红砂岩地层大型车站深基坑桩锚支护结构变形分析

结合江西省赣州市赣州西站预留地铁车站深基坑工程,对红砂岩地层深基坑桩锚支护的桩顶水平位移、深层水平位移、锚索轴力和地表沉降进行现场监测分析。结果表明:桩顶水平位移、深层水平位移、锚索轴力和地表沉降时空效应显著,基坑中部变形大于坑角,长边大于短边,且从中部向坑角逐渐减小;桩体水平位移曲线呈两头小、中间大的“弓”形,最大位移出现在桩体埋深1/2 ~ 2/3 处,与锚索最大轴力所在位置的深度一致;锚索轴力随基坑深度变化呈类抛物线形分布,轴力损失和增长主要发生在基坑开挖阶段;坑外的地表沉降主要呈凹槽形分布,最大沉降发生在距坑边8． 5 m 左右处;基坑周围地表最大沉降值与深层最大水平位移之间存在着较为明显的线性关系。     

列车振动荷载作用下隧道围护结构性能实测分析

为有效缓解既有线路列车经过软土明挖隧道产生振动荷载对围护结构性能的影响,确保隧道工程安全可靠,采用现场实测和数据分析方法,研究不同列车、不同距离、不同深度情况下既有线列车振动荷载对地层振动的影响,从而确定列车振动影响范围、围护桩振动速度、锚索轴力以及桩身位移．实例分析表明,列车经过时,围护桩的水平振动速度较大,竖向振动速度相对较小,下行车引起的振动速度大于上行车;东西对应测点的锚索轴力变化规律基本一致,西侧锚索轴力大于东侧锚索轴力;桩身水平位移随着深度的增加先增加后减小．通过对列车振动荷载作用下的锚索轴力及桩身位移进行实测分析,可为锚索性能变化规律提供基础数据,从而为隧道工程设计和施工提供有价值的参考．     

列车振动荷载作用下隧道围护结构性能实测分析

为有效缓解既有线路列车经过软土明挖隧道产生振动荷载对围护结构性能的影响,确保隧道工程安全可靠,采用现场实测和数据分析方法,研究不同列车、不同距离、不同深度情况下既有线列车振动荷载对地层振动的影响,从而确定列车振动影响范围、围护桩振动速度、锚索轴力以及桩身位移.实例分析表明,列车经过时,围护桩的水平振动速度较大,竖向振动速度相对较小,下行车引起的振动速度大于上行车;东西对应测点的锚索轴力变化规律基本一致,西侧锚索轴力大于东侧锚索轴力;桩身水平位移随着深度的增加先增加后减小.通过对列车振动荷载作用下的锚索轴力及桩身位移进行实测分析,可为锚索性能变化规律提供基础数据,从而为隧道工程设计和施工提供有价值的参考.     

基于流固耦合的邻近高边坡深基坑变形性状分析

为研究软弱富水条件下邻近高边坡深基坑开挖对地层的影响,对邻近高边坡深基坑进行开挖、降水和支护过程进行耦合模拟与实测数据对比分析。以有效应力原理和比奥固结理论为基础,考虑地下水对基坑开挖的影响,建立流固耦合作用下三维数值模拟分析模型;依次分析降水和开挖对围护桩变形和临近高边坡位移的分布规律,结合现场实测数据对模型进行验证。研究结果表明：深基坑开挖和降水施工过程中,随着开挖深度的增加,围护桩水平位移也相应增加,最大水平位移发生在桩顶处;因围护桩有5 m的嵌固深度和与之配套的锚索支护结构,降水、开挖、支护三个施工依次进行,随着开挖深度与锚固深度的增加,锚固作用效果逐渐增强,导致降水施工时的围护桩水平位移随深度增加而减小,单次降水施工步引起的围护桩水平位移仅为邻近开挖施工步引起围护桩水平位移的50%;开挖和降水施工同样也对邻近高边坡竖向位移产生影响,邻近高边坡最大竖向位移点为第一监测点,即围护桩边界处,单次降水施工步引起的邻近高边坡竖向位移与邻近开挖施工步引起的邻近高边坡竖向位移相近,表明在开挖前对基坑进行降水可以提高邻近高边坡的稳定性。     

轴力变化对箱形钢柱抗震性能的影响

为探讨轴力变化对箱形钢柱抗震性能的影响机理,采用有限元法,对5种柱顶偏心变轴力加载模式下箱形钢柱的抗震性能进行了数值分析,探讨了轴力变化对箱形钢柱的荷载-位移滞回曲线、骨架曲线、位移延性系数以及耗能能力的影响规律.研究结果表明:柱顶变轴力加载频率对箱形钢柱抗震性能的影响较大,轴力变化频率越大,构件的抗震性能越差;柱顶轴力的变化幅值越大,箱形钢柱的承载力退化越严重;箱形钢柱的壁板宽厚比越小,轴力变化对构件抗震性能的影响越大.因此制定大跨度空间结构中箱形钢柱的抗震措施时,应充分考虑轴力变化对箱形钢柱抗震性能的影响.      

暗挖隧道与基坑交界处的管棚拆除技术研究

由于城市环境复杂,暗挖隧道施工风险极大,暗挖转明挖时有发生。为了保障暗挖转明挖施工过程中隧道段安全,通过数值分析,研究了对管棚已施作的情况下,明挖施工时先拆除管棚后放坡开挖、施工围护桩后先拆除管棚后开挖、施工围护桩后拆除管棚和开挖同时实施3种方案。结果表明,明挖施工导致管棚受力增加40%,先行洞的管棚受力不利于后行洞的管棚受力,先行洞的管棚轴力最大增加了50%;在围护桩完成后管棚拆除和开挖同时施工中的管棚弯矩变化比先拆管棚后开挖施工中的管棚弯矩变化大约10倍;基坑围护桩的施作能够减小管棚拆除产生的弹性变形,管棚拆除改变了其位移曲线形状,管棚拆除前后的最大变形从0.7 cm减小到0.1 cm;隧道暗挖管棚段转明挖后建议设置基坑围护桩和先拆管棚后开挖施工的方案。研究结果可为类似项目提供理论依据和施工经验。     

地铁车站基坑钻孔咬合桩施工与设计

文中将钻孔咬合桩简化为具有一定厚度的地下连续墙,按照刚度相等的方法分析其内力、位移变化,通过某地铁车站基坑钻孔咬合桩设计与稳定性验算分析。给出计算过程与整体稳定、坑底抗隆起、墙体抗隆起、抗倾覆等安全系数,并分析钻孔咬合桩的咬合量影响。     

砂卵石地层半盖挖地铁车站深基坑变形特性

采用半盖挖法施工的地铁车站深基坑工程往往具有施工规模大、支护结构复杂、开挖深度大、施工场地狭小等特点,而砂卵石地层稳定性差,受荷载易变形,导致基坑安全事故时有发生。以成都地铁某半盖挖车站为例,采用有限元分析软件PLAXIS 3D,对基坑开挖过程中地表沉降及隆起、围护结构侧移、立柱变形情况进行数值模拟分析。受到基坑不对称开挖影响,基坑两侧结构及地表沉降变形略有差异：明挖侧顶部出现了朝坑外的位移,盖挖侧围护桩深层水平位移比明挖侧大;明挖侧累计地表沉降值比盖挖侧小;立柱在开挖过程中的竖向位移会受到上部荷载、坑内土体沉降及坑底隆起的共同作用,立柱上部结构会出现朝向明挖侧的弓形水平变形。     

地铁钻孔桩侵限控制及处理措施

以地铁车站基坑围护桩施工为背景,对钻成孔围护桩侵限原因进行了分析,并给出了预防及处理措施,对类似工程施工具有参考意义.     

地铁车站基坑支护变形特性研究

以某地铁车站基坑为研究对象，通过室内模型试验，分析了地铁车站施工过程中支护结构水平位移规律，并对比三种不同排数工况下支护结构变形，获得了排桩排数对支护结构变形的影响。研究表明，沿着基坑深度方向，桩身位移总体呈增大趋势。具体的，基坑左边缘排桩在小荷载下呈现先减小后增大趋势，在大荷载下呈现先增大后减小趋势；基坑中间部位排桩都呈现先缓慢增大后加速增大的趋势；基坑右边缘排桩在小荷载下加速增大，在大荷载下平缓增大。在距基坑顶部1/6位置，沿着基坑从左到右的方向，桩身位移呈先增大后平稳的趋势；在距基坑顶部1/2位置，沿着基坑从左到右的方向，桩身位移首先增大，随后减小，最终趋于平缓。在距基坑底部1/6位置，沿着基坑从左到右的方向，桩身位移呈先增大后减小的趋势。桩身位移峰值随着地面荷载增大呈曲线型。排桩排数越少，桩身位移峰值变化幅度越大。     

竖向荷载下挤扩支盘桩数值模拟计算与分析

结合挤扩支盘桩和土体的实际参数,基于Marc有限元软件,采用六面体单元模拟挤扩支盘桩和桩周土体,建立了桩-土相互作用的三维空间模型,分析了竖向荷载作用下挤扩支盘桩和桩周土体的位移变化规律、桩身轴力传递规律及支盘端承力的变化规律,并与同直径等截面桩的极限承载力进行了对比.研究结果表明:在竖向荷载的作用下,桩顶的位移最大,离桩越远,土体的水平位移越小;桩身轴力在支盘处的变化较大,支盘承受了大部分荷载;各支盘端承力不能平均分配,应充分考虑各个支盘的位置和支盘端土体的力学特性,设计合理的支盘间距,才能最大限度地提高支盘桩的承载能力;挤扩支盘桩的极限承载力约为同直径等截面桩的2倍.     

一阶变截面桩与等截面桩对比试验研究

为研究一阶变截面桩在竖向荷载下的变形和承载特性,选取一组一阶变截面桩与等截面桩进行对比静载试验。试验分析对比了桩身轴力分布曲线、桩端应力及变截面处应力变化曲线、桩侧摩阻力沿桩身分布曲线和桩顶P-S曲线。结果表明:一阶变截面桩单位体积材料发挥效率更高,较等截面桩发挥效率提高约8%;变截面桩荷载传递仍然以侧摩阻力为主,当变截面处土层较弱时,随着荷载的增大变径处土层发生软化,变径处阻力趋于稳定,发挥作用有限。     

不同开挖顺序对基坑围护结构变形影响分析

基坑开挖顺序对围护结构的变形影响较为明显。结合杭州某地铁车站基坑工程项目，基于考虑土体小应变特性的硬化模型，采用三维有限元软件（PLAXIS 3D）进行了数值模拟，详细分析了施工过程中不同基坑开挖工况对围护结构变形、支撑轴力、地表沉降等变化的影响。结果表明：同一基坑的围护结构左右两侧变形差异显著，分析时不能简单将土层视为水平均布土层，需对变形较大的一侧土体减少基坑堆载，尽可能将荷载分布在围护结构变形较小一侧；地连墙水平位移、地表沉降均随基坑开挖及车站的建造逐渐增大；地连墙变形受基坑开挖顺序的影响较为显著，从中间往两侧开挖对地连墙的变形影响最小，仅为18.35 mm，相较于原工况减少约25%，对工程产生最有利的影响。     

土体冻结过程中的地铁基坑稳定性分析

结合哈尔滨某地铁车站基坑的现场监测数据,对季节性冻土地区土体冻结过程对地铁基坑变形稳定性的影响进行了研究。结果表明:气温下降至零度以下时,土孔隙中的水逐渐结冰,冰饱和度发生变化,随着冰饱和度的增大,土的体积也逐渐增大,土的承载能力和稳定性也有所提高,当冰饱和度达到最大值时,土的冻胀过程结束;基坑土体的冻胀现象在最低气温开始下降至零度以下的一段时间内最为强烈,基坑侧壁水平位移和混凝土支撑轴力显著增大,而随着气温的进一步下降,土中未结冰水已经较少,冻胀现象不再明显,基坑侧壁水平位移和混凝土支撑轴力也趋于稳定。研究成果在土体冻结过程对基坑稳定性的影响方面对指导基坑施工有重要意义。     

西安地区洞桩法地铁车站基础结构选型

结合西安地层特点,依托5座在建洞桩法地铁车站实体工程,分析了不同基础型式的结构承载特性和最不利工况,选取地基承载力、水平抗剪切、抗倾覆、基底抗隆起、结构允许水平位移作为评价基础结构强度及刚度安全性的基本准则,构建了洞桩法基础结构的力学模型,推导了不同破坏模式下结构的安全系数计算公式,提出了适用于西安地区洞桩法基础结构选型理论体系中各项安全系数取值建议,给出了不同地层及埋深条件下单排长桩基础和柱下条形基础的适用范围。研究结果表明：西安地区洞桩法基础结构按地基承载力、水平抗剪切、抗倾覆、基底抗隆起及结构允许水平位移等基本准则计算时,安全系数应分别不小于1.2、1.3、1.3、1.6、1.4;洞桩法的中柱基础结构选型主要受地基竖向承载力准则的影响,采用相同柱跨型式时,柱下条形基础在砂土地层中的适用性优于其在粉质黏土-砂互层和粉质黏土地层中的适用性,而单排长桩基础可通过增加桩长等方式提高结构承载力,理论上在各类地层条件下的适用性均优于柱下条形基础;边桩基础结构需要采用复合准则综合分析其适用性,柱下条形基础结构的适用性受地层条件影响较大,在粉质黏土和粉质黏土-砂互层条件下结构抗倾覆安全性难以满足...     

桩-土-断层耦合作用下桥梁桩基竖向承载特性

基于海南铺前大桥, 采用室内模型试验与数值仿真, 分析了断层-桩-岩土相互作用时桥梁桩基的距离效应与承载特性。研究结果表明: 在模型试验中, 对于直径为6.3 cm, 长度为60 cm的桩基, 当断层与桩基水平距离由9.45 cm增加到22.05 cm时, 承载力增幅为26.7%, 当水平距离由22.05 cm增加到31.50 cm时, 承载力增幅仅为3.8%, 断层与桩基水平距离对桩基承载力影响度降至6.5%, 可以忽略; 当桩长一定, 荷载相同时, 断层与桩基水平距离越小, 桩身轴力变化越小; 当断层与桩基水平距离由9.45 cm增加到22.05 cm时, 桩身30 cm处桩侧阻力增大了0.059 kN, 水平距离对桩侧阻力影响度降低了44.5%, 当水平距离由22.05 cm增加到31.50 cm时, 桩侧阻力增大了0.029 kN, 水平距离对桩侧阻力影响度降低了8.3%。在数值仿真中, 在桩基直径为1.5 m, 长度为30 m, 覆盖层厚度为10 m的工况下, 当断层与桩基水平距离由1.5 m增加到6.0 m时, 承载力增幅由11.0%减小到6.5%, 当水平距离由6.0 m增加到7.5 m时, 承载力增幅减小到4.9%;当断层与桩基水平距离由7.5 m减小到1.5 m时, 桩身轴力沿桩长方向减小趋势逐渐变缓, 当桩长一定, 荷载相同时, 断层与桩基水平距离越小, 桩身轴力变化越小; 当断层与桩基水平距离由1.5 m增加到6.0 m时, 桩身16 m处桩侧阻力增大了1.90 MN, 水平距离对桩侧阻力影响度降低了28.0%, 当水平距离由6.0 m增加到7.5 m时, 桩侧阻力增大了0.33 MN, 水平距离对桩侧阻力影响度降低了5.0%。模型试验与数值仿真结果均表明, 在5倍桩径范围内, 桩基竖向承载特性受断层与桩基水平距离的影响较大; 超出5倍桩径后, 水平距离的影响较小, 甚至可以忽略; 断层与桩基水平距离对承载力、桩侧阻力的影响度与桩侧阻力占比的仿真值均减小较快, 在水平距离为5倍桩径时, 较模型试验值分别降低了2.2%、6.0%、0.174, 结果较理想化, 可用作工程参考。      

冻融循环对桩锚基坑桩间土影响的监测与分析

通过对某工程冻融循环阶段的现场监测,得到了基坑侧壁桩间的土温、气温、水平土应力以及基坑的变化情况,并将其绘制成曲线。结合气温—土温、水平土应力—土温曲线及现场的位移变化,分析了桩间土水平应力的变化规律。通过分析发现：基坑迎光面与背光面的桩间土应力是不同的,基坑北侧(迎光面)桩间土应力变化过程为2个阶段(稳定阶段和衰减阶段);基坑南侧桩间土应力变化过程为3个阶段(稳定阶段、剧变阶段和衰减阶段)。在此基础上,分析了桩间土各阶段应力变化的原因,对完善季节性冻土地区基坑支护的设计和施工有一定的实际意义。     

深基坑围护墙体最大水平位移所在位置研究

利用南京地铁夫子庙站深基坑的实测数据,结合平面有限元软件plaxis对比分析研究,发现基坑围护结构的自身刚度以及地下各土层土质情况是决定墙体水平位移最大值所在位置的两个主要因素.研究表明,在一定范围内,围护墙体最大水平位移所在位置随着其自身刚度的增大而逐渐下移;距离基底较远的土层强度变化对围护墙体最大水平位移位置基本没有影响,对于距离基底较近的土层,则有以下规律：位于基底以上的土层,围护墙体最大水平位移所在位置随着该土层强度的增大而下移,位于基底以下的土层则正好相反,并且位于基底以下的土层的这种影响能力要大于基底以上的土层,此外距离基底越远的土层对于围护墙最大水平位移所在位置的影响力越强,影响范围越大.     

多拱双层式暗挖地铁车站施工技术与综合比选分析

在对多拱双层式车站的洞桩法和桩桩法施工技术分析的基础上,以K城市2号线为例,建立了暗挖地铁车站隧道模型,并对模型结果进行了分析,最后对多拱双层式暗挖地铁车站施工技术的综合比选分析。分析结果表明:对于多拱双层式暗挖地铁车站,推荐优先采用洞桩法施工。     

预制装配式地铁车站单环结构传力与变形机理

为了研究新型装配式车站结构的力学与变形性能,以长春某国内首例预制装配式地铁车站为背景,基于有限元软件ABAQUS对装配式地铁车站单环结构拼装成环后传力与变形机理进行研究. 首先,建立了不同结构形式与钢丝杠支撑组合的4种工况数值模型;其次,对结构在自重作用下的力学、变形和接头接触性能进行了对比分析;最后,揭示了该类型预制装配式地铁车站单环结构的传力与变形机理. 研究结果表明:钢丝杠的支撑作用不容忽视,在拱脚外侧增设水平钢丝杠后,结构最大Mises应力降低约40%,最大主应力降低约80%,最大水平位移降低约90%,拱顶挠度降低约80%,结构内部降剪、降弯效果明显;接头接触状态发生明显变化,除拱顶D-E接头外其余接头接触面挤压面积比例显著增大,拼装结构基本达到了传力稳定可靠、变形安全可控的设计要求,整体自稳能力显著提升. 钢丝杠与拼装结构协同工作优化了单环结构的传力路径,有效限制了结构的水平与竖直变形,该类型装配式结构的力学与变形性能优于未设置钢丝杠的现浇结构的对应指标.