桩撑支护软土深基坑大变形固结有限元分析

结合广州某桩撑深基坑支护工程,运用ABAQUS有限元软件,对基坑进行考虑渗流作用的大变形固结研究,分析了基坑开挖过程中,支护桩桩身和坑后土体的水平位移、坑底隆起量、周边地表沉降量、支撑轴力及支护桩弯矩等的变化规律.结果表明:大变形固结有限元分析得到的桩身水平位移等变形值与实测结果吻合较好,由于考虑了渗流作用模拟值略大于实测值;大、小变形分析得到的支护桩桩身弯矩结果比较接近,二者相差0.1 %左右;支撑轴力的大变形模拟结果与实测结果相差不大,轴力的变化规律和开挖过程相吻合.大变形固结分析,能很好地模拟基坑开挖过程中土体和支护结构的真实性状.     

紧邻建筑物对基坑支护结构的影响研究

以安阳某基坑为例,通过对紧邻建筑存在时基坑开挖过程的模拟,分析了紧邻建筑对基坑支护结构的影响,探讨了开挖过程中板桩水平位移和弯矩的变化规律.分析结果表明:紧邻建筑物的存在使板桩水平位移和弯矩大大增加;紧邻建筑对支护桩水平位移曲线影响较大,但对弯矩分布曲线基本无影响;建筑物距离基坑较近时对基坑和支护结构的影响较大,当建筑物距离基坑大于基坑开挖深度时,建筑物对于基坑和支护结构的影响较小,可不考虑建筑物的影响.     

深基坑支护结构受力与变形数值模拟及影响因素分析

深基坑支护结构的受力、变形与其结构形式、尺寸、施工工艺及土层性质等因素有关。文中以深圳公常路下穿改造工程K1+800—930段基坑工程为例,采用弹性支点法,通过数值分析并与现场实测结果进行对比,分析支护桩长度、直径及间距等支护结构参数对支护桩桩身弯矩、水平位移的影响。结果表明,随着支护桩长度和直径的增加,桩身水平位移和弯矩减小,相对而言,桩长和桩径对桩身水平位移的影响较大,对桩身最大弯矩的影响较小;随着桩间距的增大,支护桩桩身水平位移和最大正、负弯矩均增大。     

深水基础咬合桩基坑支护受力分析

针对深水基础承台明开挖基坑并采用咬合桩进行基坑支护的施工方法,对咬合桩的受力进行数值分析,探讨咬合桩的围檩支护位置与桩入土深度、围檩受力及桩身最大弯矩之间的关系,优化围檩的结构形式。分析结果表明:随着围檩支护位置下移,桩身弯矩明显减小,但围檩支撑反力显著增大;围檩四周支撑应采用刚度较大的工字钢进行加强。咬合桩的分析过程及计算方法可为同类工程提供借鉴。     

土岩复合地层吊脚桩支护结构力学分析与优化设计

为了更加安全经济地进行土岩复合地层中基坑工程设计,针对上土下岩复合地层中吊脚桩基坑支护结构的受力及变形特性进行研究。采用二维数值分析方法,建立土岩复合地层条件下吊脚桩支护基坑开挖模型,分别分析基坑开挖过程中吊脚桩支护结构内力、变形的发展过程,以及土岩弹性模量比RE、吊脚桩嵌岩深度t、岩肩宽度b与桩体受力、变形之间的相关关系。结果表明： 1）随着基坑开挖深度逐渐增大,桩身侧移增大且桩身最大侧移发生位置逐渐下移,最大下移幅度为土层厚度的17.5%; 2）当基坑开挖至土岩交界面时,吊脚桩桩身内力达到最大值,下部岩层的开挖使得桩身最大负弯矩减小27.5%; 3）当岩层弹性模量介于600 MPa和4 800 MPa之间时,最优设计嵌岩深度为1.5 m,最优设计岩肩宽度为1.5~2.0 m。     

砂土地层悬臂倾斜长短桩支护性能模型试验研究

倾斜桩能够提高排桩水平承载力，而长短桩依据桩身弯矩分布减小部分支护桩的桩长，以充分利用支护桩承载力，将两者结合可形成倾斜长短桩。为研究倾斜长短桩作为基坑围护结构时的变形受力特性，通过常规室内砂土模型试验，分析倾斜长桩倾斜角度和长短桩配比的影响。试验结果显示： 1）对比等长长桩，倾斜长短桩能够在减小总桩长时，更有效地控制支护结构变形和桩身弯矩； 2）对于倾斜长短桩而言，在倾斜桩倾斜角度为0°～20°时，其支护效果随着倾斜角度增大而提高； 3）倾斜长短桩的桩身弯矩会随着倾斜角度增大而减小，且开挖面以下弯矩减小幅度更大； 4）倾斜长短桩中，长桩与短桩在开挖面以上弯矩相近，开挖面以下长桩弯矩显著大于短桩弯矩； 5）短桩占比越大，支护效果越弱，桩身弯矩越大。     

排桩支护结构验算及施工工艺改进

针对基坑工程施工周期长、工艺复杂的特点,结合工程实际需求,对支护结构施工中关键工艺的改进方案进行验算。在基坑开挖过程中,横向支撑布置与否对基坑开挖工序及工期影响较大。以东莞市石大公路寮步通道为工程背景,分别对其单排桩支护结构三个标准横断面、四种地质工况进行验算,以支护桩水平位移、支护桩内力及抗倾覆安全系数为计算参数,对比有无横向支撑的计算结果,发现基坑深度大于6m,无横向支撑往往是不可取的;基坑深度低于6m,无横向支撑仍有一定的安全储备。     

桩锚支护结构内力试验研究

通过邯郸康奈大厦深基坑桩锚式支护结构桩身内力的计算与现场实测,研究分析了深基坑开挖过程中桩身钢筋应力及弯矩的分布和变化规律。在桩身内力实测和理论计算对比分析的基础上,对理论计算提出合理建议,为桩锚支护结构设计提供依据。     

土岩组合地层盖挖法车站“吊脚桩”基坑设计优化研究

以青岛地铁3号线五四广场站为研究对象,对土岩组合地层地区的吊脚桩设计要点进行研究。通过数模模拟,对土岩组合地层中"吊脚桩"基坑的支护体系变形及内力、"吊脚桩"嵌岩深度与预留岩肩宽度的关系进行了分析,并对有竖向荷载的"吊脚桩"进行了研究。研究表明:1)随着开挖深度的增加及锚杆的施工,预应力锁脚锚杆对吊脚桩桩底水平位移的控制作用明显。2)随着嵌岩深度和肩岩宽度的增加,吊脚桩桩身最大水平位移呈减小趋势,嵌岩深度取2.0 m,岩肩宽度取1.5 m较为合理。3)由于桩脚嵌入中风化花岗岩,桩顶位移不受竖向荷载控制,仅随开挖深度增加而明显增加;桩身弯矩稍有增大,但变化值极小。     

成都某地铁车站排桩支护结构受力变形规律研究

为了研究排桩支护结构的受力变形规律,指导基坑的信息化施工,针对成都某地铁车站基坑的地质条件较差、开挖深度较大(23 m)、支护形式较复杂(排桩+4道钢管支撑)的特点,对基坑的施工过程进行了精心监测,并建立了三维有限元模型,应用ABAQUS软件对基坑的开挖过程进行数值模拟。通过计算结果与监测结果的对比分析发现:1)多支点排桩支护结构的桩身水平位移曲线通常呈"弓形"分布,第1道支撑对减小桩顶位移有非常重要的作用;2)支撑的设置对减小桩身弯矩有重要作用;3)支撑轴力会受到相邻支撑设置的影响;4)计算桩后土压力与朗肯主动土压力、静止土压力均有差异。     

北京某深基坑开挖过程的阳角效应分析

以北京市某深基坑支护工程为例，运用ABAQUS有限元软件，建立了桩锚支护体系分析模型，分析了不同施工工况下基坑开挖过程中的阳角效应，并与实际工程实测结果进行了对比分析。结果表明:①阳角凸出部位的桩体顶部最大变形量大于其他部位，该部位的锚杆力在整个开挖过程中也比较大；②阳角角度制约着基坑的开挖过程，同一深度处阳角角度越小，基坑开挖难度越大；③基坑阳角凸出长度对桩顶变形及桩体弯矩影响显著，但随着凸出长度的增大，影响效果渐弱；④桩体横向位移和弯矩均随基坑开挖深度的加大而逐渐增大；⑤地基最大隆起量受阳角凸出长度及基坑开挖深度影响较大，且凸出长度和开挖深度越长，影响效果越明显。     

非平衡荷载下地铁车站深基坑支撑结构力学特性研究

以杭州某地铁车站深基坑为工程背景,运用PLAXIS 3D对非平衡荷载作用下支撑受力特性进行三维数值模拟研究。结果表明:随着基坑开挖深度的增加,支撑最大轴力先增大后趋于稳定且有变小的趋势,支撑最大剪力和最大弯矩逐渐增大且增加幅度逐渐减小,支撑变形先减小后增加;基坑内土体竖向位移先增大后减小;应注意第三阶段土体稳定性及开挖后期工程安全性问题。     

基于PLAXIS的复合土钉支护变形及内力分析

为了研究复合土钉支护基坑变形规律以及结构内力变化,以长沙高新区公安分局办公楼深基坑工程为基础,运用PLAXIS有限元程序对基坑开挖支护过程进行数值模拟分析,并与实测数据相对比,结果表明:1PLAXIS有限元程序能有效模拟基坑开挖支护过程,可用于对实际工程的基坑变形和结构内力变化的预测;2坑壁位移的曲线分布大致呈"鼓肚子"状,基坑周围地表最大沉降发生在距坑壁一定距离处,而不是坑壁附近。基坑底的隆起量在坑壁处最小,在基坑中心处最大;3锚杆锚固段轴力随开挖深度的增大而增大,沿长度方向减小,土钉轴力分布呈现"中间大,两头小"的特征。     

深基坑在组合支护下的三维模拟及监测分析

深圳汉国深基坑工程,为确保安全,采用了桩撑(包括圆形内支撑)和桩锚的组合支护结构.通过三维数值模拟,同时结合在施工开挖过程中的监测数据,对桩锚撑组合支护结构的内力以及变形规律进行分析和总结.结果表明:灌注桩桩顶位移及内力计算值与模拟值差距较小,其发展趋势基本一致,三维有限元计算结果可信.三维有限元模型可以较好地考虑地下空间效应对支护结构内力及位移的影响.监测结果表明:组合支护结构能够确保深基坑工程的安全.     

地铁深基坑变形监测分析

以某地铁深基坑围护结构为背景，采用现场监测数据与Origin数据分析软件相结合的方法，对灌注桩桩体水平位移、地表沉降量的变化规律进行了研究。发现灌注桩桩体水平位移变形曲线由“悬臂型”向“抛物线型”发展，且桩体最大水平位移的位置随基坑开挖深度增大而下移；地表沉降变形曲线呈“凹槽型”分布，沉降最大值发生在临近基坑土方开挖完成阶段，且最大沉降点位于坑壁外12 m处，工况Ⅱ，工况Ⅲ，工况Ⅴ的开挖对地表沉降影响较大。