会改变。根据滑坡治理设定的安全系数为

1.15,桩抗滑段长度达到全长桩的1/3时就满足滑

坡治理的要求,这无疑节省了很多工程材料,符

合经济的要求。

4.2 滑坡推力及其分布

运用有限元强度折减法,将滑坡体中滑体与滑

带的强度参数c,?值折减到滑坡治理需达到的安

全系数(1.15),计算设桩位置的滑坡推力和桩上推

力,分析滑坡推力随桩长的变化规律。计算内容包

括桩前无土体时悬臂桩的滑坡推力及其分布、桩前

有土体作用时设桩位置的滑坡推力及其分布(包括

3/4长桩、半长桩、1/3长桩),滑坡推力计算结果见

表3,推力分布见图4,5。

表3 桩长与滑坡推力的变化

Table 3 Pile length and variation of the lateral force

抗滑段长度比例锚固段长

度比例

桩上推力

/kN

桩顶至坡顶推力

/kN

全坡推力

/kN 1/2 18 873.0 0.0 18 873

1∶1

1/4 18 761.0 0.0 18 761

1/2 16 953.4 1 703.6 18 657 3∶4

1/4 16 706.0 1 707.0 18 413

1/2 11 836.0 5 794.0 17 630 1∶2

1/4 10 507.2 7 950.8 18 458

1∶3 1/2

1/4

8 251.0

8 125.0

10 313.0

10 423.0

18 438

18 548

对于桩前无土体的悬臂桩,作用在桩上的滑坡推力为28 043 kN,传递系数法计算设桩位置剩余下滑力的水平分力为28 150 kN,两者大小相当,说明有限元计算结果可靠,可用于工程计算。

对于桩前有土体,由于桩土相互作用使得全长桩的滑坡推力小于悬臂桩的滑坡推力,桩前土体可以承担部分滑坡推力。滑面以上滑坡推力的可分为

图4 全坡的滑坡推力

Fig.4 Lateral force of full slope

图5 桩上部分的滑坡推力

Fig.5 Lateral force of the part of pile

全坡的滑坡推力(设桩位置坡面到滑面全部范围内的滑坡推力,简称全坡推力)和桩上部分的滑坡推力,图4,5从左至右依次为全长桩、3/4长桩、半长桩、1/3长桩的全坡滑坡推力和桩上部分的滑坡推力。从表3可以看出,全长桩、3/4长桩、半长桩所受的滑坡推力为设桩位置的全部滑坡推力(简称为全坡推力),1/3长桩所受的滑坡推力并非全坡推力,只是全坡推力的一部分。说明桩长变短,桩上推力的大小也是逐渐降低的,这说明短桩也可以使滑坡体达到足够的稳定性,而且节省工程造价。

全长桩的滑坡推力分布形式为阶梯形,滑坡推力从坡顶逐渐增大,到一定深度时呈矩形分布;3/4长桩的全坡滑坡推力分布形式为:桩顶至坡顶近似为三角形分布,桩上部分的滑坡推力为矩形分布;半长桩的全坡滑坡推力分布形式为:桩顶至坡面为三角形分布,桩上部分的滑坡推力近似为矩形分布;1/3长桩的全坡滑坡推力的分布形式近似为抛物线分布,桩上滑坡推力为桩顶最大、然后逐渐降低,整体近似为弧线分布。桩推力分布随桩长而变,桩身刚度大,推力分布集中;桩顶至坡顶上土体推力分布小。

4.3 桩的内力

有限元法可以自动计算出桩的内力(剪力、弯

? 2928 ? 岩石力学与工程学报 2006年

距),抗滑桩设计中桩的最大弯距是配筋的控制因素,最大剪力验算截面的抗剪强度。这两者是桩配

筋量的关键因素。锚固段长度比例为桩长1/2时的全长桩、3/4长桩、半长桩、1/3长桩的剪力和弯距分别见图6,7,锚固段长度比例为1/4时的全长桩、3/4长桩、半长桩、1/3长桩的剪力和弯距分别见图8和9,不同桩长的抗滑桩最大弯距、最大剪力、桩顶挠度见表4。

图6 桩的剪力 Fig.6 Shear force of piles

图7 桩的弯矩 Fig.7 Moment of piles

图8 桩的剪力 Fig.8 Shear force of piles

从桩的内力计算结果可以看出,1/3长桩的最

大弯距不足全长桩的1/3,半长桩的最大弯距约为全

图9 桩的弯距

Fig.9 Moment of piles

表4 桩的最大弯距、剪力和挠度

Table 4 Maxium moment ,shear force and deflection of

piles

桩长/m 最大弯距/(kN ·m -

1) 最大剪力/kN

挠度/m 10.0163 178 33 748 0.219 1 1/3长桩

15.02

70 400 13 400 0.083 1 15.00114 650 41 227 0.283 8 半长桩

22.50125 000 16 600 0.153 8 22.60174 230 41 319 0.395 2 3/4长桩

33.76202 160 22 423 0.343 3 29.58233 370 41 353 0.606 6 全长桩 44.11

239 600

26 627

0.555 7

长桩的1/2,这说明桩长变短降低了桩身的弯距;锚固段长度比例为桩长的1/4时,桩长变短对桩的最大剪力影响不是很大,半长桩的最大剪力与全长桩接近,增加桩的锚固段长度就会降低桩锚固段的最大剪力,锚固段长度比例为桩长1/2时的1/3长桩的最大剪力约为全长桩的1/2。

通过对以上计算结果的分析,认为采用桩间距为4 m 、锚固段长度比例为1/2的1/3长桩进行滑坡治理经济上最为合理而且可以使滑坡体达到足够的

稳定性。

5 结论与展望

本文采用有限元强度折减法法针对沉埋桩单排桩加固滑坡计算不同桩长的抗滑桩加固后滑坡体的稳定性,计算桩身所受推力分布形式、推力大小和桩顶至坡面的滑坡推力分布形式、大小,分析滑坡推力、桩身内力随桩长的变化规律。

由于桩土相互作用,桩前有土体时滑坡推力比

---剪力/(107 N )

-弯距/(107 N ·m )

-----剪力/(107

N )

距桩底高度/m 弯距/(107 N ·m )

第25卷增1 雷文杰等. 沉埋桩的有限元设计方法探讨 ? 2929 ?

悬臂桩所受的滑坡推力要低。桩长变短,设桩位置的滑坡推力、桩的最大弯距和挠度降低。增加桩的锚固段长度可以降低桩身的最大剪力。

综合桩长变化及滑坡体加固后的稳定性、滑坡推力和桩身内力的变化规律,发现短桩可使滑坡体达到足够的稳定性,而且在经济上更为合理。短桩将是滑坡治理的一种新型实用的、经济上更为合理的支挡结构形式。

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有限元理论方法

关于有限元分析法及其应用举例 摘要:本文主要介绍有限元分析法,作为现代设计理论与方法的一种,已经在 众多领域普遍使用。介绍了它的起源和国内外发展现状。阐述了有限元法的基 本思想和设计方法。并从实际出发,例举了有限元法的一个简单应用———啤 酒瓶的应力分析和优化,表明了利用有限元分析法的众多优点。随着计算机的 发展,基于有限元分析方法的软件开发越来越多。本文也在其软件开发方面进 行阐述,并简单介绍了一下主流软件的发展情况和使用范围。并就这一领域的 未来发展趋势进行阐述。 关键词:有限元分析法软件啤酒瓶 Abstract:This thesis mainly introduces the finite element analysis, as a modern design theory and methods used widely in in most respects. And this paper introduces its origins and development in world. It also expounds the basic thinking and approach of FEM..Proceed from the actual situation,this text holds the a simple application of finite-element method———the analysis and optimized of an beer bottle and indicate the the numerous benefits of finite element analysis .As computers mature and based on the finite element analysis of the software development is growing. This article introduces its application in the software development aspects as well, and briefly states the development and scope of the mainstream software. And it’s also prospect future development tendency in this area . Key: Finite Element Analysis Software Beer bottle 0 绪论 有限元法(Finite Element Method,FEM),是计算力学中的一种重要的方法,它是20世纪50年代末60年代初兴起的应用数学、现代力学及计算机科学相互渗透、综合利用的边缘科学。有限元法最初应用在工程科学技术中,用于模拟并且解决工程力学、热学、电磁学等物理问题。对于过去用解析方法无法求解的问题和边界条件及结构形状都不规则的复杂问题,有限元法则是一种有效的分析方法。有限元法的基本思想是先将研究对象的连续求解区域离散为一组有限个且按一定方式相互联结在一起的单元组合体。由于单元能按不同的联结方式进行组合,且单元本身又可以有不同形状,因此可以模拟成不同几何形状的求解小区域;

沉桩施工的要点

沉桩施工的要点 锤击沉桩:应采用与桩和锤相适应的弹性衬垫。桩与送桩的纵轴线应保持在同一直线上。应有保护桩顶的装置。安装送桩前,应截去桩头损坏部分,桩顶不平时应修切或修垫(钢筋混凝土桩)平整。 锤击沉桩开始时应用较低落距,并在两个方向观察其垂直度;当人土达到一定深度,确认方向无误后,再按规定的落距锤击。坠锤落距不宜大于2m;单打汽锤落距不大于1m;柴油锤应使锤芯冲程正常。 在预计或有迹象进入软土层时,应改用较低落距锤击;当落锤高度已达到规定最大值,每击贯入度小于或等于2mm时,应立即停锤。 桩尖位于硬塑及半干硬状态的黏性土、碎石土、中密状态以上的砂类土或风化岩层上时,根据贯人度的变化和工程地质资料,经与有关单位会商,确认桩尖已沉入设计土层,贯入度符合要求时,可以停锤。桩尖设计位于一般土层时,以桩尖设计高程控制为主,贯入度为辅。水上沉桩,可用固定平台、浮式平台或打桩船进行。有潮汐的水域,宜用固定平台或专用打桩船施工。 如采用专用打桩船施工,当波浪超过2级、流速大于1.5m/s或风力超过5级时,均不宜沉桩;当其他船舶通过施工区,船行波影响打桩船稳定性时,应暂停沉桩。 射水锤击沉桩:在砂类土、碎石类土层中沉桩,用锤击法有困难时,宜用射水锤击沉桩,以射水为主,锤击配合;在黏性土、粉土中使用射水锤击沉桩时,应以锤击为主;

在射水锤击沉桩中,当桩尖接近设计高程时,应停止射水进行锤击或振动下沉,使桩尖进入未冲动的土中。停止射水的桩尖高程,距设计高程不得小于2m. 钢筋混凝土桩或预应力混凝土桩用射水锤击沉桩时,应用较低落距锤击。侧面射水法,射水管应对称设置。 振动沉桩:振动沉桩在选锤或换锤时,应验算振动上拔力对桩身结构的影响。振动沉桩在插桩后宜先靠桩及振动锤的自重,使之沉人土中,待桩身入土达一定深度确认稳定后再振动下沉。

《静压沉管灌注桩》施工方案解析

目录 一、工程概况 (1) 二、施工准备 (1) 三、施工机具 (2) 四、钢筋笼加工 (3) 五、混凝土浇筑 (4) 六、质量与安全注意事项 (5)

《静压沉管灌注桩》施工方案 一、工程概况 建设单位:宁海县恩威五金工具有限公司 设计单位:陕西华瑞勘察设计有限责任公司 施工单位:宁波华腾建设有限公司 本工程位于宁海县新兴工业园区,建筑面积:14024平方米,属于框架结构;2栋地上3-6层,建筑高度:车间A为23.8m、车间B 为14.9m,其中车间A一层高度为:5.6m,余层高度为:3.5m,车间B 一层高度为:5.8m,二层高度为:4m,三层高度为:3.8m。由郑晓冬担任项目经理,叶秀云担任项目技术负责人,管理目标:合格工地。 二、施工准备 (一)作业条件 1、桩基的轴线和标高均已测定完毕,并经过检查办完预检手续。桩基轴线和高程的控制桩,要设置在不受打桩影响的地点并妥善保护。 2、处理完施工现场的障碍物。如影响邻近建筑物或构筑物的使用或安全时,要会同有关单位采取有效措施,予以处理。 3、据轴线放出桩位线,用木撅或钢筋头钉好桩位,并用白灰作标志,以便于施打。 4、场地应碾压平整,排水畅通,保证桩机的移动和稳定垂直。 5、按照现场实际情况及施工方案合理确定打桩机进出路线和打桩顺序。 (二)、材料要求 1、钢管:内径500mm,壁厚15mm,商品混凝土:C25混凝土; 2、焊条:E50系列(Ⅱ级钢之间或Ⅱ级钢与Ⅰ级钢之间);

3、桩尖: C35预制混凝土。 (三)、施工机具 静力压桩机、电焊机、桩尖、索具、钢丝绳、钢垫板或槽钢等。 三、静压沉管 1、根据试压桩记录进行正式压桩,其指标如下: ○1、当有效桩长不大于25m时,压桩力不小于6000kN。有效桩长大于25m时,压桩力不小于5700kN。对有抗拔要求的桩,其有效桩长不得小于设计桩长。 ○2、终压连续复压次数为不少于3次,且累计沉降量不大于30mm,稳压压桩力不得小于终压力,稳定压桩的时间为5~10s。 ○3、压桩时,对多桩台,压桩顺序应由中央向两边或从中心向外施压,不得逆方向进行。控制压桩速度,一般不宜超过2m/min。压桩应连续进行,同一根桩的中间间歇时间不宜超过半小时。拔管速度应保持均匀,对一般土层拔管速度宜为1m/min,在软弱土层中宜控制在0.3~0.8m/min。 ○4、要求桩尖进入持力(7)层不小于0.5m。 2、应制定合理的施工顺序,原则上可先中间后外围,先长桩后短桩。当相邻桩中心距小于4倍桩径时应跳压,相邻桩跳压间隔12小时以上。 3、设备进场后,应进行安装和调试,然后移机至起点桩位处就位并调平。 4、桩机的机架和配重总重应不小于预估最大压桩力的1.1倍。

现代设计方法-有限元分析报告

中国地质大学研究生课程论文封面 课程名称现代设计方法 教师姓名 研究生姓名 研究生学号 研究生专业机械工程 所在院系机电学院 日期: 2013 年 1 月 8 日

评语 注:1、无评阅人签名成绩无效; 2、必须用钢笔或圆珠笔批阅,用铅笔阅卷无效; 3、如有平时成绩,必须在上面评分表中标出,并计算入总成绩。

有限元分析简介 摘要: ANSYS 软件具有建模简单、快速、方便的特点, 因而成为大型通用有限元程序的代表。对有限元作了一个总体的介绍, 并着重介绍了ANSYS 软件, 简要地叙述了ANSYS 软件的主要技术特点和各部分构成以及其主要的分析功能,从其构成及功能中可以看到,ANSYS 软件的确是工程应用分析的有效工具。 1、有限元分析的基本概念和计算步骤 1.1、有限元分析的基本概念 有人将CAE技术称为当今“科学与技术的完美结合”。这句话说得比较夸张,但不可否认,CAE技术的确是现代产品研发的重要基础技术,其理论性和需要的学科知识厚重而宽广。有限元软件是目前CAE的主流分析软件之一,在全球拥有最大的用户群。有限元分析(FEA,Finite Element Analysis)利用数学近似的方法对真实物理系统(几何和载荷工况)进行模拟。还利用简单而又相互作用的元素,即单元,就可以用有限数量的未知量去逼近无限未知量的真实系统。 有限元分析的基本概念是用较简单的问题代替复杂问题后再求解。它将求解域看成是由许多称为有限元的小的互连子域组成,对每一单元假定一个合适的(较简单的)近似解,然后推导求解这个域总的满足条件(如结构的平衡条件),从而得到问题的解。这个解不是准确解,而是近似解,因为实际问题被较简单的问题所代替。由于大多数实际问题难以得到准确解,而有限元不仅计算精度高,而且能适应各种复杂形状,因而成为行之有效的工程分析手段。 有限元是那些集合在一起能够表示实际连续域的离散单元。有限元的概念早在几个世纪前就已产生并得到了应用,例如用多边形(有限个直线单元)逼近圆来求得圆的周长,但作为一种方法而被提出,则是最近的事。有限元法最初被称为矩阵近似方法,应用于航空器的结构强度计算,并由于其方便性、实用性和有效性而引起从事力学研究的科学家的浓厚兴趣。经过短短数十年的努力,随着计算机技术的快速发展和普及,有限元方法迅速从结构工程强度分析计算扩展到几乎所有的科学技术领域,成为一种丰富多彩、应用广泛并且实用高效的数值分析方法。

钢管桩的沉桩施工工艺

钢管桩的沉桩施工工艺

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浅析钢管桩的沉桩施工工艺 1、钢管桩的特点 规格众多,选择性强。目前定型生产的钢管桩直径有316-2500mm,有近几十种规格,壁厚6.5-25mm,且同管径有多种壁厚,可根据受力情况,选用几种合适的规格同时使用,使强度充分利用,以满足安全经济要求。 承载能力大。钢管桩目前大多采用1%号低碳钢,材料的抗压、抗拉、抗剪强度很高,加工成钢管后抗弯能力很强,在持力层好的地质情况下选用,可以大大地发挥其受力特性,提高单桩承载力,减少布桩数量、缩小基础承台尺寸。 桩长容易调整,经济效益高。钢管桩常规每节长6m,采用焊接接长,当持力层埋深变化时,根据沉桩实际情况可以任意切割或焊接,切割部分还可以接到其它钢管桩上,不会象其它桩型造成浪费,并可以准确控制桩顶设计标高,对施工极为有利。 挤土有限。钢管桩大多采用敞口式,加之管壁薄,压桩过程中土可以进入桩身,形成土塞效应,从而降低挤土和表土隆起,减小土的扰动,降低对场地周边设施的影响。并可以在小面积场地上进行非常密集的施工。 2钢管桩的沉桩施工分析 2.1施工顺序安排原则 制定施工顺序前应对工程性质、地质资料、桩的特点桩的规格、布局情况、密度、工程量,地貌环境、设计要求、工程期限以及拟采用的施工机械等等予以切实掌握,综合分析,然后规划打桩施工。

由于大量桩体的逐渐打入土中,造成地基的压缩,土密度的增高,桩周围的土向侧向及垂直方向位移,形成打桩场地的沉陷或者隆起,而且波及的范围较广钢桩的截面积较小,钢管桩下端开口,与其它打入式实心桩体相比,挤土量较其它类型实心桩为小,但毕竟仍存在一定的挤土量,这些挤土影响,也会造成已打好桩的位移,和对周围地下管线及建筑物的危害。因此,合理安排钢桩施工顺序,将有利于保证桩的施工质量与打桩进度。这对桩数多、桩距密的群桩基础尤为重要。 选择施工顺序的基本原则是: 对桩数少的基础或条形基础:先长桩后短桩;先实心桩后空心桩;先小直径桩后大直径桩。 对桩数多、桩距密的群桩除遵照上述原则外,尚须注意:先打中间桩,逐渐向外围扩展;往后退打;处于桩机回转半径范围内的桩可安排在同一流水范围内;桩机运行路线较短,移动次数少;桩机下铺设的厚钢板要布置得当,尽可能做到多留出些样桩数,减少倒运钢板作业。 2.2沉桩施工 2.2.1钢桩的堆放 钢桩应予以妥善堆放保存。场地要平坦,大型车辆能够直达,场地低洼处要在搁支点下方做人工加固(铺道碴、垫道木等)。四周挖排水沟。钢桩应按规格分别堆放(即上节桩、中节桩、下节桩),这样配套运输方便。堆放支点以不使钢桩产生变形为原则,一般堆叠层数为三层(高度在2m以内),支点用枕木为妥,钢管桩堆放时,为了防止底层的桩滚动,应在枕木支点的两侧各用木楔塞牢。H型钢桩堆放时,所有上下支点应设置在同一垂线上。

沉管灌注桩施工方案

沉管灌注桩施工方案 一、桩基工程概况: 本工程采用混凝土沉管灌注桩复合地基,桩径280mm,有效桩长取6米。 复合地基承载力特征值预估为160KPa,单桩竖向承载力特征值为120KN,混凝土沉管灌注桩混凝土强度等级为C25砼的充盈系数不得小于1.0,坍落度80-100mm 二、施工方法及机械的选择 针对工程桩的设计参数及本工程地处上海市内环线的实际情况,决定选用单振法振动沉管灌注桩的施工方法。 根据沉桩深度及设计桩径DBJ40—ZA打桩机。另外配备必要的机具零配件,以确保桩机的及时修理。 三、施工工艺 1、场地平整、定位放线:在桩机进场前,平整好场地,平整度控制在±5cm之内。场地平整好之后,用经纬仪定出桩位线,在桩位点打入钢筋头或木桩做标记。 2、埋设钢筋砼预制桩头,根据经纬仪定好的桩位中心线埋设预制桩头,所有的预制桩头按既定桩位埋设好之后,必须经现场监理复核验收,并在打桩施工时应经常复核桩位是否有偏差。 3、桩机就位:将桩机行至打桩点,将桩管对准预先埋设在桩位上的预制砼桩尖,放松桩机卷扬机钢丝绳,利用桩机和桩管自重,把桩尖竖直地压入土中。 4、振动沉管:等桩机就位后,开动振动锤,同时放松相应的滑轮组,使桩管逐渐下沉,同时通过加压钢丝绳对钢管加压,当桩管下沉到设计标高后,便停止振动器的振动。 5、下放钢筋笼:等桩管沉到设计标高,检查无误后,立即下放钢筋笼,钢筋笼分两节下放,接头部位按规范要求错开. 6、灌注砼:等钢筋笼迅速下放到位后,立即用吊斗向桩管内灌注砼,灌注砼要及时,砼的推行路线要与桩机行走路线相配合。 7、边拔管、边振动、边灌注砼:等第一次砼灌满桩管后,再次开动振动器和卷扬机,一面振动一面拔管,在拔管过程中边振动、边继续向桩管内灌注砼。 8、成桩:待砼浇至桩顶设计标高以上0.5m时,便可拔出桩管,一根桩便告完成。

沉桩方案

嘉定区安亭镇2016年河道整治工程 沉 桩 施 工 方 案 编制:. 审核:. 审批:. 上海腾洲建设集团股份有限公司 2017年11月

目录 一、工程概况 (1) 二、编制依据: (1) 三、施工准备工作 (2) 3.1现场施工管理及劳动力配备 (2) 3.2 劳动力配置 (3) 3.3 进场机械设备 (3) 3.4其他准备工作 (3) 四、施工方法 (4) 4.1预制方桩施工方法 (4) 4.2测量放样 (4) 4.3沉桩施工 (4) 4.4、沉桩施工要点 (5) 4.5、质量保证措施 (6) 五、安全保证措施 (6) 六、文明施工措施 (8)

一、工程概况 本工程对安亭镇向阳村及安亭生态林地公园内河道进行整治,共涉及7 条河道,其中向阳村 5 条、生态林地公园 2 条。本工程主要内容有:整治7 条河道总长6.83km,新建护岸总长约9.86km,新建桥梁 6 座,种植绿化面积约6.23 万m2。 沉入砼方桩主要用于A1、A2、D型护岸,方桩规格为250*250*6000,其中A1型适用于向阳村内铁路河、南鸡鸣塘、清河泾三条河道,总长4970.69m;A2型护岸适用于向阳村内顾家河,总长1343.80m;B型护岸适用于漕港,总长682.5m 工程名称:嘉定区安亭镇2016年河道整治工程 建设地点:上海市嘉定区安亭镇 建设单位:上海市嘉定区水利管理所 设计单位:上海友为工程设计有限公司 监理单位:上海东华工程咨询有限公司 施工单位:上海腾洲建设集团股份有限公司 二、编制依据: 1、《建设标准强制性条文水利部分》 2、《水利水电工程施工测量规范》 SL-52-2015 3、《水利水电工程施工质量检验与评定规程》SL176-2007 4、《建设工程文件归档规范》GB/T50328-2014 5、《上海市水利工程建设项目验收管理实施细则》 6、《建设工程监理施工安全监督规程》(DG/TJ08-2035-2014) 7、《建筑机械使用安全技术规范》JGJ33-2012 8、《施工现场安全生产管理规范》DBJ08-903-2010 9、《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46-2005 10、《建筑施工安全检查标准》JGJ59-2011 11、《水利工程施工质量检验评定标准》DG/TJ08-90-2014 12、上海市水利(务)工程事故隐患排查治理监督管理规定 三、施工准备工作

振动沉管灌注桩施工过程质量控制[22347]

振动沉管灌注桩施工过程质量控制[22347] 浅述振动沉管灌注桩的施工过程质量控制 桩基础的种类很多,其中沉管灌注桩是目前采用的较为广泛的一种桩基。与预制桩相比,它具有节省钢材、降低造价、施工方便、工期短、在持力层顶面起伏不平时桩长容易控制等优点。 虽然振动沉管灌注桩的施工过程较为简单,但它受到施工方法和施工人员因素的影响,桩位偏差较大;当施工方法和施工工艺不当或某道工序中出现漏洞,也将会造成许多的质量问题;另外,遇淤泥层时处理比较难。其中沉、拔管过程中的质量控制尤为重要,下面结合本人在振动沉管灌注桩方面的施工经历,从其施工过程谈谈如何进行质量控制。 1、桩点定位 桩位的正确与否,会直接影响整个桩基工程的质量及对上部结构受力分布情况。在将施工图上桩位精确地测设到场地上时,并不代表这个桩位在整个施工过程中都是不变的,它会由于周围土被挤动和打桩机作业中来回碾压而发生移动。 可先将桩点准确位置测设到地面上,挖至桩点深300mm左右处,将白灰倒入土中捣实。打桩时,以土层深300mm处的白灰点作为桩位,桩点要在打桩前挖出,打一根桩挖一个桩位点,以确保其准确性。这个方法简单,操作方便,位置准确。但对有些工程却不是很实用,如采用预埋桩头、下几个施工桩位已经压在桩机下等情况,这样桩位就来不及挖出,延长了施工工期,只能在桩机进场前埋设好桩位,施工时经常复核桩位,以保证桩位的准确性。另外,预制桩头埋设时,应注意将桩位下的大石头挖出,以免沉管时,桩尖碰到大石块而偏滑位置。 2、走机路线和打桩顺序 桩机进场前,要慎重确定走机路线,尽量避免重复线路及多次转动机身,那样会对已施工完成的桩身产生多次挤压,造成断桩。并且拟定合理的打桩顺序,应根据地形、周围环境、土质和桩的密度等决定。当逐排打设时,打桩的推进方向应逐排改变,以免土体朝一个方向挤压,并且对同一排桩而言,必要时宜采用间隔跳打的方式进行。自边缘向中央打法,使中间部分土壤挤压较密实,不仅使桩难以打入,而且打中间桩时,还有可能使外侧各桩被挤压而浮起,所以一般以自中央向边缘打法和分段打法为宜。尽量避免土体因挤压而密实,使沉管困难和桩位偏移,或产生水平力和拉力,使已打好的桩身造成断裂。有时遇到地表土层较坚硬,下面为软弱土层,桩成型后,还未达到初凝强度,当邻桩施工时,在软硬不同的两层土中振动下沉套管,由于振动对于两层土的波速不一样,产生了剪切力,把先施工的桩剪断。遇此情况,应采用跳打法加大桩的施工间距。并且对于群桩基础,或桩的中心距离小于3.5倍桩径时,也应采用跳打法,中间空出的桩应待混凝土达到设计强度等级的50%以后,方可施打,以减轻对邻桩的挤压力,防止断裂事故发生。跳打法对一般性粘土地基是有效的,但在饱和的淤泥中,仍有可能发生断裂事故,遇此情况,可用控制时间的连打方法,即规定必须在邻桩混凝土终凝前,把桩施工完毕,一个桩基范围内的几根桩,应在当天内打完。 在一次桩基工程施工中,就出现过因未采用跳打法而造成桩身上部断裂。此工程为两个工业设备基础,采用φ377沉管灌注桩,群桩中各桩前后左右之间的距离为1350mm,施工队在施工第一个基础时,按规定采用跳打法,当施工到第二个基础时,因工期紧迫,为了减少走机时间,而未采用跳打法,改用依次逐排打,事后经检测单位对桩的动测结果表明,第一个基础的桩基质量较好,而第二个基础的桩基质量就相对较差,上部断桩较多,后采取了加固补救措施,可见打桩顺序非常重要。 3、振动沉管 沉管时应连续进行,不要停歇过久,以免摩阻力增大,导致下沉困难。如持力层以上有

沉管灌注桩施工工艺设计

一、工程概况 1、工程简介 大孤山经济区应急供水工程,在桩号5+528-9+328段基础为中等液化粉细砂,采用? 325沉管灌注桩,合计3800m。 2、桩的设计要求 ⑴、桩数共7600根,桩长5米。 ⑵、采用? 325沉管灌注桩,单桩竖向承载力为550kN,持力层为 非液化粉质粘土层岩,桩尖进入持力层深度不得小于500MM。⑶、桩的碗强度等级为C30防水碗,碇保护层厚度60MM,垫层碗 C10o ⑷、桩内配6 ? 12钢筋,钢筋笼长5米,箍筋? 6@100o 3、现场施工条件 场地经平整,可满足施工要求,场地所处位置需要修建临时便道,大型机械才直接进场,施工用电采用自发电。 二、施工准备 1 ?做好图纸会审工作和施工质量技术交底工作。 2?做好施工平面布置,合理安排好材料堆放、机械安置、临时设施搭设。3?做好施工用水、生活用水以及消防用水的布线以及安装工作。 4?做好施工管理人员以及劳动力的组织调配入场,且满足要求。 5?做好材料采购进场准备工作,使材料顺利进场到位,避免二次搬运。 6.组织技术人员和班组长认真学习图纸和规范,领会设计意图,检查

图纸尺寸和结构构造及细部做法,做到对图纸心中有数。 7. 组织施工人员对特殊工种进行人员培训。 三、施工方法 1施工顺序: 本工程采用DZ60KS 型中孔双电机振动打桩机,施工顺序如下: 磴浇筑采用商品混凝土,混凝土搅拌运输车直接拉料至入仓口处。 2、施工工艺 (1) 、场地处理 平整场地,地面坡度及地耐力满足施工要求.清除现场杂物,以利于 桩机移位. (2) 、放线定桩位 根据设计的总平面图,先放出建筑物轴线,再根据轴线定出桩位. (3) 、埋设预制桩尖 根据放线定出的桩位,埋设预制桩尖. (4) 、桩机就位 根据已埋设的桩尖位置,桩机连同桩管移近桩尖位置上,让桩管套 正,用废麻袋衬垫桩尖与桩管的位置上,压着桩尖一同沉入土中,以桩位准 确. (5)、沉管 埋设预制桩 桩机就位 灌注磴 放线定桩位 放置钢筋笼

钻孔灌注桩与沉管灌注桩的区别

沉管灌注桩与钻孔灌注桩有何区别 从成桩工艺来讲: 钻孔灌注桩是用钻机成孔,再向里面灌注砼; 沉管灌注桩是将钢管打入土中,再边灌注砼边拔出钢管; 爆扩桩也叫夯扩桩(在岩石里面爆扩),是将桩打到指定深度后,灌入硬性砼,用夯锤夯击(或用爆炸方式扩大桩头),形成扩大头,再灌注上部的砼。 这三种桩都是钢筋砼桩,所不同的是钻孔桩是将桩内的土清出,沉管桩是把桩内的土挤向桩周边,爆扩桩可以用两种方法成桩,只是把桩头扩大,提高桩的承载力。 沉管灌注桩与钻孔灌注桩有何区别?他们的主要区别如下: 1、成桩工艺:沉管灌注桩采用偏心锤振动将钢管打入土质地基中,再在钢管中下

入钢笼后浇筑混凝土成桩;钻孔灌注桩是使用正(反)循环钻机在岩土质地基中钻凿成孔后,在桩孔中下入钢笼后浇筑混凝土成桩 2、沉管灌注桩属于挤土桩,有挤土效应,且施工噪声大,对环境有影响。钻孔灌注桩属于非挤土桩,无挤土效应,且施工噪声较小,对环境影响不大; 3、沉管灌注桩受工艺限制,只能在土质地基和部分强风化岩体中使用,不能入岩。钻孔灌注桩适用于岩土地基,可以在硬岩石中成孔; 4、沉管灌注桩的桩长和桩径受限制,桩长一般只能到20余米,桩径最大为600mm,适用于中小直径桩。钻孔灌注桩的桩长可以达到100米或更长,桩径最大可达到3000mm,适用于大直径桩。 5、沉管灌注桩用打入的钢管护壁,不能用在有地下水的施工场地。钻孔灌注桩大多

采用循环液(一般为泥浆)护壁,水下灌注工艺成桩,可以用在有地下水的施工场地,但其循环液对环境有污染,需进行现场处理。 6、沉管灌注桩施工速度快,工程造价较低。钻孔灌注桩施工速度相对较慢,工程造价相对较高。 [此文档可自行编辑修改,如有侵权请告知删除,感谢您的支持,我们会努力把内容做得更好]

沉管灌注桩施工安全要求

编号:SM-ZD-95139 沉管灌注桩施工安全要求Through the process agreement to achieve a unified action policy for different people, so as to coordinate action, reduce blindness, and make the work orderly. 编制:____________________ 审核:____________________ 批准:____________________ 本文档下载后可任意修改

沉管灌注桩施工安全要求 简介:该规程资料适用于公司或组织通过合理化地制定计划,达成上下级或不同的人员之间形成统一的行动方针,明确执行目标,工作内容,执行方式,执行进度,从而使整体计划目标统一,行动协调,过程有条不紊。文档可直接下载或修改,使用时请详细阅读内容。 1.桩管沉入到设计深度后,应将桩帽及桩锤升高到4m 以上锁住,方可检查桩管或浇筑混凝土。 2.耳环及底盘上骑马弹簧螺丝,应用钢丝绳绑牢,防止折断时落下伤人。 3.耳环落下时必须用控制绳,禁止让其自由落下。 4.沉管灌注桩拔管后如有孔洞时,孔口应加盖板封闭,防止事故发生。 四、冲、钻孔灌注桩施工安全要求 1.钻孔灌注桩浇筑混凝土前,孔口应加盖板,附近不准堆放重物。 2.冲抓锥或冲孔锤操作时,严禁任何人进入落锤区的施工范围内。 3.各类成孔钻机操作时,应安放平稳,防止钻机突然倾倒或钻具突然下落而发生事故。

五、深层搅拌桩施工安全要求 1.深层搅拌桩使用安全要求 (1)在整个施工过程中,冷却循环水不能中断,应经常检查进水、回水的温度。回水温度不应过高。 (2)当发现搅拌机的人土切削和提升搅拌负荷及电动机工作电流超过额定值时,应减慢升降速度和补给清水;发生卡转、停转现象时,应切断电源,并将搅拌机强制提起,然后再重新启动电动机。 (3)当电网电压低于350V或高于420V时,应暂停施工,以保护电动机。 2.灰浆泵及输浆管路使用安全要求 (1)泵送水泥浆前,管路应保持湿润,以利输浆。 (2)水泥浆内不得夹有硬结块,以免吸入泵内损坏缸体,可在集料斗上部装设吸网进行过筛。 (3)输浆管路应保持干净,严防水泥浆结块,每日完工后应彻底清洗一次。喷浆搅拌施工过程中,如果发生事故而停机30min以上,应先拆卸管路,排除灰浆,然后进行清洗。 (4)应定期拆卸清洗灰浆泵,注意保持齿轮减速箱内润

沉管灌注桩施工工艺标准

沉管灌注桩施工工艺标准 1适用范围 本工艺标准适用于工业与民用建筑采用沉管灌注桩的工程。 2施工准备 2.1 原材料要求 2.1.1水泥:用32.5 级普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥。 2.1.2砂:中砂或粗砂,含泥量不大于5%。 2.1.3石子:卵石粒径不大于50mm碎石粒径不大于40mm配筋桩石子粒径均不宜大于 30mm并不宜大于钢筋最小净距的1/3。 2.1.4水:用自来水或不含有害物质的洁净水。 2.1.5钢筋:品种和规格按设计要求采用,有出厂合格证及复检报告。 2.2 主要机工具 2.2.1锤击打桩设备为一般锤击打桩机,如落锤、柴油锤、蒸汽锤等,由桩架、桩锤、桩 管等组成,桩管直径为270-370mm长8-15m;振动沉桩设备有DZ60或DZ90型振动锤,ZJB25 型步履式桩架、卷扬机、加压装置、桩管、桩尖或钢筋混凝土预制等,桩管直径为220-370mm,长10-28m。 2.2.2配套机具设备:有下料斗,1t 机动翻斗车,强制式混凝土搅拌机,钢筋加工机械,交流电焊机,氧割装置,50 型装载机等。 2.3作业条件 2.3.1根据现场的地质资料及设计施工图纸,编制切实可行的施工组织设计。 2.3.2施工场地范围内的地面、地下障碍物均已排除或处理。场地已完成三通一平工作,对影响施工机械运行的松软场地已进行适当处理(如铺设矿渣),并有排水措施。 2.3.3施工用水、用电、道路及临时设施均已就绪。 2.3.4现场已设置测量基准线,水准基点,并妥加保护,施工前已按施工图纸放出轴线、定位点,并已复核桩位。 2.3.5在复杂土层施工时,应事先进行成孔试验,数量一般不小于 2 个。 2.3.6施工前对施工人员进行一次安全培训及技术交底。 2.4作业人员 2.4.1主要作业人员:钻机操作工、钢筋工、混凝土工、焊工、测量工、技术员、电工 2.4.2钻机操作工和电工应持证上岗,其余工种接受安全和技术培训,并进行施工技术交底。 3施工工艺 3.1工艺流程

现代设计方法(关于有限元)作业

《现代设计方法》作业关于有限元法的研究 学院:机械工程学院 专业:机械制造及其自动化

0.有限元法 有限元法分析起源于50年代初杆系结构矩阵的分析。随后,Clough于1960年第一次提出了“有限元法”的概念。其基本思想是利用结构离散化的概念,将连续介质体或复杂结构体划分成许多有限大小的子区域的集合体,每一个子区域称为单元(或元素),单元的集合称为网格,实际的连续介质体(或结构体)可以看成是这些单元在它们的节点上相互连接而组成的等效集合体;通过对每个单元力学特性的分析,再将各个单元的特性矩阵组集成可以建立整体结构的力学方程式,即力学计算模型;按照所选用计算程序的要求,输入所需的数据和信息,运用计算机进行求解。 当前,有限元方法/理论已经发展的相当成熟和完善,而计算机技术的不断革新,又在很大程度上推进了有限元法分析在工程技术领域的应用。然而,如此快速地推广和应用使得人们很容易忽视一个前提,即有限元分析软件提供的计算结果是否可靠、满足使用精度的前提,是合理地使用软件和专业的工程分析。有限元法分析一般包括四个步骤:物理模型的简化、数学模型的程序化、计算模型的数值化和计算结果的分析。每一个步骤在操作过程中都或多或少地引入了误差,这些误差的累积最终可能会对计算结果造成灾难性的影响,进而蒙蔽我们的认识和判断。 1.受内压空心圆筒的轴对称有限元分析 例图1.1所示为一无限长的受内压的轴对称圆筒,该圆筒置于内径为120mm的刚性圆孔中,试求圆筒内径处的位移。结构的材料参数

为:200 =,0.3 E GPa μ=。 图1 结构图 对该问题进行有限元分析的过程如下。 (1)结构的离散化与编号 由于该圆筒为无限长,取出中间一段(20mm高),采用两个三角形轴对称单元,如图1.2所示。对该系统进行离散,单元编号及结点编号如图1.3所示,有关结点和单元的信息见表1.1。 图1.2 有限元模型

沉桩施工方案1

黄浦江干流新增防洪工程B标三林防汛墙18标 沉 桩 施 工 方 案 施工单位:江苏农垦盐城建设工程有限公司 编制日期:2004年11月

目录 1、工程概况____________________________________________________________ 3 2、施工方案____________________________________________________________ 3 2.1 施工顺序 _________________________________________________________________ 3 2.2 沉桩机械选型 _____________________________________________________________ 3 2.3 测量放样 _________________________________________________________________ 4 2.4 清基 _____________________________________________________________________ 4 2.5 沉桩顺序 _________________________________________________________________ 4 2.6 运桩 _____________________________________________________________________ 4 2.7 沉桩 _____________________________________________________________________ 4 3、沉桩质量保证措施____________________________________________________ 5 3.1 保证桩的质量 _____________________________________________________________ 5 3.2 确保沉桩的质量 ___________________________________________________________ 6 4、进度计划____________________________________________________________ 6 5、机械设备及劳动力计划________________________________________________ 6 5.1 机械设备配备 _____________________________________________________________ 6 5.2 劳动力计划 _______________________________________________________________ 7 6、安全文明施工措施____________________________________________________ 7

钢管桩的沉桩施工工艺

浅析钢管桩的沉桩施工工艺 1、钢管桩的特点 规格众多,选择性强。目前定型生产的钢管桩直径有316-2500mm,有近几十种规格,壁厚6.5-25mm,且同管径有多种壁厚,可根据受力情况,选用几种合适的规格同时使用,使强度充分利用,以满足安全经济要求。 承载能力大。钢管桩目前大多采用1%号低碳钢,材料的抗压、抗拉、抗剪强度很高,加工成钢管后抗弯能力很强,在持力层好的地质情况下选用,可以大大地发挥其受力特性,提高单桩承载力,减少布桩数量、缩小基础承台尺寸。 桩长容易调整,经济效益高。钢管桩常规每节长6m,采用焊接接长,当持力层埋深变化时,根据沉桩实际情况可以任意切割或焊接,切割部分还可以接到其它钢管桩上,不会象其它桩型造成浪费,并可以准确控制桩顶设计标高,对施工极为有利。 挤土有限。钢管桩大多采用敞口式,加之管壁薄,压桩过程中土可以进入桩身,形成土塞效应,从而降低挤土和表土隆起,减小土的扰动,降低对场地周边设施的影响。并可以在小面积场地上进行非常密集的施工。 2钢管桩的沉桩施工分析 2.1施工顺序安排原则 制定施工顺序前应对工程性质、地质资料、桩的特点桩的规格、布局情况、密度、工程量,地貌环境、设计要求、工程期限以及拟采用的施工机械等等予以切实掌握,综合分析,然后规划打桩施工。

由于大量桩体的逐渐打入土中,造成地基的压缩,土密度的增高,桩周围的土向侧向及垂直方向位移,形成打桩场地的沉陷或者隆起,而且波及的范围较广钢桩的截面积较小,钢管桩下端开口,与其它打入式实心桩体相比,挤土量较其它类型实心桩为小,但毕竟仍存在一定的挤土量,这些挤土影响,也会造成已打好桩的位移,和对周围地下管线及建筑物的危害。因此,合理安排钢桩施工顺序,将有利于保证桩的施工质量与打桩进度。这对桩数多、桩距密的群桩基础尤为重要。 选择施工顺序的基本原则是: 对桩数少的基础或条形基础:先长桩后短桩;先实心桩后空心桩;先小直径桩后大直径桩。 对桩数多、桩距密的群桩除遵照上述原则外,尚须注意:先打中间桩,逐渐向外围扩展;往后退打;处于桩机回转半径范围内的桩可安排在同一流水范围内;桩机运行路线较短,移动次数少;桩机下铺设的厚钢板要布置得当,尽可能做到多留出些样桩数,减少倒运钢板作业。 2.2沉桩施工 2.2.1钢桩的堆放 钢桩应予以妥善堆放保存。场地要平坦,大型车辆能够直达,场地低洼处要在搁支点下方做人工加固(铺道碴、垫道木等)。四周挖排水沟。钢桩应按规格分别堆放(即上节桩、中节桩、下节桩),这样配套运输方便。堆放支点以不使钢桩产生变形为原则,一般堆叠层数为三层(高度在2m以内),支点用枕木为妥,钢管桩堆放时,为了防止底层的桩滚动,应在枕木支点的两侧各用木楔塞牢。H型钢桩堆放时,所有上下支点应设置在同一垂线上。

现代设计方法基础 有限元法

现代设计方法基础 题目:有限元法的简介 系部:机电系 专业:机械设计制造及其自动化 班级: 姓名: 学号: 2010年5月20日 1.有限元法的概述 1.1 什么是有限元

有限元分析,定义为:将一个连续系统(物体)分隔成有限个单元,对每一个单元给出一个近似解,再将所有单元按照一定的方式进行组合,来模拟或者逼近原来的系统或物体,从而将一个连续的无限自由度问题简化成一个离散的有限自由度问题分析求解的一种数值分析方法。 1.2有限元法的基本思想 许多工程分析问题,如固体力学中位移场和应力场分析、振动特性分析、传热学中的温度场分析、流动力学中的流场分析等都可归结为在给定边界条件下求解其控制方程的问题。 有限元分析的基本概念是用较简单的问题代替复杂问题后再求解。它将求解域看成是由许多称为有限元的小的互连子域组成,对每一单元假定一个合适的(较简单的)近似解,然后推导求解这个域总的满足条件(如结构的平衡条件),从而得到问题的解。这个解不是准确解,而是近似解,因为实际问题被较简单的问题所代替。由于大多数实际问题难以得到准确解,而有限元不仅计算精度高,而且能适应各种复杂形状,因而成为行之有效的工程分析手段。 有限元是那些集合在一起能够表示实际连续域的离散单元。有限元的概念早在几个世纪前就已产生并得到了应用,例如用多边形逼近圆来求得圆的周长,但作为一种方法而被提出,则是最近的事。有限元法最初被称为矩阵近似方法,应用于航空器的结构强度计算,并由于其方便性、实用性和有效性而引起从事力学研究的科学家的浓厚兴趣。经过短短数十年的努力,随着计算机技术的快速发展和普及,有限元方法迅速从结构工程强度分析计算扩展到几乎所有的科学技术领域,成为一种丰富多彩、应用广泛并且实用高效的数值分析方法。有限元方法与其他求解边值问题近似方法的根本区别在于它的近似性仅限于相对小的子域中。 目前工程中使用的偏微分方程的数值解法主要有三种:有限差分法、有限元法和边界元法。 有限差分法的出发点是用结点量的差商代表控制方程中的导数。以矩形域二维无源稳定传热问题为例,起控制方程为拉普拉斯方程,即无源场中各点的散度为零: (5-1) 边界条件为 (5-2) 式中,()y ,x u 为区域Ω内任意点()y ,x 的温度;n 为区域Ω边界Γ上任意点的外向法线; u 代表在1Γ上给定的温度(例如左边界C 200。,右边界为C 20。);n u ??代表边界2Γ上 给定的热流密度。 则式中的二阶偏导数可用结点温度的二阶差商近似表达为 ()()()Ω∈=??+??y ,x 0y y ,x u x y ,x u 2222()()?????=??=q n y ,x u u y ,x u ()()21y ,x y x,ΓΓ∈∈

水上沉桩施工方案.(优选)

安全技术交底 工程名称:芜湖三山港工程一标段编号:002 一、水上施工 1.1、施工顺序:根据桩位的布置情况,从码头岸侧向江侧,从下游至上游。 1.2、工程数量 水上沉桩共计569根, 其中Ф1000、Ф800PHC管桩463根,Ф900钢管桩106根。 1.3、工期安排 开工时间:2012年2月15日;完成时间:2012年4月25日。 二、主要施工方法 本工程共463根PHC管桩,全部安排南京三航三预制厂预制;106根Ф900钢管桩全部安排扬州通宇制作。 2.1、管桩吊运、堆存和装运 由于管桩尺寸长、重量大、易滚动,为确保运输安全及管桩不致损坏,须对驳船进行加固改造。在驳船甲板上设置稳桩支架,按2~3层布置,支架用型钢制作,桩间用枋木支垫隔开。PHC桩支点处甲板须进行加固处理,支点间距8~10m。 管桩装船利用码头上吊机直接吊装上船,采用4吊点。 根据施工的沉桩顺序,选择运输船并设计装桩落驳图,标明PHC桩分层情况及编号、位置、重量、长度、质检状态等属性。 装船时,桩身两侧锲形木块,再用钢丝绳和紧张器将桩固定在甲板上。操作时严禁破坏PHC桩身。 2.2、水上沉桩

2.2.1施打直桩测量控制 沉桩测量控制分三个方面进行:平面位置的控制、垂直度的控制与高程控制。(1)平面位置的控制 采用2台全站仪及1台经纬仪前方交会的方法,其中一台布置于正面的基线上,另两台布置于侧面的测量平台上。 (2)垂直度的控制 通过经纬仪上下扫描桩的切边线以达到桩身垂直度的控制。 (3)高程控制 采用水准仪进行,测量时应注意水准仪的所在高程小于桩顶高程;对布设的永久性或临时性高程控制点应定期校核。 2.2.2、斜桩沉桩测量控制 (1)平面位置的控制。同直桩,但应注意由于斜桩的平面投影不一致,应此两台经纬仪观测的是同一高程面的桩的两条切边,现场施工选择入水的钢桩断面作为测量参考基准面; (2)正面垂直度的控制,同直桩。 (3)斜度的控制:由两台水准仪在不同高程进行分别测设,具体见下图:斜桩斜度测量控制示意图。 由图知:(HA-HB)/(hA-hB)=i=设计斜率。在施工中我们可以以水面为基准面,用水准仪一台进行测量控制,则上述公式变为i=(HA-H水面)/(hA-h水面)。 2.2.3测量人员及测量仪器的配备 测量仪器在使用前应专门由国家指定单位检定,并附有检定证书,测量人员应具有上岗资格证书。拟投入测量人员及主要测量仪器见表。 测量仪器及人员配备情况表

沉管灌注桩

二、基本规定 1桩位的放样应满足建筑工程质量验收规程中规定的允许偏差如下: 群桩:20mm;单排桩:10mm。 2施工现场的施工人员均应持有有效的上岗证书,并且有相应的操作技能。 3灌注桩施工现场所有的设备、设施、安全装置、工具、配件以及个人劳保用品必须经常检查,确保完好和使用安全。 4灌注桩施工前必须对水泥、砂、石子、(如现场搅拌)钢材等原材料进行试验和检验。采用商品砼时,对砼供应商应进行资质审核并对其实地考察,确保商品砼能连续供应,并符合设计强度要求。 5施工前应对施工组织设计中制定的施工顺序、监测方法进行检查,以确保施工方法正确,监测结果有效。 6应在正常的施工环境下进行灌注桩施工。 三、施工准备 1、应有对本工程针对性的施工组织设计,已经技术负责人进行了审核并审批。施工组织设计中必须考虑合适的顺序及打桩速率,布桩密集的基础工程应有必要的措施来减少沉桩的挤效果。 2、成桩机械必须经鉴定合格,不合格机械不得使用。 3、应具备下列资料: 1)建筑物场地工程地质资料和必要的水文地质资料。 2)桩基工程所有施工图及有关单位确认的图纸和图纸会审纪要。 3)建筑物场地和邻近区域内的地下管线(管道、电缆)、地下构筑物、危房、精密仪器车间等的调查资料。 4)主要施工机械及配套设备的技术性能资料。 5)水泥、砂、石子、钢筋等原材料及其制品的检测报告。 6)成桩机械必须经鉴定合格,不合格机械不得使用要求。 4、优先采用32.5以上矿渣水泥拌制砼,水泥用量不少于350kg/m?。水泥进场时应对其品种、级别、包装或散装仓号、出厂日期等进行检查,并应对其强度、安定性及其它指标进行复验,其质量必须符合现行国家标准的规定。当在使用中对水泥质量有怀疑或水泥出厂日期超过三个月(快硬硅酸盐水泥一个月)时,应进行复验,并按复验结果使用。 5、砂子应为中砂、含泥量不超过3%。石子粒径,有筋时不宜大于30mm,无筋时不宜大于50mm。 6、钢材按设计要求的规格数量进行配置,钢筋进场时,应按现行国家标准的规定抽取试件作力学性能检验,其质量必须符合有关标准的规定。主筋应平直,无损伤,所有钢筋表面不得有裂纹,油污颗粒状和片状老绣。 7、当发现钢筋脆断,焊接性能不良或力学性能显著不正常等现象时,应对该批钢筋进行化学成分检验或其它专项检验。 四、主要机具 序号机具名称型号、规格单位数量性能备注 1 打桩机 DZ—20Y—14 台 1?? 2 搅拌机 JS500 台 1? ? 3 机动翻斗车 F10A 台 2? ? 4 砂石布料机 HPW1200A 台 1?? 5 装载机 ZL50B 台 1? ? 6 钢筋切断机 CQ40F 台 1? ? 7 电焊机 BX1—300A 台 2? ?

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