长大深基坑围护桩施工力学特性分析

围护桩支护形式在基坑工程中得到了日益广泛的应用,其变形大小和内力分布直接关系到基坑施工过程的稳定.以武广客运专线上的金沙洲隧道明挖段基坑为工程背景,采用空间数值有限元方法,对长大深基坑施工过程围护桩的变形、受力情况及其空间分布特征进行了具体分析,结果表明:围护桩的变形与内力最大值均随土体开挖逐步增大,在空间上以波状形式由放坡坡底向坡顶推进,且与放坡面基本平行;而在开挖深度方向上,内力与变形大小受横向支护刚度与地层软硬差异影响较大,横向刚度越大,支护越及时,变形越小,基底附近土体软硬程度差异越大,内力突变越明显.可见横撑的及时施加和基底部位土体软硬差异是基坑围护桩稳定的关键因素,设计与施工过程中应着重考虑.     

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。     

软土地区交通重载下条形深基坑支护设计

借助上海市隆昌路下立交条形深基坑工程,从围护选型、支护设计、验算与实测总结交通重载下的支护设计重点和难点,主要得到以下结论：从安全性和经济性考虑,10m以内基坑采用型钢水泥土搅拌墙较合理。采用同济启明星软件进行设计验算,各项控制指标均满足规范要求,但实际围护变形量明显偏大。通过对现场施工工况、变形数据的整理和分析,此次变形过大的主要原因为支撑不及时、降水效果不佳、周边交通重载持续作用、围护刚度偏弱。在加强现场施工管理等措施的前提下,仍需要针对此类基坑的支护进行加强设计,例如部分深基坑考虑型钢密插以提高围护刚度;地基加固抽条间距加密,加固深度加深;建议钢支撑间距加密至3~3.5m。     

锚索预加力对基坑变形及结构内力的影响研究

以北京市通州区的某一深基坑为依托，运用启明星计算软件。对不同锚索预加力下深基坑桩锚支护体系的基坑变形和结构内力进行分析，确定锚索预加力施加值的合理区间。分析表明:随着锚索预加力增大，基坑水平变形大幅度减小，幅度基本稳定，支护结构内力减小，减小幅度呈递减趋势；与锚索预加力增大至0.5N_k相比较，锚索预加力增大至0.8N_k时对基坑变形、支护结构内力影响作用有下降趋势，建议锚索预加力为0.5~0.8倍的轴力标准值。     

考虑土拱效应的疏排桩-土钉墙组合支护基坑桩身内力和变形分析

采用中型岩土离心机进行了8组疏排桩-土钉墙组合支护基坑的离心机模型试验，基于试验结果，研究了土拱效应的存在条件，探讨了采用规范方法计算疏排桩-土钉墙组合支护基坑桩身内力与变形的适宜性，并提出了考虑土拱效应的桩身内力与变形的计算方法。研究结果表明:有土拱效应存在时，采用规范法计算得到的桩身内力及变形，与离心机模型试验临界破坏时的试验结果比较接近；桩间不能形成土拱效应时，规范法计算结果与离心机模型试验结果偏大；与规范方法相比，采用研究的计算方法计算疏排桩支护基坑桩身内力与变形更为合理。     

基于PLAXIS深基坑支护设计仿真数值分析

采用PLAXIS大型有限元计算程序,对成都某高楼深基坑分步开挖过程中支护结构的变形、受力及周边地表的沉降进行了有限元分析,得出了分步开挖各个阶段围护桩的变形、预应力锚索的锚固力及周边地表沉降的变化规律。结果表明:有限元计算结果与监测数据较为吻合;有限元分析能较好地预测基坑开挖过程中支护结构的变形规律和周边地表沉降的分布规律。     

上海软土条形市政深基坑变形性状的实测研究

对一个挖深17.5 m的多道支撑上海软土条形市政深基坑的变形进行实测分析,研究发现其围护墙侧向位移沿深度方向呈典型弓形分布,并存在一定踢脚变形,对在影响范围内“坑中坑”,深坑对浅坑围护墙侧向位移影响明显,在设计上增加匝道外侧围护插入比以及在匝道外侧围护与深坑第一道围檩之间设置混凝土传力带,可有效减小匝道外侧开挖变形;同时抗隆起安全系数与最大侧移关系之值处于经典的统计范围之内,围护墙最大侧移与挖深之比值基本介于0.30%～0.77%,处于二、三级变形控制线之间;墙后地表沉降分布曲线与上海基坑标准预测曲线更为契合,其与墙体侧移比值基本介于0.4～2.0,其均值为0.80,无匝道区域平均值相对偏大;立柱桩回弹具有明显的空间反应特征,基坑中间位置的回弹量约为均值的1.3~1.45倍和基坑边侧立柱桩回弹量的2倍,空间反应特征较为明显。     

泥质粉砂岩地层基坑桩锚支护数值模拟分析

针对特定的泥质粉砂岩地层,以某地下二层双岛四线换乘地铁车站为依托,运用midas GTS软件对支护体系进行模拟分析,并将模拟结果与实测结果进行对比。结果表明:基坑开挖后,表层土体以拉应力为主,深层岩土体以压应力为主,在坑脚位置出现应力集中现象,其应力是周围岩土体应力的3倍;围护桩+预应力锚索复合式支护体系中,变形最大的位置是围护结构顶部,与实测结果吻合度较高,第二层锚索比第一层锚索锚固效果好,实测锚索受力与模拟锚索受力一致。模拟结果显示,围护桩自身内力较小,因此,在复合式支护体系中,围护桩骨架作用较为明显,受力机理主要通过锚索拉力提供力矩保持边坡稳定。     

客运专线深大排桩围护基坑安全影响因素及对策分析

为系统分析深大排桩围护基坑的安全影响因素,结合成绵乐客运专线双流机场段基坑工程,利用结构变形现场监测数据进行了设计参数与施工工序的安全影响分析,并提出了增强基坑工程安全性的技术对策。研究结果表明:排桩围护结构主要呈现桩顶与桩底变形小、中间变形大的“大肚状”形态,其中,围护结构刚度与旁载主要影响围护桩的变形量,支撑类型与放坡平台对变形形态和变形量都有影响,而施工工序主要影响围护结构的变形速率,施工质量则是直接与工程安全相关;根据“长条形基坑分段、大基坑分块”的设计施工原则,加强施工安全监管与信息化技术,可大大降低深大基坑的技术风险。     

复杂填海地层中地铁基坑开挖变形实测分析

为探究复杂填海地层中深基坑的变形规律,对深圳地铁13号线深登明挖区间开挖过程中围护桩水平位移和地表沉降的现场监测数据进行了分析。结果表明：开挖过程中围护桩最大水平位移均小于开挖深度的0.13%,最大水平位移出现在开挖面3 m以下与4 m以上之间,围护桩水平位移沿桩身呈现两头小中间大的“鼓胀”形分布;地表沉降的增长与围护桩水平位移的增加同步发生,地表沉降形态为“凹槽”形,最大地表沉降发生在距坑边0.45倍基坑深度的位置。本研究为了解深圳地区复杂填海地层的基坑变形规律提供了参考依据。     

填土注浆加固对深基坑支挡结构与相邻隧道的作用效果案例分析

为有效防范填土深基坑变形过大对邻近地铁隧道造成的安全风险，变形控制是基坑支护设计应考虑的首要问题。以重庆吾悦广场邻近地铁隧道一侧的填土深基坑边坡为研究背景，提出注浆加固联合多桩分阶支挡的方案，该方案结构受力合理，变形控制能力强。根据现场注浆试验区的检测数据可知，加固后的土体抗剪强度和变形模量大幅提高。通过在有限元模型中调整土体参数，计算不注浆加固和注浆加固2种工况下多阶支护桩及隧道的位移和内力值，计算结果表明： 填土注浆加固能提高支护桩前后填土体的力学性质，增大土体的抗剪强度参数及土体水平抗力系数的比例系数，有效降低支护桩内力值、减少桩身长度及截面尺寸。结合建筑物退台方案设置多阶平台，增大了坡脚与坡顶之间的水平距离，降低了每阶边坡的土压力值。注浆与分阶2种措施对控制支护桩及隧道变形起到积极作用，能有效防范基坑边坡变形过大对地铁隧道及周围环境造成的安全风险。     

深基坑吊脚桩的理论计算及数值模拟研究

深圳观澜河调蓄池深基坑工程,运用三维拉格朗日方法对观澜河调蓄池深基坑施工过程中的吊脚桩支护性能进行数值模拟。针对二元结构深基坑吊脚桩的支护设计,提出了相应的计算方法和具体的设计步骤。通过典型剖面的基坑工程设计,探讨了深基坑开挖过程中岩土体应力场、位移场、塑性区以及吊脚桩内力的分布变化规律。数值分析结果与实际监测结果的对比分析,验证了二者的曲线变化规律较为接近,都满足变形要求。     

深基坑桩锚支护体系桩身内力及变形监测分析

依据西安市高新区某桩锚支护式深基坑支护桩内力和侧向位移的监测数据,对支护桩桩身内力与变形的变化规律进行了对比分析,得到了桩身弯矩和位移沿深度方向的分布。分析结果表明:随着基坑开挖深度的增加,支护桩的桩身弯矩值以及桩身向基坑内侧方向的位移不断增加,桩身弯矩最大值出现在基坑开挖底面以下,反弯点沿桩身向下移动。锚索锁定后对桩身内力与位移的作用显著,减小了桩身弯矩,限制了桩身位移的增加;空间效应在基坑开挖过程中,对桩身内力与位移产生影响,基坑中间支护位置桩身的最大弯矩值与位移值明显大于其他支护位置,分析结果可对基坑的进一步施工提供参考。     

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。     

桩-锚支护在某临水泵站深基坑工程中的应用与分析

通过结合实际,介绍了桩-锚支护在临水深基坑工程中的设计应用.通过结合现场实测数据、三维有限元计算与现行规范中的m值法,分析了基坑开挖过程中锚索轴力、地表沉降与桩身位移的变化.结果表明,在本工程中,m值法无法真实反映锚索张拉导致拉锚系统内力重分布的过程.m值法计算得到的桩身最大位移值与实测数据较为接近,而有限元法计算得到的地表沉降发展规律和桩身变形曲线形状与实测数据较为吻合.因此,实际基坑工程设计中,在采用现行规范中m值法进行设计的同时,宜辅以有限元计算分析,以便对基坑围护变形有较为准确的判断.     

明挖隧道深基坑施工对近邻高速公路桥梁桩基的影响研究

以明挖隧道深基坑施工与近邻高速公路桥梁桩基的深（圳）中（山）通道工程为研究对象，采用有限元方法建立三维有限元模型，分析隧道基坑施工对近邻桥梁桩基的影响。结果表明:现有基坑围护结构设计方案和施工工况，其筑岛施工和暗埋段施工过程对既有沿江高速桥梁桩基的影响较小；水平附加位移（朝基坑侧位移）和竖向附加位移（沉降）均在规范允许范围内；主线隧道基坑开挖施工将在既有桥梁桩基中产生附加内力，应提前对既有桥梁采取保护措施。     

红黏土的膨胀性对基坑支护结构加固的影响

为了研究红黏土对基坑的不利影响，以广西宜州市城中路地下通道商业街项目基坑支护工程为依托，运用PLAXIS有限元程序，选取合理的岩土体本构模型对基坑开挖支护过程进行数值模拟，对比分析了三种不同的结构加固方案加固前后的竖向应力、水平位移、剪力、弯矩等计算。结果表明:在不考虑红黏土膨胀的情况下，原设计已能满足变形、护壁桩承载力限值要求，但若考虑红黏土膨胀，按照原设计方案进行计算，发现桩身最大水平位移29.36 mm，桩顶位移24.87 mm，已超过21 mm的限值；在3种结构加固的方案中，方案2、方案3都无法有     

成都膨胀土(岩)地区地铁深基坑围护桩体系设计探讨

成都地铁2号线穿越成都市东部膨胀土（岩）地区,是国内首次大范围在膨胀土（岩）条件下修建地铁工程。当地铁深基坑采用内支撑＋围护桩体系设计时,必须考虑水平膨胀力的荷载性质和大小对深基坑的影响。运用理正深基坑计算软件计算常规下围护桩的内力设计值,再用MIDAS/GEN有限元软件对深基坑膨胀土(岩)的水平膨胀力进行分析,并提出合理的设计方法,工程实践证明,设计方法合理,工程安全可靠。可为此类设计提供参考。     

临近铁路坑中坑偏载基坑开挖支护结构受力与变形规律研究

为了研究坑中坑偏载基坑开挖支护结构性状,以某临近铁路的坑中坑基坑工程为依托,基于实测数据分析基坑的变形规律,并运用有限元软件对不同的设计方法进行计算分析。实测表明,坑中坑偏载基坑的超载侧墙体变形呈悬臂形,而欠载侧墙体上部为朝向坑外的逆向位移,下部朝向坑内位移。有限元分析表明： 忽略边坡开挖过程将边坡等效为分布荷载进行计算,将高估超载侧墙体内力,低估欠载侧墙体内力和第1道支撑轴力;按超载侧荷载进行对称计算将高估欠载侧围护结构内力;建议坑中坑偏载基坑支护结构设计考虑基坑整体性状和外坑开挖对内坑围护结构内力的影响,对两侧围护结构区别设计。