基坑开挖与临近桩基相互作用分析

基坑开挖时临近建筑物的桩基础将受到开挖引起土体位移的作用, 导致桩身产生附加应力、弯矩和侧向位移。文中采用三维弹塑性有限元法, 模拟无支撑基坑开挖与临近桩基的相互作用。对比分析了临近桩基对基坑开挖所引起土体变形场的影响, 并讨论了基坑的空间效应、开挖深度、支护墙刚度、桩基和基坑距离、桩基刚度和桩头约束条件等因素对临近桩基附加侧向位移和弯矩的影响, 得出了一些有意义的结论, 可为分析基坑开挖对临近桩基影响时提供一定的理论指导。     

不同嵌固深度排桩受力与变形特性现场试验研究

根据某一水闸基坑开挖工程,在排桩桩体内埋设测斜仪、钢筋应力计对非等长双排桩基坑支护结构变形特性进行了现场观测,采用规范法讨论了后排桩不同嵌固对前、后排桩的变形、内力影响。研究结果表明：非等长双排桩桩顶位移、桩身剪力、弯矩与传统等长双排桩基坑支护结构规律一致;增大后排桩的嵌固深度,前、后排桩的桩顶位移均减小;前排桩桩身剪力、弯矩减小,后排桩增大,但当嵌固深度超过桩长3/4时,前、后排桩的桩顶水平位移、桩身剪力、弯矩减小或增大趋势均不明显;研究成果为双排桩基坑支护结构设计优化提供一定参考。     

综合管廊施工对临近高架桥桩基础的影响研究

依托成都某临近高架桥桩基础的综合管廊项目,对综合管廊的施工全过程进行数值模拟。分别从高架桥桩基础与基坑坑壁间距、基坑支护体系两个不同的影响因素,计算和分析综合管廊的施工全过程对高架桥桩基础位移的影响规律。结果表明,在基坑开挖过程中,高架桥桩基础的位移响应以水平位移为主,竖向位移很小。桩顶位移随着基坑开挖深度的增大而增大,在管廊施做和基坑回填后有所恢复。两侧桩基均产生朝向基坑方向的水平位移,桩顶水平位移大,桩身水平位移逐渐减小,整体呈现倾斜状态。桩基与基坑间距越大,桩基位移响应越小。桩基与基坑间距,基坑的支护体系是控制基坑对高架桥桩基础位移影响的关键。     

深基坑开挖对临近桩基建筑物变形影响分析

为了探索地铁深基坑开挖对不同区域内建筑物桩基础的内力和变形影响,本文基于杭州地铁八号线工程实例,采用基于小应变土体硬化模型(HSS模型)的三维有限元分析方法研究了深基坑开挖对桩身位移、桩身沉降、桩身弯矩、地表沉降和承台倾斜角度的影响,并与工程实测进行了比较。研究表明:开挖对临近建筑桩身侧移、桩身弯矩、地表沉降、承台倾斜角的影响范围是二倍的基坑开挖深度,地表沉降呈现两种不同的模式,承台倾斜角在距离基坑一倍开挖深度远处最大。     

基坑群间有限土压力及支护结构相互作用研究

随着地下空间开发的不断深入,城市密集区基坑群不断涌现,相邻基坑同步开挖时基坑间留有有限宽度土条的现象越来越普遍。采用微分体受力平衡的方法,基于极限平衡理论,利用力的平衡方程和微分方程,推导出两个相邻围护结构间有限土体土压力的计算公式。结合火车东站与有限元数值模拟研究发现,随着基坑开挖深度的增加,围护墙的侧向位移和桩身弯矩不断增大,基坑东西两侧围护墙分别在50.0 m和31.0 m深度处桩身弯矩达到最大值,在33.0 m深度处侧向位移达到最大值。A、B基坑的同时开挖,使坑间地表沉降产生叠加效应。土方开挖完成,地连墙上部大约15.0 m深度范围内的坑间有限土体土压力呈现被动土压力特征。     

基于临近桩基保护要求的基坑变形控制指标研究

基坑开挖对临近桩基的保护一直是基坑工程的难题之一,控制围护墙变形是防止临近桩基破坏的最主要措施,而目前对于围护墙的变形控制标准主要是来源于统计结果,并不能反映临近桩基的变形承受能力。通过基于位移控制的基坑开挖对临近桩基础影响两阶段分析方法,建立基坑围护墙变形与桩基变形的关系,并进一步通过对基坑与桩基的主要相关参数分析提出了变形影响因子。在此基础上,基于临近桩基础角变形控制要求,提出了基坑围护墙最大水平变形的控制指标与经济指标。     

基坑开挖对临近桩基性状影响的有限元模拟

采用二维弹塑性有限元法进行了基坑开挖对临近桩基性状影响的数值模拟,分析了基坑开挖所引起的临近桩基周围土体变形场的特性,讨论了不同开挖深度对桩身水平位移和弯矩的变化特性,得出了一些对工程实践有理论指导意义的结论。     

建筑基坑施工过程支护结构受力特性分析

基坑支护结构的受力变形情况对基坑的稳定性至关重要,为了进一步掌握建筑基坑施工过程中基坑支护结构在不同因素影响下的受力变形情况,通过建立数值模型,从支护桩桩长、桩径、桩间距三个方面计算了支护桩的桩身弯矩和水平位移的变化趋势。研究结果表明：随着基坑深度的增大,不同长度、桩径围护桩桩身弯矩的变化趋势大致相同,呈现出波动变化的规律;当支护深度大于10m时,随着支护深度的增加,且不同桩长、桩径下桩体弯矩间的差距也逐渐变大,而不同桩径下桩体的弯矩值基本一致;随着支护深度的增大、不同桩长、桩间距下桩体的水平位移基本保持一致,均表现为桩身先向基坑内侧移动,位移达到峰值逐渐转向基坑外侧,但桩体的水平位移随着桩径的增大而减小;当支护桩支护深度达到某一值后,提高桩长和桩径能够增加桩身弯矩,且增大桩径能够控制桩体变形。     

软土地区含止水帷幕的板梁式双排桩支护基坑计算研究

依托广州市西湾路地块改造项目一期工程基坑支护项目,结合MIDAS-GTS对软土地区含止水帷幕的板梁式双排桩支护进行了有限元三维数值分析研究。研究表明,基坑开挖对基坑临近区域的地表水平位移有较大的影响,支护结构前、后排桩的水平位移均呈上部大、下部小的分布趋势,随着桩身深度的增加,后排桩的水平位移降幅大于前排桩。结合计算结果及第三方监测数据,该支护形式应用于软土地区可有效提高支护体系的抗侧向变形能力,提高基坑的安全性,具有广泛的应用前景。     

船坞基坑开挖对邻近桩基影响的三维数值分析

船坞基坑开挖由于工期和施工场地的限制,吊车桩基与支护结构施工需同步进行,基坑开挖过程中势必使邻近桩基产生附加变形和弯矩。针对此问题,应用有限元分析软件ABAQUS,采用修正剑桥模型,对船坞基坑开挖对邻近桩基影响进行三维有限元分析。得出如下结论:(1)基坑开挖对邻近桩基的影响,随着桩基与基坑的距离增大而减弱,当距离达到2倍开挖深度,基坑开挖对桩基的影响趋于稳定;桩身附加弯矩和变形增长率远远大于开挖深度增长率;(2)支护结构刚度和承台厚度增大,对控制邻近桩基附加变形作用明显,桩基附加位移及弯矩减小;(3)邻近桩基的桩径、桩基刚度越强及桩基桩长越大,桩身附加弯矩越大,附加位移越少,当桩长达到2倍开挖深度后附加位移趋于稳定;(4)随着桩基顶部的约束加强,桩基水平侧移减少,但桩基弯矩却随着约束的加强而增加。     

深基坑桩锚支护结构数值模拟与现场实测

利用FLAC3D进行基坑开挖数值模拟,结合桩体钢筋应力与水平位移的现场监测结果,分析了桩锚支护结构桩体受力与变形特征。结果表明:圈梁对桩顶的约束作用明显,在桩顶引起约束横向力与力矩,影响桩体的受力形态;桩身弯矩随着基坑开挖深度的增加而增大,锚杆的位置对桩身弯矩有明显影响;桩身水平位移为两端小中间大,且位移最大值随基坑开挖深度的增加向下发展。     

近间距下穿高架群桩的基坑施工可行性

应用平面有限元软件对上海某地道下穿轨道交通11号线基坑施工进行了模拟分析。基坑开挖造成的土体侧向卸载,影响着临近群桩基础的安全。分析结果表明:临近桩基侧移与围护桩变形有一定的相关性,发生最大侧移的地方均位于基坑开挖面处,而围护桩弯矩的发展变化跟支撑位置和刚度有着直接关系;基坑开挖造成的侧向卸载作用对临近桩基的影响明显大于对承台的影响;不考虑桩基侧移的情况下,侧向卸载造成摩擦群桩承载力降低量可忽略;围护结构支护状态的有效性对减少临近桩基侧移和保持群桩承载力起到关键作用。     

软黏土中双排微型桩围护结构的开挖过程性能分析

双排微型桩围护结构兼具施工便利和侧向刚度高的优点。为获知其原位工作性能,在软黏土场地内施工88根微型桩构成双排桩围护结构,通过测斜管、土压力盒、钢筋应力计等量测单元测定挖土过程中的围护结构工作性状。试验结果结合数值分析后发现,随着开挖深度的增加,桩身最大位移不断增大,且最大位移处位于开挖面附近。桩顶能够承受一定的弯矩且弯矩值大小与开挖深度相关,同时桩身弯矩的分布与开挖深度有关。后排桩所受土压力可以通过冠梁和桩间土传递到前排桩上,随着开挖深度的增加,桩间土压力在开挖面上部呈减小趋势,在基坑底以下呈增大趋势,其实测值介于体积比例系数法和弹性地基梁法计算值之间。后排桩所受主动土压力、基坑底部所受被动土压力和桩身位移有关,被动区的实测土压力和弹性地基梁法计算值比较接近。     

考虑基坑开挖效应时隧道施工对桩受力特性影响

新建地铁隧道会对临近桩基础造成影响,而通常高层建筑是在地下室之下设置桩基础。受地下室基坑开挖影响的桩基础,其工作时的受力状态与桩顶直接加载工况不同,对隧道施工的响应也不同。文章基于弹性力学Mindlin解和显式算法,并引入了亚塑性桩-土接触面本构,建立考虑基坑开挖效应的桩在正常工作时的内力与摩阻力分布。进一步基于Loganathan-Poulos解,引入隧道开挖位移场,研究隧道开挖对工程桩的影响。结果表明,考虑基坑开挖影响时,桩工作荷载状态下侧穿和下穿隧道引起的桩身位移,明显大于不考虑基坑开挖影响时结果;摩阻力分布与不考虑基坑开挖条件下有明显的不同。     

粉砂地层深基坑支护结构变形安全监测与分析

以廊坊市某桩锚支护基坑工程为背景,采用FLAC-3D计算软件进行三维模型计算,分析了基坑开挖对周围环境的影响范围,得到了桩锚支护基坑的围护桩水平位移在不同开挖阶段随深度的变化规律。结果表明:土方开挖对基坑周围土体的影响范围约为3倍的开挖深度;开挖过程中,桩体水平位移在锚索作用位置明显收敛,最大位移位置基本处于桩体中部;围护桩水平位移在各开挖阶段与深度变化规律相似。桩体水平位移的数值计算结果和实测结果相吻合。     

不同开挖顺序下软土深基坑受力与变形对比分析

结合基坑工程施工,运用有限元分析方法,对两端向中间开挖与中间向两端开挖两种开挖顺序下,地连墙水平位移、周边地表沉降及地连墙弯矩的计算结果进行了对比分析。分析结果表明:两种开挖顺序下,基坑周边地表沉降最大值出现在基坑外侧10～15 m范围,且开挖深度越大,基坑外土体沉降影响范围越大,影响距离超过50 m。墙体水平位移的最大值则在基坑深度中间位置,且其呈现出两端小、中间大的抛物线形分布。计算结果显示两种开挖顺序下基坑位移量相差很小,即两种开挖顺序对周边环境的影响程度基本相同;而两种顺序开挖产生的墙体弯矩值相差较大,对围护结构强度有重要影响。     

被动单桩受轴向荷载作用耦合效应的初步分析

桩基受到基坑开挖、地面堆载等引起的土体水平位移作用,导致桩身产生附加弯矩和位移,可能威胁桩基础的安全,这已成为工程界关注的一个重要问题。文章阐释了被动桩基的主要分析方法,分别基于Winkler地基模型以及非线性的p-y曲线法对土体侧移作用下的邻近桩基相互作用进行分析。并对桩顶受轴力作用的被动单桩进行了算例计算,初步分析了轴向荷载与土体侧移的耦合作用效应,计算结果表明,P-△效应的存在对既有桩基存在一定程度的不利影响。     

桩锚式支护桩内力和变形测试研究

为了研究桩锚式支护桩的内力和变形特性,对桩身钢筋应力和圈梁的侧向位移进行了监测,得到了桩身的弯矩分布图和侧向位移分布图.监测结果表明:随着开挖深度的增加,基坑内侧的最大弯矩逐渐增大,而且其作用位置向下偏移;设置锚杆改变了桩身弯矩的分布特征,最大弯矩的数值减小,其作用点位置下移,桩身的侧向位移显著减小;基坑开挖过程中基坑开挖的空间效应显著,基坑测试段中部的桩身弯矩较其他部位桩身的弯矩值大,且支护段中部的侧向位移最大;基坑开挖至基底后,桩身负弯矩的最大值发生在坑底内侧附近,本次测试结果可为桩锚支护结构的设计提供可靠的依据.     

考虑空间效应的深基坑双排桩支护结构计算模型

建立一个考虑空间效应的深基坑双排桩支护结构计算模型。该模型具有如下特点：可计算基坑某一长度范围内每根桩顶处的冠梁刚度系数,给出冠梁的弯矩、位移分布;通过杆系有限元法计算任意开挖深度情况下桩身的内力和位移;可考虑任意排距（包括排距为零,即退化为一排桩）以及前排桩、后排桩长度不相同等情况下桩身的内力和位移。基于这一模型,编制了设计计算软件。计算结果表明：在基坑边壁中点处冠梁水平位移大于其它位置的位移,且随开挖深度的增大位移逐渐增大;在支护结构桩顶部,冠梁的作用限制了水平位移的发展,而支护结构桩的中部则有较大的位移;此外,随冠梁刚度系数的增大,桩体的水平位移明显减小,而弯矩则增大。计算结果与现场实测资料对比表明,两者变化规律具有较好的一致性。     

深基坑开挖引起的桩基承载力损失和桩身附加拉力简化计算方法

对于深大基坑工程,当桩基础在基坑开挖之前已经施工完成时,在基坑开挖过程中,桩基础将因土体卸荷松弛而导致承载力降低。另外,坑底以下土体隆起将在桩身产生附加拉力。从理论推导入手,提出一种既简便实用又能合理评估开挖卸荷对桩基基础影响的简化算法,主要用于计算开挖卸荷引起的桩基础承载力降低值和土体回弹引起的桩身附加拉力。并结合桩基础开展参数分析,获得了基坑开挖时桩基承载力和桩身附加拉力随开挖深度和桩径的变化规律,并提出几点应对建议,供工程技术人员参考。