基础工程技术的发展与创新 被引量：6

1

作者 王卫东 高文生 +3 位作者 龚维明 林毅峰 刘永超 吴江斌 《土木工程学报》 北大核心 2025年第2期97-117,共21页

随着经济和社会不断发展,我国工程建设领域出现了新的发展方向和机遇。基础工程面临复杂工程与水文地质条件、超高超深与大跨结构、环境低影响、绿色低碳与高效工业化等愈加复杂的需求和挑战,这也将持续推动基础工程技术的发展与创新。... 随着经济和社会不断发展,我国工程建设领域出现了新的发展方向和机遇。基础工程面临复杂工程与水文地质条件、超高超深与大跨结构、环境低影响、绿色低碳与高效工业化等愈加复杂的需求和挑战,这也将持续推动基础工程技术的发展与创新。文章结合近年来我国工程建设的成就与发展,从建筑市政、桥梁及海上风电基础工程面临的基本问题和特点出发,介绍各自领域的研究与技术进展。在建筑市政基础工程方面,重点介绍多塔楼高层建筑整体筏形基础、超高层建筑桩筏基础沉降分析与控制技术,以植入预制桩、高频免共振钢管桩、压入式沉井等为代表的绿色低碳、环境低影响技术,以及既有建筑基础加固与地下空间拓展等城市更新关键技术。在桥梁基础工程方面,重点介绍了冲刷和波浪等作用的相关理论研究,及桩基础、锚锭基础和沉井基础等基础形式的创新发展。在海上风电基础工程方面,重点介绍往复载荷作用下疲劳破坏,波浪辐射及绕射作用,动冰冲击和冰激振动等相关理论研究,及桩式、重力式、吸力筒式、漂浮式等基础形式的创新实践。另外,也简述基础工程在抗震与性能化设计、智能化和环境低影响的施工装备与技术、城市更新面临的既有基础检测、全寿命数字化监测等方面的研究与技术进展。 展开更多

关键词 基础工程 建筑市政 桥梁 海上风电 基础工程抗震 施工技术与装备 检测与监测

在线阅读 下载PDF 职称材料

囊体扩张主动控制桩基水平变形机理分析

2

作者 黄建友 闫宇涛 +4 位作者 刁钰 郑刚 李凯 贾建伟 刘永超 《岩土工程学报》 EI CAS 北大核心 2025年第1期85-95,共11页

囊体扩张是一种新型地下结构变形主动控制技术,然而其在桩基变形控制机理方面尚未深入研究。采用有限元软件探究了囊体扩张控制桩基水平变形机理,分析了囊体扩张引起桩基和土体变形特性以及囊体-土体-桩体之间相互作用。结果表明:扩张直... 囊体扩张是一种新型地下结构变形主动控制技术,然而其在桩基变形控制机理方面尚未深入研究。采用有限元软件探究了囊体扩张控制桩基水平变形机理,分析了囊体扩张引起桩基和土体变形特性以及囊体-土体-桩体之间相互作用。结果表明:扩张直径0.5 m的囊体对直径为1.2 m的桩可产生最大5.5 mm水平变形,控制效率为60%,囊体扩张对桩基水平变形控制效果良好。囊体扩张会引起邻近土体产生较大的超孔隙水压力,而孔压消散会导致土体压缩而降低桩基控制效率。当扩张距离较小时,桩径对囊体扩张控制效果影响显著。囊体扩张对桩径为0.4~1.6m的桩均有一定的变形控制效果,尤其适用于小直径桩基的变形控制。随扩张直径的增大,桩基最大水平位移近乎呈线性增大。此外,桩基水平变形随扩张距离增大而减小,但由于扩张对周围孔隙水压力影响范围有限,导致控制效率呈增大趋势。双排囊体扩张控制变形中“遮拦效应”和“反力效应”明显,控制桩基变形应遵循“先远后近,逐排扩张”的原则,以提高控制效果。 展开更多

关键词 囊体扩张 桩基 变形控制 机理分析

在线阅读 下载PDF 职称材料

不同深度天津原状软土的物理力学特性试验研究 被引量：1

3

作者 刘永超 张天雨 +1 位作者 解邦龙 郭胜忠 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第S02期122-131,共10页

受沉积年代和环境等因素的影响,不同深度下软土物理力学性能有所差异。为研究不同深度下其物理力学性能的变化规律及微观内部结构的差异,以天津滨海新区原状软土为研究对象,选取同层不同深度下原状软土(S1,S2和S3的取样深度分别为4.3~5... 受沉积年代和环境等因素的影响,不同深度下软土物理力学性能有所差异。为研究不同深度下其物理力学性能的变化规律及微观内部结构的差异,以天津滨海新区原状软土为研究对象,选取同层不同深度下原状软土(S1,S2和S3的取样深度分别为4.3~5.3m、8.3~9.3m和12.3~13.3m)进行物理力学试验和扫描电镜试验(SEM),分析其物理指标的概率特征,软土抗剪强度随深度的变化规律和微观结构的差异。结果表明:(1)随着原状软土深度的增加,含水率、孔隙比和液塑限呈缓慢下降趋势,S1、S2和S3的物理性质指标基本符合正态分布且变异系数较小;(2)S1、S2和S3在较低垂直压力作用下,其剪切位移—剪应变曲线均呈现弱硬化性。S3的抗剪切性能优于S1和S2,且含水率和天然密度对原状软土抗剪强度指标影响较大;(3)随着深度增加,软土内部结构更紧密,土颗粒形态清晰且以大颗粒为主,颗粒间的接触面增大。 展开更多

关键词 原状软土 取样深度 数理统计 快剪试验 抗剪强度 微观结构

在线阅读 下载PDF 职称材料

天津地区基坑外既有隧道竖向变形机理及影响区研究 被引量：7

4

作者 郭景琢 刘永超 +4 位作者 张宗俊 郑刚 程雪松 潘军 赵林嵩 《水利水电技术（中英文）》 北大核心 2022年第7期139-153,共15页

天津地区基坑开挖普遍引起坑外既有隧道隆起,但其机理缺乏明确研究,且数值计算较难模拟预测出隆起变形。针对此问题,在分析多个基坑开挖引起隧道隆起案例的基础上,运用有限元模拟和HSS本构模型,对隧道隆沉机理进行了研究。结果表明,隧... 天津地区基坑开挖普遍引起坑外既有隧道隆起,但其机理缺乏明确研究,且数值计算较难模拟预测出隆起变形。针对此问题,在分析多个基坑开挖引起隧道隆起案例的基础上,运用有限元模拟和HSS本构模型,对隧道隆沉机理进行了研究。结果表明,隧道竖向变形由基坑围护结构水平变形引发的沉降与基坑卸荷回弹导致的隆起叠加而来,隧道隆沉取决于两方面影响因素的相对大小。不排水短期条件模拟时,基坑开挖卸荷在坑底以下及坑外引发了较大的负孔压,限制了土体的回弹变形及隧道隆起。数值模拟中应根据实际工程施工周期长短、黏性土层渗透性与排水路径长短综合选择土体的排水类型及模拟方法。天津地区粉土黏土互层的地层中孔隙水压力消散较快,施工时间长达数月以上的大型基坑采用排水模拟或能够考虑孔隙水压力消散时间效应的固结模拟,能够更为准确的反映基坑卸荷回弹的影响,预测出隧道的隆起变形。对于基坑外隧道变形的影响区,长期排水条件下隧道隆起区和变形过渡区的位置相比短期不排水条件均向上大幅提高,隆起区范围大幅增加。对于深18 m的基坑,沉降区与过渡区分界线可上升9~17 m,过渡区与隆起区分界线可上升14~16 m。 展开更多

关键词 隧道隆起 基坑 影响区 有限元模拟 数值模拟 沉降 地下水 渗透性

在线阅读 下载PDF 职称材料

装配式地连墙接缝变形特性研究 被引量：4

5

作者 刘永超 贺文贤 +4 位作者 李泽源 王川 石长城 王成 陆鸿宇 《建筑科学与工程学报》 CAS 北大核心 2024年第2期75-84,共10页

为了研究接缝对装配式地连墙变形特性的影响并采取合理的改进措施,采用现场试验的方法将局部现浇地连墙替换为装配式地连墙,并对其实测的变形数据进行了对比分析;在实测数据分析的基础上,通过PLAXIS2D有限元软件模拟分析了不同深度横向... 为了研究接缝对装配式地连墙变形特性的影响并采取合理的改进措施,采用现场试验的方法将局部现浇地连墙替换为装配式地连墙,并对其实测的变形数据进行了对比分析;在实测数据分析的基础上,通过PLAXIS2D有限元软件模拟分析了不同深度横向接缝对装配式地连墙变形特性的影响规律;通过PLAXIS3D有限元软件对比了现浇墙与装配式地连墙水平方向及竖直方向变形形态,分析了竖向接缝对装配式地连墙变形特性的影响规律;最后,针对实测数据显示出的变形偏大问题,提出了改变冠梁刚度、围檩刚度、墙幅宽度、支撑位置4种改进措施,并通过PLAXIS3D有限元软件进行了验证。结果表明:装配式地连墙的接缝对墙体的刚度存在弱化作用,增大了其变形程度;位于坑底以上的横向接头失效时,墙体水平位移会显著增大,位于坑底以下的横向接头失效时,不会引起墙体水平位移的显著增大;竖向接头会显著减小装配式墙体的整体刚度,使其协同变形能力变差,变形更加难以控制;适当调节支撑位置可有效缓解墙幅间的错动和减小墙体变形。 展开更多

关键词 装配式地连墙 变形特性 支护结构 接缝

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于基坑支护工程的区段复式配筋预应力管桩抗弯试验及数值模拟 被引量：9

6

作者 刘永超 刘岩 +3 位作者 李兵兵 张国平 胡智鑫 刘建志 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期406-414,共9页

复式配筋预应力混凝土管桩(PRC管桩)作为基坑支护桩使用时,为提高非预应力钢筋的利用效率,提出将区段配置非预应力钢筋的管桩作为基坑支护桩。通过对天津地区80个基坑工程中的支护桩弯矩分布情况统计分析,并对区段复式配筋预应力混凝土... 复式配筋预应力混凝土管桩(PRC管桩)作为基坑支护桩使用时,为提高非预应力钢筋的利用效率,提出将区段配置非预应力钢筋的管桩作为基坑支护桩。通过对天津地区80个基坑工程中的支护桩弯矩分布情况统计分析,并对区段复式配筋预应力混凝土管桩(PR-PHC管桩)进行足尺抗弯试验及有限元分析,研究区段配筋的可行性和PR-PHC管桩的抗弯性能。研究表明,单支撑排桩、倾斜桩及悬臂桩的桩身弯矩区间分布具有规律性。PR-PHC管桩区段配置的非预应力筋,可以提高其抗弯极限承载力及其抗弯刚度,并有效改善桩身裂缝的展开情况,构建的数值模型可以较好地反映试验的实际情况。并对PR-PHC管桩在实际应用中可能遇到的不利工况做了影响分析。研究结果表明可以在基坑工程中使用PR-PHC管桩替代PRC管桩,减少钢筋使用量,促进碳减排。 展开更多

关键词 有限元模拟 预应力混凝土 抗弯试验 区段配筋 基坑支护

在线阅读 下载PDF 职称材料

客运专线路基工程中管桩应用机理研究 被引量：5

7

作者 刘永超 许再良 +1 位作者 张劲松 王清龙 《铁道工程学报》 EI 北大核心 2011年第2期44-51,55,共9页

研究目的:管桩已广泛应用于客运专线和高速铁路建设工程中,为深入探讨管桩的承载性能和路基实测沉降特性,并研究管桩的抗剪性能及在路基整体稳定中的作用,结合京津城际客运专线的设计、施工和沉降监测,系统地研究管桩在路基工程中的应... 研究目的:管桩已广泛应用于客运专线和高速铁路建设工程中,为深入探讨管桩的承载性能和路基实测沉降特性,并研究管桩的抗剪性能及在路基整体稳定中的作用,结合京津城际客运专线的设计、施工和沉降监测,系统地研究管桩在路基工程中的应用机理。研究结论:管桩具有高强、工期快、质量易于控制等优点,可满足客运专线建设标准高的要求,总沉降量和不同阶段的沉降速率明显优于其它加固方式;在水平力作用下土质地基中管桩是受弯破坏形态,按抗剪强度验算路基整体稳定性导致安全系数估值偏高;管桩承载有桩筏结构、桩板结构和桩网结构等方式,建议加强施工质量控制、提高桩间土强度、改善桩顶的连接方式并开展桩梁结构的研究。 展开更多

关键词 路基稳定 复合抗剪强度 客运专线 管桩 沉降 破坏形态

在线阅读 下载PDF 职称材料

抗拔管桩及其填芯混凝土受拉结构性能试验 被引量：9

8

作者 刘永超 郑刚 顾晓鲁 《天津大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第6期487-492,共6页

管桩用于抗拔作用的工程逐年增多,为提高抗拔管桩的应用水平,对抗拔管桩的桩身进行了抗拉结构性能试验和分析.结果表明:桩身抗拉为脆性破坏形态,混凝土不开裂时抗拉承载力最大,混凝土不受拉力时其值最小,混凝土有效预压应力和端板节点... 管桩用于抗拔作用的工程逐年增多,为提高抗拔管桩的应用水平,对抗拔管桩的桩身进行了抗拉结构性能试验和分析.结果表明:桩身抗拉为脆性破坏形态,混凝土不开裂时抗拉承载力最大,混凝土不受拉力时其值最小,混凝土有效预压应力和端板节点强度起决定作用.对抗拔管桩和填芯混凝土进行了现场原型试验和工程验证,15根抗拔桩的试验结果显示,填芯混凝土与管桩的黏结强度为填芯混凝土抗拉强度的17.1%,表明根据提出的抗拔管桩设计原则和强度控制节点,只要控制得当,管桩用作抗拔是可靠的受力结构体系. 展开更多

关键词 抗拔管桩 抗拉承载力 填芯混凝土 黏结强度

在线阅读 下载PDF 职称材料

软土地区扩孔灌浆预制管桩承载力研究 被引量：8

9

作者 刘永超 郑刚 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第7期1984-1990,共7页

对软土地区的管桩竖向承载力试验成果进行了统计分析,研究表明:逾70%的管桩实际采用的竖向承载力不足管桩桩身强度的50%,未能充分发挥管桩桩身材料具有较高强度的优势。开发了适用于软土地区的扩孔灌浆管桩专利技术,通过在桩端设置尺寸... 对软土地区的管桩竖向承载力试验成果进行了统计分析,研究表明:逾70%的管桩实际采用的竖向承载力不足管桩桩身强度的50%,未能充分发挥管桩桩身材料具有较高强度的优势。开发了适用于软土地区的扩孔灌浆管桩专利技术,通过在桩端设置尺寸大于桩身外径的端板,实现沉桩的同时在桩周形成大于桩身外径的空间,并利用管桩余浆等胶凝材料在此空间进行注浆形成扩孔灌浆管桩。对13根试验桩进行竖向抗压、抗拔和抗水平力足尺试验,表明该工艺可显著提高管桩桩端和桩侧土的阻力,以提高管桩的竖向承载力和抗侧移刚度,并在某重点工程中进行了应用,取得较好的社会经济效益。 展开更多

关键词 扩孔灌浆管桩 承载力 灌浆 桩-土共同作用机制

在线阅读 下载PDF 职称材料

装配式地连墙原型试验及受力变形特性研究 被引量：10

10

作者 刘永超 石长城 +3 位作者 杨贵生 杨毅秋 李刚 马志兴 《铁道工程学报》 EI 北大核心 2021年第8期85-90,共6页

研究目的:地下工程的预制化是住宅产业化的一部分,装配式地下连续墙技术是对传统地连墙设计和施工技术的技术革新。本文在天津地铁6号线景荔道站进行装配式地连墙的现场原型试验,经开挖验证、工程实测及有限元数值模拟分析,验证装配式... 研究目的:地下工程的预制化是住宅产业化的一部分,装配式地下连续墙技术是对传统地连墙设计和施工技术的技术革新。本文在天津地铁6号线景荔道站进行装配式地连墙的现场原型试验,经开挖验证、工程实测及有限元数值模拟分析,验证装配式地连墙在地铁基坑工程实践中的适用性。研究结论:(1)装配式地下连续墙分段分幅自由,运输、吊装等方便,避免了现场浇筑地连墙混凝土,施工效率更高,同时降低对周边环境的影响,有效降低工程造价;(2)沿深度方向,基坑围护结构的侧向位移呈"两头小、中间大"的形状,地连墙的最大水平位移出现在约基坑深度的2/3附近;(3)装配式地连墙在开挖阶段的变形稳定、变形量可控,后期将基于文中的原型工程试验进一步扩大推广应用;(4)本文研究可为装配式地连墙相关的基坑支护设计和施工提供参考或借鉴。 展开更多

关键词 深基坑 装配式地下连续墙 变形特征 有限元分析

在线阅读 下载PDF 职称材料

预应力矩形支护桩在滨海软土深基坑工程中的应用研究 被引量：12

11

作者 刘永超 朱明亮 +2 位作者 王清龙 何锐 郑建辉 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第S2期168-173,共6页

预应力矩形支护桩是一种用于深基坑工程的新型预制桩,与传统的管桩和灌注桩相比,具有桩身质量好、抗弯刚度大、施工方便、绿色环保等优点,现已在实际工程中得到应用。结合工程实例:预应力矩形支护桩在南开大学新校区工程中的应用,结合... 预应力矩形支护桩是一种用于深基坑工程的新型预制桩,与传统的管桩和灌注桩相比,具有桩身质量好、抗弯刚度大、施工方便、绿色环保等优点,现已在实际工程中得到应用。结合工程实例:预应力矩形支护桩在南开大学新校区工程中的应用,结合设计比选、施工过程中的挤土效应监测和分析、开挖验证,总结该工法的设计、施工、监测的技术要点。 展开更多

关键词 预应力矩形桩 型钢组合矩形桩 基坑工程 挤土效应

在线阅读 下载PDF 职称材料

型钢旋喷桩深基坑支护技术在室内复杂环境下的设计和应用 被引量：7

12

作者 刘永超 王清龙 +1 位作者 朱明亮 张艳利 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第S1期56-59,共4页

型钢旋喷桩是SMW工法的一种形式,可用于建筑物室内净空、净间距较小的复杂环境,本文结合工程实例,采用旋喷桩内插型钢、基坑被动区加固的支护设计,依据基坑开挖过程中围护结构变形监测数据,总结该工法的作用机理、设计方法和施工控制要点。

关键词 型钢旋喷桩 SMW工法 挡土结构 止水

在线阅读 下载PDF 职称材料

有效应力对预应力空心桩力学性能的影响分析 被引量：3

13

作者 刘永超 王清龙 朱明亮 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第S2期1130-1133,共4页

分析研究了混凝土有效预压应力对预应力空心桩力学性能及相关参数的影响。结果表明,随着混凝土有效预压应力的提高,预应力空心桩的力学性能及相关参数也在相应提高,以抗裂弯矩提高得最多。可将混凝土有效预压应力作为桩型分级的标准,该... 分析研究了混凝土有效预压应力对预应力空心桩力学性能及相关参数的影响。结果表明,随着混凝土有效预压应力的提高,预应力空心桩的力学性能及相关参数也在相应提高,以抗裂弯矩提高得最多。可将混凝土有效预压应力作为桩型分级的标准,该值是制定预应力空心桩行业技术规程及相关图集的重要指标。 展开更多

关键词 有效应力 力学性能 管桩 离心方桩

在线阅读 下载PDF 职称材料