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。     

某深基坑施工中土体位移的监测分析

通过对西安某深基坑桩锚联合支护结构的桩后土体位移的监测,分析了基坑不同部位桩后土体沿垂直坑壁方向位移的变化规律。监测分析结果表明:基坑的开挖使地应力重新分布,引起桩后土体水平位移逐渐增大;整个基坑开挖过程中,土体沿垂直坑壁方向的位移呈现较明显的抛物线形阶梯状变化,位移速率波浪线形变化;基坑内降水会引起周围土体往基坑方向位移,不合理降水既使桩后土体位移增加,还会对周围建筑物造成影响。将监测信息反馈给施工单位,及时调整施工方案,做到信息化施工,确保基坑和周围建筑物的安全稳定。分析结果对于类似基坑工程具有参考作用。     

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.     

基于强度折减法的深基坑桩锚联合支护稳定性分析

运用FLAC软件为辅助平台,对深基坑整个开挖过程进行数值模拟。采用强度折减法分别计算出基坑在无支护、单独护坡桩和桩锚联合支护不同工序下基坑的安全系数。分析得出基坑施工过程中,护坡桩是控制土体位移、保证基坑临时稳定性的控制单元,预应力锚杆是控制基坑整体永久安全性的控制单元,进而对比得出强度折减法应用于分析基坑稳定性是可靠的,可为基坑设计、施工和验收提供参考。     

泥炭土深基坑支护设计和位移监测

结合昆明地区某泥炭土深基坑工程实例,先介绍基坑支护结构设计,在此基础上重点介绍基坑的现场监测成果,并依据监测数据分析了泥炭土深基坑施工的基坑变形规律,并评估其对周边环境的影响。研究表明:桩顶水平位移随开挖深度增加而增大,围护结构分别为单排桩+3道锚索与双排桩时,其出现的最大水平位移分别为0.15%h_1、0.33%h_2;围护桩水平位移随开挖深度增加而增大,施工第一阶段时其变形增长较大,随着后续锚索施工,桩身变形速率从0.28%h_1减少到0.13%h_1;坑外地表沉降变形曲线呈凹槽型分布,沉降值在距离基坑30 m处基本趋于零。     

软土地层基坑施工过程土锚索受力状态原位试验研究

针对软土地层深基坑施工扰动引发锚索支护系统预应力损失及其支护效果风险演化等不确定性问题,结合温州机场大型深基坑工程,进行基坑开挖全过程土锚索预应力分布特性及其演化的原位试验。通过实时数据,系统研究基坑开挖过程锚固力变化特性、施工方式和参数对锚固力的影响规律、锚索几何参数对自身受力和作用效果的影响。结果表明,近距离土体开挖卸载对锚索体系的实时锚固力产生较大幅度的突变性影响;随基坑开挖过程,各试样锚固力呈缓慢增大趋势;锚固力的损失与增大,取决于锚索结构的几何参数,当锚索长度大于等于3倍基坑深度时,锚固力损失趋于零并呈现逐渐增加趋势。该结果对软土基坑锚索支护设计具有借鉴意义。     

路堑边坡桩锚支护施工过程数值分析

对长沙市某桩锚支护路堑边坡的施工过程进行数值模拟,分析研究边坡开挖对周围土体变形、支护结构变形及受力的影响。结果表明:桩顶的位移先向边坡土体变形,再向坡前临空面变形;边坡开挖后坡顶的小土坡在其坡面中点高度处产生的y向位移最大;边坡开挖对坡顶的6层建筑物无太大影响;边坡土体开挖后在开挖面的中部和边缘处会出现较大的地表隆起;开挖面以上桩后各点的土压力随着开挖高度的增加出现先增大后减小的现象;第1～3排预应力锚索自由段的轴力是随开挖高度增加先减小后增大,而第4～6排预应力锚索自由段的轴力仅有增长的趋势,最终锚索的最大轴力均小于初始预应力值。     

预应力锚索桩板墙减震锚头弹簧刚度系数研究

以某高原铁路高烈度地震区路堑段为背景,采用有限元方法建立锚头设置弹簧组件的减震锚拉桩板墙分析模型,研究锚索体系刚度对桩板墙地震响应特征的影响规律,探讨锚头弹簧刚度的优化参数范围。结果表明:设置减震锚头的桩板墙锚索受力较普通锚拉式桩板墙结构有明显改善,地震作用下锚索拉力峰值、震荡幅值及残余拉力随锚索体系刚度降低近似呈线性减小规律,但锚索对桩身的约束作用减弱,桩顶动位移峰值及残余位移呈反“S”形增大。为了协调和统一地震作用下降低锚索拉力和桩顶位移的抗震需求,应根据桩顶水平位移的极限对锚头的弹簧刚度进行优化。     

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。     

似双排桩+锚索支护体系在两相邻基坑工程开挖中的应用

为解决两邻近基坑同时开挖围护结构支护问题,依托青岛地铁3号线双山站1号出入口基坑及与其邻近的凯德商业建筑基坑工程,针对两基坑同时开挖且两基坑间雨水暗渠无法迁改的情况,提出一种类似双排桩支护结构形式,并辅以对拉杆体、竖向锚索和斜向锚索等,形成似双排桩+锚索支护体系。采用极限平衡分析法对支护体系中单排桩稳定性、双排桩整体滑动和抗倾覆稳定性进行计算分析,并现场监测基坑变形。结果表明:基坑稳定性计算结果满足规范要求,现场监测桩顶最大水平位移为7.20mm,地表最大沉降为5.26 mm,说明在两邻近基坑同时开挖时的似双排桩+锚索支护体系可行。     

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。     

北京地铁新宫站复合支护结构参数优化分析

以北京地铁19号线新宫站基坑工程复合支护结构为例,运用MIDAS/GTS软件实现对基坑施工过程的模拟,分析支护参数对支护结构受力和变形的影响。结果表明:①随桩径增大,桩体水平位移逐渐减小,各层锚索轴力最大值逐渐减小。②随桩间距增大,桩体水平位移逐渐增大,各层锚索轴力最大值逐渐增大。③随锚索倾角增大,桩体水平位移逐渐增大,各层锚索轴力变化呈现出先增大后减小趋势;在倾角为15°时,锚索受力最大。④锚索锚固段长度越大,桩体水平位移越小,各层锚索轴力最大值均增大。     

紧邻高层结构深基坑支护方案优化分析——以济南地铁R3线龙洞庄车站基坑为例

以济南地铁R3线龙洞庄车站基坑工程为研究背景,利用FLAC3D对紧邻高层建筑结构下基坑多种支护方案进行仿真模拟,分析各方案下基坑稳定性及支护桩变形规律,综合考虑支护方案的安全性、经济性、工期及可行性等因素建立多属性决策模型,并甄选出最优支护方案。结果表明:针对基坑安全性来说,原支护方案下,超载侧支护桩向基坑内部整体位移过大,超出了安全允许值;采用双排桩的改进方案,超载侧支护桩水平位移值有所降低,但受制于场地条件,施工难度增加;采用桩锚支护的改进方案,两侧支护桩水平位移均在安全允许范围之内,超载侧支护桩变形可控;采用桩撑支护的改进方案,偏压荷载侧支护桩水平位移值较小,但工程造价较高;利用多属性决策模型将各方案目标值的优基数进行加权求和计算,判定桩锚支护形式为最优方案。     

深基坑扩大头锚杆支护体系数值模拟

为了研究广州某深基坑工程扩大头锚杆支护体系的工作性状,运用MIDAS/GTS软件对该支护体系进行了有限元数值模拟,并与相同情况下的普通锚杆支护体系的有限元模拟结果以及实际监测结果进行了对比分析。结果表明:与普通锚杆相比,扩大头锚杆的锚固效果较好,基坑支护桩桩顶的水平位移较小,支护桩附近的坑底土体隆起较小,坑外地表土体沉降较小。扩大头锚杆由于端部扩大而使锚固力增大,使得轴力在锚固段处最大值比较大,且在扩大头锚固段处能迅速减小。     

土钉墙与桩锚组合支护结构在深基坑工程中的应用

基于FLAC3D软件,对北京某深基坑土钉墙与桩锚组合支护结构进行数值模拟分析,并与实测值进行对比。研究结果表明:上部土钉墙支护结构,最后一排土钉最大拉力位置在中后部,不同于单一的土钉墙支护最后一排土钉的受力情况,在设计时应适当加长最后一排土钉的长度;锚索对桩顶位移的限制作用比较明显,锚索的受力值小于设计值,在设计时可以考虑适当减小锚索的长度。     

多层桩锚支护深基坑开挖全过程数值模拟

为更直观地得到桩锚支护基坑在开挖过程中的变形和受力特征，并反馈于实际设计与施工，以珠海市某桩锚支护深基坑工程为例，基于有限差分软件FLAC3D建立精细化数值模型，计算分析各工况下基坑的变形和受力特性。分析结果表明：随着基坑开挖的进行，坑顶地表沉降量逐渐增大，最大地表沉降出现在距桩顶28 m的位置；坑顶地表沉降增速慢，表明预应力锚索的加入对于限制基坑变形具有较好的效果；锚索所需提供的抗拔力随开挖而逐渐增大，且第一级锚索所需提供的抗拔力最大，其次是第三级锚索；使用所建数值模型分析该基坑开挖过程是合理的，计算结果可为实际施工和设计提供参考。     

深基坑开挖后桩锚支护结构相互作用分析

在基坑开挖过程中,除了要保证基坑自身的稳定性,还要保证相邻建筑物和地下管线等设施的安全,因此,研究深基坑开挖后的变形及土体与支护结构稳定性至关重要。对此,以杭州市某深基坑工程为依托,采用现场监测和数值模拟的方法进行分析,得到基坑开挖后地表沉降、围护结构位移及锚索轴力变化和分布规律,并通过数值模拟对比,得到基坑开挖会对距坑边缘2到3倍开挖深度范围内的地表沉降产生影响,对1倍开挖深度范围内地表沉降影响较大。