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。     

软土堤岸支护锚索预应力损失特征研究

预应力锚索已广泛应用于岩土支护工程中,但对于其在锚固后的预应力损失问题研究较少,特别是对软土中锚索张拉锁定后及后续工况影响下的预应力损失研究更鲜有报道。通过现场试验对软土堤岸支护工程中锚索预应力变化进行全程监测,研究与对比分析了锚索在张拉锁定、土体开挖和土体堆载后的预应力损失特征。结果表明,土体蠕变与钢绞线松弛是引起软土中锚索预应力损失的主要原因;锚索在锁定后30天预应力损失趋于稳定,预应力损失为10.5%;后续工况中的土体开挖与土体堆载对预应力锚索的影响作用相当于对张拉锁定后的锚索预应力损失进行荷载补偿张拉,经荷载补偿张拉后,锚索预应力初始值越大,预应力损失量越小。     

基于预应力锚索支护的综合管廊深基坑施工监测研究

长沙市某综合管廊深基坑距离长,且位于磁悬浮桥墩位置处,采用预应力锚索进行基坑支护,并采用滑动体力学模型进行设计,施工时对现场进行精确监测,确保深基坑开挖过程中磁悬浮桥墩的安全运营。现场监测结果表明,预应力锚索支护结构能有效控制深基坑变形、磁悬浮桥墩沉降及基坑周边地表沉降,确保基坑自身、磁悬浮桥墩、周边建筑物和地下管线等在综合管廊深基坑开挖过程中的安全;预应力锚索支护结构适用于长距离、高精度要求的综合管廊深基坑。     

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。     

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。     

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。     

压力型预应力锚索受力特性数值分析

当前大吨位锚固工程广泛采用压力型预应力锚索,其优良的受力特性可保证工程稳定性,但压力型预应力锚索受众多因素影响,设计计算理论尚不完善。根据山西吉河高速公路某边坡锚索框架梁支护工程,通过现场拉拔试验得出压力型锚索锚固体应力分布及破坏形式,由此推算出围岩与锚固体接触面力学参数,并在此基础上采用有限差分软件建立了压力型预应力锚索三维数值计算模型,分析了围岩和锚固体模量、孔径以及接触面刚度等主要因素对压力型预应力锚索受力特性的影响。结果表明:压力型锚索中锚固体混凝土的抗压强度可以得到充分发挥;锚固体与围岩接触面上的剪应力呈抛物线型分布,峰值位于距离承载板约40 cm处;随着锚固体和围岩刚度、锚孔直径及接触面剪切刚度的增大,接触面相对位移将得到控制;由钢绞线松弛造成的锚索预应力损失值会随之降低,支护效果得到有效提升。     

软土地区考虑时间效应的深基坑支护数值分析

在软土地区,特别是在环境复杂敏感的中心城区,分析基坑开挖时应考虑时间效应。结合上海某基坑工程案例,考虑土体固结、流变特性等因素通过数值模拟对基坑开挖进行了全面的分析讨论。分析表明,考虑时间效应的基坑开挖分析更接近工程实际,以此可指导深大基坑的设计施工规划部署工作。基坑支护设计方案调整优化后的深基坑支护方案减小了基坑开挖对周边建环境的影响,合理降低了工程造价,缩短了施工工期,可为相似深基坑工程实践提供参考。     

预应力锚索锚固效应动态模型试验

为了解既有列车振动荷载对锚索预应力损失、地表沉降及桩体水平位移的影响,以京石高铁石家庄六线隧道明挖深大基坑桩、锚围护结构为工程背景,根据相似关系,试验确定了土体-桩锚系统模型试验材料;针对列车振动荷载特点,开展了基坑开挖完成后连续振动162 d（相似关系）的模型试验,分析了振动频率分别为8.282,13.801,20.704 Hz时锚索预应力的损失规律、地表沉降、桩体水平位移以及锚索预应力随锚固深度变化的特点。试验结果表明：随着振动频率（列车行车速度）的增加,锚索预应力损失率、最终地表沉降值和桩体水平位移均大幅增加; 8.282 Hz频率（行车速度120 km·h^-1） 下振动28 d,锚索预应力平均损失率为2%;13.801 Hz频率 （行车速度200 km·h^-1） 下振动53 d,锚索预应力平均损失率为8%;20.704 Hz频率（行车速度300 km·h^-1）下振动53 d,锚索预应力平均损失率高达23%;锚固段锚索应力沿锚索锚固深度呈喇叭状开口递减趋势,接近锚固段底部时,其应力几乎为0。通过动态模型试验,掌握了列车振动荷载作用下锚索预应力随时间的损失规律,对临近铁路深大基坑锚索设计与施工具有理论指导意义。     

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。     

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。     

拉力分散型预应力锚索在双流机场明挖隧道深基坑工程中的应用

预应力锚索广泛应用于软岩、土体边坡加固及明挖隧道支撑体系等工程中。以成绵乐铁路客运专线双流机场隧道大跨段锚索支撑体系工程为依托，分析了拉力分散型预应力锚索在明挖隧道深基坑支撑体系中的受力特点及工作原理，以及新型锚索应用的施工技术要点和施工工艺。     

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。     

基于正交试验设计的车站基坑开挖对邻近既有铁路的影响分析

以既有线的轨道水平作为控制标准,依托大庆西站基坑工程,在已有的相关测试数据的基础上,研究了选取不同基坑支护参数时,基坑开挖对基坑旁既有线轨道水平的影响。运用有限元软件对基坑支护形式等影响因素进行正交优化分析,根据极差和方差分析方法,确定了临近既有线轨道水平的影响因素的重要性顺序。分析结果表明:临近既有线轨道水平的影响因素的重要性顺序依次为桩长、锚固段长、锚索刚度、预应力大小、桩直径、锚杆倾角,桩间距。     

软土地铁深基坑开挖过程中围护侧向变形控制方法研究

在周边环境较为复杂的软土地区,基坑开挖变形稍大就会对临近建(构)筑物产生不利影响。影响基坑变形的因素众多,但诸如结构刚度、支撑布置(道数与间距)等因素在设计阶段已确定,施工过程中可调控的因素较少。从支撑轴力与软土流变的角度, 探讨基坑开挖过程中围护侧向变形的控制方法。从软土地铁深基坑支护体系的力学特点出发,系统研究该体系的力学状态和作用机制,针对基坑开挖过程中无支撑暴露/ 有支撑暴露不同情况提出围护结构侧向变形控制方法。同时,结合实际工程,对该控制方法进行具体的施工应用研究。实践结果表明,该方法对地铁深基坑围护侧向变形控制具有显著效果。     

深厚软土地基条件下基坑围护结构设计优化方案

针对佛山地区的深厚软土地基,以荔村站地段基坑开挖为例,分析了基坑围护结构计算模式,根据基坑开挖工况和施工顺序,按作用在弹性地基上的竖向弹性地基梁模型逐阶段计算其内力及变形。对深厚软土地基条件下基坑围护结构选型进行了分析,基坑采用地下连续墙加内支撑的支护形式和明挖法施工。拟设了基坑围护结构尺寸,运用理正深基坑支护结构设计软件进行计算,分析了基底加固深度、连续墙嵌固深度和支撑间距条件对基坑整体抗滑动稳定性、抗倾覆稳定性和抗隆起稳定性、围护结构水平位移和内力的影响,优化了满足地质条件和设计要求的围护结构设计方案。     

武汉阳逻长江大桥北锚碇基坑开挖施工技术

锚碇作为承力结构的重要部分,是悬索桥的重点控制性工程。介绍武汉阳逻长江大桥的北锚碇开挖与基坑支护的施工情况,着重介绍基坑土石方开挖(爆破)、弃渣运输、基坑边坡防护与排水以及锚碇安全检测等关键施工技术。