拉锚式钢板桩护岸结构的土压力现场试验研究
发布时间：2021-02-02 15:41
根据苏南运河常州段钢板桩护岸升级工程的实测资料,对钢板桩护岸结构的变位模式、桩侧土压力分布特征及施工过程中迎水侧的土压力计的受力情况进行了研究.研究表明,拉锚式钢板桩表现出绕桩底转动和鼓型变位两种典型的变位模式;两种变位模式的板桩靠岸侧主动土压力分布存在明显差异,前者为土压力值逐渐增大的非线性分布,后者为先增大后减小再增大的R型分布,板桩迎水侧土压力分布规律相同,均呈现先减小后增大的C型分布.整个施工过程中板桩迎水侧土压力表现出三个不同的受力阶段,即板桩打入土体后的动荡期,土体开挖过程中的发展期及施工完成后的稳定期.
【文章来源】：河南科学. 2020,38(09)
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
试验段平面布置图Fig.1Layoutchartoftestsection试验桩1试验桩2锚杆原地面高程6.2
板桩两侧的土压力作用，在钢板桩两侧不同深度处安装土压力计与应变计.测试仪器为XP-02型振弦式频率计，土压力计型号为TYJ-A，应变计型号为EBJ-A.根据测点布置部位与钢板桩打设深度确定预留导线的长度.传感器的安装工序为：①开孔及定点.②焊接传感器.③绑扎电线.④焊接保护槽钢.⑤装线完成安装.试验桩上的土压力计及应变计应在钢板桩打设前一个星期内完成安装，随钢板桩一起打入土体的传感器预留一个月的稳定期.现场试验选取桩的土压力计与应变计埋设及布置见图2.本试验建立在实际工程之上，试验数据的测试遵循施工进程的安排，针对本实际工程，进程如下：①搭设钢板桩施工导梁，施打钢板桩；②开挖钢板桩附近土体至锚杆施工高程；③打设锚杆并完成预应力张拉；④开挖土体和拆除原混凝土挡墙驳岸；⑤土体开挖至设计标高，疏浚航道.2监测结果及分析2.1柔性钢板桩挡墙变位模式研究通过对两个单元的四根板桩的横向轴线位置进行土体深层水平位移测量，得到两种典型的板桩变位模式（定义为D1、D2），图3为两种变位模式的钢板桩挡墙轴线位置土体深层水平位移图.从图中可以看出：D1型变位模式为绕桩底转动的变位模式，最大水平位移均在桩顶，数值为6.49mm；D2型变位模式为典型的鼓形变位模式，最大位移位于距桩顶5.0m高程处，数值为9.61mm.2.2柔性钢板桩挡墙竖向土压力分布特性研究支护结构土压力的大小是支护结构各部分与土体及外界因素共同作用的反应［16］.土压力值的大小与支护结构的变位模式、土体位移大小密切相关.大多数情况下支护结构并未达到相应的极限状态，可认为土体开挖过程?
分布特性研究曾利军、XiongBaolin、Tan［19-22］等通过对基坑工程中钢板桩支护结构的土压力进行监测，发现钢板桩横向土压力分布不均匀，钢板桩土压力监测时必须同时考虑凹处和凸出.刘芳等［14］在此基础上通过有限元计算研究帽型钢板桩的截面形状对墙后主动土压力的影响，通过建立钢板桩挡墙数值模型，研究挡墙在不同位移模式下的土压力变化及分布规律，并提出了形状效应的可能影响因素及机制，该文认为墙后凹处与凸出的土体产生相对位移使相邻两侧土体产生指向墙体的摩擦力，从而形成如图7所示的应力土拱是导致凹凸处土压力差异的直接原因.通过前人的研究可以发现，钢板桩挡墙后方凹凸处土体的位移差异是导致土压力横向分布不均的根本原因.表2给出了不同变位模式钢板桩不同深度位置凹凸处土体位移大小及差值.从表中数据可以看出，不同变位模式的钢板桩不同深度位置凹凸处位移差值的大小有所不同，但横向凹凸处位移差值的最大值位置与板桩深层水平位移的最大值位置相对应，D1型钢板桩凹凸处位移差值的最大值位于桩顶位置，大小为2.54mm，D2型钢板桩凹凸处位移差值的最大值位于-6m高程处，大小为7.54mm，说明板桩变位模式对于板桩不同深度位置的横向土压力分布也存在较大影响.图6迎水侧土压力计监测曲线Fig.6Testingcurvesofearthpressurecellsnearwaterside（a）D150100150200250时间/d土压力/kPa3002502001501005002816（距桩顶6.0m）4463（距桩顶8.0m）4475（距桩顶9.5m）（b）D250100150200250时间/d土压力/kPa3002502001501005002890（距桩顶6.0m）4
【参考文献】：
期刊论文
[1]路堑边坡中桩锚支护结构土压力监测分析[J]. 曾利军,程学明,赫亚楠,虢希,林宇亮. 工程建设与设计. 2019(15)
[2]围堰技术在水利施工中的应用分析[J]. 严宁静. 居业. 2019(04)
[3]高深水区钢板桩围堰逆作法施工技术研究[J]. 贺文波. 武汉理工大学学报. 2018(03)
[4]钢板桩围堰优化设计与施工技术[J]. 卢春亭,徐前,汪凯. 施工技术. 2019(01)
[5]带多阳角的综合管廊垂直交叉节点深基坑的坑角效应分析[J]. 豆红强,王浩,吴福宝,席人双. 工程地质学报. 2018(06)
[6]基于MIDAS-GTS的钢板桩围堰整体抗滑稳定分析[J]. 彭渊,于世松,刘刚,邓成发,刘勇林. 浙江水利科技. 2018(03)
[7]深水钢板桩围堰水下加撑技术研究[J]. 郑定刚. 施工技术. 2018(09)
[8]基坑钢支撑的应力监控[J]. 李忠林,史宇超. 筑路机械与施工机械化. 2018(05)
[9]河网区域特高压输电线路钢板桩围堰施工技术设计[J]. 陈玮,汪森,江巍,王彦海,张启. 三峡大学学报(自然科学版). 2018(02)
[10]运东船闸下游引航道静压钢板桩及土锚驳岸施工工艺[J]. 刘斌. 交通科技. 2016(05)
本文编号：3014947
【文章来源】：河南科学. 2020,38(09)
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
试验段平面布置图Fig.1Layoutchartoftestsection试验桩1试验桩2锚杆原地面高程6.2
板桩两侧的土压力作用，在钢板桩两侧不同深度处安装土压力计与应变计.测试仪器为XP-02型振弦式频率计，土压力计型号为TYJ-A，应变计型号为EBJ-A.根据测点布置部位与钢板桩打设深度确定预留导线的长度.传感器的安装工序为：①开孔及定点.②焊接传感器.③绑扎电线.④焊接保护槽钢.⑤装线完成安装.试验桩上的土压力计及应变计应在钢板桩打设前一个星期内完成安装，随钢板桩一起打入土体的传感器预留一个月的稳定期.现场试验选取桩的土压力计与应变计埋设及布置见图2.本试验建立在实际工程之上，试验数据的测试遵循施工进程的安排，针对本实际工程，进程如下：①搭设钢板桩施工导梁，施打钢板桩；②开挖钢板桩附近土体至锚杆施工高程；③打设锚杆并完成预应力张拉；④开挖土体和拆除原混凝土挡墙驳岸；⑤土体开挖至设计标高，疏浚航道.2监测结果及分析2.1柔性钢板桩挡墙变位模式研究通过对两个单元的四根板桩的横向轴线位置进行土体深层水平位移测量，得到两种典型的板桩变位模式（定义为D1、D2），图3为两种变位模式的钢板桩挡墙轴线位置土体深层水平位移图.从图中可以看出：D1型变位模式为绕桩底转动的变位模式，最大水平位移均在桩顶，数值为6.49mm；D2型变位模式为典型的鼓形变位模式，最大位移位于距桩顶5.0m高程处，数值为9.61mm.2.2柔性钢板桩挡墙竖向土压力分布特性研究支护结构土压力的大小是支护结构各部分与土体及外界因素共同作用的反应［16］.土压力值的大小与支护结构的变位模式、土体位移大小密切相关.大多数情况下支护结构并未达到相应的极限状态，可认为土体开挖过程?
分布特性研究曾利军、XiongBaolin、Tan［19-22］等通过对基坑工程中钢板桩支护结构的土压力进行监测，发现钢板桩横向土压力分布不均匀，钢板桩土压力监测时必须同时考虑凹处和凸出.刘芳等［14］在此基础上通过有限元计算研究帽型钢板桩的截面形状对墙后主动土压力的影响，通过建立钢板桩挡墙数值模型，研究挡墙在不同位移模式下的土压力变化及分布规律，并提出了形状效应的可能影响因素及机制，该文认为墙后凹处与凸出的土体产生相对位移使相邻两侧土体产生指向墙体的摩擦力，从而形成如图7所示的应力土拱是导致凹凸处土压力差异的直接原因.通过前人的研究可以发现，钢板桩挡墙后方凹凸处土体的位移差异是导致土压力横向分布不均的根本原因.表2给出了不同变位模式钢板桩不同深度位置凹凸处土体位移大小及差值.从表中数据可以看出，不同变位模式的钢板桩不同深度位置凹凸处位移差值的大小有所不同，但横向凹凸处位移差值的最大值位置与板桩深层水平位移的最大值位置相对应，D1型钢板桩凹凸处位移差值的最大值位于桩顶位置，大小为2.54mm，D2型钢板桩凹凸处位移差值的最大值位于-6m高程处，大小为7.54mm，说明板桩变位模式对于板桩不同深度位置的横向土压力分布也存在较大影响.图6迎水侧土压力计监测曲线Fig.6Testingcurvesofearthpressurecellsnearwaterside（a）D150100150200250时间/d土压力/kPa3002502001501005002816（距桩顶6.0m）4463（距桩顶8.0m）4475（距桩顶9.5m）（b）D250100150200250时间/d土压力/kPa3002502001501005002890（距桩顶6.0m）4
【参考文献】：
期刊论文
[1]路堑边坡中桩锚支护结构土压力监测分析[J]. 曾利军,程学明,赫亚楠,虢希,林宇亮. 工程建设与设计. 2019(15)
[2]围堰技术在水利施工中的应用分析[J]. 严宁静. 居业. 2019(04)
[3]高深水区钢板桩围堰逆作法施工技术研究[J]. 贺文波. 武汉理工大学学报. 2018(03)
[4]钢板桩围堰优化设计与施工技术[J]. 卢春亭,徐前,汪凯. 施工技术. 2019(01)
[5]带多阳角的综合管廊垂直交叉节点深基坑的坑角效应分析[J]. 豆红强,王浩,吴福宝,席人双. 工程地质学报. 2018(06)
[6]基于MIDAS-GTS的钢板桩围堰整体抗滑稳定分析[J]. 彭渊,于世松,刘刚,邓成发,刘勇林. 浙江水利科技. 2018(03)
[7]深水钢板桩围堰水下加撑技术研究[J]. 郑定刚. 施工技术. 2018(09)
[8]基坑钢支撑的应力监控[J]. 李忠林,史宇超. 筑路机械与施工机械化. 2018(05)
[9]河网区域特高压输电线路钢板桩围堰施工技术设计[J]. 陈玮,汪森,江巍,王彦海,张启. 三峡大学学报(自然科学版). 2018(02)
[10]运东船闸下游引航道静压钢板桩及土锚驳岸施工工艺[J]. 刘斌. 交通科技. 2016(05)
本文编号：3014947
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