可回收钢结构基坑护坡桩设计及应用研究

护坡桩是基坑工程中常见的支护方式,基坑肥槽回填后,护坡桩失去其作用,造成钢筋、混凝土等材料的浪费。因此研究一种在基坑肥槽回填后,可重复使用的护坡桩具有极高社会效益和经济效益。本文针对可回收钢结构基坑护坡桩,介绍了设计方面的研究工作,包括构件组成、回收措施以及设计验算,进而明确了适用范围。另外重点阐述了可回收钢结构基坑护坡桩在某项目的应用。实践表明:(1)可回收钢结构基坑护坡桩,其变形性能满足规范相关规定,力学性能良好、安全可靠、可有效限制桩后土体作用;(2)通过锥形设计,配合采用黄油+塑料布作为隔离剂的方案,拔桩压力小、无噪声,为最优方案,回收工艺简单可行,可以实现回收再利用;(3)经过测算,可回收钢结构基坑护坡桩使用3次以上可收回购置钢结构成本,多次使用经济效果显著。     

兰州地铁世纪大道站基坑支护监测与数值模拟

研究目的:兰州地区的工程水文地质条件特殊,关于地铁深基坑的桩撑支护设计、施工监测及数值模拟研究尚属空白。本文以兰州地铁世纪大道站基坑为例对桩撑支护结构设计为例,对桩顶水平位移、桩体水平位移、内支撑轴力和地表沉降监测结果进行研究。研究结论:(1)基坑开挖初期,桩身呈向坑内变形的前倾型曲线,随着基坑的开挖和支撑的安装,桩身变形曲线逐渐向")"形变化,最大水平位移发生的位置也随之下移,一般出现在桩体中部的4~10 m范围,约为坑深的1/3~2/3;(2)基坑开挖过程中,实测圈梁水平位移一般为5~10 mm,远小于规范30 mm控制值;(3)桩底附近仍有少量位移,说明将支护桩嵌固段作为固定端的设计方法有待完善;(4)地表沉降和水平位移大小分布是对应的,基坑周边土体呈现沉降一隆起一沉降一隆起一沉降状态,最大地表沉降约位于基坑外侧1/3倍坑深处;(5)采用有限元软件ADINA模拟基坑开挖过程,将有限元计算值与实际监测结果进行对比,发现二者比较接近,发展变化趋势几乎一致,说明有限元分析的结果可靠,桩撑支护结构支护效果理想;(6)本研究成果可为类似深基坑工程的设计和施工提供借鉴。     

龙门吊移动荷载下土岩组合地层基坑变形监测与分析

苗岭路站是在青岛地区特有的土岩组合地层结构中开挖的明挖换乘车站,基坑周围既有和在建建筑物众多,开挖过程中的地质条件、施工条件、荷载条件等多种复杂因素会引起基坑围护结构及周围土体较大变形,从而对基坑安全产生较大影响。为满足基坑施工及周边建筑环境安全要求,本文基于现场监测,分析了龙门吊作业期间基坑周围地表沉降、围护桩侧移、桩顶水平位移、桩体沉降、建筑物基础沉降和锚杆内力。结果表明:龙门吊移动荷载作用下围护结构应力、变形均在设计限值以内,桩锚支护体系对于龙门吊荷载作用下的土岩组合深基坑工程合理有效。     

基坑工程开挖支护的数值计算分析

在详细分析地质条件及支护设计的基础上,运用ABAQUS软件,建立非对称分布土层的计算模型,采用Mohr-Coulomb弹塑性本构模型,对基坑开挖支护过程中土体变形和支护应力进行数值仿真。结果表明,基坑四周土体变形和围护结构内力均随开挖深度的增加而增大,当基坑两侧土层呈非对称分布时,基坑开挖过程中土层较薄一侧的土体将向远离基坑方向变形,施工过程中及时设置支护结构能有效地减少土体变形及上部支撑的内力。     

钢管桩与土钉墙组合支护技术应用探讨

以北京鲁谷深基坑支护工程为背景,在对国内外相关研究成果进行深入分析的基础上,采用现场监测、理论分析和数值模拟相结合的方法,着重探讨钢管桩与土钉墙组合支护技术在深基坑工程分步开挖过程中,支护结构和土体的受力和变形特性以及两者之间的相互作用。     

土石组合超深基坑开挖下桩锚支护对邻近建筑物影响分析

基坑开挖一般对邻近建筑物影响很大,基坑内和周围土体的垂直和水平位移过大,会导致建筑物结构破坏,甚至功能失效。采用限元法,对土石组合超深基基坑开挖下邻近建筑物的性状进行分析,研究在不同开挖深度、不同刚度、不同桩间间距下工况下,桩体变形和地表沉降,并与未考虑临近建筑物影响的变位进行对比分析。在将现场监测结果与模拟值进行对比分析的基础上,获得了有益的成果,且对基坑施工具有较好的参考价值。     

双排桩支护在某综合交通枢纽工程应用探讨

研究目的:结合某市在建综合交通枢纽工程,针对工程所处的城市垃圾填埋区的特殊地质条件和工程自身的特点,对如何运用双排桩支护结构形式在这一典型工程中进行设计探讨。研究结论:通过具体的工程实践,取得了双排桩设计的相关经验参数,与单排桩相比,双排桩支护结构能有效地控制基坑侧向变形和减小桩身弯矩,桩身弯矩更合理;考虑桩土相互作用的计算模型研究表明,随着开挖深度的增加,在影响范围内土体的水平位移逐渐增加,且基坑开挖对土体水平位移的影响程度随着土体的深度逐渐减小。     

地铁车站深基坑开挖对邻近建筑物的影响分析

深基坑开挖会引起基坑周边土体应力场变化和土体位移,对邻近建筑物造成影响。本文以杭州市地铁汽车城站深基坑为例,分析了基坑开挖对邻近建筑物沉降的影响,研究结果表明基坑开挖使邻近建筑物地基土体沉降量超出规定,采用高压旋喷桩止水帷幕及对建筑物基础注浆加固的方法,有效控制了邻近建筑物的沉降变形。     

H+Hat组合型钢板桩基坑支护结构三维数值模拟研究

H+Hat组合型钢板桩作为一种新型基坑支护结构,相对于传统的钢筋混凝土支护结构具有施工速度快、环境影响小、经济性好等诸多优点,在铁路工程、建筑工程、港湾工程等领域中具有广泛的应用前景。采用三维数值模拟技术对H+Hat组合型钢板桩在基坑开挖过程中的土压力分布、钢板桩内力和变形以及基坑周边土体的变形进行研究。     

基于Midas/Civil的钢管桩设计分析

针对铁路桥梁承台明开挖基坑并采用钢管桩基坑支护的施工方法,对钢管桩的受力进行有限元仿真分析。结果表明:基于布鲁姆(Blum)方法给出的弹性嵌固悬臂桩荷载计算简图,结合Midas/Civil有限元软件,可有效地对钢管支护桩进行数值仿真分析。该分析方法可以同时给出钢管桩弯矩、应力及其变形的最大量值及分布规律,为钢管支护桩的受力分析提供了一种新的分析手段。     

沿海地铁车站深基坑支护体效能数值分析

以福州机场快线某车站深基坑工程为背景,采用三维有限元数值模拟方法,分析地下连续墙成槽开挖过程槽壁应力、土体位移变化及地连墙和围护桩两种支护方式下结构变形与支撑内力变化特征,并得出支护结构效能变化规律。研究结果表明：槽壁侧向变形随开挖深度增加而增大,槽壁最大横向变形均发生在同一位置;泥浆比重对槽壁横向变形及地表沉降影响显著,地表最大沉降随泥浆重度增加呈线性减小;采取地下连续墙支护,基坑底隆起量及围护结构水平变形均小于旋喷桩支护,地下连续墙支护效果略好于旋喷桩;增加支撑数能有效减小围护结构水平变形与支护结构内力。     

基坑降水对滨海软土地区基坑施工的影响分析

为讨论滨海软土高水位地区基坑降水对施工的影响,采用Midas GTS NX数值模拟软件依据广州某淤泥质软土场地基坑建立了3D分析模型。分别对未进行降水处理、一次性降水、分次降水三种不同工况下的基坑模型进行讨论,对基坑开挖后整体变形、内外部的土体变形、围护桩变形、锚索应力等力学参数进行了分析。结果表明,降水对基坑的变形控制有利,在条件允许时采用分次降水效果最佳。不降水工况与降水工况对比,土体与支护结构的最大变形位置会产生变化,基坑边角位置采用排桩+内支撑被动支护形式支护,位移控制效果比锚索主动支护效果略逊一筹。     

地铁车站支护与主体结构相结合深基坑变形

依托济南某地铁车站基坑工程,建立考虑土与结构共同作用的三维数值模型,模拟支护结构与主体结构相结合的基坑施工全过程,研究基坑的围护桩侧移、坑外地表土体沉降和坑底土体回弹规律.结果表明:随着开挖深度的增加,围护桩向基坑内部运动,且最大侧移沿桩身逐渐增大,最大值为开挖深度以上1m 左右;混凝土立柱的存在会明显加大围护结构的整...     

基坑开挖对临近城际铁路车站承台桩的影响评估分析

针对临近高铁基坑开挖施工对高铁车站承台桩的变形影响,以珠海某临近既有运营城际铁路的基坑工程为背景,采用弹塑性有限元法,建立数值模型,模拟基坑开挖过程中对临近车站承台桩的影响。分析了基坑开挖过程中基坑边超载、土层弹模等因素对车站桥承台桩的变形影响。研究结果表明:基坑边地表超载的施加有利于约束车站承台桩的侧向位移、土体弹模对车站桥承台桩的水平位移影响较大。     

基于透明土材料的异形桩拔桩过程对比模型试验

随着地下空间的逐步开发,既有桩基拔除问题及其拔桩过程对周围构件物影响的问题日渐突出;针对拔桩过程中桩对周围土体的位移场及影响范围的研究相对较少,而针对异形桩的研究更少。基于透明土材料和PIV（Particle Image Velocimetry）技术,开展扩底楔形桩的拔桩过程模型试验,测得拔桩过程中桩周土体的位移场变化规律以及拔桩影响范围;同时进行等直径圆形桩和楔形桩的拔桩模型试验并对比分析。研究结果表明：扩底楔形桩的拔桩扰动范围明显比楔形桩和等直径圆形桩大,其数值接近等直径圆形桩的2.0倍;楔形桩拔桩过程中水平向位移扰动比等直径圆形桩大,竖向位移扰动比等直径圆形桩小。     

深基坑工程开挖与支护结构空间数值模拟

运用有限元软件MIDAS/GTS对某深基坑的开挖及支护体系进行数值模拟,针对开挖过程中维护结构、土体的变形规律以及深基坑支护结构的设计能否按二维问题处理进行了分析.结构表明:基坑外地表的竖向沉降量呈双曲线分布,且随开挖深度的增加呈非线形增加;基坑土体的隆起量随开挖深度的增大呈非线性增大,且基坑中心线处最大;基坑开挖过程中,空间维护结构沿基坑方向的水平位移很小,对于基坑维护结构的设计按平面问题处理具有合理性.上述计算结果对设计、施工具有较高的参考价值.     

某地铁车站深基坑开挖施工阶段围护结构变形规律数值模拟与分析

以某地铁车站深基坑工程为例,采用等效刚度法将围护桩等效为地下连续墙建立有限元模型对基坑开挖过程进行了三维数值分析,得到了深基坑施工过程中围护结构的变形及内力变化规律。将数值计算结果与实测值进行了比较,二者基本吻合。研究表明,有限元软件用于基坑开挖与支护的数值模拟是可行的,能够为工程设计与施工提供正确参考。     

长大深基坑施工围岩动态变形规律

针对目前对深基坑施工围岩动态变形规律缺乏系统研究的现状,以武广客运专线上的金沙洲隧道明挖段深基坑工程为实例,建立空间有限元模型,实现了施工动态模拟;分析了长大深基坑施工过程中,各部位围岩的动态变形和分布规律,并指出了围岩变形的关键位置与施工环节。研究结果表明:坑周土体沉降在竖直方向表现为沿深度逐步减小,最大值出现在地表,但在水平方向上,沉降规律较复杂,受到围护桩自身刚度的影响,呈现为"勺"形,最大沉降位置并非出现在桩顶位置,而是离桩顶约11 m处;坑周土体水平位移随基坑开挖逐渐增大,且位移中心逐渐下移,直至开挖深度2/3处;基坑开挖后,基底产生一定程度的回弹和内挤变形,开挖深度越大,土体条件越差,变形越大。     

基坑支护结构两侧有限土体作用数值模拟分析

本文应用数值模拟的方法,以北京市通州区某典型深基坑土层条件为基础,研究了支护结构两侧有限土体范围及坑中坑宽度对支护结构桩顶水平位移、桩身最大弯矩及桩身土压力分布的影响。计算结果表明:(1)在北京地区地层条件下,基坑外侧有限土体对支护结构的影响范围为1.5h,当基坑外侧有限土体范围为大于1.5h(h为基坑深度)时,基坑外侧土体对支护结构影响较小。(2)基坑内侧有限土体对支护结构的影响范围为1.5h,当基坑内侧有限土体范围为大于1.5h时,坑中坑施工对支护结构影响较小。(3)坑中坑宽度对支护结构的影响较小。研究成果对相关工程的设计和施工具有一定的借鉴意义。     

某地铁深基坑桩撑支护结构施工力学行为分析

研究目的:特殊红砂岩地层严重影响兰州地铁车站深基坑支护施工安全,因此研究特殊红砂岩复杂环境下深基坑施工力学行为迫在眉睫。本文以兰州地铁1号线东方红广场站深基坑桩撑支护结构为工程背景,依据现场监测结果和数值计算模型对比分析了围护结构、周边建筑物及地表沉降的位移变化规律。研究结论:(1)数值模拟结果和现场监测结果对比分析表明,两者的结果相近,变化趋势基本一致,说明运用生死单元法对基坑开挖支护分析的结果可以为深基坑的设计与施工提供有效指导;(2)现场监测桩顶水平位移最大值为10.51 mm,小于30 mm的控制值,这说明咬合桩+钢支撑的支护结构可以有效地控制兰州特殊红砂岩地层基坑位移;(3)随着基坑开挖和支护的持续进行,桩身的前倾型变化曲线逐渐成为"鼓肚"形,最大测斜值为10.56 mm,发生于2/3倍的开挖深度附近;(4)随着基坑的不断开挖,周边建筑物距离车站越远,其竖向沉降位移越小;(5)基坑周边的最大沉降发生于距离基坑边缘1/3倍坑深处;(6)本研究成果可为兰州地区类似特殊地层地铁深基坑的设计与施工提供指导。