土层对土岩双元地层深基坑变形影响效应研究

为探究土岩双元地层中土层力学参数及其空间分布特征对深基坑施工变形规律的影响,采用ABAQUS有限元软件,建立土岩双元地层深基坑三维施工力学模型,考虑土层力学参数及土岩结合面倾斜角等因素,分析多种工况的土岩双元地层深基坑施工诱发变形的规律。研究结果表明：(1)土体的弹性模量越大,桩身的侧移就越小,桩身侧移曲线由单调递减变为先增后减的“鱼腹状”,最大侧移点也由桩顶不断下移;(2)土体的黏聚力越大,土体和桩体的侧移就越小;黏聚力在一定的安全范围内对土体的侧移影响较小;(3)土岩结合面结构对支护结构变形有重要影响,其倾斜角度可以改变桩侧所受到的侧向土压力。当土岩结合面斜向抗滑桩身一侧时,侧向土压力会增大,导致桩身位移和土体侧移加大,但土岩结合面对岩层及岩层部位的桩体影响不大。     

基坑开挖对坑底桩基础工作性状影响

逆作法具有对周边环境影响小、不影响地面交通等优点,在大中型城市基坑开挖中被越来越广泛的使用.逆作法施工过程中,坑底工程桩既承担地下室及上部结构的重量,同时又受到开挖卸荷的影响,其工作性状有待进一步研究.通过模型试验及有限元分析方法,研究了逆作法对坑底桩基础工作性状的影响.试验结果表明由于重力二阶效应(P-Δ效应),逆作法基坑开挖引起的桩身弯矩比顺作法基坑开挖的桩身弯矩大很多.有限元计算结果表明:在基坑开挖工程中扩底桩有很好的限制桩顶回弹的作用;通过对坑下土体进行注浆加固可以有效限制墙身侧移,但是注浆加固对限制桩顶回弹的作用不明显;分区开挖要同时安置支护结构,这样才能发挥限制挡土墙侧移的作用;虽然上部结构可以增加结构的空间刚度,但在基坑开挖过程中由于重力二阶效应会增加挡土墙的侧移;将支盘直径增大1.2倍,减小桩顶回弹的作用不明显.     

紧邻铁路偏压基坑长短桩围护结构受力变形分析

紧邻铁路偏压基坑施工对铁路运营影响大，需严格控制其变形，以减小对铁路的影响，因此对基坑围护结构的设计通常“偏保守”，存在优化的可能。为探究偏压基坑中围护结构优化的可能，以某工程为依托，分别对铁路两侧的等长桩围护结构与长短桩围护结构的变形与内力进行了测试，比较分析了两侧围护结构的实测结果。结果表明：在本工程中，左右两侧基坑变形较小，均在可控范围内，等长桩围护结构与长短桩围护结构均可保证基坑与铁路安全。与等长桩围护结构相比，长短桩围护结构的桩身最大水平位移与弯矩出现了增长，水平位移最大增长了0.25 mm，桩身弯矩最大增长了10.14 kN·m，两者增长量均较小，长短桩围护结构具有良好的支护效果。长短桩围护结构紧邻偏压侧的桩身水平位移与弯矩大于远离偏压侧，但两者相差较小，偏压荷载对长短桩围护结构的影响较小。     

桩-土相互作用支护桩受力变形计算方法

为研究桩-土非线性相互作用对深基坑支护结构内力与位移的影响,提出了一种桩-土相互作用支护桩受力变形计算的方法.该方法将基坑开挖面以上的桩体视为有限数量的弹性体,开挖面以下的桩体视为Winker地基梁,支撑结构为二力杆弹簧,并考虑支护桩和内支撑的变形协调,基于桩结构分段分坐标法和弹性地基梁法,推导出了考虑桩-土-内支撑共同作用的支护桩体挠曲微分方程.结合理论土压力,采用该方程计算获得了不同开挖深度的桩体水平位移和桩体弯矩,并与规范法、实测值进行比较.结果表明:本文方法计算得到的支护桩最大水平位移比规范法小15.2%,最大弯矩较规范法小26.6%,均与实测值更为相近.      

注浆钢管微型桩加固滑坡的试验研究

为探讨注浆钢管微型桩对滑坡的加固机理,通过离心模型试验,分别从坡顶位移、坡面位移及坡内部位移分析了注浆钢管微型桩对滑坡的控制效果,并讨论了钢管微型桩的受力特征.试验结果表明:注浆钢管微型桩能有效地控制边坡土体位移,阻止滑坡的产生,防止圆弧型滑裂带的形成,仅坡体表面局部浅层形成裂纹;前桩所受的最大土压力约为后桩的13.3%,表明后桩承受较大的滑坡推力;加固过程中,前桩的弯矩曲线由反S型逐渐变为S型,而后桩的弯矩曲线一直呈S型.     

深基坑土钉与微型桩复合支护技术

在现有的施工实践基础上,归纳土钉与微型桩复合支护的施工步骤及在施工过程中应注意的事项,为施工单位提供系统的施工程序。由于微型桩是该复合土钉支护中的关键构件之一,故对其施工步骤进行了介绍。工程实践证明:在低地下水位的土层中进行基坑支护时,土钉与微型桩复合支护是一种可以选择的支护型式。     

砂卵石地层深基坑开挖数值模拟研究

为研究砂卵石地层深基坑开挖过程中基坑土体及支护结构的受力变形特性,运用MIDAS GTS NX软件建立有限元模型,选用修正摩尔库伦屈服准则,基于基坑开挖及支护施作过程开展数值模拟分析,获得基坑土体的位移、应力分布特征及支护结构内力特性.结果表明:随着分层开挖深度的增加,坑底隆起不断增加,灌注桩身水平位移最大值点下移,右侧桩水平位移最大值较左侧桩大;土层的塑性状态区主要分布于基坑两侧及坑底局部范围,呈左右对称分布现象,从地表呈滑弧至基坑底部;支护结构设计时,立柱埋入坑底段应配置抗拉构件,第一道内支撑两端及其跨中处弯矩达到最大,应重点配置抗弯构件.     

深基坑锚拉护壁桩的受力特性和土压力

成都海外交流中心深基坑工程采用带拉锚和桩顶设置圈梁的桩排式支护结构,根据该工程护壁桩钢筋应力的实测值及用以求得的桩身弯矩,分析了护壁 桩的变化形状态２和坑底以上桩侧的土压力,结果表明,圈梁对桩顶有明显的约束作用,使桩的变形状态２不同于上端自由的直立杆件,在支护结构正常工作的情况下,坑底以上桩侧土压力的分布和大小都与经典土压力理论有显著差别。     

层状黏性土中静压桩贯入特性颗粒流的数值模拟

为深入探讨层状黏性土中静压桩的贯入机制,结合离散元PFC2D软件在处理大变形、非线性等问题的优势,考虑到接触黏结模型对模拟土体的优越性,建立了静压桩贯入层状黏土中的离散元模型,实现了离散元中静压桩的贯入过程;探讨了静压桩贯入过程中压桩力、桩端阻力、桩侧摩阻力以及桩侧径向压力随贯入深度的变化规律,从细观层次上分析了不同桩径的静压桩贯入层状土中土体接触力链的分布特征,明确了沉桩过程中土体位移的变化规律. 试验结果表明:随着桩径的增大,土层的变化对压桩力的影响逐渐减小;桩侧摩阻力和桩侧径向土压力的变化规律相似,在同一贯入深度处均出现明显的退化现象;不同土层接触力链的表现形式不同,桩端位于粉质黏土层时,桩端的影响范围约为7D （D为桩径）,桩端位于粉土层时,桩端的影响范围约为9D;粉质黏土中土颗粒主要以径向位移为主,而在粉土层中土颗粒位移受其上下土层的软硬程度制约.      

毗邻建筑荷载对基坑支护结构变形的影响研究

基坑支护结构的设计不仅受土体成分、主被动土压力和地下水位的影响,同时受毗邻建筑物的影响也较大。结合天津某基坑工程,通过ABAQUS有限元软件模拟受毗邻建筑物影响的基坑支护结构,分析了基坑周边存在不同高度建筑物及相同高度建筑物与基坑不同水平距离作用下,支护结构的水平位移和应力的变化规律。得出的结论是:桩身最大水平位移随着荷载的增加及荷载离基坑距离的减小而增大;桩身最大水平应力随荷载的增加及荷载离基坑距离的减小而增大,最大水平应力都出现在桩身-9m处。     

整体式斜交桥中桥台钢桩地震响应

采用有限元分析软件SAP2000建立了某整体式斜交桥的三维结构模型,通过离散非线性弹簧单元模拟桥台-台后土以及H型钢桩-桩周土的土-结构相互作用,通过一系列双向地震作用下的非线性时程分析,研究了桩的朝向、桩周土刚度及桩头转动刚度对整体式斜交桥中H型钢桩地震响应的影响规律。研究结果表明：双向地震作用下,H型钢桩的横桥向位移显著大于纵桥向,且受桩朝向的影响更为明显,强、弱轴弯矩均呈正反双向分布,屈服面函数最大值一般位于桩顶,另一峰值则位于桩身2～4 m埋深处;钢桩绕强轴弯曲布置时,桩顶纵桥向位移相比绕弱轴弯曲时降低18.2%,但横桥向位移增大47.7%,桩顶处绕强轴弯矩增加约3.9倍,桩身反向强轴弯矩峰值降低67.0%,桩顶处绕弱轴弯矩基本不变,桩身反向弱轴弯矩峰值增加约1.0倍;随着桩周土刚度的降低,桩顶纵、横桥向位移增大,桩顶屈服面函数值降低,而桩身屈服面函数峰值增加,桩身更不易保持弹性;当桩头采用柔性连接时,桩顶纵、横桥向位移均增大,桩顶屈服面函数值降低,有利于保护桩头,而桩身屈服面函数峰值增加,当桩头转动刚度过低时甚至可能大于桩顶刚度,导致桩身在罕遇地震作用下先进入塑性。     

相邻基坑对拉锚索支护结构参数敏感性分析

利用软件FLAC3D进行参数的敏感性分析,考虑锚索竖向间距、桩直径、相邻基坑间距、锚索预应力、桩间距、桩嵌固长度6个因素对对拉锚索支护结构性能的影响,具体为桩身弯矩、锚索轴力、桩后土体位移3个方面。分析结果表明:预应力锚索的设置使桩身弯矩局部呈"波浪形"但随着桩直径的增大,桩身弯矩呈现出"波浪形"的这一特点逐渐变弱;桩的有效抗弯长度随着桩径的增大而变长;可以通过增大预应力的方式,显著减小桩身的控制弯矩,从而减少桩的配筋,有效地节约工程造价;桩身弯矩沿桩深整体呈"S形",且控制弯矩都位于嵌固段;当嵌固长度满足一定深度后,嵌固长度变化对桩身弯矩、预应力锚索轴力、桩后土体位移没有影响。     

软土堤岸预应力桩锚支护体系工程特性分析

江苏省连云港盐灌船闸下游软土堤岸航道支护工程采用预应力桩锚支护+ 支护体后侧粉喷桩局部加固的支护体系。采用数值分析法分析不同影响因素对支护体后侧粉喷桩局部加固后堤岸预应力桩锚支护体系变形受力特性的影响。基于现场试验数据,对有限元数值分析模型进行验证,探讨桩径、锚固深度、锚固力及桩体抗弯刚度等因素对桩身变形和弯矩分布规律的影响。结果表明:桩体嵌固深度的增加有效地控制了桩锚支护结构的水平位移和弯矩,随着锚索锚固力的增加,桩锚支护结构的水平位移减小,但弯矩增大;桩径和桩体抗弯刚度变化对支护结构的水平位移和弯矩的影响效果不明显。     

桩锚支护在隧道基坑防护中的应用研究

桩锚支护体系是采用锚索代替基坑支护内支撑,给支护排桩提供锚拉力,能减小支护排桩的位移和内力。以某隧道基坑为工程实例,采用桩锚结构对基坑进行支护,对桩锚支护结构进行了设计,并对基坑开挖进行了三维数值模拟,对类似工程有一定的借鉴意义。     

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。     

基坑开挖对邻近桩基影响的室内试验研究

基坑开挖过程中,支护结构后土体中会产生水平方向和竖直方向的位移,进而对基坑周边的邻近结构物产生较大的影响,甚至会危及结构物的正常使用.设计了轴向加载和基坑开挖作用下单桩和群桩的模型试验,支护结构设定为悬臂式地下连续墙,选取不同工况分析了在轴向荷载和土体位移共同作用下桩基础的位移和弯矩的变化,并与数值模拟计算结果进行了分析对比.试验结果表明:桩基础的弯矩与位移同时受到竖向荷载和土体变形的影响,随着竖向荷载和基坑开挖深度的不断增大,单桩和群桩的弯矩和位移均增大,桩基础中前桩对后桩有明显的遮拦作用,在邻近建筑物密集的地区施工基坑,可采用在基坑与建筑物之间增设围护桩的方法来增加邻近建筑物的安全.     

微型钢管桩支护结构在北京某基坑工程中的应用

介绍了北京某基坑工程,根据拟建建筑物东侧外墙距离既有建筑外墙仅1.5m的现场条件,采用微型钢管桩结合预应力锚杆的支护形式,既解决了通常用的钢筋混凝土护坡桩打桩机械所需施工面大而无法实施的困难问题,又保证了基坑的稳定以及邻近既有建筑物的安全和正常使用。重点对微型钢管桩支护结构的计算分析进行了介绍。     

复合地基侧向力学性状离心试验方案研究与设计

通过对复合地基侧向力学性状的离心模型试验方案研究,克服了复合地基模型制备、结构构件模拟、数采系统布置、坑边超载施加以及基坑开挖方式等试验关键技术困难;同时利用数值软件PLAXIS 3D模拟试验工况,预期试验结果,大体把握各工况下地基变形、支护和CFG桩受力变形以及墙后土压力等的分布和变化规律;初步认为CFG桩水平变形和变形范围均随与基坑边界距离的增大而减小,复合地基CFG桩处沉降远低于桩间土沉降,表现为上刺入褥垫层。坑边超载使得CFG桩对地基土体的加固作用、对支护结构的贡献以及CFG桩自身变形的有效控制效果凸显出来。     

地震地基液化大变形对桥梁桩基危害性三维数值分析

为研究地震地基液化大变形对桥梁桩基的危害性,建立了含液化层的二层与三层土体系计算模型,考虑桩土共同作用的非线性关系,利用FLAC-3D有限差分软件对液化侧扩地基中的单桩、群桩进行了动力有限差分分析,探讨了地基液化大变形条件下桩基位移与内力变化分布规律。分析结果表明:二层与三层土体中,液化土层和非液化土层交界面处产生的桩身弯矩极值是控制桩身破坏的关键因素,液化土层本身对桩身弯矩的影响很小;桩帽对桩顶的侧移有一定制约作用,但对桩身弯矩极值的影响不显著;群桩中上坡桩与下坡桩的侧向位移与桩身弯矩分布模式相似,但上坡桩发生的侧向位移和桩身弯矩要略大于下坡桩情况。     

劲性桩围护结构侧土压力的模拟试验

简单地介绍了劲性桩作为基坑围护结构的优点及其相关技术参数,利用量纲分析法推导出劲性桩围护结构试验所需的相似判剧,介绍了结构模型试验的设计原理与试验步骤,获得了在开挖荷载一,劲性桩围护结构墙后侧土压力的变化规律。研究表明,作用在劲性桩围护结构的侧土压的大小介于主动土压力与静止土压力之间,并且随试验,侧向土压力。